Fundações - Construção Civil - Uninassau

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Construção Civil
FUNDAÇÕES
MKT-MDL-02
Versão 00
Professor: Msc. Bruno de Melo Silva
E-mail: bruno_melos@hotmail.com.br
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Introdução
A parte de uma construção que recebe o seu peso e o transfere para o solo chama‐se fundação (alicerce).
O terreno deverá suportar estas cargas sem a ocorrência de recalques ou ruptura do solo.
É a 1ª etapa de construção propriamente dita.
O tipo, formas e dimensões dependem das cargas a serem transferidas (peso da construção) e do terreno onde essa se apoiar á (resistência).
Introdução
As fundações são responsáveis pela transmissão das cargas das edificações, pontes, viadutos etc. ao solo, seja de forma direta, por fundações superficiais, seja de forma indireta, por fundações profundas.
NBR 6122:2010 – Projeto e execução de fundações
Introdução
São elementos estruturais que se apoiam logo abaixo da infraestrutura e se caracterizam pela transmissão das cargas vindas da superestrutura ao solo, através das pressões distribuídas sob sua base.
Introdução
Tipos de Fundação
As fundações são separadas em dois grandes grupos:
- Fundações superficiais (ou diretas ou rasas); 
- Fundações profundas 
Tipos de Fundação
Fundação superficial: “elementos de fundação em que a carga é transmitida ao terreno, predominantemente pelas pressões sob a base da fundação, e em que a profundidade de assentamento em relação ao terreno adjacente é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação...”. 
As fundações superficiais, diretas ou rasas são representadas pelas sapatas, blocos, radier, sapatas associadas, vigas de fundação e sapatas corridas.
Tipos de Fundação
Principais tipos de fundações superficiais
Tipos de Fundação
Fundações Superficiais
Bloco: elemento de fundação de concreto simples, dimensionado de maneira que as tensões de tração nele produzidas possam ser resistidas pelo concreto, sem necessidade de armadura.
Sapata: elemento de fundação superficial de concreto armado, dimensionado de tal modo que as tensões de tração sejam resistidas por armaduras. 
Tipos de Fundação
Fundações Superficiais
Sapata corrida: sapata sujeita a carga distribuída (baldrame).
Viga de fundação: elemento de fundação superficial comum a vários pilares, cujos centros, em planta, estão situados num mesmo alinhamento.
Grelha: elemento de fundação constituído por um conjunto de vigas que se cruzam nos pilares.
Tipos de Fundação
Fundações Superficiais
Radier: elemento de fundação que recebe todos os pilares da obra.
Sapata associada: elemento de fundação que recebe parte dos pilares da obra, o que a difere do radier, sendo este pilares não alinhados, o que a difere da viga de fundação.
Tipos de Fundação
Fundação profunda: “elemento de fundação que transmite ao terreno pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação das duas, e que está assente em profundidade superior ao dobro da sua menor dimensão em planta, e no mínimo 3m, salvo justificativa”.
Já as fundações profundas são representadas, basicamente, pelas estacas, tubulões e caixões.
Tipos de Fundação
Principais tipos de fundações profundas.
Tipos de Fundação
Fundações Profundas
Estacas: elementos esbeltos de fundação profunda com a finalidade de transferir cargas para substratos resistentes mais profundos. Requer emprego de equipamentos especiais para sua execução.
Cravadas: durante o processo executivo, o solo não sai, é recompactado. Ex: madeira, metálica, pré-moldada de concreto, Franki. 
Escavadas: é realizado um pré-furo ou quando o solo sai durante o processo de execução. Ex: estaca escavada, hélice contínua. 
Injetadas: são estacas perfuradas por processos rotativos e revestidas, com fuste concretado por meio de injeção de cimento. Ex: raiz, jet grouting.
Tipos de Fundação
Fundações Profundas
Tubulão: elemento de fundação profunda de forma cilíndrica que, pelo menos em sua fase final de execução, tem a descida de operário (o tubulão não difere da estaca escavada por suas dimensões, mas seu processo executivo).
Tipos de Fundação
Fundações Profundas
Caixão: elemento de fundação profunda, de forma prismática, concretado na superfície e instalado por escavação interna.
Tipos de Fundação
Fundações Mistas
Existem ainda as fundações mistas, que combinam soluções de fundação superficial com profunda.
Tipos de Fundação
As fundações devem fazer com que a tensão transmitida ao terreno seja menor que a tensão que este terreno é capaz de suportar.
Taxas de tensões admissíveis para determinados tipos de solo.
Tipos de Fundação
Se o terreno for firme na superfície ou à pequena profundidade fundações superficiais ou rasas.
Se o terreno for firme em camadas profundas fundações profundas.
Pode‐se utilizar fundações rasas quando o terreno tiver pouca resistência na superfície  solução em radier.
Tipos de Fundação
 
Portanto, se aumentarmos a área de contato solo‐estrutura, diminuiremos o valor da tensão, que poderá ficar menor que a tensão admissível do solo, mesmo que esta seja pequena. Ou seja, com a solução em Radier, distribuímos o peso da construção em uma área relativamente grande.
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Sapata: elemento de fundação executado em concreto armado, de altura reduzida em relação às dimensões da base, que se caracterizam principalmente por trabalhar à flexão e dimensionados de modo que as tensões de tração neles produzidas não sejam resistidas pelo concreto, mas sim pelo emprego da armadura.
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
NBR 6122:2010 – Projeto e execução de fundações:
Dimensões mínimas 60 cm;
Profundade mínima:
 1,5 metros quando a fundação estiver localizada em divisas com terrenos vizinhos, salvo quando a fundação for assentada em rochas;
 - Regiões centrais em torno de 1,0 metro.
 Concreto não estrutural de no mínimo 5 cm separando o elemento de fundação do contato direto com o solo.
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
NBR 6122:2010 – Projeto e execução de fundações:
Critérios para variação na cota de assentamento:
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Escavação da vala :
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Locação dos eixos: Atividade que consiste basicamente em posicionar os eixos centrais dos elementos de fundação a partir dos eixos de locação da obra.
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Concreto não estrutural: Também chamado de concreto magro, tem por objetivo nivelar o superfície de contato entre o elemento de fundação e o solo e evitar o contato direto entre solo e elemento de fundação.
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Montagem das fôrmas: Procedimento que consiste basicamente na montagem das fôrmas (aço, madeira, PVC, etc.) fabricadas com dimensões determinadas no projeto estrutural para garantir a estanqueidade do concreto a ser lançado na fundação.
Gravatas de travamento e mãos-francesas deverão ser executadas de forma geral a cada 40 cm de espaçamento, fixadas em pontaletes assentados no solo.
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Montagem das fôrmas:
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Montagem das armaduras: Procedimento que consiste na montagem das armaduras dos elementos de fundação conforme detalhamento e especificações do projeto estrutural.
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Montagem e locação dos arranques dos pilares que nascem nas fundações: Procedimento que consiste na montagem das armaduras dos pilares e sua locação correta(posicionamento com medidas, alinhamento, nivelamento e prumo), de acordo com o projeto estrutural em questão.
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Montagem e locação dos arranques dos pilares que nascem nas fundações:
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Concretagem:Procedimento que consiste no recebimento (conferir slump test), lançamento (máximo 2,0 metros entre ponto de aplicação e ponto de lançamento), adensamento por meio de vibrações de imersão e cura do concreto, utilizando-o sempre de acordo com suas especificações de projeto.
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Concretagem:
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Radier: Elemento de fundação superficial que abrange todos os pilares da obra ou carregamentos distribuídos.
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Nivelamento e locação da obra: Atividade que consiste basicamente e posicionar através de pontos o edifício dentro do terreno e nivelar sua superfície de solo para o início das demais atividades.
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Montagem das fôrmas: Procedimento que consiste basicamente na montagem das fôrmas (aço, madeira, PVC, etc.) fabricadas com dimensões determinadas no projeto estrutural para garantir a estanqueidade do concreto a ser lançado na fundação.
Gravatas de travamento e mãos-francesas deverão ser executadas de forma geral a cada 40 cm de espaçamento, fixadas em pontaletes assentados no solo.
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Montagem das fôrmas:
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Concreto não estrutural: Também chamado de concreto magro, tem por objetivo nivelar o superfície de contato entre o elemento de fundação e o solo e evitar o contato direto entre solo e elemento de fundação.
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Montagem das tubulações embutidas no radier: Procedimento que consiste basicamente na instalação das tubulações de água, esgoto, drenagem, elétrica, gás, ar condicionado, etc., que deverão estar abaixo ou embutidas no radier.
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Montagem das tubulações embutidas no radier:
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Montagem das armaduras do radier: Procedimento que consiste a instalação da armadura, constituída de malha de aço montada no local ou na forma de tela soldada. A espessura do recobrimento do ferro deverá ser garantida por espaçadores industrializados ou feitos de argamassa na própria obra. Quanto ao posicionamento das telas, tem-se duas opções: 
telas duplas colocadas em ambas as faces (superior e inferior) da placa, absorvendo os momentos fletores negativos e positivos.
tela colocada no meio da espessura da placa, absorvendo momentos positivos e negativos
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Montagem das armaduras do radier:
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Concretagem do radier: Procedimento que consiste no recebimento (conferir slump test), lançamento (máximo 2,0 metros entre ponto de aplicação e ponto de lançamento), adensamento por meio de vibrações de imersão e cura do concreto, utilizando-o sempre de acordo com suas especificações de projeto.
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Concretagem do radier: Procedimento que consiste no recebimento (conferir slump test), lançamento (máximo 2,0 metros entre ponto de aplicação e ponto de lançamento), adensamento por meio de vibrações de imersão e cura do concreto, utilizando-o sempre de acordo com suas especificações de projeto.
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Concretagem do radier:
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Concretagem do radier:
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Concretagem do radier:
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Concretagem do radier:
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Concretagem do radier:
Fundações Superficiais
Procedimentos executivos
Radier:
Fundações indiretas profundas
ESTACAS
As estacas são peças alongadas, cilíndricas ou prismáticas, que são cravadas ou confeccionadas no solo com os fins de:
Transmitir as cargas da estrutura a uma camada profunda e resistente;
Conter empuxos de terra ou de água (estacas-prancha);
Compactar terrenos, através da vibração gerada na cravação das estacas (geralmente de madeira).
Fundações indiretas profundas
ESTACAS
As estacas podem ser classificadas também pelo modo como transferem a carga ao solo. Assim, existem 6 tipos:
Estacas de ponta: são aquelas em que a parcela de atrito lateral é desprezível, e a carga aplicada pela estrutura é quase que integralmente suportada pela ponta da estaca. 
Estacas de atrito: são aquelas em que a resistência de ponta é desprezível, sendo a carga suportada quase que integralmente pelo atrito lateral. 
Estacas de ação mista: as parcelas de ponta e de atrito lateral contribuem com magnitude semelhante para absorver as cargas da superestrutura. 
Fundações indiretas profundas
ESTACAS
As estacas podem ser classificadas também pelo modo como transferem a carga ao solo. Assim, existem 6 tipos:
Estacas flutuantes: são estacas de atrito implantadas em solo de baixa capacidade de suporte. 
Estacas de tração: são aquelas sujeitas, ao longo da sua vida útil, à ação de cargas de arrancamento. Em geral, trabalham apenas com a parcela de atrito lateral. Podem ter a base alargada, aumentando bastante a resistência à tração. 
Estacas de flexão: são estacas submetidas a cargas horizontais (laterais). Em casos extremos, podem ter uma parte do seu comprimento não enterrada.
Fundações indiretas profundas
ESTACAS
As estacas podem ser de madeira, de concreto e metálicas. 
As estacas de concreto podem ser pré-moldadas (caso em que são cravadas no terreno já confeccionadas) ou moldadas no local.
Fundações indiretas profundas
ESTACAS
Estacas de Madeira:
São empregadas desde os mais remotos tempos como elemento de fundação: seu uso remonta ao período Neolítico. Nesta época, as palafitas constituíam um tipo frequente de agrupamento de moradias implantadas sobre tablados apoiados em estacas de madeira.
As estacas de madeira nada mais são que troncos de árvores retos, que são cravados no solo. O diâmetro médio dessas estacas varia de 22 a 30 centímetros, e seu comprimento em geral não passa dos 12 metros. Para comprimentos maiores, é recomendado que se faça emenda de duas estacas
Fundações indiretas profundas
ESTACAS
Estacas de Metálicas:
As estacas metálicas são constituídas de perfis laminados ou soldados, e trilhos simples ou múltiplos. No Brasil são utilizados com mais frequência os perfis H, 2I soldados, trilhos simples ou soldados em estrela. 
Os perfis mais utilizados são os I de 10 ou 12”. Também são utilizadas estacas tubulares ocas compostas de tubos de chapa dobrada com seções circulares, quadradas ou retangulares.
Fundações indiretas profundas
ESTACAS
Estacas de Concreto:
As estacas de concreto podem ser pré-moldadas ou moldadas no local.
As pré-moldadas são executadas no canteiro de obras, onde se tem condições de total controle de materiais, concretagem, cura, et c., e depois são transportadas ao local de implantação e são cravadas no solo com auxílio de bate-estacas, da mesma forma que as estacas de madeira e metálicas. 
As estacas moldadas no local são confeccionadas através do lançamento de concreto em orifícios no solo previamente escavados..
Fundações indiretas profundas
ESTACAS
Estacas de Concreto:
As estacas de concreto podem ser pré-moldadas ou moldadas no local.
As pré-moldadas são executadas no canteiro de obras, onde se tem condições de total controle de materiais, concretagem, cura, et c., e depois são transportadas ao local de implantação e são cravadas no solo com auxílio de bate-estacas, da mesma forma que as estacas de madeira e metálicas. 
As estacas moldadas no local são confeccionadas através do lançamento de concreto em orifícios no solo previamente escavados.
Fundações indiretas profundas
ESTACAS
Estacas de Concreto pré-moldadas:
As estacas pré-moldadas de concreto são utilizadas com maior frequência em obras de pequeno e médio porte.
A principal vantagem das estacas pré-moldadas emrelação às estacas moldadas no local é a possibilidade de inspeção do concreto, permitindo a rejeição de peças que não apresentem condições satisfatórias. Além disso, em terrenos que apresentem camadas moles ou em locais onde se deva atravessar uma corrente de água subterrânea, as estacas pré-moldadas podem ser utilizadas sem prejuízo ao concreto do seu fuste.
Fundações indiretas profundas
ESTACAS
Estacas de Concreto moldadas no local (in loco):
São estacas cujo processo executivo consiste basicamente na perfuração ou escavação do solo, com ou sem a presença de revestimento ou lama bentonítica para contenção, e posterior concretagem através do lançamento do concreto dentro do furo es cavado.
Fundações indiretas profundas
ESTACAS
Estacas de Concreto moldadas no local (in loco):
ESTACA ESCAVADA MECANICAMENTE (SEM LAMA ).
Acima do N.A. 
Perfuratrizes rotativas 
Profundidades até 30m 
Diâmetros de 0,20 a 1,70m (comum até 0,50m)
Fundações indiretas profundas
ESTACAS
Fundações indiretas profundas
ESTACAS
Estacas de Concreto moldadas no local (in loco):
ESTACA ESCAVADA MECANICAMENTE (COM LAMA BENTONÍTICA).
A lama tem a finalidade da dar suporte a escavação.
Processo executivo: 
Escavação e preenchimento simultâneo da estaca com lama bentonítica previamente preparada; 
Colocação da armadura dentro da escavação cheia de lama;
Lançamento do concreto, de baixo para cima, através de tubo de concretagem (tremonha). 
Fundações indiretas profundas
ESTACAS
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA: Caracterizada pela escavação do solo através de um trado contínuo possuidor de hélices em torno de um tubo central vazado. Após sua introdução no solo até a cota especificada, o trado é extraído concomitantemente à injeção do concreto (slump ≅ 24cm, pedrisco e areia) através de tubo vazado.
Diâmetros de 0,275m a 1,20m; 
Comprimentos de até 33m, em função da torre ; 
Executada abaixo do NA; 
Tempo de execução de estaca de 0,40m de diâmetro e 16m de comprimento em torno de 10min (escavação e concretagem). 
Não ocasiona vibração no terreno
Fundações indiretas profundas
ESTACAS
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA:
Problemas
Problemas
Problemas
Exercício
Qual a função das fundações?
Quais dois grandes grupos que as fundações são separadas?
Quais os principais tipos de fundações superficiais?
Como funciona uma fundação Radier?
Quais as etapas de execução de uma sapata?
Quais as dimensões mínimas de uma sapata?
Como se da a divisão de fundação do Tipo Estaca levando em consideração o seu processo executivo?
Referências
ALONSO U.R. Exercícios de Fundações. 2 ed. São Paulo. Edgard Blucher, 2010;
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 6122/2010. Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro, 2010.
MKT-MDL-02
Versão 00
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