INTRODUÇÃO ENGENHARIA DE FUNDAÇÕES E ENSAIOS DE CAMPO - AULAS 1,2

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Estruturas de Fundações
e Contenções
Pós-Graduação em 
Engenharia XXXXXXXX
FUNDAÇÕES E OBRAS 
DE TERRA
Encontro 01
ABORDAGEM SOBRE FUNDAÇÕES
Na Engenharia de Fundações, ou de
forma mais ampla, na Geotecnia, o
profissional vai lidar com um material
natural sobre o qual pouco pode atuar, isto
é, tem que aceita-lo tal como ele se
apresenta, com suas propriedades e
comportamentos específicos.
CONCEITOS
O QUE É FUNDAÇÃO?
É o elemento estrutural responsável por
transmitir as cargas provenientes da
estrutura para o terreno.
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES
Quais são os requisitos básicos que uma
fundação deve atender para que tenha um
desempenho satisfatório?
ESTABILIDADE EXTERNA
SEGURANÇA QUANTO À RUPTURA DO
SOLO DE FUNDAÇÃO
OU SEJA
(i)
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES
Quais são os requisitos básicos que uma
fundação deve atender para que tenha um
desempenho satisfatório?
RECALQUES COMPATÍVEIS COM A ESTRUTURA
DEFORMAÇÕES ACEITÁVEIS SOB AS
CONDIÇÕES DE TRABALHO
OU SEJA
(ii)
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES
Quais são os requisitos básicos que uma
fundação deve atender para que tenha um
desempenho satisfatório?
ESTABILIDADE INTERNA
SEGURANÇA QUANTO À RUPTURA DOS
ELEMENTOS ESTRUTURAIS DA FUNDAÇÃO
OU SEJA
(iii)
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES
As consequências do NÃO cumprimento
destes requisitos ocasiona:
(i)
Geotécnico
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES
(i)
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES
As consequências do NÃO cumprimento
destes requisitos ocasiona:
(ii)
Geotécnico
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES
As consequências do NÃO cumprimento
do requisito “iii” ocasiona:
(iii)
Estrutural
Tipos de fundações e Terminologia
De acordo com a NBR-6122 / 2019, existem as seguintes classes 
de fundações:
❑ Fundações Superficiais (ou “diretas” ou rasas)
As cargas são transmitidas ao terreno pela base da fundação.
❑ Fundações Profundas
As cargas são transmitidas ao terreno pela base (ponta), por sua
superfície lateral (fuste) ou por uma combinação das duas.
devendo sua ponta ou base estar assente em profundidade
superior ao dobro de sua menor dimensão em planta, e no
mínimo 3,0 m. Neste tipo de fundação incluem-se as estacas e
os tubulões.
Tipos de fundações e Terminologia
Tipos de fundações e Terminologia
A distinção entre esses dois tipos de fundações
é feita também segundo um critério geral (arbitrário)
de que uma fundação profunda é aquela cujo
mecanismo de ruptura, do ponto de vista
geotécnico, não atinja a superfície do terreno.
Tipologia das Fundações diretas
Os principais tipos de fundações superficiais
são:
o 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.
o SAPATA – Elemento de fundação
superficial de concreto armado,
dimensionado de tal modo que as
tensões de tração sejam resistidas
por armadura (por isso as sapatas
tem uma menor altura que o
blocos).
Tipologia das Fundações Superficiais
➢ SAPATA ASSOCIADA – Elemento de
fundação que recebe pilares alinhados,
geralmente de concreto armado.
➢ GRELHA – Elemento de fundação
constituído por um conjunto de vigas que
se cruzam nos pilares.
Tipologia das Fundações Superficiais
Tipologia das Fundações Superficiais
➢ RADIER – Elemento de fundação que recebe todos os
pilares da obra.
Tipologia das Fundações rasas
o SAPATA CORRIDA – Sapata sujeita a uma carga
distribuída.
Tipologia das Fundações Profundas
São separadas em três tipos principais:
A. ESTACA — Elemento de fundação profunda executado
com auxílio de ferramentas ou equipamentos,
execução esta que pode ser por cravação a
percussão, prensagem, vibração ou por escavação, ou,
ainda, de forma mista, envolvendo mais de um destes
processos.
B. TUBULÃO — Possui forma cilíndrica, e em pelo menos na
sua fase final de execução, há a descida de operário (o
tubulão nào difere da estaca por suas dimensões mas
pelo processo executivo, que envolve a descida de
operário);
C. CAIXÃO — Possui forma prismática, concretado na
superfície e instalado por escavação interna.
Tipologia das Fundações Profundas
Tipologia das Fundações Profundas
Alguns tipos de
ESTACAS:
a) Metálicas;
b) Pré-moldadas
de concreto;
c) Madeira
d) Tipo Franki e
Strauss
e) Tipo Raiz
f) Escavadas
Tipologia das Fundações Mistas
Existem ainda, as fundações mistas que são
aquelas que associam fundações superficiais e
profundas.
o SAPATA SOBRE ESTACAS.
Tipologia das Fundações Mistas
o RADIER SOBRE ESTACAS E TUBULÕES.
FUNDAÇÕES
o SAPATA
Na superfície correspondente à base da sapata atua a
máxima tensão de tração, que supera a resistência do
concreto à tração, de modo que torna-se necessário dispor
uma armadura resistente, geralmente na forma de malha.
FUNDAÇÕES
o SAPATA
FUNDAÇÕES
o SAPATA
É a mais comum nas edificações, sendo aquela que transmite ao solo as ações
de um único pilar. As formas que a sapata isolada pode ter, em planta, são
muito variadas, mas a retangular é a mais comum, devido aos pilares
retangulares.
FUNDAÇÕES
o SAPATA CORRIDA
Um limite para a sapata retangular é que a dimensão maior da base não
supere cinco vezes a largura (A ≤ 5B), Quando A > 5B, é chamada sapata
corrida.
FUNDAÇÕES
o SAPATA CORRIDA
As sapatas corridas são comuns em construções de pequeno porte, como
casas e edificações de baixa altura, galpões, muros de divisa e de arrimo, em
paredes de reservatórios e piscinas, etc. Constituem uma solução
economicamente muito viável quando o solo apresenta a necessária
capacidade de suporte em baixa profundidade.
FUNDAÇÕES
o BLOCO
Quando o elemento é projetado com grande altura e a
tensão de tração máxima diminui e pode ser resistida apenas
pelo concreto, sem necessidade de acrescentar armadura, o
elemento é chamado bloco de fundação direta, definido na
NBR 6122
FUNDAÇÕES
o ESTACA
HÉLICE
CONTÍNUA
MONITORADA
FUNDAÇÕES
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
A. CRITÉRIOS GERAIS - Algumas características da
obra podem impor um certo tipo de fundação.
Exemplo: de uma obra cujo subsolo é
constituído por argila mole até uma
profundidade considerável.
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
A. CRITÉRIOS GERAIS
No exemplo anterior, uma fundação em
estacas é a solução que se impõe. Quanto ao
tipo de estaca, haverá, em geral, algumas
opções a examinar.
Outras obras podem permitir uma
variedade de soluções. Nesse caso é
interessante proceder-se a um estudo de
alternativas e fazer a escolha com base em:
• Menor custo;
• Menor prazo de execução.
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
A. CRITÉRIOS GERAIS
Neste estudo de alternativas pode-se incluir
mais de um tipo de fundação superficial ou
mais de um nível de implantação com mais de
um tipo de fundação profunda.
Na avaliação de custos e prazos é importante
considerar escavações e reaterros.
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
B. Fundações Superficiais
As sapatas e os blocos são os elementos de 
fundação mais simples e, quando é possível sua 
adoção, os mais econômicos. 
Os blocos são mais econômicos que as 
sapatas para cargas reduzidas, quando o maior 
consumo de concreto é pequeno e justifica a 
eliminação da armação. Não há, porém, 
qualquer restrição ao seu emprego para cargas 
elevadas.
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
B. Fundações Superficiais
Soluções em viga de fundação, sapata 
corrida e/ou radier são adotadas quando:
• As áreas das sapatas imaginadas para 
os pilares se aproximam umas das outras ou 
mesmo se interpenetram em consequência 
de cargas elevadas nos pilares e/ou de 
tensões de trabalho baixas;
• Se deseja uniformizar os recalques por 
meio de uma fundação associada. 
Rigidez
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
B. Fundações Superficiais
Quando uma ou as duas condições
anteriores são satisfeitas em apenas uma área
específica da obra, pode-se adotar a fundação
associada nesta área com fundações isoladas no
restante da obra.
Quando são satisfeitas em toda a área da
obrapode-se adotar o radier. Nesse caso,
quando a área total da fundação ultrapassa
metade da área da construção, o radier
costuma ser a solução melhor solução segundo
os critérios de custo e prazo.
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
B. Fundações Superficiais
Quanto à forma ou sistema estrutural, os 
radiers são projetados segundo 4 tipos 
principais, so eles:
➢ Radiers lisos;
➢ Radiers com pedestais ou cogumelos;
➢ Radiers nervurados;
➢ Radiers em caixão;
+ Rigidez
- Rigidez
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
B. Fundações profundas
Há uma variedade muito grande de tipos
estacas para fundações.
Exemplo de Dimensionamento
Dimensione uma sapata de base quadrada para
um pilar de 30x30cm e carga de 1.500kN sendo a
Tensão admissível do solo de 0,3MPa :
Comentários
Não há grande dificuldade no cálculo,
entretanto, qual a garantia que o valor
fornecido de tensão admissível para o solo
representa a realidade de campo?????????
DESAFIO
OBTENÇÃO DAS PROPRIEDADES DO SOLO.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Quanto aos riscos, aspectos relacionados à
investigação das características do subsolo são as
causas mais frequentes de problemas de fundações
(Milititsky; Consoli; Schnaid, 2006).
RISCOS
Investigação geotécnica insuficiente e interpretação
inadequada de resultados contribuem para erros de
projeto, atrasos no cronograma executivo, custos
associados a alterações construtivas, necessidade de
jazidas adicionais para materiais de empréstimo,
impactos ambientais, gastos em remediação pós-
construtiva, além de risco de colapso da estrutura e
litígio subsequente. (US Army Corps of Engineers
(2001)
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Investimentos suficientes devem ser alocados para
garantir um programa geotécnico extensivo,
destinado a reduzir custos e minimizar riscos,
restringindo a possibilidade de confrontar o
engenheiro com condições geotécnicas
imprevistas que, frequentemente, resultam em
atrasos no contrato. Esses atrasos podem resultar
em custos elevados, muito superiores aos valores
que deveriam ser alocados no programa de
investigação. (Weltman; Head, 1983)
RISCOS
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
PROGRAMA DE INVESTIGAÇÃO
Uma campanha de investigação depende de fatores
relacionados às características do meio físico, à complexidade da
obra e aos riscos envolvidos, que, combinados, deverão
determinar a estratégia adotada no projeto. Há orientações de
categorizar os programas de investigação em três métodos. Peck
(1969)
a] Método I: executar uma investigação geotécnica limitada e
adotar uma abordagem conservativa no projeto, com altos fatores
de segurança.
b] Método II: executar uma investigação geotécnica limitada e
projetar com recomendações baseadas em prática regional.
c] Método III: executar uma investigação geotécnica
detalhada.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
PROGRAMA DE INVESTIGAÇÃO
Independentemente da abordagem, projetos geotécnicos
de qualquer natureza são, em geral, executados com base em
ensaios de campo, cujas medidas permitem uma definição
satisfatória da estratigrafia do subsolo e uma estimativa
realista das propriedades de comportamento dos materiais
envolvidos.
Novos e modernos equipamentos de investigação foram
introduzidos nas últimas décadas, visando ampliar o uso de
diferentes tecnologias a diferentes condições de subsolo. Alguns
equipamentos consistem na simples cravação de um elemento
no terreno, medindo-se sua penetração (SPT), ao passo que
outros são dotados de sensores elétricos para medir grandezas
como força e poropressão.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
A simples observação das informações contidas no
quadro indica que a escolha do tipo de ensaio deve ser
compatível com:
• Características do subsolo;
• Propriedades a serem medidas.
Por exemplo, o SPT é particularmente adequado à
prospecção de solos granulares e à previsão de valores do ângulo
de atrito interno, mas não é utilizado com sucesso na previsão da
resistência não drenada de depósitos de argilas moles. Ensaios
de Palheta e Piezocone devem ser adotados para essa finalidade.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Esses aspectos são de particular importância na
concepção de programas geotécnicos de investigação
necessários à solução de problemas de fundações,
contenções e escavações, entre outros.
Note-se, ainda, que campanhas de retirada de
amostras indeformadas para a realização de ensaios de
laboratório, visando à determinação de parâmetros de
resistência e deformabilidade, podem ser adotados como
complemento às investigações de campo.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
O Fluxograma tem o
objetivo de orientar o
projetista quanto à
seleção do tipo de
ensaio e à
identificação das
abordagens
disponíveis para a
interpretação dos
ensaios de campo.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
A análise dos resultados com vistas a um projeto
geotécnico específico pode ser realizada segundo duas
abordagens distintas:
a] Métodos diretos: de natureza empírica ou semiempírica,
têm fundamentação estatística, a partir da qual as medidas
de ensaio são correlacionadas diretamente ao
desempenho de
obras geotécnicas.
b] Métodos indiretos: os resultados de ensaios são
aplicados à previsão de propriedades constitutivas de
solos, possibilitando a adoção de conceitos e formulações
clássicas de Mecânica dos Solos como abordagem de
projeto.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
O Standard Penetration Test, muitas vezes chamado
pela abreviação “SPT”, é reconhecidamente o sistema
de investigação geotécnica mais utilizado no Brasil e
no mundo.
Este ensaio se difundiu por ser um sistema com:
✓ Simplicidade do equipamento;
✓ Baixo custo;
✓ Obtenção de um valor numérico de ensaio que pode ser
relacionado por meio de propostas, não sofisticadas, mas
diretas, e com regras empíricas de projeto.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
O ensaio de “SPT” - Standard Penetration
Test é uma medida simples da resistência
dinâmica do solo conjugada com a obtenção de
amostras representativas do mesmo.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
➢ O procedimento de ensaio consiste na
cravação de um amostrador padronizado,
usando um peso de 65 kg, caindo de uma
altura de 750 mm.
➢ O valor NSPT é o número de golpes
necessários para fazer o amostrador penetrar
300 mm, após uma cravação inicial de 150
mm.
➢ O número de golpes (NSPT) e as amostras
representativas do solo são obtidos a cada
metro de profundidade.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Os equipamentos que
compõem um sistema de
sondagem SPT são compostos
basicamente por seis partes
distintas:
(a) amostrador;
(b) hastes;
(c) martelo;
(d) cabeça de bater;
(e) conjunto de perfuração
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
a] Amostrador padrão