Fundações Rasas

Prévia do material em texto

GEOTÉCNICA E FUNDAÇÕES
ENGENHARIA CIVIL
PROJETO GEOTÉCNICO DE FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS
LARISSA ALENCAR SOUSA
VANESSA SOUSA ALVES
TIAGO SILVA MOREIRA
JUAZEIRO DO NORTE CE
GEOTÉCNICA E FUNDAÇÕES
 PROJETO GEOTÉCNICO DE FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS
LARISSA ALENCAR SOUSA
VANESSA ALVES SOUSA
TIAGO SILVA MOREIRA
 (Trabalho apresentado à M.E Paloma Moreira de Medeiros, para obtenção de nota parcial AVP1 em forma de atividade complementar referente ao projeto geotécnico de fundações superficiais.)
Juazeiro do Norte-CE
23 de setembro de 2019
SUMÁRIO
1.	ANÁLISE PRELIMINAR	4
2.	PLANO COMPLEMENTAR DE INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA	5
Técnicas para melhoramento de solo	5
3.	PERFIL GEOTÉCNICO	6
FURO 1	6
FURO 2	7
4.	PLANTA DE CARGAS	9
5.	DIMENSIONAMENTO DAS SAPATAS	9
PILAR 14	10
PILAR 23	14
PILAR 15	18
PILAR 13	23
6.	ESTIMATIVAS DE CUSTOS DE CONCRETO E TAXA DE ARMADURA (COMPARATIVO ENTRE SAPATA E ESTACA)	27
7.	VIABILIDADE DA IMPLANTAÇÃO DE OUTRAS FUNDAÇÕES	28
8.	CONCLUSÃO	29
9.	REFERÊNCIAS	29
1. ANÁLISE PRELIMINAR
Através da sondagem SPT pode-se observar que o solo apresenta baixa capacidade de carga nos seus primeiros 5 metros de profundidade, caracterizando a necessidade de uma fundação profunda no caso de uma estrutura de grande porte, devido a resistência maior encontrada em suas camadas subjacentes.
O primeiro furo do solo analisado apresenta uma primeira camada de 4,8 metros de Argila Siltosa com pouca areia fina e consistência muito mole e de coloração marrom com NSPT variando de 2 a 4. O segundo furo também apresenta a mesma configuração de solo com uma camada de 4,5 metros porém de resistência maior, variando de mole a média com NSPT variando de 4 a 8. O Solo apresenta aumento de resistência a partir de 6 metros de profundidade, podemos observar todas as camadas encontradas com seus devidos NSPT’s na sondagem em anexo.
 Durante todo o ensaio nos dois furos não foi detectado nível d’água. Segundo o Instituto Nacional de Meteorologia – INMET, os períodos de chuva no município de Macacos - MG, concentram-se entre outubro e março. Tendo em vista esses aspectos climáticos, pode-se deduzir que o terreno não sofra influência do lençol freático porém, se faz necessário um estudo hidrológico mais detalhado da região.
2. PLANO COMPLEMENTAR DE INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA
Apesar de não ter sido encontrado nível d’água na sondagem realizada é importante realizar ensaios para verificar o comportamento do solo em caso de variação de umidade, desta maneira pode-se verificar se o solo é colapsível ou expansível tendo maior segurança no dimensionamento das fundações.
Podem ser realizados diversos ensaios diretos e indiretos para tal determinação, dentre os indiretos para solo colapsível estão: índices físicos e limite de attemberg. Já os métodos diretos temos: medida de potencial de colapso (PC), ensaio de laboratório adensamento e campo (expansocolapsômetro). Para solos expansíveis é importante verificar a presença de argilomineral montmorilonita e ensaio de adensamento.
Técnicas para melhoramento de solo
 O solo em estudo possui muito baixa capacidade de carga, sendo plausível o estudo da implementação de algum tipo de alternativa para seu melhoramento, com o objetivo de aumentar a capacidade de carga e minimizar os efeitos de recalques absolutos. Alguns exemplos são:
· Colunas de brita: são construídas por um vibrador de profundidade especialmente adaptado e equipado. Possuem grande resistência ao cisalhamento e rigidez em comparação ao solo ao redor, sendo que o solo ao redor dá apoio lateral para as colunas.
· Drenos verticais fibroquímicos: implantação de fitas drenantes, eliminação rápida de água do solo, aceleração de recalques.
· Injeção de compactação: injetar calda de cimento em fases seguidas e sucessivas, formando bulbos que adensam horizontalmente o solo.
Para a escolha do melhor método de melhoramento, deve-se levar em conta alguns fatores:
· Estrutural: dimensões da construção, forma, tipo, cargas, recalques.
· Geotécnico: tipo de solo, profundidade, composição, nível do lençol freático.
· Construtivo: tipo de empreendimento a ser construído, prazo de execução, disponibilidade de materiais.
3. PERFIL GEOTÉCNICO
FURO 1
FURO 2 
4. PLANTA DE CARGAS 
	PILAR
	ÁREA
	CARGA
	PILAR
	ÁREA
	CARGA
	P1
	2,62
	53,448
	P15
	17,24
	351,696
	P2
	2,62
	53,448
	P16
	17,24
	351,696
	P3
	7,91
	161,364
	P17
	29,46
	600,984
	P4
	12,22
	249,288
	P18
	15,81
	322,524
	P5
	14,02
	286,008
	P19
	11,51
	234,804
	P6
	7,91
	161,364
	P20
	11,51
	234,804
	P7
	7,91
	161,364
	P21
	7,91
	161,364
	P8
	14,02
	286,008
	P22
	14,38
	146,676
	P9
	12,22
	249,288
	P23
	20,62
	210,324
	P10
	7,91
	161,364
	P24
	14,38
	293,352
	P11
	8,73
	178,092
	P25
	7,91
	161,364
	P12
	8,73
	178,092
	P26
	9,84
	200,736
	P13
	15,81
	322,524
	P27
	6,25
	127,5
	P14
	29,46
	600,984
	P28
	9,84
	200,736
A planta de carga apresentada foi extraída de um projeto estrutural considerando 2 pavimentos, as unidades apresentadas estão em kilonewton.
5. DIMENSIONAMENTO DAS SAPATAS
Será feito o dimensionamento dos 4 pilares que possuem a pior carga no projeto. São eles: P14, P23, P15 e P13.
· Dimensionar a fundação estruturalmente;
· A análise da capacidade de carga do solo a partir de métodos conhecidos. Apresentar as correlações utilizadas para se obter parâmetros como coesão e ângulo de atrito do solo.
Os cálculos foram feitos de acordo com a média de correspondente ao FURO 01, pois assim trabalhamos com a segurança por se tratar do pior caso de resistência do solo. No FURO 02 o peso específico e o tipo de ruptura seria o mesmo (GENERALIZADA). 
PILAR 14
Camada de Argila Siltosa com .
Fator de Segurança = 3, de acordo com tabela para métodos analíticos.
Profundidade da fundação atribuída no valor de 2m. (
Carga do Pilar = 600,984 KN.
Seção da Sapata para Pilar 14:
De acordo com correlações feitas a partir do valor de foi possível achar o valor de coesão e ângulo de atrito do solo, além do peso específico da camada.
 
 
 °
Ao analisar gráfico que de acordo com os valores de coesão e ângulo de atrito mostra o tipo de ruptura correspondente ao solo, chegou-se a uma RUPTURA GENERALIZADA. Logo, o cálculo segue normalmente com c e sem estarem reduzidos.
 
O peso específico correspondente com o da camada é de acordo com a tabela a seguir.
O cálculo a seguir será feito pelo método de Hansen com a contribuição de Vésic com cálculos de fatores de forma e profundidade. 
 *
Por meio de interações foi possível chegar aos valores de , e correspondentes para o ângulo de 
Fatores de Forma.
Com B = 1,10 e L=1,25, temos:
 
Fatores de Profundidade
 Com em radianos
 
 
 
 
 
Logo, a sapata suporta a carga do respectivo pilar.
PILAR 23
Camada de Argila Siltosa com .
Fator de Segurança = 3, de acordo com tabela para métodos analíticos.
Profundidade da fundação atribuída no valor de 2m. (
Carga do Pilar = 210,324 KN.
Seção da Sapata para Pilar 23:
De acordo com correlações feitas a partir do valor de foi possível achar o valor de coesão e ângulo de atrito do solo, além do peso específico da camada.
 
 
 
Ao analisar gráfico que de acordo com os valores de coesão e ângulo de atrito mostra o tipo de ruptura correspondente ao solo, chegou-se a uma RUPTURA GENERALIZADA. Logo, o cálculo segue normalmente com c e sem estarem reduzidos.
 
O peso específico correspondente com o da camada é de acordo com a tabela a seguir.
O cálculo a seguir será feito pelo método de Hansen com a contribuição de Vésic com cálculos de fatores de formae profundidade. 
 *
Por meio de interações foi possível chegar aos valores de , e correspondentes para o ângulo de 
Fatores de Forma.
Com B = 0,95 e L=1,20, temos:
 
Fatores de Profundidade
 Com em radianos
 
 
 
 
 
Logo, a sapata suporta a carga do respectivo pilar.
PILAR 15
Camada de Argila Siltosa com .
Fator de Segurança = 3, de acordo com tabela para métodos analíticos.
Profundidade da fundação atribuída no valor de 2m. (
Carga do Pilar = 351,696 KN.
Seção da Sapata para Pilar 15:
De acordo com correlações feitas a partir do valor de foi possível achar o valor de coesão e ângulo de atrito do solo, além do peso específico da camada.
 
 
 
Ao analisar gráfico que de acordo com os valores de coesão e ângulo de atrito mostra o tipo de ruptura correspondente ao solo, chegou-se a uma RUPTURA GENERALIZADA. Logo, o cálculo segue normalmente com c e sem estarem reduzidos.
 
O peso específico correspondente com o da camada é de acordo com a tabela a seguir.
O cálculo a seguir será feito pelo método de Hansen com a contribuição de Vésic com cálculos de fatores de forma e profundidade. 
 *
Por meio de interações foi possível chegar aos valores de , e correspondentes para o ângulo de 
Fatores de Forma.
Com B = 0,80 e L=1,05, temos:
 
Fatores de Profundidade
 Com em radianos
 
 
 
 
 
Logo, a sapata suporta a carga do respectivo pilar.
PILAR 13
Camada de Argila Siltosa com .
Fator de Segurança = 3, de acordo com tabela para métodos analíticos.
Profundidade da fundação atribuída no valor de 2m. (
Carga do Pilar = 322,524 KN.
Seção da Sapata para Pilar 13:
De acordo com correlações feitas a partir do valor de foi possível achar o valor de coesão e ângulo de atrito do solo, além do peso específico da camada.
 
 
 
Ao analisar gráfico que de acordo com os valores de coesão e ângulo de atrito mostra o tipo de ruptura correspondente ao solo, chegou-se a uma RUPTURA GENERALIZADA. Logo, o cálculo segue normalmente com c e sem estarem reduzidos.
 
O peso específico correspondente com o da camada é de acordo com a tabela a seguir.
O cálculo a seguir será feito pelo método de Hansen com a contribuição de Vésic com cálculos de fatores de forma e profundidade. 
 *
Por meio de interações foi possível chegar aos valores de , e correspondentes para o ângulo de 
Fatores de Forma.
Com B = 0,85 e L=1,00, temos:
 
Fatores de Profundidade
 Com em radianos
 
 
 
 
 
Logo, a sapata suporta a carga do respectivo pilar.
6. ESTIMATIVAS DE CUSTOS DE CONCRETO E TAXA DE ARMADURA (COMPARATIVO ENTRE SAPATA E ESTACA)
O orçamento mostrado abaixo nada mais é que um comparativo entre os valores de construção de sapatas ou de estacas como opção de fundação. Alguns dos valores foram estimados.
	Item
	Código
	Banco
	Descrição
	Und
	Quant.
	Valor Unit
	Total
	1
	
	
	SAPATAS
	
	
	
	
	1,1
	C0843 
	SEINFRA
	CONCRETO P/VIBR., FCK 25 MPa COM AGREGADO ADQUIRIDO
	m³
	1.4718
	371.47
	546.73
	1.2
	C1604 
	SEINFRA
	LANÇAMENTO E APLICAÇÃO DE CONCRETO S/ ELEVAÇÃO
	m³
	1.4718
	128.76
	189.51
	1.3
	C4302 
	SEINFRA
	FORMA PARA CONCRETO PRÉ-MOLDADO, INCLUSIVE DESFORMA
	m²
	4.21
	46.25
	194.71
	1.4
	96545 
	SINAPI
	ARMAÇÃO DE BLOCO, VIGA BALDRAME OU SAPATA UTILIZANDO AÇO CA-50 DE 8 MM - MONTAGEM. AF_06/2017
	KG
	22
	9.88
	217.36
	1.5
	96546 
	SINAPI
	ARMAÇÃO DE BLOCO, VIGA BALDRAME OU SAPATA UTILIZANDO AÇO CA-50 DE 10 MM - MONTAGEM. AF_06/2017
	KG
	23.5
	8.05
	189.18
	1.6
	74106/001 
	SINAPI
	IMPERMEABILIZACAO DE ESTRUTURAS ENTERRADAS, COM TINTA ASFALTICA, DUAS DEMAOS.
	m²
	4.21
	8.68
	36.54
	
	
	
	
	
	
	SOMATÓRIO
	1.374,03
	2
	
	
	ESTACAS
	
	
	
	
	2.1
	38538
	SINAPI
	ESTACA PRE-MOLDADA MACICA DE CONCRETO VIBRADO
ARMADO, PARA CARGA DE 25 T, SECAO QUADRADA DE
*16 X 16*, COM ANEL METALICO INCORPORADO A PECA 
(SOMENTE FORNECIMENTO)
	m
	30
	40
	1200
	2.2
	4252
	SINAPI
	OPERADOR DE BATE-ESTACAS
	H
	5
	18.05
	90.25
	
	
	
	
	
	
	SOMATÓRIO
	1.290,25
7. VIABILIDADE DA IMPLANTAÇÃO DE OUTRAS FUNDAÇÕES
O solo analisado apresenta baixa capacidade de carga, caracterizado pelo baixo NSPT encontrado nas primeiras camadas do mesmo, deste modo o melhoramento do solo é uma das alternativas para solução, porém é viável a consideração de outros tipos de fundações como as estacas por exemplo.
O terreno encontra-se em zona rural de Macacos- MG, sem construções vizinhas possibilitando o cravamento de estacas a percussão sem interferência. Todavia Possui um aumento de capacidade de carga a partir do 5° metro de profundidade e para consideração de fundações em estaca seriam necessárias estacas de concreto bem profundas para alcançar o solo resistente.
 Para o dimensionamento das sapatas foi considerado o NSPT= 3, porém o bulbo de tensões ainda alcança camadas inferiores a cota de assentamento definida como 2 metros. Assim, mesmo o solo tendo uma baixa resistência há uma margem de segurança nos cálculos devido ao aumento do NSPT nas camadas inferiores as quais o bulbo de tensões solicita.
(representação do bulbo de tensões)
8. CONCLUSÃO
Através de todas as considerações e análises de projeto, observou-se a viabilidade de aplicação de fundação sapata, considerando todos os ensaios a serem executados para certificação da estabilidade do solo seu melhoramento e os resultados obtidos no dimensionamento das sapatas demonstram uma maior viabilidade de execução devido ao seu menor custo e menor complexidade, tendo em vista que estacas de concreto precisam de transporte, equipamentos e mão de obra especializada para sua execução, resultando em um alto custo em relação a uma construção de 2 pavimentos.
9. REFERÊNCIAS
Instituto Nacional de Meteorologia – INMET - 5º DISTRITO DE METEOROLOGIA / MINAS GERAIS / BELO HORIZONTE SEÇÃO DE ANÁLISE E PREVISÃO DO TEMPO –