Fundaes Prof Me Ta lles Mello Eng Civil

Fundações Prof. Me. Ta lles Mello Eng Civil e E ng Seg. Trab alho www. talles mello. com. b r

Fundações 0 O QUE SÃO? São elementos estruturais cuja função é a transferência de cargas da estrutura para a camada resistente de solo. São as raízes do edifício

Fundações ESTRUTURA Definição de fundações: Elementos estruturais com responsabilidade de suportar e de transferir tensões compatíveis ao maciço geotécnico Norma brasileira ABNT – NBR 6122 (2019) GEOTECNIA

Fundações IMPORT NCIA ECONÔMICA 4 a 10% do custo global Pode chegar até 20% !!!

Organograma Projeto do edifício (controlado) Cálculo (não controlado) das cargas Investigação do terreno (não controlado) Definição do tipo e fundação (controlado)

Classificação Quanto à transmissão das cargas 0 Fundações Diretas Aquelas em que a transmissão da carga para o solo é feita preponderantemente pela base. 0 Fundações Indiretas Aquelas em que a transmissão da carga para o solo é feita preponderantemente pela superfície lateral.

Classificação Quanto à profundidade da cota de apoio 0 Fundações Rasas Aquelas em que a cota de apoio está em torno de 3 m de profundidade. 3. 1 Fundação superficial (ou rasa ou direta) Elementos de fundação em que a carga é transmitida ao terreno, predominantemente pelas pressões distribuídas sob a base da fundação, e em que a profundidade de assentamento em relação ao terreno adjacente é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação. Incluem-se neste tipo de fundação as sapatas, os blocos, os radier, as sapatas associadas, as vigas de fundação e as sapatas corridas. 0 Fundações Profundas Aquelas em que a cota de apoio está acima de 3 m de profundidade. 3. 8 Fundação profunda Elemento de fundação que transmite a carga ao terreno pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação das duas, e que está assente em profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão em planta, e no mínimo 3 m, salvo justificativa. Neste tipo de fundação incluem-se as estacas, os tubulões e os caixões.

Tipos de Fundações Isolada Sapata Superficial Radier Associada Corrida Madeira Prémoldadas Fundação Concreto Metálica Estaca Franki Raiz Profunda Tubulão Moldadas in loco Escavada Manual ou Mecânica Céu aberto Strauss Ar comprimido Hélice

Projeto de Fundações: Parâmetros Projeto de Arquitetura Plantas baixas e cortes Topografia/Levantamento Planialtimétrico Curvas de nível e cadastro de vizinhança Taludes e erosões Prática regional de fundações Metodologia das empresas Tipos e disponibilidades de equipamentos Experiências anteriores Sondagens Projeto de Estruturas SPT, pesquisas, etc Sistema estrutural, locação e cargas Avaliação da Vizinhança Acessos Tipos de estruturas e de fundações Idade Patologias pré-existentes Impacto da fundação a ser executados

Projeto de Fundações

PROJETO DE FUNDAÇÕES

Radier O radier é uma peça inteiriça, o que pode lhe conferir uma alta rigidez (muitas vezes evita grandes recalques). • Executado em concreto armado. • Devido a atuação de esforços de compressão e tração. • Placa de concreto armado; • Solos moles; • Custo inicial elevado

Sapatas Escavação mecânica ou manual 6. 4 Disposições construtivas 6. 4. 1 Dimensão mínima Em planta, as sapatas ou os blocos não devem ter dimensão inferior a 60 cm. 6. 4. 4 Lastro 6. 4. 4. 1 Em fundações que não se apoiam sobre rocha, deve-se executar anteriormente à sua execução uma camada de concreto simples de regularização de no mínimo 5 cm de espessura, ocupando toda a área da cava da fundação.

Sapatas Cava pronta para instalação da forma e da ferragem Inspeção técnica das dimensões e da tensão admissível

Sapatas Serviços de forma e de escoramento prontos. Detalhe para a colocação da armadura sobre “magro”

Sapatas Sapata pronta para a concretagem. Detalhe para o nascimento da armadura de espera do pilar

Sapatas Sapata pronta Recompor a escavação (reaterro compactado)!

Tubulões A CÉU ABERTO A AR COMPRIMIDO

Tubulões Abertura do fuste: Manual ou Mecanizada

Tubulões Inspeção do tubulão Dimensões, limpeza e resistência

Tubulões

Tubulões

Tubulões

Tipos de Estacas 0 ESTACAS DE DESLOCAMENTO 0 As estacas de deslocamento são aquelas introduzidas no terreno por meio de algum processo que não promova retirada de solo. Ø Estacas pré – moldadas de concreto; Ø Estacas Metálicas; Ø Estacas de Madeira; Ø Estacas Franki; Ø Estacas Ômega. 0 ESTACAS SEM DESLOCAMENTO 0 Estacas sem deslocamento ou escavadas são aquelas executadas in loco por meio da perfuração do terreno, com remoção de solo. Ø Estacas Strauss ou Raíz; Ø Estaca Escavadas; Ø Hélice Contínua.

Estacas Escavadas: Broca • • • Comprimentos usuais: 3 a 6 m Comprimentos máximos: 8 metros Dimensões usuais: 15/20/25 cm Cargas de Trabalho: 25/50/75 k. N. Nspt máximo = 10 Fundação profunda perfurada com trado manual, preenchida com concreto, comprimento mínimo de 3, 0 m, utilizada para pequenas construções, com carga limitada a 100 k. N

Estacas Escavadas: Broca 0 Vantagens • Baixo Custo. • Acesso fácil. • Indicada para solos estáveis. 0 Desvantagens Baixa capacidade de carga. • Escavação não protegida. • Inviáveis abaixo do nível da água. •

Estacas Escavadas: Broca Mecânica • Comprimentos usuais: 10 a 20 m • Comprimentos máximos: 30 metros • Dimensões usuais: 30 a 160. • Nspt máximo = 40 – 60 (depende da potência do equipamento).

Estacas Escavadas: Broca Mecânica Diâmetro da Estaca: Ø 25 cm Ø 30 cm Ø 40 cm Ø 50 cm Carga Suportada: até 20 ton. até 28 ton. até 50 ton. até 80 ton. Ø 60 cm Ø 70 cm Ø 80 cm Ø 90 cm até 113 ton. até 145 ton. até 200 ton. até 250 ton.

Estaca Pré Moldada de Concreto Armado • Comprimento usual: 6 a 10 metros (sem emendas) • Comprimento máximo usual: 30 metros • Dimensões usuais: 16 x 16 /20 x 20 /23 x 23 /30 x 30 /35 x 35 /42 x 42 • Nspt máximo = 15 a 20 0 Desvantagens 0 Vantagens • Garantia de qualidade do material da estaca • Boa capacidade de carga • Possibilidade de emenda • Os solos não coesivos são compactados durante a cravação (aumenta a capacidade de carga e reduz recalques) Transporte envolvendo altos custos • Vibração na cravação •

Estaca Metálica • Comprimento usual: 6 a 10 metros (sem emendas) • Comprimento máximo usual: Ilimitado • Cargas de Trabalho: 250; 230; 350; 420; 550; 650 k. N • Nspt máximo > 80 0 Vantagens • - Redução das perdas devido à inexistência de quebras (Maior limite de plasticidade do que estacas de concreto); - Facilidade de emenda (através da solda nos topos) e corte; • - Resistência a esforços elevados de tração, na mesma grandeza de cargas de compressão, e de flexão • - Possibilidade de cravação em solos de difícil transposição 0 Desvantagens - Alto custo quando comparada às estacas pré-moldadas, estacas Franki e estacas Strauss; - Atacável por águas agressivas e solos corrosivos (pântanos, pontos alcalinos, solos contaminados); - Para fabricação exige maquinário específico, a distância entre fabricação e destino pode acarretar custos altos;

Estaca Metálica: Corrosão 0 Não há caso relatado na literatura internacional de falha estrutural causada pela corrosão de estacas de aço. Solos naturais são deficientes em oxigênio e por isto o aço não é apreciavelmente afetado pela corrosão. (Gerdau) 0 Uma estaca recentemente cravada no solo consome todo este oxigênio disponível nas redondezas durante processo de corrosão, exaurindo-o. Para que o processo tenha continuidade, mais oxigênio deve chegar ao sítio de reação, o que não pode acontecer com facilidade. 0 A NBR 6122/19 prevê um desconto, devido à corrosão, de 1, 5 mm da superfície do perfil em contato com o solo;

Estaca Madeira • Comprimento usual: 5 a 10 metros (sem emendas) • Comprimento máximo usual: 20 metros • Diâmetros usuais: 20/ 25/ 30 cm • Cargas de Trabalho: 120/200/280 k. N • Nspt máximo = 10 a 15. 0 Vantagens 0 Leves, de fácil transporte; 0 A carga admissível depende do diâmetro da seção média da estaca e do tipo de madeira empregada; 0 Custo acessível; 0 Disponibilidade no mercado; 0 Desvantagens 0 Devem ficar totalmente abaixo do nível d’água; 0 Durabilidade; 0 Para penetrarem camadas mais resistentes, as pontas devem estar munidas de uma ponteira de aço; 0 Quando o comprimento da estaca não alcança a profundidade desejada, são feitas emendas por sambladura, talas de junção ou anel metálico.

Estaca Franki • Comprimento usual: 7 a 12 metros • Comprimento máximo usual: 16 metros • Dimensões usuais: 35/ 40/ 52/ 60 cm • Cargas de Trabalho: 550/ 700/ 950/ 1200/ 1600 k. N • Nspt máximo = 15 a 20 • Peso do Pilão entre 1 a 4 toneladas 0 Vantagens • Boa qualidade de execução • Alta capacidade de carga • Nível de ruído é menor pelo emprego o martelo interno • Solos não coesivos são compactados durante a cravação 0 Desvantagens • Comprimento limitado • Vibração na cravação • Exige cuidados durante a cravação do revestimento para que as estacas adjacentes não sejam danificadas • As estacas restantes devem ser executadas após o concreto nas estacas as quais foram cravadas primeiro endurecer

Estaca Strauss A estaca Strauss é uma estaca escavada pois para ser inserida no terreno é necessária remoção prévia do solo. A estaca tipo Strauss se caracteriza por ser moldada in loco e são executadas enchendo-se de concreto as perfurações que foram escavadas. As estacas Strauss surgiram com o intuito de substituir as estacas pré moldadas cravadas no solo por percussão devido à grande vibração e ocorrência de ruídos causados pelo processo de cravação.

0 Vantagens • Baixo custo • Capacidade de carga média. • Causam pouca vibração. • Não causam danos às construções vizinhas quando bem executadas. • Comprimentos usuais: 6 a 12 m • Comprimentos máximos: 18 metros • Dimensões usuais: 26/30/40/50 cm • Nspt máximo = 15 - 20 0 Desvantagens • Não são recomendadas executa-las abaixo do nível da água, principalmente em solos arenosos, e nem em argilas moles. • Execução lenta e com muito lama. • Capacidade de carga baixa. Uma estaca Strauss pode ter até metade da capacidade de carga de uma estaca pré moldada

Estaca Hélice Continua Estaca Hélice Contínua é um tipo de fundação profunda executada com equipamento de trado helicoidal contínuo que realiza a concretagem da estaca simultaneamente à retirada do solo. A estaca tipo hélice contínua se caracteriza por ser moldada in loco e por ter a armadura colocada somente após o lançamento do concreto. • Comprimentos usuais: 12 a 18 m • Comprimentos máximos: 30 metros • Dimensões usuais: 30 a 75 cm • Cargas de Trabalho: 300 a 5000 k. N. • Nspt máximo = 40 – 60 0 Desvantagens 0 Custo 0 É um equipamento grande e por isso necessita-se de uma área ampla na obra e de terreno plano ou pouco inclinado para a sua instalação. 0 Vantagens Adaptabilidade na maioria dos tipos de terrenos, exceto na presença de matacões e rochas. • Não produz distúrbios ou vibrações e não causa descompressão do terreno. •

Hélice Contínua Monitorada

Hélice Contínua Monitorada

Estaca Raiz A estaca raiz é uma estaca escavada que integra o grupo de estacas utilizadas em fundações profundas, podendo atingir profundidade maior que 50 metros e com diâmetro de 80 a 500 mm, tanto em solo como em rochas. É uma estaca argamassada “in loco”, ou seja, é produzida no canteiro de obras, com o auxílio de fluido estabilizante (lama bentonítica ou polímero sintético) ou não, são feitas perfurações no terreno, retirando o material (solo ou rocha) para que posteriormente sejam preenchidas com argamassa. Essas estacas são as principais substitutas dos tubulões sob ar comprimido. 0 Vantagens Alta capacidade de carga. Equipamento com acesso fácil. Mínima perturbação. Usam volumes pequenos de materiais. • Não provocam vibrações ou choques na execução. • • 0 Desvantagens 0 Custo elevado; 0 Alto consumo de cimento; 0 Alto consumo de ferragens para as armaduras;

Estaca Raiz Perfuração auxiliada por circulação de água; Instalação da armadura; Preenchimento com argamassa; Remoção do revestimento e aplicação de golpes de ar comprimido. • Comprimentos usuais: 10 a 20 m (sempre armada) • Comprimentos máximos: 40 metros • Dimensões usuais: 10/15/20/25/30 cm • Cargas de Trabalho: 120/300/500/750/1100 k. N. • Nspt máximo > 50

Estaca Raiz 41

Estaca Raiz

Estaca Ômega A estaca Ômega é semelhante à estaca Hélice Contínua, mas permite o deslocamento lateral do terreno (o terreno é compactado), sem o transporte de solo à superfície, resultando numa melhora do atrito lateral. • Comprimento: Até 35 m • Dimensões usuais: 30 a 60 cm • Cargas de Trabalho: Pode chegar até 2000 k. N • Nspt máximo = 40

0 Vantagens o Alta capacidade de carga. o Oferece maior resistência lateral por compactação do solo o Agilidade na mudança de diâmetro, pois somente o trado de perfuração é trocado. o O canteiro de obras é mantido mais limpo 0 Desvantagens 0 Custo elevado; 0 Só há duas empresas que executam esse sistema no Brasil.