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UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 1 SUMÁRIO 2UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS Objetivo(s): • Conhecer o tipo ideal de fundação para cada tipo de obra. AULA 3 UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 2 CONTEXTUALIZANDO A APRENDIZAGEM Caro(a) aluno(a), seja bem-vindo(a) a mais uma Aula! Na Aula 2, vimos como se desenvolve a preparação do canteiro de obras e todos os procedimentos para que o projeto em si se inicie. Após concluída essa etapa, é hora de começar a obra. É preciso iniciá-la pelas suas fundações que darão suporte a tudo o que será construído. Você já parou para pensar que, sendo o suporte para tudo que será construído, as fundações devem ser muito bem executadas? As fundações devem ser determinadas de acordo com o tipo de terreno que será trabalhado. Portanto, é preciso fazer um estudo do solo e saber bem o que existe abaixo da superfície. Você sabia que existem diversos tipos de fundação? Após o estudo do terreno, é preciso entender como cada tipo de fundação funciona e qual é a melhor escolha. Então, de acordo com o resultado encontrado na sondagem e o porte da obra, cabe ao engenheiro determinar a fundação que mais se encaixa ao tipo de construção que será executada. Para isso, veremos, nesta Aula, quais os tipos de fundação mais usuais; e entenderemos um pouco de como é feita a sondagem. Vamos começar os estudos? Então, prossiga. AULA 3 - FUNDAÇÕES Bons Estudos! UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 3 Para contextualizar e ajudá-lo(a) a obter uma visão panorâmica dos conteúdos que você estudará na Aula 3, bem como entender a inter-relação entre eles, é importante que se atente para o Mapa Mental, apresentado a seguir: MAPA MENTAL PANORÂMICO ESTACAS TUBULÕES SAPATA CORRIDA SAPATA ISOLADA RADIER FUNDAÇÕES SONDAGEM FUNDAÇÕES DIRETAS FUNDAÇÕES INDIRETAS UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 4 FUNDAÇÕES 1. SONDAGEM Niyama (1998, p. 5) destaca que “o sucesso de uma fundação (projeto e execução) depende do conhecimento do comportamento dos solos”. Portanto, a sondagem é imprescindível ao projeto estrutural. A sondagem de um terreno sempre acontece antes do projeto de fundação ser determinado. Fazê-la é imprescindível, pois é necessário reconhecer o subsolo que será trabalhado para escolher a fundação adequada. Se o projetista não souber exatamente o que existe no subsolo, passa a existir a possibilidade de a fundação ou a estrutura da obra ser dimensionada de maneira errada. O reconhecimento do subsolo também acaba por, posteriormente, baratear as fundações, já que será feita de maneira adequada sem excessos ou retrabalhos. Niyama (1998) defende que não se pode aplicar aos solos apenas teorias como se faz com as estruturas de uma construção, como o aço ou o concreto, por exemplo. “Não é suficiente determinar em laboratório parâmetros de resistência e deformidade em amostras de solo e aplicá-los a modelos teóricos adequados àqueles materiais” (NIYAMA, 1998, p. 16). O comportamento dos solos não pode ser expresso por parâmetros simples. A engenharia das fundações se aprimora pela experiência e pelo ato de observar o comportamento e as peculiaridades dos solos. “Todo desenvolvimento de técnicas de projeto e de execução das fundações depende do entendimento dos mecanismos de comportamento dos solos” (NIYAMA, 1998, p. 16). De acordo com Milito (2020), a sondagem do solo precisa cumprir os seguintes requisitos técnicos: FIQUE ATENTO!! A sondagem, normalmente, é feita por uma empresa especializada; mas, entender como é feita ajuda no trabalho. UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 5 • Determinar quais são os tipos de solo que ocorrem da superfície até a profundidade de interesse para o projeto. • Determinar o quanto o solo está compacto. • Determinar a espessura de cada camada que constitui o solo. • Informar a ocorrência de água no solo, a quantidade e a localização. A sondagem é feita com um martelo, uma espécie de aparelho padronizado para a execução desse tipo de trabalho. Para tanto, é conferido golpes no solo até a abertura de um furo de 1 metro enquanto esses golpes são contados. Um amostrador padrão é inserido nessa abertura e de lá são retiradas amostras do solo. A cada metro, o procedimento é repetido e se analisa quantos golpes foram necessários para chegar até lá (também chamado de Índice de Resistência à Penetração) e o tipo de amostra que foi recolhido. Esse tipo de sondagem é o mais simples e se denomina SPT (Standart Penetration Test), que significa Teste Padrão de Penetração. Figura 1: Desenho esquemático mostrando como funciona a aparelhagem de escavação para sondagem S.P.T Fonte disponível em: pág. 23. Acesso em: 18 jun. 2020. Figura 2: Imagem da sondagem sendo feita Fonte disponível em: pág. 23. Acesso em: 18 jun. 2020. UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 6 A Tabela 1 a seguir apresenta algumas relações empíricas que nos dão uma estimativa da capacidade de resistência aos golpes de determinados tipos de solos. Tabela 1: Compacidades e consistências segundo a resistência à penetração – S.P.T Solo Denominação N° de Golpes Terrenos arenosos Fofo ≤4 Pouco compacto 5 - 8 Méd. Compacto 9 - 18 Compacto 19 - 41 Muito Compacto >41 Terrenos argilosos Muito Mole <2 Mole 2 - 5 Médio 6 - 10 Rígido 11 - 19 Duro >19 Fonte: Adaptado de Milito (2020). Agora eu pergunto: Como determinar o número de sondagens a serem feitas em determinado terreno? Saiba que os pontos onde a sondagem será aplicada devem ser distribuídos criteriosamente e ter profundidade suficiente para incluir todas as camadas do subsolo que possam interferir no comportamento da fundação. A norma NBR 8036/1983 (ABNT, 1983) determina o número de pontos de sondagem em função da área a ser construída, como podemos ver na Tabela abaixo: Tabela 2: Número de pontos de sondagem em função da área construída Área construída N° de sondagens De 200m² até 1.200m² 1 sondagem para cada 200m². de 1.220m² até 2.400m² 1 sondagem para cada 400m² que exceder a 1.200m². Acima de 2.400m² Será fixada a critério, dependendo do plano de construção. Fonte: ABNT, 1983. UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 7 Os dados retirados da sondagem são explicitados em um gráfico geotécnico que é feito individualmente para cada furo. E ele deve vir acompanhado da planta de situação dos solos para melhor interpretação. O resultado final da sondagem deve conter: • Planta de situação dos furos. • Perfil de cada sondagem com as cotas de onde foram retiradas as amostras. • Classificação de diversas camadas e os ensaios que as permitiram classificar. • Níveis dos terrenos e dos diversos lençóis d’água, com a indicação das respectivas pressões. • Resistência à penetração do barrilete amostrado, indicando as condições em que a mesma foi tomada. Assim, o especialista é capaz de fazer um gráfico que se organiza em colunas que estão organizadas em função da profundidade do solo. Na primeira parte, consta as informações sobre o índice de resistência à penetração; e, na segunda, os resultados propriamente ditos: nível do lençol freático, classe geológica, perfil geológico, profundidade das diferentes camadas presentes na amostra do terreno e classificação do material presente nas camadas. A Figura 3 mostra o exemplo de um perfil geotécnico: As NBRs são um conjunto de normas técnicas que servem para padronizar os serviços e os produtos em nosso país. Existem NBRs que tratam de todas as etapas na construção civil e nós as veremos muito por aqui. É importante pesquisa-las sempre para saber como executar corretamente os procedimentos mais utilizadosnas obras. A NBR que determina o método de execução das sondagens, por exemplo, é a NBR6484, e pode ser encontrada, clicando aqui! Sempre vale a pena ter as normas em mãos para pesquisas. saiba mais! Tubos que, quando inseridos no solo, acomodam e projetem os testemunhos (a quantidade de solo que será analisada). BARRILETE GLOSSÁRIO http://files.ilcoribeiro.webnode.com.br/200000077-b4139b50d4/NBR%208036.pdf UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 8 Figura 3: Exemplo de um perfil geotécnico Fonte disponível em: pág. 23. Acesso em: 19 jun. 2020. CONECTANDO O estudo do solo é chamado de pedologia, originada do grego pedon, que significa solo, e logos, que significa estudo. Como o solo é um recurso natural tão importante, existem diversos especialistas na área que se dedicam a entender melhor como ele se comporta e como podemos preservá-lo, assim como suas características naturais. Por isso, a pedologia é muito importante para a área da Agricultura, por exemplo. Os estudos pedológicos são fundamentais para corrigir a fertilidade natural do solo, para identificar solos apropriados para cada cultura, para monitorar teores de matéria orgânica, para preservá-los contra os perigos da erosão e, ainda, para ajudar a compreender os danos causados em catástrofes ambientais, como em Mariana/MG, por exemplo, buscando soluções para recuperar a região. UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 9 As fundações têm como principal função transmitir ao solo os esforços aplicados pelas cargas das estruturas que suportam todo o peso do edifício. Portanto, são uma parte crucial da construção. Devem ser projetadas como qualquer outra estrutura e, assim, garantir condições mínimas de segurança, funcionalidade e durabilidade. Essas três condições irão refletir do desempenho da fundação. Com relação às condições de segurança, devem atender tanto os coeficientes mínimos contra ruptura fixados pelas normas técnicas, quanto os seus elementos estruturais e o solo em que ele se instala. Quanto às condições de funcionalidade, devem garantir os deslocamentos compatíveis com o tipo e a finalidade a que se destina (ALONSO, 2019). E, por fim, as condições mínimas de durabilidade, que se refere à vida útil da fundação. De acordo com Alonso (2019, p. 12), “neste aspecto, torna-se necessário um estudo minucioso das variações das resistências dos materiais constituintes das fundações, do solo e das cargas atuantes, ao longo do tempo”. Existe ainda o problema de desassociar a estrutura de um prédio de sua fundação. Nesse caso, o cálculo da fundação é feito separadamente do cálculo da estrutura, por calculistas diferentes, o que leva ao superdimensionamento das estruturas; pois, de acordo com Antoniazzi (2011, p. 10), o engenheiro estrutural “calcula o edifício considerando-o sobre base indeslocável, enquanto o engenheiro de fundações trata somente da estrutura de fundação e do solo”. É preciso haver um trabalho conjunto nessas áreas. É muito difícil garantir a qualidade das fundações, porque as estruturas, por exemplo, possuem todos os seus aspectos definidos somente pelo projetista. Já as fundações trabalham com o solo, que é um material de grande influência no sistema e que não é fabricado pelo homem. Por isso, se tornam tão importantes as sondagens e o ensaio com o solo. Quanto ao controle, Alonso (2019) determina um tripé que pode garantir uma boa fundação: projeto, execução e controle. Na etapa de projeto, é possível determinar o(s) tipo(s) e FIQUE ATENTO!! Os recalques, que são deslocamentos verticais importantes para a estabilidade das fundações, devem ser calculados ainda na fase de projeto, em conjunto entre a equipe responsável pelo cálculo das fundações e a equipe responsável pelo cálculo das estruturas. Cada equipe deve ajustar os valores até que se chegue a um consenso, e esse resultado se chama “interação solo-estrutura”. UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 10 fundação(ões) a empregar “em função das características geotécnicas do local, das grandezas das cargas, da responsabilidade da obra e outras” (ALONSO, 2019, p. 15). Portanto, ainda nessa fase, o projetista precisa visualizar como o projeto será executado, de acordo com os equipamentos disponíveis, e estar em contato direto com a equipe de execução. Na hora da execução, a equipe deve seguir tudo que foi previsto na fase de projeto. Enquanto acontece a fase de execução, é possível fazer uma espécie de controle de qualidade, “que deverá aferir as previsões feitas, adaptando a execução às mesmas ou fornecendo subsídios ao projeto para reavaliação” (ALONSO, 2019, p. 15). Como as fundações ficam enterradas, não é fácil inspecioná-las depois de concluídas. E, por isso, é muito importante a garantia de eficiência das equipes envolvidas no projeto e na execução. Para a escolha correta da fundação de determinada obra, o engenheiro deve levar em consideração: • A topografia da área - levantamento planialtimétrico; • Projeto de arquitetura com plantas de todos os níveis; • Os dados da estrutura (tipo de estrutura e tipo de obra que será desenvolvida no local); • A análise da sondagem; • Dados sobre construções vizinhas (existência de subsolo, por exemplo); • Aspectos econômicos. Os critérios mais técnicos são responsáveis por garantir a segurança à ruptura e aos recalques, e já elimina algumas possibilidades. Os critérios que dizem respeito ao mercado e à verba disponível, além da disponibilidade de equipamentos, materiais e prazos, só se aplicam após a escolha da viabilidade técnica. Assim, a escolha do tipo de fundação depende de vários fatores além da grandeza e magnitude das cargas, das características da obra e da natureza do subsolo e das condições dos vizinhos (critério técnico). A disponibilidade de materiais e equipamentos, as restrições ambientais ou de legislação local, a distância de transporte e, ainda, a experiência regional e a metodologia ou sequência executiva da obra implicam a adoção de um tipo de solução de fundação (NIYAMA, 1998, p. 26). Para classificar as fundações, iremos adotar os critérios utilizados por Azeredo (1997): a) Fundações diretas; b) Fundações indiretas. UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 11 Veja, na Figura 4, a relação das fundações mais usuais em construções, segundo Milito (2020). Figura 4: Relação das fundações mais usuais em construções Fonte: Milito (2020, p. 36). Com os resultados das sondagens em mãos, é hora de escolher o tipo de fundação que melhor se adequa à obra, a melhor técnica e economicamente adequada. É sempre melhor tentar, em um primeiro momento, adotar as fundações diretas, pois elas são mais simples e baratas, e, enfim, compará-la a indireta. DICA DO AUTOR UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 12 A seguir, veremos com propriedade cada tipo de fundação. 2. FUNDAÇÕES DIRETAS Nas fundações diretas, a carga da estrutura é transmitida diretamente ao solo pela fundação. Normalmente, as valas são rasas, com profundidade de no máximo 3m, e são feitas através de pequenas escavações no solo, não necessitando de grandes equipamentos para serem executadas. Vendruscolo (1996, p. 21) destaca que: Um solo ideal para o assentamento de fundações superficiais (Diretas) deve ter boa capacidade de suporte e baixa deformabilidade. É comum, na natureza, a ocorrência de materiais que não preencham essas duas condições dificultando assim, o uso de fundações superficiais. Esse tipo de fundação é viável quando “a partir de 1m abaixo da cota de implantação do último nível (mais baixo) do empreendimento, encontra-se terreno com resistência e deformabilidade compatível com a estrutura do empreendimento” (NIYAMA, 1998, p. 26). O que caracteriza, principalmente, uma fundação rasa ou direta, é o fatoda distribuição de carga do pilar para o solo ocorrer pela base do elemento de fundação; sendo que, a carga, aproximadamente pontual, que ocorre no pilar, é transformada em carga distribuída, num valor tal, que o solo seja capaz de suportá-la. As sapatas são elementos de fundação rasa, feitas em concreto armado. Veremos mais adiante os tipos de sapata utilizados na construção. Veja na Figura 5, o cálculo de uma sapata isolada. Figura 5: Cálculo de uma sapata isolada Fonte: Milito (2020, p. 58). As sapatas devem ser feitas sobre um lastro de concreto não estrutural de, no mínimo, 5 cm de espessura.VOCÊ SABIA? UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 13 2.1 SAPATA CORRIDA Uma sapata corrida pode ser classificada em simples e armada. A sapata simples, normalmente, é usada em obras de pequeno porte com pouca carga, como: construções sem laje, barraco de obras, abrigo, de gás e outros. É importante sabermos como ela funciona, pois foi uma técnica muito utilizada no passado e esse conhecimento pode ser muito útil em reformas. Suas etapas de execução são: a) Abertura das valas: sua largura e profundidade são definidas de acordo com a carga e a sondagem; e o fundo da mesma deve sempre estar em nível, mesmo que o terreno seja inclinado (neste caso ela é feita em degraus). b) Apiloamento: é a técnica de adensar, com um soquete, as camadas de terreno no fundo da vala e diminuir os vazios. c) Lastro de concreto: é aplicada uma camada de concreto de, no mínimo, 5 cm, com a finalidade de diminuir a pressão de contato e uniformizar o piso onde o alicerce de alvenaria será levantado. d) Assentamento de tijolos: são embutidos tijolos maciços na abertura feita. e) Cinta de amarração: é aconselhável que esse sistema seja “amarrado” por ferragem em toda a sua extensão. f) Impermeabilização: deve haver impermeabilização na parte interna da fundação e, depois de pronta, em sua face externa. Quando a parte firme do terreno está mais profunda, é necessária a utilização da sapata armada, ao invés da simples. A sapata corrida armada segue basicamente os mesmos passos da simples, mas é feita com concreto e ferragens, e não tijolos. Figura 6: Sapata corrida armada executada em obra Fonte disponível em: pág. 23. Acesso em: 19 jun. 2020. UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 14 2.2 SAPATA ISOLADA A sapata isolada é um jeito relativamente simples de se construir uma fundação, e está presente na maioria das obras. Tem a finalidade de suportar a carga de determinado pilar e pode ser feita no formato retangular, quadrado ou circular. É, normalmente, construída em concreto armado; e as armaduras de ferro são responsáveis por suportar esforços de tração e flexão. Veja, na Figura 7, um desenho esquemático que mostra uma sapata isolada em comparação com uma sapata contínua. E, na Figura 8, podemos ver uma sapata isolada mostrada em planta e em vista. Figura 7: Sapata isolada x sapata contínua Fonte disponível em: pág. 23. Acesso em: 19 jun. 2020. FIQUE ATENTO!! Sabe quais as vantagens e desvantagens das sapatas corridas? A vantagem é que são mais baratas e de fácil execução, muito utilizadas para a construção de muros. E a desvantagem é que não podem ser utilizadas para obras grandes, que geram muita carga na fundação. UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 15 Figura 8: Sapata isolada mostrada em planta e em vista Fonte disponível em: pág. 23. Acesso em: 19 jun. 2020. E por fim, agora na Figura 9, podemos ver várias sapatas isoladas executadas em uma obra. Figura 9: Sapatas isoladas executadas em uma obra Fonte disponível em: pág. 23. Acesso em: 19 jun. 2020. 2.3 RADIER O radier é um recurso usado quando o solo tem baixa resistência e a camada mais resistente está a uma profundidade que não permite a cravação de estacas. Essa técnica consiste, segundo Azeredo (1997, p. 34), em: UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 16 [...] formar uma placa contínua em toda a área da construção com o objetivo de distribuir a carga em toda a superfície, o mais uniforme possível, para tanto constrói-se em concreto armado com armadura cruzada na parte superior e na parte inferior. O radier, na verdade, é como se fosse uma grande laje feita sobre o terreno nivelado e compactado, como podemos ver na Figura 10. Figura 10: Imagem esquemática de um radier Fonte disponível em: pág. 23. Acesso em: 19 jun. 2020. 3. FUNDAÇÕES INDIRETAS As fundações indiretas possuem grande comprimento em relação a sua base e também são as fundações que possuem maior profundidade, normalmente superior a 3m. Essa fundação é muito utilizada para construções de prédios de muitos pavimentos onde as cargas são enormes. Nesse tipo de fundação, são usados dois elementos: as estacas e as tubulões. FIQUE ATENTO!! As tubulações hidrossanitárias ou elétricas devem ser pensadas previamente e assentadas no solo abaixo do radier com saída através da laje. Assim, são evitados cortes na laje já executada, retrabalhos e aumento de custo. UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 17 3.1 ESTACAS As estacas são elementos usados em fundações profundas cravadas no solo por máquinas, chamadas de bate-estacas, não necessitando da descida de operários. Elas transmitem as cargas da edificação pelas suas laterais (resistência de fuste) e pela ponta. As estacas podem ser cravadas por golpes de martelo, por prensagem (macaco hidráulico) ou por vibração. Esse modo de execução torna a obra mais rápida, permite maior controle de qualidade e mantém o canteiro de obras mais limpo; porém, gera mais custo, produz mais ruído e pode danificar o entorno do terreno. A outra opção é escavar o terreno tirando material para o colocamento da estaca com uma hélice ou estaca raiz para, enfim, enterrar a estaca. As fundações profundas devem ser utilizadas quando o solo apresenta muita resistência em suas camadas iniciais ou quando ocorre o contrário: o solo é mole e possui resistência apenas a 3m da superfície. As estacas cravadas não são muito indicadas para solos mais resistentes, duros, sendo mais usadas em solos moles de boa estabilidade. Lembre-se de que, além do tipo de solo, as especificidades da obra e quantidade de carga também influenciam na escolha da fundação. As estacas ou bate-estaca podem ser feitas de diversas maneiras, como: • Bate-estacas de gravidade De acordo com Azeredo (1997, p. 45) “a energia para cravação da estaca é transmitida à mesma pela queda livre de um peso, de uma determinada altura”. Esse peso se chama macaco, ou martelo, e é orientado por guias laterais. Esse tipo de bate-estaca tem a eficiência de no máximo 10 pancadas por minuto. • Bate-estacas de simples efeito “Neste tipo o martelo desloca-se ao longo de um embalo fixo à estrutura do bate-estacas e é levantado pela ação de gases sob pressão, caindo só pelo próprio peso” (AZEREDO, 1997, p. 46). Sua altura de queda depende da quantidade de gases da câmara. Sua eficiência é de 40 a 50 pancadas por minuto. • Bate-estacas de duplo efeito Consiste em uma versão melhorada do tipo anterior. “Os gases sob pressão são injetados no cilindro, tanto para a operação de levantamento como para a operação de queda. Neste caso não há queda livre [...]” (AZEREDO, 1997, p. 46). A frequência de cravação é alta, de 250 a 300 pancadas por minuto. Um Desenho esquemático mostrando como é feita a distribuição de cargas pode ser visto na Figura 11. UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 18 Figura 11: Distribuição de cargas Fonte disponível em: pág. 23. Acesso em: 10 jun. 2020. Existem vários tipos de estacas, classificadas segundo a maneira como são inseridas no solo, ou seja, se vão ser cravada ou escavada. As Estacas Escavadas podem ser: • Estaca Straus: Abre-seum furo com soquete onde é inserido um tubo metálico. Pelo tubo, é inserida uma sonda que retira a terra. • Estaca Raiz: Escavação por perfuração rotativa, sendo usado um tubo metálico que protege a escavação. O elemento que realiza a escavação é chamado perfuratriz. Quando finalizada a escavação, é colocada a armação metálica e feita a concretagem de baixo para cima. • Estaca Hélice contínua: É introduzida uma hélice no terreno que retira a terra até a profundidade almejada. A hélice é retirada ao mesmo tempo que o concreto é injetado através de um tubo central. • Estaca broca: É uma técnica mais rudimentar, com a qual o solo é escavado manualmente por meio de um trado, e, quando a profundidade desejada é atingida, a concretagem é feita através de um funil. • Estaca Franki: Um tubo metálico é cravado no solo por percussão através de uma máquina. Com as batidas do pilão, o conjunto vai afundando e, depois que o tubo é cravado, uma pequena quantidade UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 19 de concreto é depositada no seu interior, e o bate-estaca será usado para socar esse material. Esse processo vai sendo repetido e, posteriormente, é feita a concretagem até o topo. Figura 12: Desenho esquemático que mostra como é feita a colocação da estaca Franki Fonte disponível em: pág. 23. Acesso em: 19 jun. 2020. Já os tipos de Estacas Cravadas possuem algumas vantagens e desvantagens. Vejamos, no Quadro 1, os diferentes tipos de estaca cravadas, bem como suas vantagens e desvantagens: Quadro 1: Tipos de estacadas cravadas Tipo de estacas cravadas Vantagens Desvantagens Concreto: Podem ser de concreto protendido ou armado. São cravadas no solo por vibração, percussão ou prensagem e possuem maior controle de qualidade. Boa capacidade de carga e resistência de esforços de flexão e cisalhamento. Geram grande vibração no solo durante sua cravação, não ultrapassa as camadas mais resistentes do solo e têm alto peso próprio, limitando as seções e comprimentos em função do transporte e cortes. UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 20 Madeira: Não são muito usadas atualmente, e, quando são usadas, geralmente, em obras provisórias. São mais indicadas para fundações submersas. Geralmente, são constituídas de troncos de árvore cravadas por um bate-estaca. Longa duração quando submersas. Geram grande vibração durante sua cravação. Deve ser protegida quando exposta à flutuação do nível da água, pois podem surgir fungos e bactérias. Comprimento limitado a 12 metros. Aço: Podem ser feitas a partir de perfis laminados ou soldados, tubos de chapas dobradas, tubo sem costura e trilhos. São cravadas por bate-estaca e não podem ser usadas em terrenos com muitas rochas. Podem ser emendadas, possuem pouca vibração durante a escavação, conseguem atravessar camadas resistentes do solo e atingem grandes profundidades. Elevado custo e apresenta grande risco de corrosão ou oxidação se não forem bem tratadas. Fonte: Elaborado pela Autora. 3.2 TUBULÕES Os tubulões representam as fundações profundas e são constituídos de uma espécie de poço. Eles se dividem em dois tipos: a céu aberto e pneumático. Os tubulões a céu aberto são mais simples e podem ser descritos como um poço perfurado manual ou mecanicamente e a céu aberto, usado em solos acima do nível da água, que só recebem esforços verticais. Na construção de um tubulão, pelo menos na etapa final, há descida de pessoal. Possui um fuste com no mínimo 70 cm de diâmetro e uma base alargada. Figura 13: Execução de um tubulão a céu aberto Fonte disponível em: pág. 23. Acesso em: 19 jun. 2020. Ocorre quando duas seções de uma peça tendem a se deslocar paralelamente em sentido oposto. CISALHAMENTO GLOSSÁRIO UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 21 Já os tubulões pneumáticos são executados abaixo do nível da água e utilizam uma câmara e um compressor que, através de ar comprimido injetado, mantêm a água afastada do interior. Figura 14: Desenho esquemático mostrando um tubulão pneumático Fonte disponível em: pág. 23. Acesso em: 19 jun. 2020. Após esta Aula, você consegue dizer por que a sondagem é tão importante como procedimento a ser feito antes do projeto de fundações? Você consegue diferenciar as fundações diretas (rasas) das fundações indiretas (profundas)? Qual escolher em cada caso? Qual seria melhor para a construção de um edifício com muitos pavimentos? Qual seria melhor para uma construção provisória em um canteiro de obras? Qual fundação você escolheria para uma obra submersa? Qual usar quando o solo é mais rígido? E quando ele é pantanoso ou arenoso? Consegue diferenciar os tipos de estacas? Caso você consiga responder essas questões, parabéns! Você atingiu os objetivos específicos da Aula 3! Caso você tenha dificuldades em responder algumas delas, aproveite para reler o conteúdo da aula, acessar o UNIARAXÁ Virtual e interagir com seus colegas, tutor(a) professor(a). Você não está sozinho nessa caminhada! Conte conosco! aUTOaVALIAÇÃO UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 22 RECAPITULANDO Nesta Aula, vimos que, antes de escolher a fundação mais apropriada, é de grande importância fazer a sondagem do solo para saber exatamente como ele se comporta e suas características em todas as camadas. Entendemos que as fundações na engenharia civil podem ser consideradas como elementos que fazem a transmissão dos esforços da estrutura para o terreno; devem ser escolhidas baseadas nas características da estrutura que será usada e do subsolo, adotando critérios que garantam segurança e economia à obra. Como verificamos pelos tipos de fundações apresentados, as principais diferenças entre elas são, principalmente, a natureza da obra, os recursos financeiros, o tipo de solo do terreno e o nível tecnológico empregado. E, por fim, compreendemos que as fundações rasas geralmente são utilizadas em obras relativamente mais simples — como a construção de residências. Já as fundações profundas são utilizadas em obras mais complexas, como na construção de grandes pontes e edifícios, por exemplo. Na próxima Aula, iremos estudar a estrutura da edificação que fica acima do solo: os pilares, as vigas e as lajes. Além de entender sobre esses elementos, iremos estudar o concreto, os elementos químicos que compõem o cimento, os elementos necessários para a preparação do concreto, como é feita sua dosagem e a aplicação. Preparado(a) para conhecer todos esses assuntos? Te aguardo na Aula 4. Até lá! VIDEOAULA Após a leitura e o estudo do seu livro-texto, chegou o momento de complementar seu conhecimento. Vá até seu Ambiente Virtual de Aprendizagem e acesse a Videoaula referente à Aula. https://arcos.eng.br/linha-de-producao-conheca-solucoes-de-fundacoes-para-obras-de-dificil-acesso/?utm_source=blog&utm_campaign=rc_blogpost https://arcos.eng.br/seguranca-para-a-concepcao-de-um-projeto/?utm_source=blog&utm_campaign=rc_blogpost UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 23 CRÉDITOS Figura 1: Desenho esquemático mostrando como funciona a aparelhagem de escavação para sondagem S.P.T - Fonte disponível em: <https://www.guiadaengenharia.com/wp-content/ uploads/2018/01/esquema-ensaio-spt-1.jpeg>. Acesso em: 18 jun. 2020. Figura 2: Imagem da sondagem sendo feita - Fonte disponível em: <https://www. guiadaengenharia.com/wp-content/uploads/2018/01/ensaio-spt.jpg>. Acesso em: 18 jun. 2020. Figura 3: Exemplo de um perfil geotécnico - Fonte disponível em: <https://www.guiadaengenharia. com/wp-content/uploads/2018/01/Sondagemm.jpg>. Acesso em: 19 jun. 2020. Figura 6: Sapata corrida armada executada em obra - Fonte disponível em: <https:// s3.amazonaws.com/mapa-da-obra-producao/wp-content/uploads/2014/02/sapata-corrida. jpg>. Acessoem: 19 jun. 2020. Figura 7: Sapata isolada x sapata contínua - Fonte disponível em: <http://www.acharimoveis. com/blog_imobiliario/wp-content/uploads/2011/03/image012.png>. Acesso em: 19 jun. 2020. Figura 8: Sapata isolada mostrada em planta e em vista - Fonte disponível em: <https://1. bp.blogspot.com/-dI-Xa54bhuo/Th8wbt3fcRI/AAAAAAAAB_s/G5BEKsCjlnU/s400/15.gif>. Acesso em: 19 jun. 2020. Figura 9: Sapatas isoladas executadas em uma obra - Fonte disponível em: <https://cdn. escolaengenharia.com.br/wp-content/uploads/2016/07/sapatas-isoladas.jpg>. Acesso em: 19 jun. 2020. Figura 10: Imagem esquemática de um radier - Fonte disponível em: <https://image.slidesharecdn. com/dinamicadesuelos4-160227034046/95/dinamica-de-suelos4-44-638.jpg?cb=1456544627>. Acesso em: 19 jun. 2020. Figura 11: Distribuição de cargas - Fonte disponível em: <https://www.cliquearquitetura.com. br/ckfinder/userfiles/images/art_Arquitetura%20e%20Urbanismo/tipos_de_estacas_1.png>. Acesso em: 10 jun. 2020. Figura 12: Desenho esquemático que mostra como é feita a colocação da estaca Franki - Fonte disponível em: <https://www.cliquearquitetura.com.br/ckfinder/userfiles/images/art_ Arquitetura%20e%20Urbanismo/tipos_de_estacas_8.jpg>. Acesso em: 19 jun. 2020. LISTA DE FIGURAS UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 24 Figura 13: Execução de um tubulão a céu aberto - Fonte disponível em: <https://imagens-revista- pro.vivadecora.com.br/uploads/2020/05/tipos-de-funda%C3%A7%C3%A3o-tubul%C3%A3o- foto-Total-Constru%C3%A7%C3%A3o.jpg>. Acesso em: 19 jun. 2020. Figura 14: Desenho esquemático mostrando um tubulão pneumático - Fonte disponível em: <https://i.pinimg.com/474x/ca/8a/69/ca8a696477a2aa2e02193af936cfff3f.jpg>. Acesso em: 19 jun. 2020. UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 25 REFERÊNCIAS ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6122: Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro, 2010. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8036: Programação de sondagens de simples reconhecimento dos solos para fundações de edifícios. Rio de Janeiro, 1983. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6484: Solo – Sondagens de simples reconhecimento com STP – Método de ensaio. Rio de Janeiro, 2001. ALONSO, Urbano Rodrigues. Previsão e controle das fundações: uma introdução ao controle da qualidade em fundações. São Paulo: Edgar Blucher, 2019, 142 p. ANTONIAZZI, Juliana Pippi. Interações solo-estrutura de edifícios com fundações superficiais. Dissertação de mestrado. Santa Maria, RS, 2011. AZEREDO, Hélio Alves. O edifício até sua cobertura. São Paulo: Edgar Blucher. 2014. 192p. MILITO, José Antônio de. Técnicas de construção civil e construção de edifícios. Apostila da disciplina de Técnicas Construtivas das Construções Civis e Construções de Edifícios da Faculdade de Ciências e Tecnológicas da PUC Campinas e Faculdade de Engenharia de Sorocaba. Disponível em: https://document.onl/documents/tecnicas-de-construcao-civil- profjose-antonio-milito.html. Acesso em: 23 jun. 2020. NIYAMA, Sussumu. Fundações: teoria e prática. 2 ed. São Paulo: PINI, 1998, 751p. VENDRUSCOLO, M. Estudo do comportamento de fundações superficiais em solo melhorado mediante ensaios de placa. Porto Alegre, 1996. 141p. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – CPGEC/UFRGS. https://document.onl/documents/tecnicas-de-construcao-civil-profjose-antonio-milito.html https://document.onl/documents/tecnicas-de-construcao-civil-profjose-antonio-milito.html UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS 262UNIARAXÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO DO PLANALTO DE ARAXÁ • TODOS OS DIREITOS RESERVADOS CONTATO: 3669.2008 • 3669.2017 • 3669.2028 ead@uniaraxa.edu.br
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