AULA 01: Concepção de Obras de Fundações

1. CENTRO TECNOLÓGICO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL FUNDAÇÃO TEORIA FUNDAÇÃO 1° semestre/2013 AULA 01: Concepção de Obras de Fundações

2. “A SEGURANÇA ABSOLUTA MUITAS VEZES SÓ É ACEITÁVEL A CUSTOS INACEITÁVEIS!!!” ?

3. Conheça bem o seu problema. • Conheça bem as soluções usuais. • Seja engenhoso no projeto. • Analise, após a concepção. • Questione os dogmas.

4. Introdução ao estudo das fundações A função da fundação é suportar as cargas que atuam sobre ela e distribuí-las de maneira satisfatória (com segurança) e econômica sobre as superfícies de contato com o solo sobre o qual se apoia.

6. Introdução ao estudo das fundações Execução de um projeto de fundações: • Planta de locação e carga nos pilares; • Conhecimento das características do subsolo (sondagem do solo).

7. O projetista estrutural repassa ao projetista de fundação as cargas que serão transmitidas aos elementos de fundação.

8. Sondagem do terreno Escolha da Fundação Dimensionamento geotécnico e estrutural Projeto de Fundações

9. O custo da fundação: 3% a 10% custo total do edifício.5 a 10 vezes, a mais, se for uma fundação não apropriada e / ou o reforço da mesma.

10. Fundações: As cargas de qualquer estrutura têm de serdescarregadas no solo através de sua fundação. Assim a fundação é uma parte essencial de qualquer estrutura. Seu tipo e detalhes de sua construção podem ser decididos somente com o conhecimento e aplicação de princípios da mecânica dos solos.

11. FATORES QUE DETERMINAM A ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO • ARQUITETURA E TIPO DA SUPERESTRUTURA • CARACTERÍSTICAS DO MACIÇO DE SOLOS • TOPOGRAFIA DA SUPERFÍCIE DO TERRENO • CONDIÇÕES DAS CONSTRUÇÕES VIZINHAS • ASPECTOS TÉCNICOS: LIMITAÇÕES DAS SOLUÇÕES • ASPECTOS ECONÔMICOS: CUSTOS E PRAZOS

12. ARQUITETURA E TIPO DA SUPERESTRUTURA • TIPO E FUNÇÃO: EDIFÍCIO, PONTE, TANQUE, CAIS • CARGAS ATUANTES: NATUREZA, VALOR, POSIÇÃO • EXISTÊNCIA DE TRECHOS ENTERRADOS: SUBSOLOS • SENSIBILIDADE DA ESTRUTURA A RECALQUES • ASPECTOS FUNCIONAIS E DE DURABILIDADE

13. CARACTERÍSTICAS DO MACIÇO DE SOLOS • VARIABILIDADE ESPACIAL DAS CAMADAS • RESISTÊNCIA E COMPRESSIBILIDADE DOS SOLOS • EXISTÊNCIA DE CAMADAS RESISTENTES SUPERFICIAIS • EXISTÊNCIA DE CAMADAS ADENSÁVEIS OU ESPECIAIS • EXISTÊNCIA E POSIÇÃO DO NÍVEL D´AGUA, • NECESSIDADE DE REBAIXAMENTO DO LENÇOL FREÁTICO • POSIÇÃO DA SUPERFÍCIE DO INDESLOCÁVEL

14. CONDIÇÕES DAS CONSTRUÇÕES VIZINHAS • TIPO E PROFUNDIDADE DAS FUNDAÇÕES VIZINHAS • EXISTÊNCIA DE SUBSOLOS NO VIZINHO • SENSIBILIDADE A VIBRAÇÕES • DANOS JÁ EXISTENTES: VISTORIA JUDICIAL PRÉVIA • EFEITO DE REBAIXAMENTO DO LENÇOL DE ÁGUA • NECESSIDADE DE ESCORAMENTOS • LEGISLAÇÃO AMBIENTAL SOBRE RUIDOS

15. TOPOGRAFIA DA SUPERFÍCIE DO TERRENO • CONSTRUÇÃO EM ENCOSTAS • NECESSIDADE DE CORTES OU DE ATERROS • ACESSOS DE EQUIPAMENTOS TERRENO ACIDENTADO • OCORRÊNCIA DE LÂMINA DE ÁGUA • PRESENÇA DE SOLOS MOLES NA SUPERFICIE • PRESENÇA DE OBSTÁCULOS PARA A EXECUÇÃO

16. ASPECTO TÉCNICO: LIMITAÇÕES DAS SOLUÇÕES • ARGILA MOLE x ESTACAS MOLDADAS IN SITU • SOLOS MUITO RESISTENTES x ESTACAS PREMOLDADAS • SOLOS COM MATACÕES x ESTACAS CRAVADAS • CONCRETO • NÍVEL DE ÁGUA ELEVADA x ESTACAS MOLDADAS • IN SITU SEM REVESTIMENTO OU LAMA BENTONÍTICA • CONSTRUÇÃO COM SUBSOLOS EM ZONA URBANA • PRESENÇA DE ÁGUAS AGRESSIVAS x DURABILIDADE

17. ASPECTOS ECONÔMICOS: CUSTOS E PRAZOS • DISPONIBILIDADE DE EQUIPAMENTOS NO MERCADO • PRAZOS DE EXECUÇÃO DAS ALTERNATIVAS • CUSTOS DAS ALTERNATIVAS • OTIMIZAÇÃO DAS SOLUÇÕES ALTERNATIVAS • SEGURO E GARANTIA DA QUALIDADE

18. Tipos de fundações

19. Tipos de fundações

20. Fundações Superficiais

21. Fundações Superficiais • As fundações superficiais são aquelas em que a carga é transmitida ao terreno, pelo elemento estrutural, predominantemente pelas pressões distribuídas sob a base das mesmas e que a profundidade de assentamento em relação ao terreno adjacente é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação, sendo desprezível a parcela de resistência correspondente à transmissão pelo atrito lateral.

22. Fundações Superficiais

23. Fundações Profundas

24. Fundações Profundas • As fundações profundas são aquelas em que o elemento estrutural de fundações transmite as cargas, as camadas de solos resistentes mais profundos, pela base, por sua superfície lateral ou por uma combinação das duas, e está embutido em profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão em planta e no mínimo 3 m.

25. Fundações Profundas

26. Estaca A estaca é o elemento de fundação profunda executado inteiramente por equipamentos ou ferramentas, sem que, em qualquer fase de sua execução, haja descida de operário. Os materiais empregados podem ser: madeira, aço, concreto pré-moldado, concreto moldado “in situ” ou mistos.

27. Tubulão O tubulão é o elemento de fundação profunda, cilíndrico, em que, pelo menos na sua etapa final, há descida de operário. Pode ser feito a céu aberto ou sob ar comprimido (pneumático) e ter ou não base alargada.

28. O que defini o tipo de fundação a ser adotado não pode ser determinado por nenhuma função matemática, é necessário avaliar os hábitos construtivos da região, as condições econômicas, as possibilidades do mercado de trabalho local e dos atributos tecnologicamente importantes do terreno.

29. Investigação do subsolo

30. A investigação do subsolo tem como objetivo verificar a natureza do solo, a espessura das diversas camadas (estratificação), a profundidade e a extensão da camada mais resistente que deverá receber as cargas da construção, e determinar o tipo da fundação a ser especificada.

32. Classificação dos métodos de investigação do subsolo: • Indiretos; • Diretos; • Semi-diretos.

33. Métodos Indiretos Permitem determinar apenas a existência de singularidades no terreno como, por exemplo, a presença de grandes blocos de rocha, cavidades subterrâneas, espessuras de camadas e a presença ou não de lençol freático. Exemplo: ensaios geofísicos.

34. Métodos Indiretos São importantes para o estudo preliminar de grandes obras de engenharias (barragens, aeroportos) e devem ser utilizados em conjunto com Métodos Diretos. Exemplo: sondagem a trado.

35. Métodos Diretos Permitem a retirada de amostras do solo, e consequentemente, sua identificação, classificação e a resistência das suas diversas camadas. Um exemplo típico é o Ensaio SPT e o ensaio de sondagem rotativa.

36. Métodos Semi-Diretos Fornecem propriedades de engenharia como compressibilidade e resistência dos solos e rochas ‘in situ’. Não indicam o tipo de solo e não ‘recolhem’ amostras. Em muitos casos são também conhecidos como métodos complementares aos Métodos Diretos. Um exemplo típico é o Ensaio CPT.

37. Métodos Semi-Diretos CPT Tem por objetivo a obtenção de parâmetros geotécnicos de correlação direta com o comportamento de estacas (fundações profundas). Classifica e estratigrafia dos solos. É muito interessante para fundações profundas (estacas), pois permite a determinação de parâmetros como a resistência de ponta e resistência lateral.

38. Número, profundidade e disposição dos furos

39. Número, profundidade e disposição dos furos Para o caso de fundações de edifícios para residências ou comerciais, a NBR-8036 fixa diretrizes gerais a serem observadas na exploração do subsolo. No caso de fundações para edifícios, o número mínimo de pontos de sondagens a realizar é função da área a ser construída

41. Podemos ainda, avaliar o mínimo de furos para qualquer circunstância em função da área do terreno para lotes urbanos: • 2 furos para terreno até 200 m²; • 3 furos para terreno entre 200 a 400 m², ou • No mínimo três furos, para determinação da disposição e espessura das camadas.

42. Distribuição dos furos

43. Profundidade dos furos A profundidade a ser explorada pelas sondagens, para efeito de projeto geotécnico, é função do tipo de edifício, das características particulares da estrutura, de suas dimensões em planta, da forma da área carregada e das condições geotécnicas locais.

44. Poços e trincheiras de inspeção

45. Poços e trincheiras de inspeção O poço é definido com escavação vertical de seção circular ou quadrada, quando projetada em um plano horizontal, com dimensões mínimas suficientes para permitir o acesso de um observador, visando a inspeção das paredes e fundo, e retirada de amostras representativas deformadas e indeformadas (NBR 9604/1986).

46. Poço de sondagem

47. Poço de sondagem

48. Poços • Seção transversal mínima: 1 m de lado (poço quadrado) ou de 1,2 m de diâmetro (poço circular). • A escavação iniciada após a limpeza superficial do terreno em área delimitada por um quadrado de 4 m de lado.

49. Trincheira • A trincheira é a escavação geralmente vertical, ao longo de uma determinada linha ou seção de modo a se obter uma exposição contínua do terreno, com dimensões variáveis.

50. Trincheira • Largura mínima: 1 m • Comprimento é em função da finalidade de sua abertura. • A escavação é feita após a limpeza superficial do terreno, correspondente a área do trecho inicial da trincheira prevista e área lateral de 1 m de largura, medida a partir das bordas da trincheira.