Universidade Paulista - UNIP
Tipos de Fundações
Carmine D’Amore - RA: A7404J-7
Carolina Biella - RA: B668CG2
Hanna Gabrielle - RA: B82EIG-5
Laísa Dias - RA: B09321-8
2016
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Fundações, monografia, Resumos de Projeto Estrutural e Arquitetura
Monografia apresentando os conceitos necessários para compreensão dos tipos de fundações, aplicação em obra, além dos cuidados necessários para uma boa execução.
Tipologia: Resumos
2018
1 / 55
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Tipos de Fundações
Carmine D’Amore - RA: A7404J- Carolina Biella - RA: B668CG Hanna Gabrielle - RA: B82EIG- Laísa Dias - RA: B09321- 2016 Universidade Paulista - UNIP
SUMÁRIO
INDICE DAS FIGURAS
Figura 1 Fundação superficial (a) e profunda (b) (VELLOSO et al., 2013b), ...... 9 Figura 2 Principais tipos de fundações superficiais (VELLOSO et al., 2013b), 10 Figura 3 Principais tipos de fundações profundas: (a) estaca, (b) tubulão, (c) caixão (VELLOSO et al., 2013b), ..................................................................... 11 Figura 4 Esquema da fundação rasa - Fonte: www.construfacil.com.br .......... 12 Figura 5 Fluxograma fundações diretas rasas Fonte: www.construfacil.com.br ......................................................................................................................... 13 Figura 6 Tipos de alicerce Fonte: blog.construir.arq.br .................................... 13 Figura 7 Funcionamento da fundação de Bloco - Fonte: BARROS 2011......... 14 Figura 8 Sapata isolada - Fonte: BARROS 2011 ............................................. 16 Figura 9 Sapata Corrida - Fonte - BARROS 2011............................................ 17 Figura 10 Sapata Associada - Fonte:blogconstruir.arq.com.br......................... 19 Figura 11 Sapata Alavancada - Fonte:www.ebah.com.br ................................ 20 Figura 12 Radier - Fonte: www.fkcomercio.com.br .......................................... 22 Figura 13 Esquema geral para um tubulão a ar comprimido (fonte: Construção Civil, 2012) ....................................................................................................... 26 Figura 14 Etapas de Execução de uma Broca Manual (Fonte: Carlos Alberto,
- ................................................................................................................ 28 Figura 15 Estacas de madeira (a) sem e (b) com reforço da ponta (ponteira) (Fonte: Velloso, p11, 2002). ............................................................................. 30 Figura 16 Estaca de aço (seções transversais): (a) perfil de chapas soldadas, (b) perfis laminados, associados (duplo), (c) perfis tipo cantoneira, idem, (d) tubos, (e) trilhos associados (duplo) e (f) idem (triplo) (Fonte: VELLOSO, P.16, 2002). ............................................................................................................... 33 Figura 17 Estacas metálicas: proteção contra corrosão (Fonte: VELLOSO, P.20, 2002). ...................................................................................................... 35 Figura 18- Estacas pré-moldadas de concreto:(a) a (d) seções transversais típicas, (e) seção longitudinal com armadura típica e (f) estaca com furo central e anel de emenda (apenas o concreto representado). Fonte: Velloso Fundações vol. 2 fig. 11.4 ................................................................................ 37 Figura 19 Estocagem, suspenção ("pelos quintos") e içamento ("pelo terço") de estacas premoldadas. ...................................................................................... 38 Figura 20 Emenda de Estacas premoldadas por luvas de aço (a) soldadas e (b) apenas comprimidas. Fonte Velloso Volume 2 Fundações figura 11.7 ............ 41 Figura 21- Execução de estaca Strauss: (a) escavação, (b) limpeza do furo, (c) concretagem após colocação da armadura e (d) estaca pronta. Fonte: Velloso Fundações Vol. 2 Fig. 11.8 .............................................................................. 42 Figura 22-Execução de estaca Franki Standard .............................................. 43 Figura 23- Execução de estaca raiz. Fonte: VELLOSO, Fundações Vol. 2 fig. 11.17 ................................................................................................................ 47 Figura 24- Chamshell. Fonte: construçãociviltips ............................................. 48
Figura 25- Ferramenta de perfuração .............................................................. 50 Figura 26-Perfuração em presença de lama bentoníta- Fonte:construçãociviltips ......................................................................................................................... 51 Figura 27-Concretagem submersa- Fonte: construçãociviltips......................... 52
INTRODUÇÃO
Objetivos Esta monografia tem como escopo apresentar os conceitos necessários para compreensão dos tipos de fundações, aplicação em obra, além dos cuidados necessários para uma boa execução. Através das leituras, e levantamentos de dados feitos para essa pesquisa, entende-se que é preciso um estudo atendo e disciplinado, objetivando concluir um projeto de fundação com êxito. Além disso, segundo Velloso e Lopes (VELLOSO et al., 2004a), a presença de engenheiros de fundações e estrutural, são de importância fundamental na execução do trabalho. Para o profissional arquiteto responsável por uma obra, por exemplo, o conhecimento da interação entre o solo e a obra, os meçanismos de correção e coereência entre si é imprescindível, para segurança, consciência técnica, além de mais liberdade no processo criativo. Organização dos Trabalhos Na referência (VELLOSO et al., 2004a), os autores enfatizam dois aspectos importantes das fundações onde : o engenheiro estrutural deve solicitar ao engenheiro de fundações “um requisito de recalque zero” (VELLOSO et al., 2004a), a quaisquer fundações e tipos de terreno, pois mesmo sendo rocha, há ocorrencia de recalque; o segundo aspecto, é que cada Fundação tem caraterísticas próprias e, portanto, não se pode generalizar as soluções. Como exemplo da particularidade de cada situação em relação ao solo, é a orla de Santos, onde o efeito do recalque é quase uma atração “turística” ¹. No primeiro capítulo, Generalidade, há uma breve apresentação dos tipos de fundações existentes além, de critérios para a definição do tipo de fundação mais adequados às caraterísticas do solo que irá recebê-la. No segundo capítulo Fundações diretas e rasas as caraterísticas deste tipo de fundações serão abordadas de forma mais abrangente permitindo o entendimento das mesmas. O mesmo conceito no terceiro capitulo Fundações
diretas profundas com ênfase nas Tubulões, Céu aberto, Ar comprimido e sobre o controle de execução. Na sequência Fundações indiretas, quarto capitulo, as estacas e os vários tipos existentes são explicados didaticamente. Boa leitura. ¹ Ver Link https://www.youtube.com/watch?v=damUucIQpC4&wide
SAPATA ASSOCIADA – Sapata com mais de um pilar descarregando a carga. RADIER – Elemento de concreto armado que recebe quase todos os pilares ou todos os pilares de uma estrutura. (Fig.02) Fig. 2 Principais tipos de fundações superficiais (VELLOSO et al., 2013b), As fundações profundas são divididas em 3 grupos: ESTACA – Elemento executado com ferramentas ou equipamentos com método de cravação ou escavação ou ambos. TUBULÃO – Elemento cilíndrico conceitualmente idêntico à estaca, mas com técnico operando dentro da abertura do solo. CAIXÃO – Este tipo de fundação profunda com forma prismática é concretado na superfície e depois levado no local com escavação previa. Também não é citado na norma NBR 6122/2010 (VELLOSO et al., 2013b), (Fig.03).
Fig.3 Principais tipos de fundações profundas: (a) estaca, (b) tubulão, (c) caixão (VELLOSO et al., 2013b) 1.2. ELEMENTOS NECESSÁRIOS AO PROJETO DE FUNDAÇÕES. Para desenvolver um bom projeto de fundações, é importante conhecer (VELLOSO et al., 2004a):
- Topografia da área: isto é, levantamento planialtimétrico com dados sobre encostas, taludes e tudo que possa atingir o terreno.
- Dados geológicos- geotécnicos. Que consiste em investigação do subsolo para conhecer a tipologia do solo, mapas e fotografias aéreas da região e informações complementares de trabalhos já executados na área.
- Dados sobre construções vizinhas como número de pavimentos e quantidade de carga suportada, qual tipo de fundação foi executada e se teve algum movimento ou vibração.
- Dados da estrutura a construir: a finalidade de uso da construção, o sistema estrutural pretendido se for hiperestático, a flexibilidade, o sistema construtivo se for pré-moldado ou in loco e a carga sobre as fundações. Portanto: antes de definir as fundações precisamos conhecer e estudar o edifício a construir, sabendo exatamente as cargas e se são coerentes com a proposta da edificação. É importante verificar também o centro de gravidade das cargas dos edifícios que deveriam estar próximos do centro de gravidade geométrico da mesma, caso contrário poderia causar o recalque em edifícios altos e estreitos (VELLOSO et al., 2013b). Além disso, os pilares devem respeitar o centro de gravidade coincidente com o centro das cargas.
associadas e alavancadas que são fundações geralmente destinadas para obras de pequeno porte (Fig.5). Fig. 5 Fluxograma fundações diretas rasas - Fonte: www.construfacil.com.br 2.1. BLOCOS E ALICERCES "Alicerces são estruturas executadas pelo assentamento de pedras ou tijolos maciços recozidos, em valas de pouca profundidade (entre 0,50 a 1,20 m), e largura variando conforme a carga das paredes." (BRITO 1987). Também recebe o nome de Blocos corridos usado em construções de pequeno porte, de uso residencial recebendo cargas de paredes resistentes em concreto alvenaria ou pedra (Fig. 6). A fundação Bloco é utilizado quando as cargas atuantes são pequenas e é caracterizada pela "distribuição de cargas do pilar para o solo seja aproximadamente pontual"(BARROS, 2011), de maneira que " onde houver pilar, existirá um bloco de fundação distribuindo a carga do pilar para o solo"(BARROS, 2011). São "elementos estruturais de grande rigidez, ligados por vigas denominadas “baldrames”, que suportam predominantemente esforços de compressão simples provenientes das cargas dos pilares"(Fig. 7). Fig. 6 Tipos de alicerce - Fonte: blog.construir.arq.br
Fig. 7 Funcionamento da fundação de Bloco - Fonte: BARROS 2011 O material utilizado pode ser em concreto simples (preparado com cimento, agregado graúdo, agregado miúdo e água) ou concreto armado (cimento, agregado graúdo, agregado miúdo e água, como o simples, porém recebe ferragens), recebendo o nome, nesse caso, de sapata de fundação. Assim como nos alicerces "a profundidade da camada resistente do solo está entre 0,5 e 1,0m de profundidade (BRITO,1987) O formato é de "bloco escalonado, ou pedestal, ou de um tronco de cone. Alturas relativamente grandes e resistem principalmente a compressão”. (BARROS, 2011) Para a execução do alicerce deve-se: ● Executar a abertura da vala; ● Compactar a camada do solo resistente, apiloando o fundo; ● Colocar um lastro de concreto magro (90kgf/cm2) de 5 a 10cm de espessura; ● Executar o embasamento que pode ser de concreto, alvenaria ou pedra. ● Construir uma cinta de amarração que tem a finalidade de absorver os esforços não previstos, suportar pequenos recalques, distribuir o carregamento e combater esforços horizontais;
de apenas "isolar o fundo da sapata para que o solo não absorva a água do concreto na fundação" (BARROS 2011). Fig. 8 Sapata isolada - Fonte: BARROS 2011 Para a execução da sapata isolada deve-se:
- Preparar uma forma para o rodapé, com folga de 5cm para a execução do concreto "magro";
- Posicionar das formas, de acordo com o gabarito de locação;
- Preparar da superfície de apoio: limpeza do fundo da vala de materiais soltos, lama, apiloamento com soquete ou sapo mecânico e a execução do concreto "magro", que é um lastro de concreto com pouco cimento, com o objetivo de regularizar a superfície de apoio e não permitir a saída da água do concreto na sapata, além de isolar a armadura do solo. A vala deve ser executada com pelo menos 10cm de folga a mais da largura da sapata para que seja possível o trabalho dos operários dentro dela;
- Colocar a armadura;
- Posicionar o pilar em relação à caixa com as armações;
- Colocar as guias de arame, para acompanhamento da declividade das superfícies do concreto;
- Concretar: a base poderá ser vibrada normalmente, porém para o concreto inclinado deverás ser feita uma vibração manual, sem o uso do vibrador. Cuidados: ● Obedecer ao projeto; ● Cotar assentamento diferentes; ● Limpeza; ● Concretagem; ● Presença de água; 2.2.2. CORRIDAS "São elementos contínuos que acompanham a linha das paredes, as quais lhes transmitem a carga por metro linear (BRITO,1987). Para edificações cujas cargas não sejam muito grandes, como residências, pode-se utilizar alvenaria de tijolos. Caso contrário, ou ainda para profundidades maiores do que 1,0 m, torna-se mais adequado e econômico o uso do concreto armado." (Fig. 9) Fig. 9 Sapata Corrida - Fonte - BARROS 2011 Para a execução da Sapata Corrida com embasamento em alvenaria, deve-se:
- Escavar;
- Colocar um lastro de concreto magro de 5 a 10cm de espessura;
"Para condições de carregamento uniformes e simétricas, as sapatas associadas resultam em uma sapata corrida simples, de base retangular. Entretanto, quando as cargas dos pilares apresentam diferenças relevantes, a imposição de coincidir o centroide da sapata com o centro das cargas dos pilares conduz ou a uma sapata de base trapezoidal ou a sapatas retangulares com balanços livres diferentes"(BARROS 2011). Fig. 10 Sapata Associada - Fonte: blogconstruir.arq.com.br Para e execução das sapatas associadas deve-se:
- Escavação;
- Cotar assentamentos diferentes;
- Lastro de concreto magro e = 5cm (cimento = 150 Kg/m3)
- Alvenaria de pedras: assentamento com argamassa (junta = 3cm); viga de respaldo;
- concreto armado: montagem da fôrma e concretar. Cuidados: ● Obedecer ao projeto; ● Cotar assentamento diferentes; ● Limpeza; ● Concretagem; ● Presença de água. 2.2.4. ALAVANCADAS
Pode também receber o nome de Viga de equilíbrio, viga de divisa e pode ser utilizada, "no caso de sapatas de pilares de divisa ou próximos a obstáculos onde não seja possível fazer com que o centro de gravidade da sapata coincida com o centro de carga do pilar, cria-se uma viga alavanca ligada entre duas sapatas, de modo que um pilar absorva o momento resultante da excentricidade da posição do outro pilar."(BRITO, 1987) (Fig. 11) Fig. 11 Sapata Alavancada - Fonte: www.ebah.com.br Para e execução das sapatas associadas deve-se:
- Escavação;
- Cotar assentamentos diferentes;
- Lastro de concreto magro e = 5cm (cimento = 150 Kg/m3)
- Alvenaria de pedras: assentamento com argamassa (junta = 3cm); viga de respaldo;
- concreto armado: montagem da fôrma e concretar. Cuidados: ● Obedecer ao projeto; ● Cotar assentamento diferentes; ● Limpeza; ● Concretagem; ● Presença de água. 2.2.5. CONTROLE DE EXECUÇÃO Blocos e alicerces: ● Locação do centro dos blocos e das linhas de parede;