APS - Fundações Profundas - G2

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UNIVERSIDADE PAULISTA – CAMPUS FLAMBOYANT
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS - FUNDAÇÕES - 585X
Cleinon Souza de Jesus				RA: C67FFE-1	Turma: EC9P42
Henrique Lincoln de Souza Oliveira		RA: C47009-0 	Turma: EC9U42
João Augusto Arrates				RA: C470CJ-6 Turma: EC9Q42
Mychael Dougllas Gomes Bueno			RA: C22FBC-0 	Turma: EC9Q42
Gilvan Pereira da Silva				RA: C5261J-0	Turma: EC9Q42
GOIÂNIA GO
2019
UNIVERSIDADE PAULISTA – CAMPUS FLAMBOYANT
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
	
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS - FUNDAÇÕES - 585X
			
Trabalho de conclusão da disciplina de Atividade Prática Supervisionada - APS do 9º período de engenharia civil apresentado a Universidade Paulista – UNIP. 
CAMPUS FLAMBOYANT
2019
RESUMO
O presente trabalhado irá propor um estudo de um a locação de um empreendimento hipotético, propondo uma locação de fundação, no caso, uma fundação rasa. Utilizando-se de laudos de sondagens que darão base justificar a escolha dos tipos de fundação adotados no trabalho. Apresentaremos o memorial de cálculo das fundações do empreendimento, utilizando o método empírico e teórico de cálculo para dimensionar a base, além do calculo das dimensões e das armaduras que serão utilizadas.
Será construindo uma maquete da fundação adotada no empreendimento apresentando suas características de execução e suporte. O processo de construção da maquete será registrado fotograficamente e anexo no presente trabalhos.
1. INTRODUÇÃO	
	Fundação é definida como os elementos estruturais com a responsabilidade de transmitir as cargas da edificação para o solo, sem que ocorra desabamento de solo, comprometimento da edificação. O que requer que o solo tenha uma resistência necessária para suportar as tensões causadas pelos esforços solicitantes. E através dos estudos de sondagens do solo, será possível mensurar tal resistência. 
De acordo com MILITITSKY, CONSOLI e SCHNAID (2015) uma fundação se define como sendo a necessidade da transferência de cargas ao solo para que seja possível a construção de uma estrutura. Em sua forma prática, ela abrange diversas atividades que são executadas por profissionais com distintas formações e experiências. Sendo assim, vários fatores interferem em sua execução, resultando no êxito ou fracasso de uma fundação, tais como o surgimento de problemas no decorrer de sua execução
	
2 REVISÃO BIBLIOGRAFICA
2.1 Fundação Direta (Rasa)	
“Fundações são os elementos estruturais destinados a transferir ao terreno as cargas de uma estrutura” (AZEVEDO, 1997, p. 29). São, portanto, o meio de ligação entre a superestrutura e o solo. Sendo assim, estas devem resistir adequadamente as 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 (MELHADO ET AL, 2002).
As fundações são responsáveis por distribuir o peso (carga) da construção para o solo de forma segura para que não ocorram deslizamentos de terra e problemas como trincas e rachaduras na sua casa. Por isso, a escolha do tipo de fundação certa para a sua casa deve ser feita por um engenheiro capacitado. Ele irá analisar as características do solo, o peso da edificação e seus materiais para elaborar o projeto estrutural. Um projeto bem feito economiza na compra dos materiais e evita problemas no futuro.
Segundo Aoki, Cintra e Menegotto (2002) quando se insere uma obra no meio físico esta passa a provocar reações de carga no solo, que também fica sujeito a sofrer cargas aleatórias como o vento, ondas, tremores, etc, ou mesmo a ação de cargas funcionais. Assim os autores denominam como carga toda força ou ação que age sobre a superfície (solo) sendo ela externa, ambiental ou funcional.
Em casas com até dois pavimentos é comum utilizarmos as fundações diretas ou rasas devido ao seu custo benefício. As fundações rasas transmitem as cargas diretamente para o solo por suas bases. Possuem profundidade igual ou inferior a 3 metros. Geralmente as escavações deste tipo de fundação são feitas manualmente. Os formatos das fundações mudam conforme o tipo, mas todas são construídas com concreto e aço. Esta combinação é conhecida como concreto armado.
Os tipos de fundações diretas mais comuns são:
Sapata Isolada - Elas são recomendadas para terrenos com solo firme e de boa resistência. O peso da edificação é transmitido para as colunas, que por sua vez, transferem o peso para as sapatas que distribuem para o solo. Geralmente as sapatas isoladas têm a base quadrada ou retangular e o topo pode ser reto ou piramidal. 
É um elemento de concreto armado dimensionado de tal maneira que as tensões de tração geradas não sejam resistidas pelo concreto, mas sim pelo uso do aço. A base apresenta-se, geralmente, em planta, de forma quadrada, retangular ou trapezoidal
.
(Figura 01 – Sapata Isolada)
Sapata Corrida - A sapata corrida é uma fundação superficial muito utilizada na construção de casas com vãos pequenos, muros, paredes de reservatórios e piscinas. Ela é uma estrutura contínua de concreto armado que fica abaixo das paredes, se assemelha a viga baldrame, porém suas dimensões de largura e altura são normalmente maiores. O peso da construção é transferido para as colunas e depois distribuído linearmente para o solo. É uma sapata sujeita à ação de uma carga distribuída linearmente;
(Figura 02 – Sapata Corrida)
Sapata Associada: corresponde a uma sapata comum a vários pilares cujos centros de gravidade não estejam situados no mesmo alinhamento; A sapata associada ou radier parcial é uma sapata comum a vários pilares. São normalmente empregadas quando a posição de duas sapatas isoladas ficarem muito próximas por falta de espaço ou opção estrutural. Neste caso, as bases das sapatas poderiam ficar sobrepostas ou influenciar na outra estruturalmente fazendo com que o uso de uma única sapata associada pudesse receber as cargas de dois ou mais pilares próximos.
(Figura 03 – Sapata Associada)
Radier - É uma fundação rasa recomendada para solos com baixa resistência. O radier é uma placa de concreto armado ou protendido que fica abaixo da casa e em contato direto com o solo. Neste tipo de fundação a casa é construída logo acima dele o peso (carga) dela é distribuído de forma uniforme para o solo.
(Figura 04 – Radier)
Bloco - elemento de concreto simples, dimensionado de forma que as tensões de tração geradas sejam resistidas unicamente pelo concreto. Apresenta-se, em planta, com seção quadrada ou retangular.
(Figura 05 – Bloco)
2.2 Fundações Profundas
De acordo com a norma brasileira NBR 6122 (1996) fundação profunda é aquela 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 esta assente em profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão em planta, e no mínimo três metros, salvo justificativa. Neste tipo de fundação incluem-se as estacas, os tubulões e os caixões.
Tubulões - são elementos de fundação em que a carga é transmitida pela base (resistência de ponta), havendo descida de operário na escavação realizada pelo menos na fase final de execução; A execução de fundações com tubulões é indicada especialmente para obras com cargas consideradas elevadas (acima de 3 mil kN), - como, por exemplo, pontes, viadutos e prédios de grande porte - para solos com presença de lençol freático e que apresentam riscos de desabamento.
Os tubulões são elementos de fundação profunda em concreto moldado in loco que transmitem as cargas estruturais para os solos de maior capacidade de suporte. Consistem no encamisamento da estrutura do fuste com anéis de concreto ou tubosde aço. Podem ser a céu aberto, com e sem escoramento, e a ar comprimido, com revestimento metálico ou de concreto.
Já os tubulões pneumáticos têm a função de transmitir as cargas estruturais para solos de maior capacidade de suporte situados em locais que apresentam maiores profundidades, sendo caracterizados por seção transversal, o que permite a escavação interna, com entrada de pessoal em seu interior.
Quando os tubulões são escavados manualmente, podem ser dotados de base alargada tronco-cônica - sendo então executados acima do nível d'água, natural ou rebaixado. O modelo também se aplica a casos especiais em que abaixo do nível da base seja possível bombear a água, sem que haja possibilidade de desmoronamento ou perturbação no terreno de fundação.
Seja qual for a tecnologia (in loco ou a ar comprimido), os tubulões permitem a inspeção do solo ou da rocha na fundação, na cota de abertura de base. De acordo com o diretor técnico da GeoCompany, Roberto Kochen, a utilização do sistema é uma vantagem em relação a elementos de fundação profunda em que o controle é apenas indireto, como, por exemplo, as estacas pré-moldadas.
(Figura 06 – Tubulão)
(Figura 07 – Tubulão)
Estacas - são elementos de fundação executadas inteiramente por ferramentas ou equipamentos, não ocorrendo descida de operário em qualquer de suas fases de execução. As estacas são elementos de fundação que tem como objetivo transmitir as cargas da edificação atuantes na superfície para o solo.
A transmissão das cargas para o solo é feita de duas formas, pelo atrito lateral entre a estaca e o solo e pela resistência de ponta da estaca. Em alguns casos, é considerado somente a resistência obtida pelo atrito lateral. As estacas são classificadas como elementos de fundação profunda. Podem ser utilizadas em obras de grande ou pequeno porte. 
A definição da melhor opção de estaca para uma obra deverá levar em consideração inúmeras informações importantes, como as características do terreno, as cargas da edificação, os recursos financeiros disponíveis e também as técnicas utilizadas na região da construção. Este serviço deve ser feito por um engenheiro civil com conhecimentos específicos em geotecnia, comumente conhecido como engenheiro geotécnico.
Para conhecer as características do terreno é necessário a execução de sondagens de solo. O tipo de sondagem mais comum é o SPT, que fornece uma descrição das características das camadas do solo, a posição do lençol freático e também uma estimativa da resistência do solo.
As principais diferenças entre cada tipo de estaca são referentes ao material constituinte ou então ao processo executivo. Os principais tipos de estacas são:
1 – Estaca escavada:
As estacas escavadas são elementos de fundação muito utilizados na construção civil brasileira, também é conhecida em algumas regiões como estaca trado. O processo executivo é muito simples, tem como etapas principais a escavação, o posicionamento de armaduras e a concretagem. A escavação é realizada com trado helicoidal.
Esta estaca pode ser utilizada em diferentes tipos de solo. Entretanto, em solos com presença de nível de água ou que apresentam camadas susceptíveis à desmoronamento devem ser tomados alguns cuidados especiais. O diâmetro deste tipo de estaca pode variar muito, de 30 a 180 centímetros. Estas estacas podem chegar a profundidades de até 70 metros.
2 – Estaca Franki:
As estacas Franki também são fundações moldadas no local. A grande diferença entre este tipo de estaca e as escavadas é que o fuste é feito pelo processo de cravação e não pelo processo de escavação.
Além disso, esta estaca se difere por possui em sua ponta um bulbo de concreto.
Uma das grandes vantagens deste tipo de estaca é que ela pode ser construída em diferentes tipos de solo, com presença ou não de água. O que faz dela um dos tipos de estacas mais flexíveis.
Entretanto, seu uso em locais próximos a edificações existentes deve ser avaliado criteriosamente, visto que a execução da estaca gera muita vibração do solo, o que pode comprometer edificações vizinhas.
3 – Estaca Strauss:
As estacas Strauss podem ser utilizadas em diferentes tipos de solo, são estacas muito flexíveis e que alcança uma ótima capacidade de carga. O diferencial deste tipo de estaca é o processo executivo. São estacas moldadas no local. A escavação é realizada por meio de uma sonda metálica e toda a superfície é protegida por meio de revestimento metálicos que são introduzidos até a profundidade final da estaca.
A concretagem é realizada com o lançamento e apiloamento do concreto. À medida que a estaca é concretada o revestimento metálico é retirado.
4 – Estaca raiz:
A estaca raiz é um tipo de fundação que pode ser utilizado em qualquer tipo de solo. É uma estaca moldada no local, que possui uma variação de diâmetro de 10 a 50 centímetros, com profundidade de até 60 metros. A escavação da estaca é feita por meio de perfuração rotativa ou roto-percussiva. Durante toda a escavação é utilizado revestimento metálico.
Estas estacas são muito utilizadas em fundações que precisam perfurar rochas ou solos com grande quantidade de matacões, pois seu sistema de escavação consegue ultrapassar este tipo de material. Também possui ótima resistência à tração e seu equipamento é relativamente pequeno, o que possibilita seu uso em diversos tipos de situações.
5 – Estaca hélice contínua:
A estaca hélice contínua é um dos principais tipos de estacas utilizados nos grandes centros urbanos. O grande diferencial desta estaca é o seu processo executivo. É uma estaca moldada in loco, a escavação é feita por meio de um trado helicoidal que possui um tubo acoplado ao longo do seu eixo.
Após a conclusão da escavação é feita a concretagem através do tubo acoplado com simultânea retirada do trado helicoidal.
Esta estaca possui inúmeras vantagens como alta capacidade de carga, baixa vibração do solo, alta produtividade, grande variação do diâmetro e monitoramento eletrônico durante a execução.
6 – Estaca pré-moldada de concreto:
As estacas pré-moldadas de concreto possuem um grande diferencial em relação às estacas moldadas no local, que é o controle de qualidade, por serem elementos industrializados.
Estas estacas são peças de concreto pré-fabricadas que são cravadas no solo. Estas peças podem ter diferentes formas geométricas, também podem ser maciças ou vazadas. É possível encontrar dois tipos de estacas pré-moldadas de concreto, as estacas de concreto armado e as estacas de concreto protendido. A cravação das estacas pode ser feita de três maneiras distintas, por meio vibração, percussão ou prensagem.
Este tipo de estaca também pode ser utilizado em diferentes tipos de solo. Mas, pode ser inviabilizado nos grandes centros urbanos pela vibração causada por alguns elementos de cravação.
7 – Estaca metálica:
As estacas metálicas são constituídas de perfis metálicos, tubos de chapa dobrada ou trilhos metálicos também utilizados nas ferrovias. A execução destas estacas é muito simples e consiste na cravação dos elementos por meio de um bate-estaca. É importante estar atento ao tipo de solo onde estas estacas serão executadas, pois são inviáveis em solos muito duros ou com presença de muitos matacões. Este tipo de estaca possui ótimo comportamento tanto à tração como compressão, além disso durante a execução produzem pouca vibração.
8 – Estaca de madeira:
As estacas de madeira não são tão comuns atualmente, mas esta foi um dos primeiros tipos de estacas utilizados como elemento de fundação.
Estas estacas são troncos retilíneos de madeira de boa resistência. As principais madeiras utilizadas são o ipê, a peroba e a aroeira. Em fundações provisórias também é utilizado o eucalipto.
Elas fazem parte das estacas de deslocamento, pois são executadas sem a necessidade de escavar o solo. Os troncos de madeira são cravados no solo como uma estaca pré-moldada de concreto. Este tipo de estaca funciona bem em situações submersas. Emlocais onde há grande variação do nível da água é indicado evita-la, pois, a estaca poderá apodrecer nestas condições.
9 – Estaca prancha:
As estacas prancha são utilizadas em estruturas de contenção. Na maioria dos casos são executadas por perfis metálicos cravados justapostos.
Existem inúmeros tipos de estacas prancha no mercado, o que varia em cada um dos modelos são os perfis metálicos utilizados.
Estas estacas possuem um ótimo desempenho em estruturas de contenção, são comumente utilizadas em subsolos de edificações, construção de piers e cais, calados de portos, contenções submersas, acesso de túneis e tantas outras opções.
O processo de cravação produz muito ruído e muita vibração e é feito com um grande bate estaca. Este tipo de estaca não é indicado para solos muito duros, por ser impossível a cravação dos perfis.
(Figura 08 – Estacas)
(Figura 09 – Processo Construtivo)
Caixões - são elementos de fundação de forma prismática, concretados na superfície e inseridos no terreno por meio de escavação interna.
(Figura 10 - Caixões)
3 MEMORIAL DE CÁLCULO
De acordo com o Laudo de Sondagem que segue:
SAPATA QUADRA – FUNDAÇÃO RASA
Dados:
Fundação Rasa: 3 metros de profundidade
Carga de Projeto: 3000 KN
NSPT: 16
Argila – K = 5
Sapata Quadrada
Método Empírico
	
 
 
m2
- Sapata Quadrada
Método Teórico – Terzaghi
Dados:
C = 10 KPa
Pproj: 3000 KN
Z = 3m
Cálculo da Geometria
Dados:
- Sapata quadrada com 2,10m de lado
- Pilar quadrado de 50 cm
- Fck 30Mpa
- Carga de Projeto 3000KN
- Aço CA-50
- Cobrimento 5cm
Altura
Altura h1 e h
Ângulo
Peso Próprio
Esforços de Tração
Aréa de Aço
Detalhamento
Adotar 
- Espaçamento
TUBULÃO – FUNDAÇÃO RASA
Dados: 
NSPT: 16
Pproj: 3000KN
K=5
Z=3m
Método Empírico
	
 
 
m2
- Tubulão
Método Teórico – Terzaghi
Dados:
C = 10 KPa
Pproj: 3000 KN
Z = 3m
Dimensionamento
Dados: 
B=2,10m
Pilar 60x20
Fck 20Mpa
Rodapé de 20cm
A=3,5m²
Diâmetro do Fuste
Altura da Base
Volume Total
Detalhamento da Armadura
- Armadura Longitudinal
	
	# Adotando 
- Número de Barras
- Perímetro da Armadura
- Espaçamento
- Armadura Transversal
- Espaçamento
- Bitola Mínima
- Número de Estribos
4 CONCLUSÃO
Após a realização deste trabalho, que teve foco no dimensionamento e detalhamento de uma fundação concluímos que as fundações são uma das partes mais importantes dentro de uma obra e que elas são responsáveis por absorver e distribuir as cargas recebidas para o solo, desenvolver todo o trabalho foi bastante gratificante para o grupo. 
A realização dos cálculos e determinação do tipo de fundação mais apropriada para o tipo de obra ou solo trouxe ainda mais conhecimento para todos do grupo. A maquete serviu como instrumento para melhor concepção de como é a fundação estudada. Com a realização de todo dimensionamento e detalhamento, foi possível também observar como é a escolha e qual tipo de fundação utilizar. 
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
CINTRA, José Carlos A.; AOKI, Nelson. Fundações por estacas: projeto geotécnico. Oficina de Textos, 2011.
ESCOLA ENGENHARIA. Sapata de Fundação. Disponível em: Acesso em: nov. 2017. 
MILITITSKY, Jarbas; CONSOLI, Nilo Cesar; SCHNAID, Fernando. Patologia das fundações. Oficina de Textos, 2015.
MELHADO Silvio Burrattino et al. Silvio Burrattino et al. Fundações. São Paulo: Escola Politécnica Da Universidade de São Paulo, 2002.
NBR 6122/1996, Projeto e execução de fundações, ABNT, 1996.
AZEVEDO, Hélio Alves. O edifício até sua cobertura. 2. ed. São Paulo: Edgard Blücher, 1997.
ANEXOS