complementação de aula de fisica, Exercícios de Física. Fundação Armando Alvares Penteado (FAAP)
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CONCEITOS DE FUNDAÇÕES

O estudo cientifico começou com Karl Terzaghi em 1925 com a publicação em

Viena de um livro que é considerado como o tratado fundador da nova ciência

denominada “Mecânica dos Solos”.

Anteriormente, desde 1776 ocorreram alguns trabalhos específicos em algumas áreas como

os esforços em muros de arrimo, porém não tão abrangentes como os feitos por Terzaghi.

Até então as fundações eram executadas empiricamente, baseadas mais na experiência

anterior em obras semelhantes e que obtiveram sucesso do que em análises baseadas em

estudos científicos.

Um acúmulo de insucessos em obras de engenharia civil no início do século

passado, onde se destacam as rupturas do canal do Panamá e o rompimento de

grandes taludes em estradas e canais em construção na Europa e nos Estados Unidos

mostraram a necessidade de se fazer estudos específicos para o material solo. Devido a

sua heterogeneidade não se aplicam as mesmas teorias usadas para aço e concreto,

devendo-se ter estudos específicos para cada tipo de solo.

Conceitos de Fundações

Histórico

Pode-se destacar a Torre de Pisa,

construída entre 1174 e 1350 (176 anos),

possuindo 55m de altura

(aproximadamente 18 andares com pé

direito de 3m) e 15700 toneladas de peso.

Suas fundações foram construídas em

forma de anel, apoiada direto no solo. A

torre rotacionou, ocasionando recalque

de aproximadamente 3m, em um dos

lados. O desaprumo horizontal chegou

a 4,5m. Várias tentativas de estabilizar a

torre foram tentadas, porém só mais

recentemente obtiveram sucesso. O

desaprumo ocorreu devido a maior

deformabilidade do solo no lado de

maior recalque, o que não foi identificado

antes da construção (ver bibliografia 15).

Histórico

Atualmente o estudo do comportamento do solo continua em desenvolvimento, porém é uma

área da engenharia que requer muito conhecimento prático de campo e este conhecimento

tem sido passado de geração para geração com sucessos e insucessos.

A mecânica dos solos não se restringe somente as fundações de edifícios,

residências ou industriais, bases de equipamentos, entre outros, mas também a obras

de engenharia civil como estradas, barragens, encostas, etc... cada uma destas áreas

com as suas particularidades exigindo seus especialistas.

Nos dias atuais, muito do que se faz em engenharia dos solos para construção civil, está

normalizado pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), temos normas para

ensaio, sondagens, projeto, execução e controle das fundações.

Histórico

EDIFÍCIO DA CIA PAULISTA DE SEGUROS

Rua Líbero Badaró – São Paulo.

Edifício com 26 andares finalizado em 1943, recalque em

um dos lados do prédio causando um desaprumo de 1m.

Para reforço da fundação foi utilizada a técnica de

congelamento do solo á -20⁰C, até 18 à 20m de

profundidade durante 8 meses e feito reforço das

fundações com tubulão.

Posteriormente o prédio foi macaqueado e colocado na

posição original.

Só como referência o recalque absoluto no dia da

inauguração foi de 1mm em 24 horas.

SANTOS

CHINA

CHINA

UBATUBA

SANTOS

As fundações são divididas em dois grupos pela NBR6122:

FUNDAÇÃO SUPERFICIAL (RASA OU DIRETA)

FUNDAÇÃO PROFUNDA

ALTERNATIVAS DE FUNDAÇÃO

FUNDAÇÃO SUPERFICIAL (RASA OU DIRETA)

BLOCO: São elementos de fundação executados em concreto com dimensões tais que não

há necessidade de armaduras, somente o concreto resiste aos esforços (não confundir com

bloco sobre estaca).

SAPATA: São elementos de fundação executados em concreto armado, ou seja, somente o

concreto não resiste aos esforços, há necessidade de armadura.

SAPATA ASSOCIADA: São elementos de fundação que recebem a carga de mais de um

pilar, porém todos alinhados.

RADIER: São elementos de fundação que recebem a carga de vários pilares dispostos

aleatoriamente.

TIPOS DE FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS

Bloco Sapata Com Altura Variável Sapata Com Altura Constante

Sapata Associada Radier

SAPATAS

FUNDAÇÕES PROFUNDAS

TUBULÕES: São elementos de fundação profunda, escavado no terreno mecânica ou

manualmente, em que pelo menos na sua etapa final existe a descida de pessoas para

executar o alargamento da base ou limpeza do fundo da escavação.

Os tubulões podem ser a céu aberto sendo utilizado acima do nível do

lençol freático. Abaixo do nível d’água pode-se fazer tubulão a ar comprimido

injetando-se pressão no furo do tubulão para expulsar a água e permitir a

escavação. Este último tipo está caindo em desuso em função do risco com a

saúde dos operários, mesmo os tubulões a céu aberto tem sofrido sérias

restrições pelo ministério do trabalho.

TUBULÕES

FUNDAÇÕES PROFUNDAS

ESTACA: São elementos de fundação executados com auxilio de ferramentas ou equipamentos, que pode ser por

cravação, prensagem, vibração ou por escavação, ou ainda de forma mista, utilizando-se mais de um dos

processos acima descritos.

São vários os tipos de estacas, podendo serem executadas no local da obra “in-loco”, neste caso o furo é

cilíndrico e preenchido com concreto, ou podendo ser produzida fora do local da cravação, são as pré-fabricadas,

neste caso a seção pode ser circular, quadrada, em cruz ou outra qualquer.

Entre as estacas executadas “in-loco” podemos citar as brocas manuais, estaca strauss, estaca escavada com trado

mecânico sem fluido estabilizante, estaca escavada com fluido estabilizante (lama bentonítica ou polimérica), estaca

Franki, estaca hélice contínua monitorada, estaca raiz e estaca mega.

Entre as estacas produzidas fora do local da cravação estão as estacas metálicas com perfis I, H, trilhos de estrada

de ferro, estacas de madeira e estacas pré-fabricadas em concreto.

Todas as estacas acima citadas são normalizadas pela ABNT.

ESTACAS

ALGUNS TIPOS DE ESTACAS

(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h)

a) Perfil I metálico.

b) Estaca pré-fabricada em concreto com seção quadrada.

c) Estaca pré-fabricada em concreto com seção octagonal.

d) Estaca pré-fabricada em concreto com seção circular e vazada.

e) Estaca pré-fabricada em concreto com seção circular.

f) Estaca moldada “in-loco” como strauss e Franki.

g) Estaca moldada “in-loco” escavada (com ou sem fluido estabilizante) de seção circular.

h) Estaca moldada “in-loco” escavada (com ou sem fluido estabilizante) de seção

retangular.

ROCHAS E SOLOS

A norma NBR6502/1995 faz as seguintes definições de rocha e solo.

ROCHA: Material sólido, consolidado e constituído por um ou mais minerais, com características

físicas e mecânicas especificas para cada tipo.

SOLO: Material proveniente da decomposição das rochas pela ação de agentes físicos ou químicos,

podendo ou não conter matéria orgânica.

NOTA:

Segundo Milton Vargas (bibliográfica 5), solo é todo material da crosta terrestre

escavável por meio de pá, picareta, escavadeira, etc, sem necessidade de

explosivos e rocha, todo material que necessite de explosivos para seu desmonte.

Esta é uma colocação sem rigor técnico, porém que estabelece inicialmente um critério

de classificação.

Perfuração em rocha.

Escavação em solo.

A origem das rochas podem ser:

ÍGNEA OU MAGMÁTICA, provenientes de solidificação de materiais em fusão (magmas), formando o

basalto, diabásio, riolito, diorito, etc...

METAMÓRFICA, proveniente de transformações sofridas por qualquer tipo de rocha preexistente que

produziram novas texturas e novos minerais, formando o gnaisse, xisto, filito.

SEDIMENTAR, são originadas pela consolidação de detritos de outras rochas que foram transportadas,

depositadas e acumuladas, formando estratos ou camadas, estando nesta classificação os arenitos,

silitos, folhelho, etc. Podem também ser produto de atividade orgânica, bioquímica ou precipitação

química como o carvão mineral, gipsita, calcário, evaporito, etc...

OS PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHA SÃO: Aplito, Ardósia, Arenito, Argilito, Basalto, Brecha, Calcário,

Conglomerado, Diabásio, Dolomita, Filito, Folhelho, Gnaisse, Granito, Laterita, Mármore, Migmatito,

Milionito, Pegmatito, Quartizito, Silexito, Siltito e Xisto, todos descritos na NBR6502.

ROCHAS

Uma propriedade importante das rochas é o seu Grau De Alteração, que pode ser classificado segundo a

NBR6502, em:

 Rocha Sã

 Rocha Pouco Alterada

 Rocha Medianamente Alterada

 Rocha Muito Alterada

 Rocha Extremamente Alterada (Saprolito ou Saprólito)

Outra propriedade importante é o Grau De Fraturamente da rocha, que segundo a NBR6502 se dividem em:

 Rocha Ocasionalmente Fraturada ou Maciça

 Rocha Pouco Fraturada

 Rocha Medianamente Fraturada

 Rocha Extremamente Fraturada

GRAU DE FRATURAMENTO DAS ROCHAS

RQD QUALIDADE DO MACIÇO ROCHOSO

0-25% Muito Fraco

25-50% Fraco

50-75% Regular

75-90% Bom

90-100% Excelente

Para medir o grau de fraturamento das rochas usa-se o termo RQD-(Rock Quality Designation) que se

baseia no cálculo do quociente entre a soma dos comprimentos de testemunhos de sondagem com tamanho

superior a 10cm, pelo comprimento total perfurado da manobra. Sendo assim um maciço rochoso que

possua RQD entre 90 a 100% é de qualidade excelente.

SOLOS RESIDUAIS, quando o produto do processo de decomposição permanece no próprio local.

SOLOS TRANSPORTADOS, quando solo de outras regiões é carregado pela água das enxurradas ou

rios (aluviais), pelo vento (eólico), pela gravidade (coluvial), ou por vários destes agentes

simultaneamente.

SOLOS ORGÂNICOS, ocorrem pela impregnação de matéria orgânica em sedimentos pré-existentes

ou pela transformação carbonífera de materiais contidos no material sedimentado.

SOLOS PEDOGÊNICOS, são os solos que sofreram processo químico e físico que atuou sobre o

material local podendo ser tanto em solos residuais como transportados. Esta evolução ocorreu

posteriormente a sua formação ou decomposição. Um destes solos é comumente chamado de

“Solos Porosos” e recobrem extensas zonas da região centro-sul do Brasil, são também

conhecidos como “Solos Lateriticos.”

SOLOS

A origem dos solos está na decomposição das rochas pela ação das intempéries, e são constituídos

de um conjunto de partículas com água e ar nos espaços intermediários. Os solos, em relação a sua

origem, podem ser classificados em:

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