TCC - Sapatas ou Estacas - quando usar

Prévia do material em texto

Sapatas ou Estacas? Quando usar? 
 
Adriana Ribeiro 
Especialização em Estrutura da Construção Civil 
FACENS – Faculdade de Engenharia de Sorocaba 
Sorocaba/ SP - Brasil 
ar.eng.const@gmail.com.br 
 
 
 
 
Resumo— A fundação se divide em Fundação Direta, também 
conhecida por Fundação Rasa ou Superficial, e Fundação 
Profunda. A prática de uma fundação depende de inúmeras 
atividades e é desempenhada por profissionais com diferentes 
formações e experiências. A má execução construtiva pela falta 
de informações, tanto por quem executa, quanto pelo projetista, 
podem afetar o desempenho dos elementos da fundação a longo 
prazo. A melhor escolha, as causas patológicas e possíveis 
soluções para esses problemas serão abordadas nesse artigo, de 
forma direta e sem muitos detalhes. 
 
 
Palavras-chave — Fundação; Patologia; Soluções. 
 
I. INTRODUÇÃO 
undações são elementos estruturais com a função de 
transmitir as cargas da estrutura ao terreno onde elas se 
apoiam. Para se ter êxito em uma execução de fundação, deve-
se ter, além de uma mão de obra qualificada, conhecimento do 
solo, projeto estrutural e do material que será usado. 
A investigação do solo é feita através de sondagem executada 
por empresas especializadas. Através dessa sondagem e pelas 
cargas calculadas em um projeto estrutural, inicia-se a escolha 
da fundação. 
Segundo Beterquini, Koga e Miranda (2017, p.17), 
 “Com a compreensão de todos os possíveis tipos de patologia, a qual 
permite uma ação mais qualificada, não só do profissional responsável, 
mas também de todos ligados direta ou indiretamente à obra; e também 
utilizando a boa prática, atendendo adequadamente às normas e 
executando a fundação com mão-de-obra qualificada, obtém-se uma 
estrutura sem maiores problemas no decorrer dos anos”. 
 
 
II. OBJETIVO 
Neste artigo serão abordadas as principais diferenças entre 
uma sapata e uma estaca, mostrando alguns problemas 
causados pela má escolha do tipo de fundação e possíveis 
soluções. 
III. FUNDAÇÃO SUPERFICIAL (RASA OU DIRETA) 
A Norma Brasileira que trata o assunto das fundações é a 
6122/2010 – Projeto e Execução de Fundações. Segunda a 
norma, é considerado um elemento de fundação superficial 
(rasa ou direta) quando a carga da edificação é transmitida ao 
terreno por uma base da fundação duas vezes maior que sua 
altura (H < 2B). 
Podemos citar como fundação direta sapatas, radier, blocos, 
sapatas associadas, vigas de fundação e as sapatas corridas. 
 
1. SAPATA ISOLADA 
 
Elemento de fundação direta feita de concreto armado que 
transmitem as ações de um único pilar centrado, com seção 
não alongada, dimensionado de modo que as tensões de tração 
não sejam resistidas pelo concreto, mas sim pela armadura. 
Sua base em planta pode ser quadrada, retangular ou 
trapezoidal. É o tipo de sapata mais utilizada. 
 
 
 
Figura 1 – Sapata isolada 
Fonte: www.flickr.com/photos/tecdaconstrucao/3793508457 
 
2. SAPATA ASSOCIADA 
 
Sapata comum a vários pilares, cujos centros, em planta, não 
estejam situados em um mesmo alinhamento. 
Transmitem as ações de dois ou mais pilares adjacentes. São 
utilizadas quando não é possível a utilização de sapatas 
isoladas para cada pilar, por estarem muito próximas entre si, 
o que provocaria a superposição de suas bases (em planta) ou 
dos bulbos de pressões. Neste caso, convém empregar uma 
única sapata para receber as ações de dois ou mais pilares. O 
centro de gravidade da sapata normalmente coincide com o 
centro de aplicação das cargas dos pilares. Para condições de 
carregamento uniformes e simétricas, as sapatas associadas 
resultam em uma sapata corrida simples, de base retangular. 
Usualmente, as sapatas associadas são projetadas com viga de 
rigidez (enrijecimento), cujo eixo passa pelos centros de cada 
pilar. 
 
F 
 
 
 
 
Figura 2 – Sapata Associada 
Fonte: www.escolaengenharia.com.br/sapatas-de-fundacao/ 
 
 
 
3. SAPATA CORRIDA 
 
É um tipo de fundação com formato de uma viga, sujeita à 
ação de uma carga distribuída linearmente de paredes, muros 
ou qualquer elemento alongado. 
O dimensionamento deste tipo de sapata é idêntico ao de uma 
laje armada em uma direção. Por receber ações distribuídas, 
não é necessária a verificação da punção em sapatas corridas. 
Como vantagens das sapatas corridas como fundação estão o 
baixo custo e rapidez para a execução, versatilidade, pouca 
escavação e baixo consumo de concreto e o uso de 
ferramentas simples para a escavação. 
 
 
Figura 3 – Sapata Corrida 
Fonte: www.escolaengenharia.com.br/sapatas-de-fundacao/ 
 
4. BLOCO 
 
Elemento de fundação direta feita de concreto armado, 
dimensionado de modo que as tensões de tração possam ser 
resistidas pelo concreto, sem a necessidade de armadura. Pode 
ter suas faces verticais, inclinadas ou escalonadas e apresentar 
em planta secção quadrada ou retangular. 
Segundo a Norma Brasileira 6118/2014 – Projeto de 
Estruturas de Concreto - Procedimento, o bloco deve ter altura 
suficiente para permitir a ancoragem da armadura de arranque 
dos pilares. 
Em blocos com duas ou mais estacas em uma única linha, é 
obrigatória a colocação de armaduras laterais e superior. 
Em blocos de fundação de grandes volumes, é aconselhável 
analisar a necessidade da utilização de armaduras 
complementares. 
A figura abaixo mostra um bloco de concreto armado já 
preparado com os arranques para receber o pilar da estrutura. 
 
 
 
Figura 4 – Blocos 
Fonte: www.guiadaengenharia.com/wp-content/uploads/2018/01/bloco-
fundação-superficial.jpg 
IV. FUNDAÇÃO PROFUNDA 
 
1. ESTACAS 
 
São peças alongadas, cilíndricas ou prismáticas, cravadas ou 
confeccionadas no solo. Pode ser de madeira, concreto ou aço. 
Pré-Moldadas ou Moldadas In-loco. São utilizadas sozinhas 
ou em grupo, solidarizadas por um bloco rígido de concreto 
armado (bloco de coroamento). 
Existem vários tipos de estacas, as mais utilizadas são Strauss, 
Escavada, Frank, Hélice Contínua, Raiz, Pré-Moldada de 
Concreto, Metálica e Madeira. 
A escolha do tipo de estaca a ser utilizada depende da 
topografia do terreno e sondagem do solo. 
Por exemplo: área onde o nível d’água não atingir a 
profundidade da estaca, pode-se usar uma estaca escavada. Se 
houver a presença de água pode-se usar uma estaca Strauss, 
Hélice Contínua e Pré-Moldada de Concreto Armado. 
 
 
Figura 5 – Estaca 
Fonte: http://blogpraconstruir.com.br/etapas-da-construcao/estacas/ 
 
 
 
 
 
 
Figura 6 – Estaca Strauss 
Fonte: Arquivo pessoal 
 
 
 
Figura 7 – Estaca Strauss 
Fonte: Arquivo pessoal 
 
2. TUBULÕES – a diferença entre o tubulão e a estaca é a 
base alargada do tubulão. Para finalizar a escavação de 
um tubulão é necessário a descida de um operário para 
completar a escavação da base alargada. Por esse 
motivo o diâmetro de um tubulão deve ser maior ou 
igual a 70 cm. Existem dois tipos de tubulões. 
 
2.1. A céu aberto – pode ter ou não revestimento e em 
geral utilizado acima do nível d’água. 
 
 
 
Figura 8– Tubulão a céu aberto 
Fonte: www.escolaengenharia.com.br/tubulao-a-ceu-aberto/ 
 
2.2. Pneumático ou ar comprimido 
 
São revestidos com concreto armado ou aço (Benoto) e 
utilizados abaixo do nível d’água. 
 
 
 
Figura 9 – Tubulão de Ar Comprimido ou pneumático 
Fonte: sites.google.com/site/langeotecniaefundacao/contato/produtos 
V. QUAL TIPO DE FUNDAÇÃO ESCOLHER 
 
Depois de todo o projeto estrutural de superestrutura de uma 
edificação pronto, o próximo passo é a escolha do tipo de 
fundação que será utilizado. 
Para fazer essa escolha deve-se analisar a sondagem de solo 
feita na área em que será construída a edificação. 
Segundo a NBR 8036/1983 – Programação de sondagens de 
 
 
simples reconhecimento dos solos para fundações de edifícios, 
as sondagens devem ser, no mínimo: 
02 sondagens para até 200m² de área da projeção em planta 
do edifício,01 sondagem para cada 200 m² de área da projeção em 
planta do edifício, até 1200 m² de área. 
Entre 1200 m² e 2400 m² deve-se fazer uma sondagem para 
cada 400 m² que excederem de 1200 m². 
Acima de 2400 m² o número de sondagens deve ser fixado 
de acordo com o plano particular da construção pelo projetista. 
Nos casos em que não houver ainda disposição em planta 
dos edifícios, como nos estudos de viabilidade ou de escolha 
de local, o número de sondagens deve ser fixado de forma que 
a distância máxima entre elas seja de 100 m, com um mínimo 
de três sondagens. 
Com a planta de carga e sondagem de solo o projetista fará 
a escolha da fundação através do tipo de solo e sua capacidade 
de carga. 
Em solos com baixa capacidade de carga deve-se utilizar 
uma fundação profunda e a sua profundidade vai depender da 
resistência de cada camada de solo e da carga que esse solo 
terá que resistir. 
 
VI. PATOLOGIAS 
 
Muitas construções são executadas sem o devido estudo do 
solo através da sondagem para ter uma economia maior na 
construção. Normalmente essa ausência do estudo do solo 
ocorre em construções de pequeno porte, mas também 
presente em algumas construções de médio porte. Mas essa 
economia pode gerar gastos muito grandes posteriormente. 
Nesses casos a fundação utilizada é a fundação direta, em sua 
maioria, sapatas. 
A falta desse estudo pode causar patologias na construção 
depois de executada. Em alguns casos podem levar a 
edificação à ruína. 
No dimensionamento de uma fundação deve-se usar um 
fator de segurança para evitar recalques na estrutura causados 
pela ruptura do terreno e deformações excessivas nele 
provocadas. 
O recalque pode ocasionar efeitos estruturais, arquitetônicos 
e funcionais. 
Os danos estruturais são danos causados à estrutura (vigas 
pilares e lajes). 
 
 
 
Figura 10 – Recalque da fundação 
Fonte:engcivil.maquinadeaprovacao.com/posts/artigo/recalque-diferencial-
entenda-este-fenomeno/43 
 
Os danos arquitetônicos são causados à estética da 
edificação, como trincas em paredes e acabamentos. 
Os danos funcionais são os causados à utilização da 
estrutura, como ruptura de esgotos e galerias, emperramento 
de portas e janelas, etc. 
Segundo CONSOLI. N.C.; MILITITSKY. J.; SCHNAID. 
F., os recalques diferenciais máximos em fundações assentes 
em solos granulares (areia) é de pelo menos 25mm da 
indicação de Tezarghi e Peck (1948), ou conforme Skemptom 
e Mac Donald (1956), 25mm para recalque diferencial e 
40mm para recalque total. 
As principais causas de recalques em uma edificação são o 
rebaixamento do lençol freático, solos colapsíveis, escavações 
em áreas adjacentes à fundação, vibrações e escavação de 
túneis. 
Em locais onde foi encontrado um solo colapsível o fator de 
segurança de cálculo que deve ser utilizado é 4. Nos demais 
casos o fator de segurança utilizado é 3. 
Utiliza-se um fator de segurança alto para o 
dimensionamento das fundações por não se saber com 
exatidão o que será encontrado no subsolo. 
Mesmo com os estudos de sondagem de solo, não se tem 
como ter certeza do que há lá embaixo. 
 
 
 
 
 
Figura 11 – Recalque da fundação 
Fonte: www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/recalque-de-
fundacoes 
 
VII. CONCLUSÃO 
 
Muitos problemas nas edificações podem ser evitados se 
todos os estudos da área e projeto estrutural forem feitos. 
Apenas um profissional qualificado poderá garantir a 
integridade futura da edificação. 
A economia que se faz não fazendo esses estudos e projetos 
podem causar problemas graves na edificação, podendo haver 
a perda da edificação parcial ou totalmente. 
O valor para se fazer o reforço da estrutura é alto, podendo 
ser inviável se alcançar o valor da edificação. 
 
REFERÊNCIAS 
[1] CONSOLI. N.C.; MILITITSKY. J.; SCHNAID. F. “Patologia das 
Fundações”. 2ª ed. Oficina de Textos. São Paulo, 2013. 208p. 
[2] BERTERQUINI. A. B. T.; KOGA. L. M.; MIRANDA. M. O. 
“Patologias da Fundações”. Disponível em: 
<http://ojs.toledo.br/index.php/engenharias/article/view/2543/148>. 
Data de visualização: 28 Out 2017. 
 
 
 
 Adriana Ribeiro. Engenheira civil, especialista 
em Estrutura da Construção civil pela Faculdade de 
Engenharia de Sorocaba. Nascida em São Roque, cidade do 
interior do estado de São Paulo, em 13 de junho de 1978.