Tipos de Fundações

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Mecânica dos Solos e 
Fundações
CONTEÚDO:
http://bit.ly/unip2020
Prof. M.e Thiago Lopes dos Santos
Fundações diretas rasas: 
→ Sapatas corridas 
❖Alvenaria 
❖Concreto 
→ Sapatas isoladas 
→ Sapatas associadas 
→ Sapatas alavancadas 
→ Bloco
→ Radiers 
→ Tubulões Curtos
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Fundação de execução simples e de baixo custo.
Utilizada em construções leves, onde as cargas
transmitidas ao solo são pequenas.
Execução são feitas valas, de forma que a sapata seja
implantada ao longo das paredes, especificadas no
projeto arquitetônico.
Sapata Corrida
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Residências, onde as cargas não são muito grandes, se o
solo for regularmente resistente.
A profundidade destas fundações deve ser no mínimo
de 0,70 m e no máximo de 1,50 m.
A largura da base da sapata deve ser sempre maior ou
igual ao dobro da parede, que sobre ela repousa.
Sapata corrida de alvenaria de tijolos
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Residências, onde as cargas são grandes e o solo
regularmente resistente
É utilizada para suportar cargas oriundas de elementos
contínuos que possuem cargas distribuídas linearmente
como muros, paredes e outro elementos alongados.
A largura mínima da sapata deve ser de 0,70 m e o angulo
 é menor que 25º.
Sapata corrida de concreto armado
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Sapata corrida de concreto armado
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Superficiais mais simples e comuns na construção civil.
Ela é dimensionada para suportar a carga de apenas um
pilar ou coluna.
Podem ser de formato quadrado, retangular, circular,
etc.
Sapata de concreto isolada
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Sapata de concreto isolada
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Quando as sapatas de dois ou mais pilares ficam
muito próximas, ou até se superpõem, é necessário
associá-las.
Em casos de pilares de divisa onde as sapatas não
podem invadir o terreno vizinho.
Sapata associada ou radier parcial
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Sapata associada
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Sapata alavandada
Quando um pilar está na divisa do terreno pode-
se alavancar a sapata de divisa, que é excêntrica
a uma sapata de pilar interno.
É utilizada quando a base da sapata não
coincide com o centro de gravidade do pilar por
estar próximo a alguma divisa ou outro
obstáculo.
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Sapata alavancada
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Sapata alavancada
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Bloco
Elemento de fundação superficial de concreto,
dimensionado de modo que as tensões de tração
nele produzidas possam ser resistidas pelo
concreto, sem necessidade de armadura. Pode
ter suas faces verticais, inclinadas ou
escalonadas e apresentar normalmente em
planta seção quadrada ou retangular.
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Bloco
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Radier
Se assemelha a uma placa ou laje que abrange toda a
área da construção.
O radier apresenta vantagens como baixo custo e
rapidez na execução, além de redução de mão de obra
comparada a outros tipos de fundação superficiais ou
rasas.
O radier é executado em obras de fundação quando a
área das sapatas ocuparem cerca de 70 % da área
coberta pela construção ou quando se deseja reduzir
ao máximo os recalques diferenciais.
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Radier
Protendido → Quando a fundação rasa é
comprida.
Armado → São utilizados para a construção de
casas ou edifícios baixos, com no máximo quatro
ou cinco pavimentos.
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Radier
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Tubulões Rasos
Os tubulões são fundações de forma
cilíndrica que pelo menos em sua fase final
de execução tem a descida de um operário
para limpar e inspecionar o terreno da
base.
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Tubulões Rasos
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Podem ser executados sem e com revestimento.
Os tubulões a céu aberto podem ter escavação manual
ou mecânica.
A escavação manual é feita utilizando-se pá e picareta e
levando-se o material escavado para cima por meio de
balde e guincho
Fundações Diretas Rasas
Tubulões Rasos
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Tubulões Rasos
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Quando o solo tende a desmoronar reveste-se o furo
com tubos de concreto ou aço que vão sendo cravados à
medida que o solo é escavado.
Pode-se atravessar o lençol freático com um tubulão a
céu aberto, desde que o nível do lençol esteja pouco
acima da base do tubulão, a base esteja apoiada em
terreno coesivo e impermeável e se existir água em solo
permeável é utilizada camisa para revestir o furo.
Tubulões Rasos
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Fundações
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 Definição
 Denomina-se “capacidade de carga” de uma fundação ou capacidade de
suporte do solo, como sendo a carga resistida no limite de ruptura, ou seja, o
limite acima do qual a fundação seria capaz de mover-se sob tensão
constante.
 Carga de projeto: é definida como a carga última (Pu) dividida por um fator
de segurança (FS):
 Utiliza-se FS de 3 para fundações rasas e de 2 para fundações profundas em
situações genéricas onde não se conhece a condição do solo (NBR 6122-
2019).
proj
Pu
P
FS
=
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 Métodos para determinação da capacidade de carga
 - Métodos práticos - determina o valor de Pu por meio de
provas de cargas.
 - Métodos empíricos ou semi-empíricos - calcula Pu a
partir de um banco de dados nacional, ou até mesmo
regional, se possível.
 - Métodos teóricos - calcula Pu por meio das
propriedades de resistência do solo.
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Métodos práticos
 São realizados ensaios do tipo prova de carga
(estáticos ou dinâmicos) onde elementos de fundação
ou semelhantes a eles são submetidos a carregamentos
progressivos até a iminência da ruptura ou a níveis
máximos de admissibilidades de recalques.
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 Métodos empíricos ou semi-empíricos
 São propostas correlações de capacidade de carga com os
resultados de vários ensaios de campo ou laboratório para
vários solos. O valor da capacidade de carga é estimado
considerando níveis compatíveis de recalque.
 No Brasil, predominam as correlações entre capacidade de
carga versus ensaio de SPT, tanto para fundações rasas
quanto profundas.
❖ Pelo método empírico a carga última de sapatas e tubulões pode ser calculada
Onde:
s adm = tensão admissível do solo, em kPa;
N SPT = Número de golpes SPT;
k = Fator de correção que varia com o tipo de solo.
100SPTadm
N
k
s = 
K Solo
3 Pedregulhos
4 Areias
5 Siltes e Argilas
Capacidade de Carga
Método Empírico
❖Uma vez calculada a tensão admissível do solo, determina-se a área da sapata;
Capacidade de Carga
Método Empírico
❖ Exemplo 01: Considere o perfil de solo abaixo, que é formado por uma
argila siltosa. A fundação recebe uma carga última de 9.180 kN.
Considere que a fundação será apoiada em um Nspt acima de 15.
Dimensione a base de:
a) Uma sapata quadrada;
b) Um tubulão curto;
Capacidade de Carga
Método Empírico
100SPTadm
N
k
s = 
K Solo
3 Pedregulhos
4 Areias
5 Siltes e Argilas
proj
Pu
P
FS
=
❖ Exemplo 03: Dimensionar a base de um tubulão para suportar
uma carga de 3600 kN. Considere que o tubulão esteja apoiado a
5 metros de profundidade no perfil abaixo:
Prof. (m) Nspt Solo
0-1 XXX Argila arenosa
1-2 7 Areia siltosa
2-3 9 Areia siltosa
3-4 15 Areia siltosa
4-5 17 Areia siltosa
5-6 20 Argila arenosa
6-7 25 Argila siltosa
Capacidade de Carga
Método Empírico
100
20
100 400
5
SPT
adm
adm
N
k
kPa
s
s
= 
=  =
3600
9 ²
400
proj proj
adm
adm
P P
A m
A
s
s
= → = = =
2 4 9
3,39 3,40
4
B
A B m



= → = = 
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Métodos teóricos
 Diversas teorias vêm sendo utilizadas e desenvolvidas
para o estudo da estabilidade de uma fundação em
uma massa de solo, com o intuito de determinar a
capacidadede carga da fundação.
 Pode-se destacar as seguintes:
 - Equilíbrio limite;
 - Análise limite;
 - Linhas de escoamento;
 - Expansão de cavidade;
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Métodos teóricos
❖ Determinação da carga última por meio das
propriedades de resistência do solo;
➢ Coesão e ângulo de atrito: são obtidos por meio dos ensaios
de cisalhamento direto e triaxial.
➢ Peso específico: obtido por meio do ensaio de determinação
da massa específica.
Métodos teóricos: Equilíbrio limite
❖ A superfície de ruptura é pré-estabelecida;
❖ O material é considerado como rígido e plástico.
❖ Descreve bem uma ruptura generalizada, podendo ser
empregado muito bem para sapatas.
Lambe e Whitman (1969)
Bowles (1996)
Métodos teóricos: Análise limite
❖ O material é considerado como elastoplástico;
❖ Considera:
➢ Equações de equilíbrio;
➢ Relação tensão-deformação;
➢ Equações de compatibilidade (ε x u);
➢ Plasticidade perfeita (tensão residual constante);
➢ Usam equações de trabalho virtual.
q
P
b solo
P
O

solo
P
Métodos teóricos: Linhas de Escoamento
❖ É um método difícil de se resolver na mão → utiliza-se
o Método dos Elementos Finitos (MEF) ou o Método
das Diferenças Finitas (MDF), por exemplo;
❖ Mapeia campos de tensão e deformação;
Métodos teóricos: Expansão de Cavidade
❖ Não serve para sapatas e tubulões, mas funciona muito
bem para estacas;
❖ “A tensão requerida para provocar o puncionamento
profundo em um meio elastoplástico, sem atrito (φ = 0), é
proporcional a tensão necessária para expandir uma
cavidade de um mesmo volume”.
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 Teoria de Terzaghi; (equilíbrio limite)
 Considera-se as seguinte hipóteses:
 - solo rígido plásticos;
 - solo homogêneo;
 - não considerou a resistência acima do nível da base, mas
apenas a sobrecarga (q);
 - a região I se moveria junto com a fundação sendo:
  = f = base rugosa;
 45º + f/2 = base lisa;
 f = ângulo de atrito do solo.
 - a região II é uma zona de cisalhamento;
 - a região III é uma zona comprimida, formada de 45º - f/2 com
a horizontal.
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 Teoria de Terzaghi;
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 Teoria de Terzaghi;
❖ A tensão última é encontrada por meio da seguinte equação:
Onde:
qu = tensão última ou máxima (kPa);
c = coesão do solo (kPa);
γ = peso específico do solo sob a fundação (kN/m³);
B = menor dimensão da fundação (m);
Nc, Nq, Nγ = fatores de capacidade de carga (função do ângulo de atrito do solo);
( )  NBNqNcq qcu 21++=
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 Teoria de Terzaghi;
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 Teoria de Terzaghi;
Exemplo 02: Considere uma sapata com base 2x3 m a uma
profundidade de 1,8 m. Calcule a carga que levaria esta sapata a
ruptura e a carga de projeto. Dados: c = 10 kPa; ϕ = 30°; γ = 16,2
kN/m³.
Capacidade de Carga
 Teoria de Terzaghi;
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 Teoria de Terzaghi;
Exemplo 02: Considere uma sapata com base 2x3 m a uma
profundidade de 1,8 m. Calcule a carga que levaria esta sapata a
ruptura e a carga de projeto.. Dados: c = 10 kPa; ϕ = 30°; γ = 16,2
kN/m³.
1345,67
1345,67 (2 3) 8074,02
8074,02
2691,34
3
u
u u sapata
u
u
proj
q kPa
P q A
P x x kN
P
P kN
FS
=
=
= =
= = =
Capacidade de Carga
Exemplo 03: Um pilar com uma carga de projeto (Pproj) de 2000
kN terá como fundação uma sapata situada a uma profundidade
de 1,8 m. Calcule a área da base da sapata quadrada.
Dados: c = 10 kPa; ϕ = 30°; γ = 16,2 kN/m³.
Capacidade de Carga
 Teoria de Terzaghi;
Exemplo 03:
( )2
2
2 3
6000 1
2
6000 1
10 37,16 (16,2 x1,8) 22,46 16,2 19,7
2
6000 1026,53 159,57
(B 2,0m) 5382,68
(B 2,1m) 6004,78
u c qP c N q N B N
B
x x x xBx
B
B B
f
f
= = + +
= + +
= +
= =
= =
 Não atende o FS!
Capacidade de Carga
 Teoria de Terzaghi;
2 2
2000 3 6000
u sapatau
proj
proj
u
sapata
q AP
P
FS FS
P FS x
P
A B B
= =
= = =
Teoria de Terzaghi (1943)
Para corrigir algumas hipóteses iniciais, o acréscimo de alguns
fatores foram propostos na equação original. Entre eles, destacam-
se:
a) Correção de forma;
b) Compressibilidade do solo;
c) Fator de embutimento;
d) Posição do nível d’água (NA);
e) Outros.
Capacidade de Carga
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 Teoria de Terzaghi – Tubulão Curto (Z=3,0 m);
 Fator de forma:
( )12u c qc qq c N S S Sq N B N = + +
Terzaghi
Sc 1,3
Sq 1,0
Sγ 0,8 – base quadrada ou retangular
0,6 – base circular
1,3 0,3u c qq c N q N B N=   +  +   
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 Teoria de Terzaghi – Tubulão Curto (Z=3,0 m);
❖ Exemplo 04: Dimensionar a base de um tubulão com 3,0 metros de
profundidade para suportar uma carga de 300 tf.
Dados:
1,3 0,3u c qq c N q N B N=   +  +   
12
28
18 / ³n
c kPa
kN m
f

=
= 
=
proj
Pu
P
FS
=
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 Teoria de Terzaghi – Tubulão Curto (Z=3,0 m)
❖ Exemplo 04: Dimensionar a base de um tubulão com 3,0 metros de
profundidade para suportar uma carga de 300 tf.
Dados:
12
28
18 / ³n
c kPa
kN m
f

=
= 
=
2 2 2
3000 3 11459,16
4 4
proju
u
P FSP
q
D BA B 
 
= = = =
2
2 3
11459,16
1454,86 84,78
11459,16 1454,86 84,78
2,70
uq B
B
B B
B m
= = +
= +
 =
300 3000tf kN=
Teoria de Terzaghi (1943)
b) Compressibilidade do solo: para solos compressíveis (areias
fofas e argilas moles), deve-se corrigir a equação original.
Usa-se:
Com os parâmetros reduzidos, entra-se nas tabelas originais e
resolve-se a equação de Terzaghi.
*
*
2
3
2
3
c c
tg tgf f
=
=
{
Capacidade de Carga
Teoria de Terzaghi (1943)
c) Fator de Embutimento:
H ≤ 3B→ Equação de Terzaghi funciona;
H > 3B→ Deve-se trocar de teoria.
Capacidade de Carga
Teoria de Terzaghi (1943)
Exemplo: Determinar as dimensões de uma sapata quadrada à 2 m de
profundidade que recebe uma carga de 1200 kN.
Dados: Areia fofa, c = 5 kPa; ϕ = 28°; e γ = 15,2 kN/m³.
Solução:
Verificação do Fator de Embutimento:
H ≤ 3B
2,0 m ≤ 3B→ Desde que B ≥ 0,67m a equação de Terzaghi pode ser empregada.
Capacidade de Carga
Teoria de Terzaghi (1943)
Exemplo:
❖ Areia fofa→ corrigir compressibilidade:
Nc = 17,15
Nq = 7,09
Nγ = 4,65
❖ Fator de forma:
Sc = 1,3; Sq = 1,0; Sγ = 0,8 (sapata quadrada)
*
*
*
2
5 3,33
3
2
28 0,355
3
(0,355) 19,5
c x kPa
tg tg
arctg
f
f
= =
=  =
= = 
Teoria de Terzaghi (1943)
Exemplo:
( )
2 3
1
2
3 1200
²
3600 1
3,33 17,15 1,3 (2 15,2) x 7,09 x1,0 15,2 4,65 0,8
² 2
3600 289,78 28,27
( 3,0) 3371,31
( 3,1) 3626,98
3,1
u c c q q
u proj
q c N S q N S B N S
x
q FSq
B
x x x x xBx x
B
B B
f B
f B
B m
 = + +
= =
= + +
= +
= =
= =
 =
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