Dimensionamento de Fundações em Concreto Armado: Introdução e conceitos básicos de geotecnia

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Dimensionamento de Fundações em Concreto Armado 1
Dimensionamento de 
Fundações em Concreto 
Armado
Introdução e conceitos básicos de geotecnia 
→ Sistema estrutural:
Supraestrutura
Infraestrutura
Solo competente 
→ Tipos de fundações:
Fundações rasas (diretas ou superficiais): h < 2b (NBR 6122/2019). 
Sapata 
Radier
Fundações profundas (indiretas): transmite a carga pela sua base 
(reesistência de ponta) ou pela sua lateral (resistência de fuste) ou ainda por 
ambas. h > 8b (no mínimo 3m).
Estacas (pré-moldada, hélice contínua, franki)
Tubulão (considera apenas transferência de carga pela base, ou seja, 
sua resistência de ponta)
→ Orientações Técnicas (NBR 6122/2019) 
Todos os elementos de fundação precisam ter na base uma camada mínima 
5cm de concreto magro (nivelação do terreno).
→ Módulo de elasticidade: tensão máxima que um elemento suporta sem sofrer 
deformação plástica. 
Deformação elástica: elemento deforma e depois retorna a posição inicial, 
possui "memória". (ELS)
Deformação plástica: elemento deforma mas não volta mais a seu estado 
incial, perdeu a "memória". (ELU)
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→ Coeficiente de 
Poisson: determina a 
deformação transversal 
do elemento em função 
da carga aplicada 
longitudinalmente. (Lei 
de Hooke).
→ Ângulo de atrito (característica exclusiva dos solos): 
Característica dos solos arenosos.
Produz um comportamento granular ao solo.
A geometria irregular dos grãos produzem maior atrito por contato entre as 
partículas, promovendo ganho de resistência do solo ao cisalhamento. 
→ Coesão (característica exclusiva dos solos):
Característica dos solos argilosos.
Comportamento moldável do solo.
Produz capacidade de resistência ao cisalhamento do solo.
→ Sondagens: NBR 8036.
→ Recalques:
Principais causas:
Baixa capacidade de carga do solo.
Carga incompatível com a capacidade do solo.
Investigação geotécnica inadequada.
Tipos de recalques:
Recalques imediatos: acontece no momento que se inicia a aplicação da 
carga 
Recalques por adensamento
Recalques por ruptura do solo: carga aplicada excede os limites de 
serviço do solo. Deformações irreversíveis.
Classificação quanto ao nível de deslocamento:
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Recalques uniformes: a estrutura se desloca verticalmente de maneira 
homogênea, igual. 
Recalques diferenciais 
Recalques distorcionais
→ Vericação aos limites (Teorias de Skempton e Macdonald):
Para areias:
Recalque diferencial máximo: 25mm
Recalque total máximo: 40mm para elementos isolados 
Recalque total máximo: 40 a 65mm para radiers. 
Para argilas:
Recalque diferencial máximo: 40mm
Recalque total máximo: 65mm para elementos isolados 
Recalque total máximo: 65 a 100mm para radiers. 
→ Verificação aos limites - Recalques Distorcionais (Teoria de Vargas e Silva):
1) Recalque uniforme | 2) Recalque diferencial | 3) Recalque diferencial distorcional
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→ Matacões: blocos de rochas soltas de alta resistência nas camadas de 
solos. 
Se atentar que embaixo do matacão pode haver um solo não rígido. 
Dependendo da geometria do matacão, o mesmo pode se deslocar no solo. 
Sondagem mista ou rotativa.
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→ Bulbo de tensões x Zona de plastificação (áreas de interferências):
Bulbo de tensões: está ligado a uma condição de serviço (ELS), onde se 
preveem as deformações do solo, ou seja, os recalques. Área elástica. 
Segundo Terzaghi, bulbo de tensões = 1,5B. 
Evitar construir fundações muito próximas uma das outras e muito 
próxima a divisas. 
Segundo Barata, bulbo de tensões varia conforme a relação L/B. 
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Zona de plastificação: está ligada a condições últimas (ELU) do solo, ou 
seja, ruptura. A ruptura nesse caso também causa recalques, assim como 
no ELS, porém em um estado irreversível. Deformação plástica.
Considera-se normalmente o ângulo psi Ψ = 45º e a profundidade d = 
1,5B. 
→ Solos colapsíveis: 
Características:
Alta porosidade
Baixo grau de saturação
Em contato com umidade, perdem volume e capacidade de carga de 
forma muito abrupta
Ensaio edométrico 
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Solos não saturados com peso específico seco γseco < 16 ton/m³ 
geralmente estão sujeitos ao colapso (Mackechnie, 1989).
→ Solos expansivos:
Características:
Coesivos
Aumentam de volume na presença de umidade e se contraem quando 
ressecam. 
Ensaio de granulometria e de Índice de Plasticidade
Identificação sem ensaio:
Ondulações (emabarrigamentos para cima) no solo natural ou abaixo de 
pisos, radiers ou pavimentos
Interpretação do relatório SPT
SPT (número de golpes dados nos últimos 30cm)
Nível de água 
Classificação do solo
NBR 8036
Escolha do tipo de fundação 
Fatores determinantes:
Grandeza do carregamento aplicado
Tipologia e capacidade de carga do subsolo
Proximidade com as edificações vizinhas 
Existência ou não do lençol freático
Limitação dos tipos de fundação disponíveis na região
Custo da execução
Tabela Relativa - Fundações Rasas 
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TIPO DE
FUNDAÇÃO
FAIXA DE
CARGA
SUGESTIVA
EM
PRESENÇA
DE N.A.
CUSTO
VIBRAÇÕES
NA
EXECUÇÃO
SOLOS NÃO
RECOMENDADOS
TIPO DE
FUNDAÇÃO
FAIXA DE
CARGA
SUGESTIVA
EM
PRESENÇA
DE N.A.
CUSTO
VIBRAÇÕES
NA
EXECUÇÃO
SOLOS NÃO
RECOMENDADOS
Sapatas
Cargas que
resultem em
dimensões de
no máx. 1,50m
Não
Baixo a
médio
Não
Solos muito fofos
ou com tensão
admissível acima
de 4kgf/cm²
Radiers
Grande
capacidade de
carga uniforme,
mas baixa
capacidade de
cargas pontuais
Não Alto Não
Solos com baixa
capacidade de
carga
Tabela Relativa - Fundações Profundas
TIPO DE
FUNDAÇÃO
FAIXA DE
CARGA
SUGESTIVA
EM
PRESENÇA
DE N.A.
CUSTO
VIBRAÇÕES
NA
EXECUÇÃO
SOLOS NÃO
RECOMENDADOS
Estacas
escavadas de
pequeno Ø
200 a 800 kN Não
Baixo a
médio
Não -
Estacas
escavadas de
grande Ø
Acima de
1100 kN
Sim (camisa
metálica)
Médio
a alto
Não -
Estacas pré-
moldadas
200 a 1500
kN
Sim
Baixo a
médio
Sim -
Estacas
Franki
550 a 1700
kN
Sim
Médio
a alto
Não -
Estacas
Strauss
200 a 1000
kN
Não
Baixo a
médio
Não
Argilas moles,
solos rígidos,
matacões ou
rochas
Estaca raiz
100 a 1800
kN
Sim Alto Não -
Estaca hélice
contínua
250 a 3900
kN
Sim
Médio
a alto
Não -
Tubulão a
céu aberto
1500 a 10000
kN
Não
Médio
a alto
Não Arenosos
https://www.notion.so/Sapatas-96694b2d2fb34b2a95059c617042aeba
https://www.notion.so/Radiers-413fc0ebf52248b3b0fc3131e6241da8
https://www.notion.so/Estacas-escavadas-de-pequeno-68d0b33fbf3a456b9a8c8c00c35bad61
https://www.notion.so/Estacas-escavadas-de-grande-68fc54de93134ca5a30fcbbc049d22f5
https://www.notion.so/Estacas-pr-moldadas-24ed4f3636a24ffdbbced144b70d7ada
https://www.notion.so/Estacas-Franki-45d66c218705450ca667cd7392e4233e
https://www.notion.so/Estacas-Strauss-5d00426a948f4f7bac33f1bdec9e59dc
https://www.notion.so/Estaca-raiz-c369ff12c7da4478afd9bf422ec3efcc
https://www.notion.so/Estaca-h-lice-cont-nua-6d05c9f15871453293ceaa6bffb8877d
https://www.notion.so/Tubul-o-a-c-u-aberto-e87aa3929d3647ca9595b2370614685e
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TIPO DE
FUNDAÇÃO
FAIXA DE
CARGA
SUGESTIVA
EM
PRESENÇA
DE N.A.
CUSTO
VIBRAÇÕES
NA
EXECUÇÃO
SOLOS NÃO
RECOMENDADOS
Tubulão a ar
comprimido
1500 a 10000
kN
Sim Alto Não -
Camisa metálica (camisa guia):
Estaca Franki:
Estaca Strauss:
https://www.notion.so/Tubul-o-a-ar-comprimido-530eaff057d9493487879d11c7ff9aed
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Limites de Cravabilidade
TIPO DE ESTACA SPT LIMITE
Pré-moldada de concreto Ø < 30 cm 15 < SPT < 25 Σ SPT = 80
Pré-moldada de concreto Ø ≥ 30 cm 25 < SPT ≤ 35
Perfil metálico 25 < SPT ≤ 55
Tubada 20 < SPT ≤ 40
Strauss 10 < SPT ≤ 25
Franki em solos arenosos 8 < SPT ≤ 15
Franki em solos argilosos 20 < SPT ≤ 40
Estacão e diafragma, com lama bentonítica 30 < SPT }≤ 80
Hélice contínua 20 < SPT ≤ 45Ômega 20 < SPT ≤ 40
Raiz SPT ≥ 60 (penetra na rocha sã)
Estaca raiz: única estaca capaz de perfurar rochas e matacões. 
Ao se escolher um tipo de fundação rasa, caso a somatória da área das sapatas 
represente mais que 50% da área da edificação em planta, descartar o uso da 
sapata e utilizar radier.
https://www.notion.so/Pr-moldada-de-concreto-30-cm-8239493bca8e4929b4421d2b0e35f985
https://www.notion.so/Pr-moldada-de-concreto-30-cm-2ad24cbad6ef4671bcf6855e1d7d63de
https://www.notion.so/Perfil-met-lico-565687acb88744728cae3d2dbd009b05
https://www.notion.so/Tubada-dd5a450c3019407f879c3a6271edc733
https://www.notion.so/Strauss-44c6765a25ed4310a56c767f1e800b8c
https://www.notion.so/Franki-em-solos-arenosos-ee985d3606344b41a0ac083364647a40
https://www.notion.so/Franki-em-solos-argilosos-41ca5493583e4a23aec2f89c6c1bc6bb
https://www.notion.so/Estac-o-e-diafragma-com-lama-benton-tica-449e1a2bd42249428ff8f54ef54c1202
https://www.notion.so/H-lice-cont-nua-15f96ece26b0430692ffce14a920a09f
https://www.notion.so/mega-c9ec953dafa34b079e2ba31928030f8d
https://www.notion.so/Raiz-a8f5f3f091bf4ab4940a9b67cc91beac