Aula 03 e 04 - Dimensionamento de Fundações Rasas ou Diretas

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COMO VOCÊ QUER O SEU PROJETO
Prof. Ms. Felipe Pimentel
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Dimensionamento de Fundações Rasas
FUNDAÇÕES
Aula XX
• Devemos entender a necessidade da realização de sondagens;
• Seu custo varia entre 0,05 e 0,5% do total da obra;
• Devemos visitar o local da obra e buscar mais informações;
• Vimos que existem vários métodos de sondagem;
• Aprendemos como realizar e analisar uma sondagem a
percussão, também conhecida como SPT;
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O que vimos na aula anterior
• Vimos como calcular o Índice de Resistência à Penetração,
denominado de 𝑁𝑆𝑃𝑇;
• Aprendemos uma forma de calcular a Tensão Admissível do
Solo, dada por 𝜎𝑎𝑑𝑚 a partir do Índice de Resistência à
Penetração;
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O que vimos na aula anterior
A fundação mais 
segura é aquela que 
gera menor recalque
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Qual a Melhor Fundação?
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Fundações Rasas
Quando é Aplicada
Nunca fale ou dê ouvidos as seguintes frases:
➢ O terreno é bom.
➢ Não precisa fazer sondagem.
➢ O meu vizinho fez estacas de 6m.
➢ Meu pedreiro disse que tem trinta anos de experiência!
➢ Se fizer estacas Strauss não precisa de sondagem.
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Antes...
Nunca fale ou dê ouvidos as seguintes frases:
➢ A construção é leve! Precisa de estacas?
➢ Acho que aqui as estacas devem chegar a 4 m!
➢ Meu responsável técnico só assinou a planta, não fez o cálculo
de estrutura.
➢ Na outra casa que eu fiz eu coloquei quatro brocas por pilar.
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Antes...
Dentre as diversas variáveis, devemos observar, principalmente:
• Topografia da área;
• Características do maciço de solo
• Dados da estrutura;
• Dados sobre as construções vizinhas;
• Aspectos econômicos.
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Parâmetros de Escolha
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Título
• Utilizados quando o solo apresenta alta resistência de
carregamento;
• Há sérias restrições ao emprego de cargas elevadas;
• Apresenta o menor custo entre todas as opções;
• Execução simples e muito utilizada.
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Viga de Fundação
• Utilizados quando o solo apresenta alta resistência de
carregamento;
• Não há restrição ao emprego de cargas elevadas;
• Apresenta custo baixo (apenas concreto e que pode ser de baixa
qualidade);
• Execução simples = Mão de obra barata.
• Também utilizado como interface entre superestrutura e
fundações profundas
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Bloco
• Utilizados quando o solo apresenta alta resistência de
carregamento;
• Não há restrição ao emprego de cargas elevadas;
• Apresenta custo baixo, porém maior que os blocos para cargas
reduzidas;
• Execução simples com a possibilidade de apresentar diversas
formas geométricas.
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Sapata
• Utilizados quando opções como a sapata apresentam área
superior a 40% do total de área construída ou há caso de
sobreposição de fundações;
• Também utilizada quando se deseja uniformizar os recalques;
• Não é indicado para cargas elevadas;
• Apresenta custo alto;
• Tempo de execução de obra elevado.
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Radier
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Relação 𝑵𝑺𝑷𝑻 – Tipo de Solo 
Solo Arenoso
𝑁𝑆𝑃𝑇 Compacidade
0 a 4 Muito fofa
5 a 8 fofa
9 a 18 Compactação média
19 a 40 Compacta
> 40 Compactação alta
Solo Argiloso
𝑁𝑆𝑃𝑇 Compressão
< 2 Muito mole
3 a 5 Mole
6 a 10 Consistência média
11 a 19 Rija
> 19 Dura
Este tipo de fundação só é vantajoso quando a área ocupada pela
fundação ocupar no máximo de 50% a 70% da área disponível.
Não deve ser usada quando:
• Aterro não compactado;
• Argila mole;
• Areia fofa e muito fofa;
• Existência de água onde o rebaixamento não se justifica
economicamente.
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Casos Recomendados
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Métodos de Determinação de Capacidade de Carga
Métodos 
Teóricos
Métodos 
Semiempíricos
Métodos 
Práticos
São realizados ensaios tipo prova de carga, em que a fundação ou
semelhantes são submetidos a carregamentos progressivos até a
iminência de “ruptura”
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Métodos Práticos
Utilizado quando se tem
a necessidade de
conhecer os limites do
solo naquele terreno.
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Métodos Práticos
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Métodos Práticos
São correlações entre o tipo de solo apresentado no ensaio SPT e a
carga admissível.
É o método mais utilizado, gerando grande confiabilidade nos
resultados apresentados.
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Métodos Semiempíricos
Método de Wilson Costa
• Pedregulhos
• Areia e/ou Silte
• Argilas
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Métodos Semiempíricos
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑁𝑆𝑃𝑇
30
(𝑀𝑃𝑎)
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑁𝑆𝑃𝑇
40
(𝑀𝑃𝑎)
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑁𝑆𝑃𝑇
50
(𝑀𝑃𝑎)
Método de Urbano Alonso
Para 2 ≤ 𝑁𝑆𝑃𝑇 ≤ 20
• Sapatas
• Tubulões
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Métodos Semiempíricos
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑁𝑆𝑃𝑇
50
(𝑀𝑃𝑎)
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑁𝑆𝑃𝑇
30
(𝑀𝑃𝑎)
𝜎𝑎𝑑𝑚 ≤ 0,5𝑀𝑃𝑎
𝜎𝑎𝑑𝑚 ≤ 5𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚²
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OBSERVAÇÃO
São estudos teóricos da estabilidade de uma fundação inserida
numa massa de solo.
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Métodos Teóricos
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Bulbo de Tensões
Quando vamos calcular a capacidade de Carga de um solo,
devemos levar em consideração as camadas do solo.
Normalmente o solo não é formado apenas por um tipo ou camada
de solo, podendo possuir diversas e para tanto isso deve ser
considerado no cálculo.
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Bulbo de Tensões
Bulbo de tensões ou bulbo de pressões é o conjunto de várias
curvas de isovalores de tensões verticais no solo induzidas por um
carregamento externo.
Podemos representar a magnitude das tensões induzidas por uma
fundação, bem como seus pontos de alcance, através do bulbo de
tensões.
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Bulbo de Tensões
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Bulbo de Tensões
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Bulbo de Tensões
A profundidade 𝐿 do bulbo de pressão depende da geometria da
sapata:
• Para Sapata Circular ou Quadrada: 𝐿 = 2𝐵;
• Para Sapata Retangular: 𝐿 = 3𝐵;
• Para Sapata Corrida: 𝐿 = 4𝐵.
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Bulbo de Tensões
Recalque pela
sobreposição dos
Bulbos de Tensão
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Sobreposição de Tensões
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Os Casos Ocorridos em Santos-SP
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Os Casos Ocorridos em Santos-SP
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Os Casos Ocorridos em Santos-SP
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Bulbo de Tensões
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Fundações Rasas
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Fundações Rasas
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Fundações Rasas
• 𝑧 ≤ 2𝐵
• Não é capaz de transferir
carga por atrito lateral
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Fundações Rasas
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Dimensionamento 
de Sapatas
Limites de Profundidade
1,0𝑚 ≤ 𝑧 ≤ 3,0𝑚
Obedecendo a relação de 𝑧 ≤ 2𝐵
*Tomar cuidado com regiões já utilizadas em projeto
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Projeto de Sapata
1. Definir a profundidade de assentamento
Considerar 𝛼 como:
• 𝛼 ≥ 60° se o solo for
pouco resistente;
• 𝛼 = 45° se o solo for
resistente;
• 𝛼 = 30° se a fundação
for aplicada sobre aa
rocha
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Projeto de Sapata
1. Definir a profundidade de assentamento
𝜶
Executar sempre a
fundação mais profunda
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Projeto de Sapata
2. Definir a tensão admissível do solo
𝑷
𝝈
Iremos utilizar o Método de Wilson Costa
• Pedregulhos
• Areia e/ou Silte
• Argilas
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑁𝑆𝑃𝑇
30
(𝑀𝑃𝑎)
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑁𝑆𝑃𝑇
40
(𝑀𝑃𝑎)
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑁𝑆𝑃𝑇
50
(𝑀𝑃𝑎) 𝝈𝒂𝒅𝒎 ≤ 𝟓𝟎𝟎𝒌𝑷𝒂
𝑆𝑚𝑖𝑛 =
𝑃
𝜎𝑎𝑑𝑚
Sempre definir o CG da sapata 
com o CG do pilar
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Projeto de Sapata
3. Definir a área mínima da base
𝑷
𝝈
𝐴 =
𝑎 − 𝑏
2
+
𝑎 − 𝑏 2
4
+ 𝑆𝑚𝑖𝑛
𝐵 =
𝑆𝑚𝑖𝑛
𝐴
*Sempre que preciso, arredondar
em múltiplos de 10𝑐𝑚 para cima.
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Projeto de Sapata
4. Determinar as dimensões mínimas em planta
𝜎𝑚𝑎𝑥 =
𝑃
𝐵.𝐴
+
6.𝑀𝑥
𝐴2. 𝐵
+
6.𝑀𝑦
𝐴. 𝐵²
𝜎𝑚𝑖𝑛 =
𝑃
𝐵. 𝐴
+
6.𝑀𝑥
𝐴2. 𝐵
−
6.𝑀𝑦
𝐴. 𝐵²
*Adotar os valores de 𝐴 e 𝐵 que
satisfaçam as condições de tensão
máxima e mínima.
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Projeto de Sapata
5. Avaliar as tensões máximas e mínimas
𝜎𝑚𝑖𝑛 > 0
Esforço Permanente
𝜎𝑚𝑎𝑥 ≤ 𝜎𝑎𝑑𝑚
Esforço Temporário
𝜎𝑚𝑎𝑥 ≤ 1,3. 𝜎𝑎𝑑𝑚
O volume total de uma Sapata é dado por:
𝑉𝑠 = 𝐴. 𝐵. 𝑅 +
𝐻 − 𝑅
3
𝐴. 𝐵 + 𝑎. 𝑏 + 𝐴. 𝐵. 𝑎. 𝑏
ou
𝑉𝑠 = 𝑆𝑏 . 𝑅 +
𝐻 − 𝑅
3
𝑆𝑏 + 𝑆𝑝 + 𝑆𝑏 . 𝑆𝑝
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Volume da Sapata
• Dimensão mínima dos lados da base de 60𝑐𝑚;
• Altura mínima do Rodapé de 20𝑐𝑚;
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Observações Importantes
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01. Dimensionar a sapata sujeita a cargas permanentes.
❖ 𝑃 = 3500𝑘𝑁;
❖𝑀𝑥 = 400𝑘𝑁.𝑚;
❖𝑀𝑦 = 100𝑘𝑁.𝑚;
❖ 𝜎𝑎𝑑𝑚 = 400kPa;
❖ Dimensões do Pilar 50 𝑥 20𝑐𝑚.
EXEMPLO
𝑆𝑚𝑖𝑛 =
𝑃
𝜎𝑎𝑑𝑚
𝐴 =
𝑎 − 𝑏
2
+
𝑎 − 𝑏 2
4
+ 𝑆𝑚𝑖𝑛
𝐵 =
𝑆𝑚𝑖𝑛
𝐴
𝜎𝑚𝑎𝑥 =
𝑃
𝐵. 𝐴
+
6.𝑀𝑥
𝐴2. 𝐵
+
6.𝑀𝑦
𝐴. 𝐵²
𝜎𝑚𝑖𝑛 =
𝑃
𝐵. 𝐴
+
6.𝑀𝑥
𝐴2. 𝐵
−
6.𝑀𝑦
𝐴. 𝐵²
Continua...
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