Fundação de Construções - UIA 3

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FUNDAÇÕES
UIA 3 | FUNDAÇÕES RASAS OU DIRETAS
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Este material é destinado exclusivamente aos alunos e professores do Centro Universitário IESB, contém informações e conteúdos protegidos e cuja divulgação é proibida por lei. O uso e/ou reprodução total ou parcial não autorizado deste conteúdo é proibido e está sujeito às penalidades cabíveis, civil e criminalmente.
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)
SUMÁRIO
Aula 9 | Introdução	4
Tipos de Fundação Direta	4
Metodologia Executiva	4
Escavação das Cavas	4
Preparação ara a Concretagem	4
Dimensionamento Das Fundações Diretas	5
Sapatas Isoladas	5
Cálculo da Área da Base da Sapata	5
Cálculo das Dimensões da Sapata	5
Cálculo da Altura Útil	5
Sapata Associada	5
Dimensões da Sapata	6
Altura da Sapata	7
Sapatas de Divisa	7
Área de Apoio da Sapata	7
Largura da Sapata	8
Sapatas Sujeitas a Cargas Verticais e Momento	8
Aula 10 | Estimativa de Tensões Admissíveis	9
Rotina Para Solução de Problemas Típicos	10
Critérios de Segurança à Ruptura E Recalque	11
Métodos para Estimativa de Tensões Admissíveis	12
Método Teórico:	13
Métodos empíricos	13
Aula 11 | Recalques de Fundações Rasas	14
Recalques Imediatos	14
Recalques por Adensamento	16
Recalques Admissíveis	17
Aula 12 | Elaboração de Projetos de Fundações Rasas	17
Determinação das Cargas Atuantes	18
Generalidades	18
Empuxos	18
Cargas Dinâmicas	18
Obtenção dos Esforços	18
Cálculo Empregando-Se Fatores de Segurança Parciais	19
Dimensionamento das Fundações	19
Dimensionamento de Sapatas Isoladas	20
Especificações de Materiais e Processos Construtivos	22
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Aula 9 | INTRODUÇÃO
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Acesse o material de estudo, disponível no Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA), e assista à videoaula.
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Olá, estudante, bem-vindo(a) à terceira Unidade de Interação e Aprendizagem (UIA).
Nosso assunto princial aqui serão as Fundações Rasas ou Diretas. Nesta primeira aula, faremos uma introdução ao assunto! Bons estudos!
9.1. TIPOS DE FUNDAÇÃO DIRETA
 (
Vejamos os tipos:
sapata;
bloco;
radier;
sapata
 
associada;
viga de
 
fundação;
sapata
 
corrida;
grelha,
 
etc.
)
9.2. METODOLOGIA EXECUTIVA
9.2.1. ESCAVAÇÃO DAS CAVAS
Na escavação em solo, ao utilizar equipamentos mecânicos, é ideal que a profundidade de escavação seja paralisada no mínimo a 30 cm acima da cota de assentamento prevista, sendo a parcela final removida manualmente.
9.2.2. PREPARAÇÃO ARA A CONCRETAGEM
A prática mostra que é importante que antes da concretagem o solo ou rocha de apoio das fundações, o processo deve ser vistoriado pelo engenheiro, que confirmará in loco a capacidade de suporte. Essa inspeção pode ser feita com penetrômetro de barra manual ou outros ensaios expeditos de campo; porém, a experiência do engenheiro é de extrema valia nesse momento.
Fonte: https://tinyurl.com/y78dfoxc
Caso haja necessidade de aprofundar a cava da fundação, pode-se preencher a diferença de cota de assentamento com concreto (!"# $ %& ()*) ou aumentar o comprimento do pilar. No segundo caso, deve-se consultar o projetista estrutural. O preenchimento com concreto deve ocupar todo o fundo da cava e não só a área de projeção da fundação.
9.3. DIMENSIONAMENTO DAS FUNDAÇÕES DIRETAS
9.3.1. SAPATAS ISOLADAS
Utilizaremos aqui as notas de aulas do professor doutor Paulo Sérgio dos Santos Bastos (2016). Usando o método das Bielas comprimidas, dimensione uma sapata isolada para um pilar de seção (20x30) cm, com carga centrada de 40 tf. Sabendo-se que a tensão admissível do solo de 30 tf/m² e o +"# adotado para o concreto é de 20 Mpa.
CÁLCULO DA ÁREA DA BASE DA SAPATA
A área da base da sapata é calculada em função do carregamento majorado em 5% e a tensão admissível do solo.
, - %.&/0 1
□
, - %.&/02& - %.2& 45 □ , - %.2&45
3&
CÁLCULO DAS DIMENSÕES DA SAPATA
Para termos momentos iguais nas abas da sapata, gerando uma economia e uma melhor distribuição dos esforços, iremos usar uma relação homotética entre as dimensões do pilar e as dimensões da sapata.
6 7 * - 8 7 9
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8 -	?	- %.%34 □ 8 - %.%34
CÁLCULO DA ALTURA ÚTIL
67 * - 87 9 @ 67 &.3& - %.%37 &.?& @ 6 - %.?3 4
De acordo com a NBR 6118 (ABNT, 2014), a sapata é considerada rígida sempre que atender a relação:
A - B : 9 - %.%3 : &.?& - &.3%4 - A - 3%C4
	
3	3
9.3.2. SAPATA ASSOCIADA
 (
Fonte: https://tinyurl.com/yc7kayuf
)Projetar uma sapata associada para dois pilares, sendo: N1 = 900 kN; N2 = 1.560 kN; C20; solo = 1.925 kgf/m3 (peso específico do solo); carga atuante de 500 kgf/m2 sobre o piso final acima da sapata ; D E. FGH - %?./ 44; C - 2.& C4;
distância de 2,08 m entre a base inferior da sapata e o piso final; IJKL - %M%./ N)* - &.%M%/ ()*; coeficientes de ponderação: OP - O" - %.2 . OQ - %.%/.
Figura 1. Esquema de uma sapata associada com dois pilares
A carga relativa ao peso próprio da sapata será considerada simplificadamente com o peso específico do solo e somada à carga atuante sobre o piso acima da sapata:
RSTS - <RQTUT ; RQJV= ; RVWQT - <?.&XY%M?/= ; /&& - 20/&2 NZ![4> - 2/.&2 N)*
9.3.3. DIMENSÕES DA SAPATA
Para fins de cálculo, a tensão admissível do solo será diminuída da carga total que atua sobre a sapata (gtot), de modo que a tensão admissível líquida do solo é:
IJKL.U\] - IJKL7 RS^S - %M%./ 7 2/.&2 - %2_./ N)* - %2_./ N`[4> - &.%2_/ (F*
Área da sapata:
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)
A tensão aplicada pela sapata no solo, sem considerar o peso da sapata e do solo sobre a sapata, pois essas cargas transferem-se diretamente sem causar flexão na sapata, é:
F - 1% ; 1? - M&& ; %/_&? - &.&%22_ r`[C45
	
p0 B	X%&0?%&
Considerando a largura B da sapata:
F8 - &.&%22_Y?%& - 3.&3j N`[C4
Figura 2. Esquema de uma sapata associada com dois pilares, um retangular e outro circular
ALTURA DA SAPATA
 (
u
)Conforme a NBR 6118 (ABNT, 2014), a sapata é rígida quando s□ t7JV . No caso de sapata isolada
simétrica, temos que 67 *F - ?C. Para a sapata associada em questão, o maior balanço c ocorre no lado direito do pilar circular, onde C - %_?./ C4 como figura acima e conforme o critério da norma:
s $ ? 0 %_?./ $ %&X.3 vq
3
9.3.4. SAPATAS DE DIVISA
Dimensionar uma sapata para pilar de divisa, fazendo a viga de equilíbrio ou alavanca. Dados: a?&; a6 :
/&; `% - //& N`; `? - X/& N`;	I *A4 - &.&? N`[C4>; C - 2.& C4; OC - O! - %.2; Og - %.%/;
*e4*Ane* HfcRGdnAGc*H Af FGH*e - %& w %?./ 44.
Figura 3. Esquema de sapata para pilar de divisa
Assumir um valor para xyz:
xy{ - %.?`y - %.?Y//& - __&N`
ÁREA DE APOIO DA SAPATA
Estimando em 10 % o peso da sapata e do solo sobre a sapata (rLJ| - %.%"#
, { - r
Y xy{
- %.%Y __& - 3_0&&& C4>
y	LJ|
IJKL
&.&?
LARGURA DA SAPATA
$%&'(%& 8y{ - %3/ C4)
Excentricidade }~:
8y{ -	-
 (
3_3&&
?
)- %32.j C4
 (
,
y
{
?
)b { - 8y{ : 9VU : ! - %3/ : 3& : ?./ - /& C4
y	?	?	?	?
 (
y
)Sendo f = distância da face do pilar à linha de divisa, geralmente em torno de 2,5 ou 3 cm. Cálculo de x� :
 (
y
)x� - `	Ä	- //&	2&&
- _?X._ N`
Comparaçãoentre xz e x� :
y	y Ä : bÅ
2&& : /&
y	y
xz - __& N` Ç x� - _?X._ N`
y	y
Verificação da tolerância:&.M/x� É xy É %.&/x�
y	y
&.M/Y_?X._ É xÅ É %.&/Y_?X._ Ñ /Mj.% É xÅ É __& Ñ fNÖ
y	y
Se não atender à tolerância, refaça com xz - x� .
y	y
 (
y
)Calculamos a área da base da sapata de divisa com x� :
, - r	xy - %.%Y _?X._ - 320/j3 C45
y	LJ| IJKL
&.&?
 (
y
)Fazendo 8y - 8z - %3/ C4, temos o comprimento da base da sapata:
6% - ,y - 32/j3 - ?/_.% C4 Ñ *Afd*Af 6% - ?_&C4
	
Verificamos que:
8y	%3/
6y - ?_& - %.M3 Ü ?
	
8y	%3/
9.3.5. SAPATAS SUJEITAS A CARGAS VERTICAIS E MOMENTO
Para um pilar de 20 x 100 cm submetido a uma força de compressão (Nk) de 1.600 kN e um momento fletor (Mk) de 10.000 kN.cm, atuando em torno do eixo paralelo ao menor lado do pilar (Figura 4), vamos dimensionar a fundação em sapata isolada, sendo conhecidos: concreto C25, aço CA-50 (!áA - 23.2X N`[C4>), IJKL - &.&3& N`[C4> <&.3& ()*=, armadura longitudinal do pilar composta por barras de □ - ?& 44 e rLJ| - %.&/.
Figura 4. Esquema de uma sapata isolada com momento aplicado
Veja agora o cálculo das dimensões (em planta) da sapata (sem considerar o efeito do momento fletor):
,	- rLJ|Y` - %.&/Y%_&& - /_0&&& C4>
QJV
IJKL
&.&3&
 (
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/_&&&
2
)Dimensão B da sapata em planta, com balanços iguais nas duas direções:
 (
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)8 -	9V
: *V ;
- % ?& : %&& ;
 (
% 
9
2
V
V
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*
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;
 
,
QJV
)?
- ??&.& C4
Como vimos, já é um valor múltiplo de 5 cm, de modo que B = 200 cm. Para balanços iguais (Ct - Cà), temos:
6 : *V - 8 : 9V
6 - 8 : 9V ; *V - ?&& : ?& ; %&& - ?X& C4
 (
Veja mais assistindo aos seguintes vídeos, disponíveis nos links a seguir. 
http://tinyurl.com/ydguqaa6
http://tinyurl.com/yb8rj2ft
 
http://tinyurl.com/y7n8p8au
)
Termina aqui nossa primeira aula desta unidade. Introduzimos conceitos que serão importantes ao longo desta parte do conteúdo. Continue os estudos desta disciplina e até breve!
Aula 10 | ESTIMATIVA DE TENSÕES ADMISSÍVEIS
Nesta aula, segunda de nossa Unidade de Interação e Aprendizagem (UIA), falaremos sobre como realizar a estimativa de tensões admissíveis. Os conceitos apreendidos aqui têm grande valia para a formação nessa área. Bons estudos!
10.1. ROTINA PARA SOLUÇÃO DE PROBLEMAS TÍPICOS
Vamos ao caminho para seguir na solução de um problema de fundação de um edifício, que serve para ilustrar procedimentos aplicáveis também a outros tipos de estrutura. *&+ resultados de sondagens a percussão, em muitos casos a opção por fundação por sapatas é claramente definida (EDDY, 2012):
· aplicável: solos densos (,)â ä %/) serão acessíveis após escavação para implantação da obra.
· (
Fonte: https://tinyurl.com/ybj3js4r
)não aplicável: solos fracos (,)â ã _) se estendem além das cotas de escavação.
As dúvidas surgem nos casos intermediários (maioria), em que o
solo não é nitidamente bom ou ruim, ou quando, abaixo da camada de apoio prevista, ocorrem solos mais fracos. Esses casos exigem uma investigação adicional.
Uma investigação complementar deve, sempre que possível, começar por um poço exploratório, a ser criteriosamente inspecionado pelo engenheiro.
 (
São vantagens do poço:
é rápido (poceiros existem em qualquer cidade) e de baixo
 
custo;
verifica a profundidade do nível d'água. principal condicionante na escolha do tipo de fundação, frequentemente indicado errado nas
 
sondagens;
permite inspeção dos tipos de solo, nem sempre classificados corretamente na inspeção táctil-visual, base da classificação apresentada nas sondagens (argila silto-arenosa, silte argilo-arenoso, areia argilo-siltosa e outras combinações 
que 
não definem o tipo do solo para o
 
engenheiro).
permite aferir "firmeza" dos solos, usando “penetrômetro"
 
manual;
permite coleta de amostra indeformada em bloco. para ensaio de laboratório
 
(solos
 
coesivos);
permite avaliar a viabilidade da execução de um bloco tronco-cônico (tubulão a céu aberto curto), mais econômico e de mais fácil execução que uma
 
sapata.
)
Juntamente com o poço exploratório, podemos também executar algumas sondagens com SPT a cada
0.5 m, que define melhor as transições entre camadas, oferecendo também maior número de dados para eventual emprego de correlações com outras propriedades dos solos. Essas sondagens poderão também investigar níveis d'água empoleirados e artesianismos, mediante uso correto do tubo de revestimento do furo de sondagem. O expediente seguinte é o ensaio de penetração estática, CPT.
São as vantagens:
· rapidez: resultados saem na hora, seja com equipamento manual ou automatizado montado em caminhão;
· investiga bem as areias acima ou abaixo do nível d'água;
· define bem as transições;
· ao lado de sondagens, ajuda a conferir seus resultados;
· ótimo para avaliar variabilidade horizontal, executando-se ensaios próximos;
· quase única opção rápida para emprego em solos residuais.
Ensaios de laboratório ocupam um espaço pequeno na rotina do engenheiro de fundações. Em geral, são limitados a solos coesivos, facilmente amostráveis por meio de blocos retirados de poços ou valas. A dificuldade aumenta, mas ainda será contornável, quando as amostras tiverem que ser obtidas através de furos de sondagens, retirando-se, então, amostras de 2" a 4" de diâmetro. Praticamente não se aplicam a solos não coesivos e a solos residuais, onde os traumas de amostragem acabam levando ao corte de corpos de prova das partes mais coesivas.
 (
Fonte: https://tinyurl.com/yc6lnmn4
)Provas de carga com placa são pouco usadas, ainda que se apresentem como uma alternativa importante para estudo
da compressibilidade de areias, argilas fissuradas e, principalmente, de solos residuais. As maiores dificuldades práticas ao seu emprego residem no tempo necessário para sua execução e na dificuldade de acesso à camada de interesse, numa época em que os edifícios rotineiramente têm dois subsolos de garagem (apoio de sapatas a 7-8 m de profundidade, frequentemente abaixo do nível d’água))
Ensaios in situ mais modernos, como o pressiômetro Menard, o dilatômetro Marchetti e outros, ainda não estão incorporados à prática de fundações brasileira.
10.2. CRITÉRIOS DE SEGURANÇA À RUPTURA E RECALQUE
A capacidade de carga de uma fundação rasa é a tensão (IåUSWLJ) que provoca a ruptura da fundação, ou seja, a ruptura do conjunto elemento estrutural (bloco, sapata ou radier) e solo.
Entretanto, no dimensionamento das fundações, devemos levar em conta critérios de segurança à ruptura e de recalques admissíveis, acarretando na determinação da tensão admissível (IJKLWQQWçéU).
O critério de segurança à ruptura é satisfeito aplicando um coeficiente de segurança à tensão que causa a ruptura da fundação (Iå), já o critério de recalques admissível admite considerar uma tensão tal que acarrete nas fundações recalques que a superestrutura possa suportar.
As estimativas das tensões admissíveis em fundações rasas são realizadas através de
métodos teóricos, semiempíricos, empíricos e em provas de carga sobre placas, porém, nesta aula, são apresentados somente os métodos teóricos e empíricos.
(VELLOSO; LOPES, 2010)
 (
Vantagens de sua utilização:
qualquer nível de
 
carregamento;
execução sem equipamentos
 
especiais;
acesso ao solo na base da
 
fundação.
Cuidados devem ser tomados:
problemas de execução abaixo do nível
 
d’água;
manutenção de escavações
 
estáveis;
instabilidade de fundações
 
vizinhas.
Aspectos construtivos importantes:
dimensão
 
mínima
 
vista
 
em
 
planta
 
,-&
 
%./.
 
0.1
 
2,3.12&1
 
(
 
45
 
6+7
profundidade mínima dmin>1,5m (divisa) dmin=0,80m
 
(geral);
não invadir terrenos
 
vizinhos;
fundações em cotas
 
diferentes.
)
10.3. MÉTODOS PARA ESTIMATIVA DE TENSÕES ADMISSÍVEIS
De acordo com a NBR 6122 (ABNT, 1996), o dimensionamento das fundações superficiais pode ser feito de duas maneiras: com o conceito de pressão admissível, ou com o conceito de coeficientes de segurança parciais.
Devem ser considerados os seguintes fatores na determinaçãoda pressão admissível:
a. profundidade da fundação;
b. dimensões e forma dos elementos de fundação;
c. características das camadas de terreno abaixo do nível da fundação;
d. lençol d’água;
e. modificação das características do terreno por efeito de alívio de pressões, alteração do teor de umidade ou ambos;
f. características da obra, em especial a rigidez da estrutura;
g. recalques admissíveis, definidos pelo projetista da estrutura.
A pressão admissível pode ser determinada por um dos seguintes critérios:
a. por métodos teóricos;
b. por meio de prova de carga sobre placa;
c. por métodos semi-empíricos;
d. por métodos empíricos.
 (
F
UNDAÇÕES
 
|
 
UIA
 
3
 
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) (
12
)
A seguir, veremos alguns conceitos básicos de alguns métodos.
MÉTODO TEÓRICO:
 (
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A
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G
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Onde:
c = 
coesão do solo;
q = 
sobrecarga 
( 
ë 
- 
ì
Yî 
);
" = massa específica efetiva do solo; B = menor dimensão da sapata;
N = fatores de capacidade de carga; S = fatores de forma;
d = fatores de profundidade;
i = fatores de inclinação.
)
MÉTODOS EMPÍRICOS:
Fundações rasas: válida para qualquer solo natural no intervalo / É `,)â É ?&.
 (
F
UNDAÇÕES
 
|
 
UIA
 
3
 
|
) (
13
)
IJKL
- 1ïñó ò <()*=
/&
Tubulões: válida para qualquer solo natural no intervalo _ É `,)â É %X)
IJKL
- 1ïñó ò ()* 3&
 (
Assista aos vídeos disponíveis nos links a seguir para saber mais sobre uma relação da fundação com o solo e sobre o recalque de prédios em Santos-SP!
http://tinyurl.com/ycs9sp45
 
http://tinyurl.com/y97c8v48
)
Finalizamos aqui nossa aula! Estamos na metade do caminho para adquirir as competências e habilidades proporcionadas por esta Unidade de Interação e Aprendizagem (UIA). Continue estudando!
Aula 11 | RECALQUES DE FUNDAÇÕES RASAS
 (
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Acesse o material de estudo, disponível no Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA), e assista à videoaula.
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)
Falaremos aqui nos os recalques de fundações rasas. Continue estudando para desenvolver as competências e habilidades necessárias a essa área de atuação e do conhecimento. Boa aula!
11.1. RECALQUES IMEDIATOS
 (
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:
 
ö
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õ
ú
)Conforme Fabrício e Rossignolo (2017), os recalques elásticos ou imediatos são devidos a deformações elásticas do solo de apoio de uma fundação e ocorrem logo após a aplicação das cargas. É de se notar que a velocidade de evolução das deformações é um fator muito importante para as estruturas, sendo que as deformações que se processam mais rapidamente são as mais críticas. Portanto, vem daí o particular interesse no estudo dos recalques elásticos, preponderantes nos solos arenosos ou nos solos não saturados.
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= intensidade da pressão de contato
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= menor dimensão da sapata
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= coeficiente de Poisson
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= módulo de elasticidade do solo
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I
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Os 
recalques elásticos 
podem ser estimados a partir da seguinte expressão,
fundamentada na teoria da elasticidade.
)
A seguir, são apresentados alguns valores típicos de ü e õú, para vários tipos de solos, e de ùû, para várias formas de sapatas, e para os recalques do canto e centro das mesmas.
	Tipo de solo
	Coeficiente de Poisson (ü)
	
	Saturada
	0,4 a 0,5
	ARGILA
	Não saturada
	0,1 a 0,3
	
	Arenosa
	0,2 a 0,3
	SILTE
	0,3 a 0,35
	
	Compacta
	0,2 a 0,4
	AREIA
	Grossa (e =0,4 a 0,7)
	0,15
	
	Fina (e =0,4 a 0,7)
	0,25
	ROCHA
	Depende do tipo
	0,1 a 0,4
Tabela 1. Valores de coeficiente de Poisson do solo (µ). Fonte: Fabrício e Rossignolo (2017)
	Tipo de Solo
	†°
	<¢£§=
	
	Muito mole
	300 a 3000
	
	Mole
	2000 a 4000
	ARGILA
	Média
	4000 a 9000
	
	Dura
	7000 a 18000
	
	Arenosa
	30000 a 42000
	
	Siltosa
	
7000 a 20000
10000 a 25000
50000 a 85000
98000 a 200000
	
	Fofa
	
	AREIA
	Compacta
	
	
	( pedregulho + areia )
	
	
	compacta
	
Tabela 2. Módulo de elasticidade do solo (E_S). Fonte: Fabrício e Rossignolo (2017)
	
FORMA DA SAPATA
	FLEXÍVEL
	
RÍGIDA
	
	CENTRO
	CANTO
	MÉDIO
	
	CIRCULAR
	1,00
1,12
1,36
1,53
2,10
2,52
3,38
	0,64
	0,85
	0,88
	QUADRADA
	
	0,56
	0,95
	0,82
	
RETANGULAR L/B =
	1,5
	
	0,68
0,77
1,05
1,26
1,69
	1,20
1,31
1,83
2,25
2,96
	1,06
1,2
1,7
2,10
3,40
	
	2,0
	
	
	
	
	
	5,0
	
	
	
	
	
	10
	
	
	
	
	
	100
	
	
	
	
Tabela 3. Fator de Influência (ùû)Fonte: Fabrício e Rossignolo (2017)
Apesar de terem sido apresentados na Tabela 2 alguns valores típicos de ES para vários tipos de solo, é recomendável que esse parâmetro seja determinado através de ensaios especiais (triaxial), que possibilitem a obtenção da curva tensão x deformação.
11.2. RECALQUES POR ADENSAMENTO
Os recalques devidos às deformações de solos coesivos saturados são estimados a partir da teoria do adensamento. A teoria do adensamento prevê uma diminuição no índice de vazios, devido a um acréscimo de pressão •I. Partindo-se da curva b x ¶ßZ I, obtida do ensaio de adensamento, numa amostra indeformada do solo, chega-se à expressão para o cálculo dos recalques (como já visto na discipilina Mecânica dos Solos).
Figura 2. Teoria de adensamento Fabrício e Rossignolo (2017)
· s -	%	Ya Y®Y ¶ßZ IçT ; •I
Onde:
bT = Índice de vazios inicial
a" = Índice de compressão
H = espessura da camada de argila
IçT= pressão inicial na camada
· I = pressão aplicada
% ; bT	"
IçT
No cálculo dos recalques por adensamento, muitas vezes é importante conhecer a evolução desses recalques com o tempo. Os recalques e os tempos em que eles ocorrem estão relacionados através das expressões seguintes:
· s : ebC*Hënb dfd*H
,S - ©SY•s	b	©S - ! d
Onde:
· s = recalque total (m)
â - aç Yd
®A>
,S = recalque que ocorre no tempo t (m)
© = porcentagem de adensamento verificada
©S = porcentagem de adensamento verificada no tempo t.
â = fator tempo, calculado como indicado a seguir
®A = altura drenante da camada argilosa (m)
aç = coeficiente de adensamento, obtido no ensaio de adensamento (C4>[g).
d = tempo de ocorrência dos recalques (s)
11.3. RECALQUES ADMISSÍVEIS
De acordo com a NBR 6122 (ABNT, 2010), a tensão admissível e a carga admissível dependem da sensibilidade da construção projetada aos recalques que futuramente irão ocorrer, principalmente os recalques diferenciais que causarão distorções angulares nas peças estruturais. Elevados recalques nas fundações poderão levar à ruptura das estruturas e, consequentemente, à ruína da construção devido ao acréscimo de esforços produzidos nas peças estruturais ou ainda prejudicar a sua funcionalidade.
A grandeza dos recalques que podem ser tolerados por uma estrutura depende essencialmente:
Dos materiais constituintes da
estrutura
Da velocidade de ocorrência do
recalque
Da finalidade da
construção
Da localização da
construção
quanto mais flexíveis os materiais, tanto maiores as deformações toleráveis.
recalques lentos (devidos ao adensamento de uma camada argilosa, por exemplo) permitem uma acomodação da estrutura, e esta passa a suportar recalques diferenciais maiores do que suportaria se os recalques ocorressem mais rapidamente.
um recalque de 30 mm pode ser aceitável para um piso de um galpão industrial, enquanto 10 mm pode ser exagerado para um piso que suportar máquinas sensíveis a recalques.
recalques totais normalmente admissíveis na cidade do México ou em Santos, seriam totalmente inaceitáveis em São Paulo, por exemplo.
Finalizamos aqui nossa penúltima aula desta UIA. E aí, muito conteúdo? Estamos ficando cada vez mais especialistas no assunto, com isso, cresce a quantidade e a qualidade daquilo que aprendemos ao longo da disciplina. Continue estudando!
Aula 12 | ELABORAÇÃO DE PROJETOSDE FUNDAÇÕES RASAS
Nesta última aula da nossa Unidade de Interação e Aprendizagem (UIA), falaremos sobre como realizar a elaboração de projetos de fundações rasas. Continue os estudos desta disciplina e boa aula!
12.1. DETERMINAÇÃO DAS CARGAS ATUANTES
12.1.1. GENERALIDADES
Conforme a NBR 6122 (ABNT, 2010), se o projetista tem em mãos apenas um único tipo de carregamento, sem que sejam especificados os tipos de ações, é necessário aplicar o cálculo de fator de segurança global.
12.1.2. EMPUXOS
Ainda segundo a NBR 6122 (ABNT, 2010), o empuxo hidrostático desfavorável deve ser considerado integralmente, enquanto o empuxo de terra (ativo, em repouso ou passivo) deve ser compatível com a deslocabilidade da estrutura.
Os efeitos favoráveis à estabilidade, decorrentes de empuxos de terra ou de água, somente devem ser considerados quando for possível garantir sua atuação contínua e permanente em conjunto com a atuação das demais solicitações. Fica vetada, em obras urbanas, qualquer redução de cargas em decorrência de efeitos de subpressão.
12.1.3. CARGAS DINÂMICAS
Novamente, voltamos à NBR 6122 (ABNT, 2010), referente as cargas dinâmicas. Conforme esssa norma, as cargas dinâmicas periódicas ou de impacto (denominadas também transientes), devem considerar os seguintes efeitos:
· amplitude das vibrações e possibilidades de ressonância no sistema estrutura-solo-fundação;
· acomodação de solos arenosos;
· transmissão dos efeitos a estruturas ou outros equipamentos próximos.
Nota: nesta análise, é permitido considerar os efeitos do uso de isoladores destinados a diminuir ou eliminar os efeitos retromencionados.
12.1.4. OBTENÇÃO DOS ESFORÇOS
A respeito da obtenção dos esforços, deve ser considerado, além das cargas especificadas no projeto, o peso próprio dos elementos estruturais de fundação.
Devem-se levar em conta, igualmente, as variações de tensão decorrentes da execução eventual de aterros, reaterros e escavações, bem como os diferentes carregamentos que atuam durante as fases de execução da obra.
Incluem-se nesses carregamentos o “atrito negativo” e os esforços horizontais sobre fundações profundas decorrentes de sobrecargas assimétricas (ABNT, 2010).
12.1.5. CÁLCULO EMPREGANDO-SE FATORES DE SEGURANÇA PARCIAIS
Por último, a NBR 6122 (ABNT, 2010) afirma que a segurança nas fundações deve ser estudada por meio de duas análises correspondentes aos estados-limites últimos e aos estados-limites de utilização. Os estados limites últimos podem ser vários (por exemplo: perda de capacidade de carga e instabilidade elástica ou flambagem), assim como os estados-limites de utilização definidos na NBR 8681 (ABNT, 2003). Entretanto, em obras correntes de fundação, essas análises em geral se reduzem à verificação do estado- limite último de ruptura ou deformação plástica excessiva (análise de ruptura) e à verificação do estado- limite de utilização caracterizado por deformações excessivas (análise de deformações).
12.2. DIMENSIONAMENTO DAS FUNDAÇÕES
Para o dimensionamento de uma estrutura, verifica-se que, além dos critérios de segurança à ruptura, critérios de deformações limites devem ser também satisfeitos para o comportamento adequado das fundações. Na maioria dos problemas correntes, os critérios de deformações é que condicionam a solução. Serão apresentadas a seguir algumas definições relativas ao assunto.
a. Recalque diferencial ™: corresponde à diferença entre os recalques de dois pontos quaisquer da fundação (Figura 3).
Figura 3. Efeitos do recalque diferencial na estruturas Fonte: Fabrício e Rossignolo (2017)
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b. Recalque diferencial específico ™ [ ¨  é a relação entre o recalque diferencial ´ e a distância horizontal l, entre dois pontos quaisquer da fundação.
c. Recalque total •≠  corresponde ao recalque final a que estará sujeito um determinado ponto ou elemento da fundação <,% ; ,*=.
d. Recalque admissível de uma edificação  é o recalque limite que uma edificação pode tolerar, sem que haja prejuízo a sua utilização.
12.2.1. DIMENSIONAMENTO DE SAPATAS ISOLADAS
Sejam *Æ e 9Æ as dimensões do pilar, ) a carga que ele transmite e IJKL a tensão admissível do terreno. A área de contato da sapata com o solo deve ser:
6 -	)
ú	IJKL
Além disso, devem ser obedecidos os seguintes requisitos no dimensionamento de uma fundação por sapatas.
a. Distribuição Uniforme de Tensões  o centro de gravidade da área da sapata deve coincidir com o centro de gravidade do pilar, para que as pressões de contato aplicadas pela sapata ao terreno tenham distribuição uniforme.
Figura 4. Distribuição de tensões na sapata Fonte: Fabrício e Rossignolo (2017)
b. Dimensionamento Econômico  as dimensões m e 8 das sapatas, e H e 9 dos pilares, devem estar convenientemente relacionadas a fim de que o dimensionamento seja econômico. Isso consiste em fazer com que as abas (distância A da Figura 5) sejam iguais, resultando momentos iguais nos quatro balanços e secção da armadura da sapata igual nos dois sentidos. Para isso, é necessário que m : 8 - H : 9 Sabe-se ainda que mY8 - 6QJVJSJ, o que facilita a resolução do sistema.
Figura 5. Detalhe construtivo de sapata Fonte: Fabrício e Rossignolo (2017)
Dimensionamento:
6		) IJKL
- 80 m @
m : 8 - H : 9 @
 (
6 
;
 
% 
H 
:
 
9 
>
2
)8 - 9 : H :	@
?
Exemplo de cálculo:
m - 6
8
Dados: P=3800kN	Pilar=110 x 25cm IJKL - 3/&N)*
6 - 3X&& - %&.X_ 4> @ H : 9 - %%& : ?/ - X/ C4 @
3/&
,fHnØ∞fh 8 - ?.M&4 b m - 3.j/4
c. Recalques Diferenciais ‹ as dimensões das sapatas vizinhas devem ser tais que eliminem, ou minimizem, o recalque diferencial entre elas. Sabe-se que os recalques das sapatas dependem das dimensões das mesmas.
d. Sapatas apoiadas em Cotas Diferentes  No caso de sapatas vizinhas, apoiadas em cotas diferentes, elas devem estar dispostas segundo um ângulo não inferior a α com a vertical, para que não haja superposição dos bulbos de pressão. A sapata situada na cota inferior deve ser construída em primeiro lugar. Podem ser adotados ± - _&≤ para solos e ± - 3&≤ para rochas.
Figura 6. Sapatas apoiadas em cotas diferentes Fonte: Fabrício e Rossignolo (2017)
a. Dimensões mínimas  sapatas isoladas = 80 cm e sapatas corridas = 60 cm.
b. Pilares em ≥  A sapata deve estar centrada no eixo de gravidade do pilar.
12.3. ESPECIFICAÇÕES DE MATERIAIS E PROCESSOS CONSTRUTIVOS
Além do custo direto relacionado ao tipo de material para a execução do serviço, deve-se considerar o prazo de execução. Há situações em que uma solução mais custosa oferece um prazo de execução menor, tornando-se mais atrativa. Podemos perceber que, para realizar a escolha adequada do processo construtivo, é importante que a pessoa responsável pela contratação tenha o conhecimento dos tipos de fundação disponíveis no mercado e de suas características. Somente com esse conhecimento é que será possível escolher a solução que atenda às características técnicas e ao mesmo tempo que se adeque à realidade da obra.
Torna-se clara a importância da união entre o projeto estrutural e o projeto de fundações em um único grande projeto.
Isso porque os dois estão totalmente interligados, e mudanças em um provocam reações imediatas no outro.
Termina aqui nossa Unidade de Interação e Aprendizagem (UIA). Ficou com alguma dúvida? Retorne ao conteúdo ou busque esclarecimentos no Fórum de Dúvidas. Senão, passe para a unidade seguinte. Até lá.
 (
Você terminou o estudo desta unidade. Chegou o momento de verificar sua aprendizagem. 
Ficou com alguma dúvida? Retome a leitura.
Quando se sentir preparado, acesse a Verificaçãode Aprendizagem da unidade no menu 
lateral das aulas ou na sala de aula da disciplina. Fique atento, essas questões valem nota! Você terá uma única tentativa antes de receber o feedback das suas respostas, com comentários das questões que você acertou e errou.
Vamos lá?!
)
REFERÊNCIAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6118:2014 – Projetos de estruturas de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2014.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6122:1996 – Projetos e execução de fundações – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 1996.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6122:2010 – Projetos e execução de fundações – Procedimento. Ed. 2. Rio de Janeiro: ABNT, 2010.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 8681:2003 – Ações e segurança nas estruturas – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2003.
BASTOS, P. S. S. Notas de aula da disciplina de fundações. 2016. UNESP – Bauru Engenharia Civil. Disponível em: <http://wwwp.feb.unesp.br/pbastos/>. Acesso em: 31 ago. 2017.
EDDY, H. G. Apostila de construção civil – Critérios Gerais, Blog do Engenheiro Civil, 2012. Disponível em: <http://construcaociviltips.blogspot.com.br/2012/09/> Acesso em: 25 jul. 2017.
FABRÍCIO, Márcio M.; ROSSIGNOLO, João A. Tecnologia das construções II – Fundações. Disponível em:
<http://docplayer.com.br/1991310-Fundacoes-sap0653-tecnologia-das-construcoes-ii-professores- marcio-m-fabricio-joao-a-rossignolo.html>. Acesso em: 31 ago. 2017.
VELLOSO, Dirceu de Alencar; LOPES, Francisco de Resende. Fundações: Critérios de projeto – Investigações de Subsolo – Fundações Superficiais. Rio de Janeiro: Oficina de Textos, 2010.
GLOSSÁRIO
Adensamento: Entende-se por adensamento de solo a diminuição dos seus vazios com o tempo de forma estática, devido à saída da água do seu interior.
Compactação: Entende-se por compactação de solo a diminuição dos seus vazios de forma dinâmica, devido à saída de ar do seu interior.