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AULA 3-4: FUNDAÇÕES Prof.ª: Kelen Mannes Knaesel 4. FUNDAÇÕES 4.1 Generalidades • Chamamos de fundação a parte da estrutura de uma edificação que transmite ao terreno subjacente a carga da obra. • São as fundações que distribuem no terreno todas as cargas ( todo o peso da edificação). • Devem ser executadas rigorosamente como foram especificadas pelo Projeto Estrutural. 4.2 Classificação das fundações 4.2.1 Quanto à transmissão das cargas: • Fundações Diretas Aquelas em que a transmissão da carga para o solo é feita preponderantemente pela base. • Fundações Indiretas Aquelas em que a transmissão da carga para o solo é feita preponderantemente pela superfície lateral. 4.2.2 Quanto ao tipo 4.2.2.1 Fundações Rasas 4.2.2.2 Fundações Profundas 4.2.2.1 FUNDAÇÕES RASAS As fundações RASAS podem ser executadas quando a resistência de embasamento pode ser obtida no solo superficial numa profundidade que pode variar de 1,0 a 3,0 metros. E podem ser: • Fundações Contínuas: Alicerce de tijolos, pedras e concreto ciclópico, Alicerce de blocos de concreto, radier, Sapata corrida. • Fundações Isoladas: Broca, Bloco de concreto, Sapata isolada, Sapata associada, Sapata alavanca ou com viga de equilíbrio. ALICERCE DE TIJOLOS, PEDRAS E CONCRETO CICLÓPICO Serviços a executar: 1. Abertura da vala 2. Compactação da camada do solo resistente, apiloando o fundo; 3. Lastro de concreto magro (90kgf/cm2) de 5 a 10 cm de espessura; 4. Execução do embasamento, que pode ser de concreto, alvenaria ou pedra; 5. Construir uma cinta de amarração que tem a finalidade de absorver esforços não previstos, suportar pequenos recalques, distribuir o carregamento e combater esforços horizontais; 6. Impermeabilização para evitar a percolação capilar, utilizando uma argamassa “impermeável” (com aditivo). ALICERCE DE BLOCOS DE CONCRETO: Serviços a executar: todos os anteriores SAPATA CORRIDA Serviços a executar: 1. Escavação; 2. Colocação de um lastro de brita e concreto magro de 5 a 10 cm de espessura; 3. Posicionamento das fôrmas, quando o solo assim o exigir; 4. Colocação das armaduras; 5. Concretagem; 6. Cinta de concreto armado: sua finalidade é a maior distribuição das cargas, evitando também deslocamentos indesejáveis, pelo travamento que confere à fundação; 7. Camada impermeabilizante: sua função é evitar a subida da umidade por capilaridade para a alvenaria de elevação; RADIER • É uma laje de concreto sobre o solo. • Além de apoiar a casa, o radier funciona como contrapiso e calçada. • O radier só pode ser usado se o terreno todo tiver o mesmo tipo de solo. Se uma parte for firme e a outra fraca, o radier não pode ser utilizado. Não esqueça de instalar os tubos de esgoto, ralos, entradas hidráulicas e elétricas o antes de concretar o radier. Preparação: • Apiloamento do solo • Camada com brita (10cm) • Lona • Concreto magro • Ferragem • Nivelamento • Concretagem • Acabamento (alisadoras ou acabadoras de concreto) SAPATA ISOLADA Passos para execução: • abertura das cavas; • esgotamento de água, se for o caso; • apiloamento do fundo; • Lastro de brita e lançamento de concreto magro no fundo; • posicionamento das fôrmas; • posicionamento da armadura do fundo; • posicionamento da armadura do pilar - localização do eixo pela tabeira de locação da obra; • concretagem; • retirada de fôrmas após o endurecimento do concreto; • cura do concreto. 4.2.2.2 FUNDAÇÕES PROFUNDAS As fundações PROFUNDAS podem ser: • TUBULÕES 1. A CÉU ABERTO 2. A AR COMPRIMIDO • ESTACAS 1. CRAVADAS (Pré-moldadas) • Concreto • Madeira • Aço 2. ESCAVADAS •Franki •Hélice Contínua •Estaca Raiz 3. BROCAS • A) TUBULÕES São elementos de fundação profunda constituído de um poço (fuste), normalmente de seção circular revestido ou não, e uma base circular ou em forma de elipse, utilizada principalmente para receber grandes cargas, ou em locais com acesso restrito a equipamentos. 1- Tipos de tubulões: A - A Céu aberto: - sem escoramento; - com escoramento. B – Pneumático (Ar Comprimido): - Com revestimento metálico; - Com revestimento de concreto. 2- Métodos de perfuração - Manual (sarrilho + balde + pá + picareta); - mecânico (perfuratriz). Obs: A abertura mecanizada só do fuste, pois a base deverá ser feita manualmente. • Tubulão a céu aberto: – Sem escoramento: Nada mais é do que um poço onde na cota de apoio, cria-se uma base e posteriormente a sua abertura, concreta-se o conjunto, constituído de fuste, base e armadura de coroamento. Características gerais: - Escavado manualmente; - φ mínimo do fuste para escavação manual = 0,70 m; - Ângulo de 60º é suficiente para que não tenha necessidade de colocação de armadura na base; - Só para receber esforços verticais; - Executado somente acima do lençol freático (N.A.); - Executado em solos coesivos; - Concreto utilizado pode ser o ciclópico. – Com escoramento: a. Tipo Chicago: Características gerais: - Escoramento das paredes do fuste é feito com madeira preso por anéis metálicos; - Elementos de escoramento podem ou não ser recuperados durante a concretagem; -Elementos de escoramento, são utilizados em trechos onde o solo é de baixa consistência; - Só para receber esforços verticais; - Executado somente acima do lençol freático (N.A.); - Concreto utilizado pode ser o ciclópico –b. Tipo Gow: Características gerais: - Escoramentos laterais da parede do fuste, são executados com anéis metálicos telescópicos, ou de concreto, cravados por percussão; - Elementos de escoramento são recuperados durante a concretagem; - Só para receber esforços verticais; - Executado somente acima do lençol freático (N.A.); - Concreto utilizado pode ser o ciclópico. • Tubulão pneumático (Ar Comprimido): Generalidades: - As cotas de apoio das bases dos tubulões, são executadas abaixo do lençol freático. - As condições de trabalho normais para elemento humano é de 3 atm; - Rebaixamento do N.A. é feito sob pressão, com auxílio de ar comprimido. - Revestimento das paredes do fuste pode ser feito com anéis de concreto ou anéis metálicos. B) ESTACAS CRAVADAS • Pré-Moldadas - Concreto: ✓Podem ser de concreto armado ou protendido, vibrado ou centrifugado, e concretadas em formas horizontais ou verticais. ✓Devem ser executadas com concreto adequado, além de serem submetidas à cura necessária para que possuam resistência compatível com os esforços decorrentes do transporte, manuseio, instalação e a eventuais solos agressivos. ✓Devem ser emendadas através de solda. ✓O uso de luva de encaixe é tolerado desde que não haja tração, seja na cravação, seja na utilização VANTAGENS: • Alta qualidade dos elementos de fundação; • Boa execução em solos moles e com lençol freático próximo ao nível do solo; • Contribui com uma obra mais limpa e um canteiro mais organizado; • Custo baixo quando comparado a outros tipos de estaca; • Execução simples e prática. DESVANTAGENS: • Produz muita vibração e ruídos conforme o tipo de equipamento utilizado para cravação; • As estacas podem quebrar durante a cravação, quando encontram uma camada de solo muito resistente, matacões ou rocha. - Madeira: A sua utilização é bastante limitada e deve-se ser vista como uma alternativa de viabilidade técnica questionável. OBS: As estacas de madeira devem ter seus topos (cota de arrasamento) permanentemente abaixo do nível d’água; - Aço: As estacas de aço podem ser constituídas por perfis laminados ou soldados, simples ou múltiplos, tubos de chapa dobrada (seção circular, quadrada ou retangular), tubo sem costura e trilhos. CUIDADOS PARA CRAVAÇÃO DE ESTACAS PRÉ-MOLDADAS • Para controle da cravação, a estaca deve ser marcada de metro em metro. Assim é possível registrar quantos golpes foram necessários para cravação de cada metro da estaca e a profundidade já penetrada. • Outro cuidado importante é quanto à nega. A negaé um método simples de aferição da capacidade de carga da estaca, quando a mesma já atingiu a profundidade indicada em projeto. A nega consiste no deslocamento da estaca durante três séries de dez golpes cada para cravação da estaca. • Outro cuidado importante é quanto ao posicionamento e prumo da estaca. A estaca deve ser posicionada acima do ponto de cravação e verificado o alinhamento com este ponto. Além disso, o equipamento e estaca devem estar perfeitamente aprumados. C) ESTACAS ESCAVADAS • Estaca Franki: se caracteriza pela utilização de uma base alargada ou bulbo preenchido com material granular (bucha seca) ou concreto. A bucha seca pode ser um tampão de brita com areia ou concreto magro. Vantagens: •Podem suportar grandes cargas. •Apresentam boa resistência lateral e de ponta, contribuindo para a dissipação das cargas no solo. •Atingem camadas profundas do solo. •Podem ser executadas abaixo do nível de água. Desvantagens: • Causa muita vibração no terreno. • Demandam tempo na sua execução que podem ocasionar maiores custos com mão-de- obra e equipamentos. • ESTACA STRAUSS • Se caracteriza por ser moldada in loco e são executadas enchendo-se de concreto as perfurações que foram escavadas. • Para o início da escavação abre-se um furo no terreno com um soquete para colocação do primeiro tubo. Aprofunda-se o furo com golpes de sonda de percussão. Conforme a descida do tubo, rosqueia-se o tubo seguinte até a escavação atingir a profundidade determinada. • Ao final se coloca a ferragem. HÉLICE CONTÍNUA • É a fundação mais utilizada no Brasil atualmente devido a sua praticidade e versatilidade; • É escavada e moldada in loco, capaz de trabalhar em solos com lençol freático, mas sem a presença de rochas; • Os diâmetros dos trado vão de 30 a 150cm, e 40m de profundidade aproximadamente, dependendo do equipamento disponível pela empresa prestadora do serviço. • Como todo elemento de fundação, para uma boa execução deste tipo de estaca é necessário um estudo criterioso das condições do solo. • Além disso, é importante que este serviço seja executado por profissionais capacitados e habilitados para tal tarefa. Sendo imprescindível o acompanhamento deste tipo de obra por um engenheiro geotécnico com boa experiência na execução de fundações. VANTAGENS • Redução considerável das vibrações e ruídos durante a construção, ideal para centros urbanos e divisas com construções antigas; • Alta produtividade, podendo um equipamento executar até 250 metros de estaca por dia, conforme as condições do terreno e projeto; • Capacidade de perfurar camadas de solos resistentes, a trado helicoidal tem capacidade para perfuração de solos de até 50 NSPT; • Alta capacidade de carga; • Grande variação dos diâmetros do trado helicoidal, podendo chegar até 150 cm de diâmetro; • Monitoramento eletrônico de todo o processo executivo da estaca. • É um equipamento grande e por isso necessita-se de uma área ampla na obra e de terreno plano ou pouco inclinado para a sua instalação. • Não podem ser executadas em terrenos com presença de rochas e matacões. • Custo relativamente alto se comparado a outros métodos de execução de fundações devido a mobilização dos equipamentos. DESVANTAGENS ESTACA RAIZ • A estaca raiz é uma estaca escavada que integra o grupo de estacas utilizadas em fundações profundas, podendo atingir profundidade maior que 50 metros e com diâmetro de 80 a 500 mm, tanto em solo como em rochas. • Caracteriza-se por perfuração rotativa ou rotopercussiva e por apresentar elevada tensão de trabalho ao longo do fuste (coluna que liga a base e o topo) que é inteiramente armado em todo seu comprimento. • Essas estacas são as principais substitutas dos tubulões sob ar comprimido. • Para a execução da estaca raiz, utiliza-se tubos de revestimento metálico integralmente em todo o trecho do solo após a escavação, pois em solos mais arenosos (ou até mesmo pouco argilosos) pode ocorrer desmoronamento. Esses tubos metálicos são recuperados após o preenchimento da estaca com argamassa cimento-areia e da fixação da armadura. https://www.escolaengenharia.com.br/tubulao-a-ar-comprimido/ VANTAGENS: • Ausência de vibração e descompressão do terreno, podendo então ser utilizada em terrenos com construções vizinhas; • Possibilidade de execução em áreas de espaço limitado, devido ao equipamento ser de pequeno e médio porte; • Utilização em terrenos com presença de matacões, rochas e concreto, tem capacidade de perfuração de matérias rígidas; • Possibilidade de combater esforços de flexão; • Execução com maiores inclinações (0 a 90º); • Não provoca poluição sonora. DESVANTAGENS: • Custo elevado; • Alto consumo de cimento; • Alto consumo de ferragens para as armaduras; •Obra alagada devido ao grande consumo de água. BROCAS • Usada para pequenas cargas, quando o solo firme estiver entre 1,2 a 6 m. • São executadas por uma ferramenta simples denominada broca (trado de concha ou helicoidal -um tipo de saca rolha), que pode atingir até 6 metros de profundidade, com diâmetro variando entre 15 a 25 cm, sendo aceitáveis para pequenas cargas • Recomenda-se que sejam executadas estacas somente acima do nível do lençol freático, para evitar o risco de estrangulamento do fuste. • Devido ao esforço de escavação exigido são necessárias duas pessoas para o trabalho. • Também pode ser feito com auxílio de retroescavadeira com ponteira helicoidal. 4.3 BLOCOS DE COROAMENTO DAS ESTACAS • Os blocos de coroamento das estacas são elementos maciços de concreto armado que solidarizam as "cabeças" de uma ou um grupo de estacas, distribuindo para ela as cargas dos pilares e dos baldrames. EXECUÇÃO: • As estacas devem ser preparadas previamente, através de limpeza e remoção do concreto de má qualidade que, normalmente, se encontra acima da cota de arrasamento das estacas moldadas "in loco". • Escavação de vala; • Apiloamento do fundo; • lançamento de concreto magro no fundo; • posicionamento das formas; • posicionamento da armadura do bloco; • posicionamento da armadura do pilar; • concretagem; • retirada de formas após o endurecimento do concreto; • cura do concreto. 4.4 VIGAS BALDRAMES • A viga baldrame é a estrutura que sustenta as paredes do pavimento térreo, sendo responsável por evitar o surgimento de trincas, umidade e outros problemas que podem acabar comprometendo a segurança dos moradores. • É a principal encarregada de fazer o travamento entre os blocos/sapatas de fundação. • Antes da sua execução deve ser definido o nível de construção da obra. Execução: • Escavação das valas quando for necessário. • Apiloamento do solo • Adicionar camada de +-10cm de brita 1, e socar para que penetre bem no solo; • Montar as fôrmas; • Lançar camada de concreto magro; • Montar as armaduras, não esquecendo de adicionar esperas para pilares e contrapiso quando necessário; • Colocação de esperas de tubulações em paredes quando necessário; • Conferir as armaduras conforme projeto estrutural; • Reforçar amarrações das fôrmas • Concretar as vigas baldrames, não esquecendo de vibrar adequadamente o concreto.; Esperas para pilares deverão ficar a pelo menos 60cm acima da viga baldrame. Emenda de vigas: • Finalizar 1ª concretagem de forma oblígua e rugosa, para que o concreto da 2ª concretagem possa ter mais aderência. • Antes da 2ª concretagem proceder limpeza no local da emenda. Emendas em estruturas finalizadas: • Furar a estrutura com broca maior que o diâmetro do aço; • Colar ferragem com cola tipo epóxi apropriada; Cura do Concreto: • Na linguagem da construção civil, a cura é a fase de secagem do concreto. Ou melhor, é o conjunto de medidas que devem ser tomadas para evitar a evaporação da água de amassamento utilizada no concreto aplicado. Esta água é essencial para a hidratação do cimento. • Para que o concreto alcance um melhor desempenho, é fundamental o processo de cura. Caso contrário, poderá ocorrer a redução da resistência e durabilidadedo concreto, provocando fissuras e deixando a camada superficial fraca, porosa e vulnerável à entrada de substâncias agressivas provenientes da natureza. • Um concreto não curado, ou mal curado, pode ter resistência até 30% mais baixa. • Para as vigas baldrames o período de cura é de 3 dias, a partir da qual pode ser iniciado os serviços de alvenaria. • A superfície deve estar limpa para receber produto impermeabilizante; • Poderá ser aplicado: - Manta asfáltica - Pintura asfáltica Aplicação: deverá ser aplicado sobre as vigas baldrames e nas faces laterais, no mínimo 10 cm para cada lado. No caso de manta asfáltica deverá ser obedecido o transpasse longitudinal de 10 cm nas emendas. 4.5 IMPERMEABILIZAÇÃO DAS VIGAS BALDRAMES
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