Apostila Fundações 2018 - 2 PDF

 

FUNDAÇÕES José Eduardo Borges  [email protected]  jose.borges @funorte.edu.br .br

2º Semestre 2018

 

Funcioname uncio namento nto da D Disci isciplin plina a:

Aulass Sem Aula Seman anai aiss Matutino Noturno

8º Período 8º Período

   

Terça-feira 4 horários Quinta-feira 4 horários

 

 Aval  Av alii aç ação ão d a Di Diss c i p l i n a: VA I 20

VA II 25

VA III 30

Professor da Disciplina Disciplin a: José Eduardo Borges  [email protected].  jose.borges@ funorte.edu.br br

Trabalhos 25

 

BIBLIOGRAFIA   HACHICH, W W.. et al. Fundações: teórica e prática. São Paulo: Pini, 1996. •   AB ABEF EF - AS ASSO SOCI CIA AÇÃ ÇÃO O BRA RASI SILE LEIR IRA A DE EM EMPR PREESA SASS DE EN ENGE GEN NHA HARI RIA A DE FUNDAÇÕES E GEOTECNIA. Manual de execução de fundações e geotecnia. São Paulo: PINI, 2012. •

•

  RE REB BELL ELLO, Y.C. C.P P. Fu Fund ndaç açõe õess - Guia Guia prá práti ticco de proj projet eto o, execu ecução e dimensionamento. São Paulo: Zigurat Zigurate, e, 2011. •  VELLOSO, D. A.; LOPES, F. R. Fundações. São Paulo: Oficina de Textos, 2011. •

 SILVEIRA, J. E. da S. Curso de fundações. Belo Horizonte: FUMEC Faculdade de Engenharia e Arquitetura, Arquitetur a, [s.d.] •   ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto - procedimento. Rio de Janeiro, 2014 •   AS ASSOC SOCIA IAÇÃ ÇÃO O BRA BRASIL SILEIR EIRA A DE NO NORMA RMASS TÉ TÉCN CNIC ICAS AS NB NBR R 6122 6122:: Pr Proje ojeto to e

execução execuç ão de Fundações. Rio de Janeiro, 2010  

EMENTA 1. Investig Investigações ações Geotécnicas - Métodos de investig investigações ações geológicas 2. Fun Fundaç dações ões - Fundações diretas - Fundações indiretas 3. Dimen Dimensionam sionamento ento - Blocos - Sapatas - Tubulões - Estacas - Bloco de Coroamento Co roamento - Muros de Arrimo

 

FUNDAÇÃO   finição “São   os el elem emen ento toss es estr trut utur urai aiss cu cuja ja funç função ão é tr tran ansm smit itir ir as cargas da superestrutura ao terreno onde ela se  apoia” 

 

Esquema da estrutur estruturaa de uma edificação de 14 pavimentos

 

ENGENHARIA DE FUNDAÇÕES ✓ Envolve o projeto e a execução de fundações ✓ Conhecimentos

necessários:

➢ Estudos Geotécnicos ➢ Cálculo Estrutur E strutural al

✓estruturais Interação

solo-estrutura: engenheiros de fundações os engenheiros devem participarOsjuntos da elaboração de cada eprojeto, de modo a discutirem e levarem em consideração as condições reais de comportamento tanto da fundação (recalques principalmente), quanto de solicitações na superestrutur superestrutura. a.

 

•

ESTUDOS ESTU DOS GEO GEOTÉCN TÉCNICOS ICOS

✓ Mecânica dos solos: conhecimentos exigidos: •

 Origem e formação dos solos; dos solos;  Caracterização e classificação •  Percolação nos solos e controle da água subterrânea; subterrânea; •   Resistência ao cisalhamento, capacidade de carga e impulsão; •  Compressibilidade e adensamento; •  Distribuição de pressões e cálculo de deformações e recalques. •

 

•

CÁLCUL CÁL CULO O ESTR ESTRUTURA UTURAL: L:

✓ Necessário para:

- Dimensionar os elementos da fundação; - Aval Avalia iarr o co comp mpor orta tamen mento to da estr estrutu uturra dian diante te dos in inevi evitá táve veis is deslocamentos (recalques) das fundações.

 

PONT NTOS OS IM IMPO PORT RTAN ANTE TESS PAR ARA A LE LEV VAR EM CO CONS NSID IDER ERAÇ AÇÃ ÃO PO

✓ Os

problemas de geotécnica apresentam um maior grau de incerteza que os de cálculo estrutural;

✓ Evitar generalizações: generalizações: cada obra apresenta suas

✓ Na

particularidades;

engenharia de fundações o profissional lida com material natural sobre o qual pouco pode atuar para melhorar as suas condições de suporte, tem que aceitar como ele se apresenta, com suas propriedades e comportamento específicos.

 

CURIOSIDADES...

 

VALE A PENA RELEMBRAR Na Engenharia Civil, os SOLOS SOLOS são  são um aglomerado de partículas provenientes de decomposição de rochas, que podem ser escavados com facilidade, sem o emprego de explosivos, e que são utilizados como material de construção ou de suporte de estruturas. •

•

ROCHAS   são são ag agre reggad ados os na natu tura rais is de um ou dive divers rsos os miner minerai ais, s, pod poden endo do eventualmente, ocorrer vidro ou matéria orgânica.  Blocos de rocha, matacões e pedras: - blocos de rocha (diâmetro médio superior a 1m); - mata matacõ cões es (diâmetro  (diâmetro médio superior a 25 cm e inferior a 1m); - pedr pedras as (diâmetro  (diâmetro superior a 7,6 cm e inferior a 25 cm).

 

•

Carrac Ca acte terí ríst stic icas as fí físic sicas as do doss So Solo loss •

 Fisicamente, os solos dividem-se em três partes: - Só Sóli lid da, a, é  é constituída de partículas, de dimensões, forma e natureza diversas. - Líq íqu uida   e Gasosa, Gasosa, são  são constituídas por água e ar, respetivamente, que envolve a parte sólida do solo.

•

Clas Cl assi sifi fica caçção dos so solo loss qu quan antto a su suaa ori riggem A origem do solo é um complemento importante para o conhecimento de suas características, sendo em algumas vezes, tão ou mais útil do que a classificação sob o ponto de vista da constituição física. Os solos classificam-se em 2 grupos fundamentais: solos orgânicos   e inorgânicos inorgânicos. .

 

Solos orgânicos ✓

São provenientes de matérias de animais e vegetais.

✓Caracteriz Caracterizam-se am-se geralmente pela sua cor escura e ✓Geralment Geralmentee são ssolos olos problemáticos por serem ✓Eles

um alto teor em carbono.

muito compressíveis.

são encontrados encontrados no Br Brasil asil principalmente nos depósitos litor litorâneos, âneos, em

espessura metros, Oe teor nas várzeas dosorgânica rios e córregos, em camadas dede 3 adezenas 10 m dede espessura. de matéria em peso tem variação de 4 a 20%.

 

✓ Apresentam

elevados índices de vazios, e possuem baixa capacidade de suporte e considerável compressibilidade, dado serem s erem de origem orgânica.

✓ Em

algumas formações, ocorre uma importante concentração de folhas e caules em processo de decomposição, formando as turfas. ✓ Sã São o

mate materi riai aiss ext xtrrem emam amen ente te de deffor ormá máve veis is,, mas mas mu muit ito o perm permeá eáve veis is,, permitindo que os recalques, devidos a carregamentos externos, ocorram rapidamente.

 

Solos inorg inorgânicos ânicos ✓ São provenientes da decomposição de rochas. ✓ Podem ser residuais ou transportados (sedimentares).

- Residuais ✓ São os que se mantém no mesmo local de sua formação. ✓ Para

ocorram, é necessário que de decomposição das roc ocha ha que se seja jaelesma maio iorr do qu que e a ve velo loci cida dade dea velocidade de deco decomp mpos osiç ição ão po porr agen agente tes externos. A velocidade de decomposição depende de vários fatores, entre os quais a temperatura, o regime de chuva e a vegetação. As condições existentes regiões favoráveis arênc degradações dass ro da roch chas, as,nasraz azão ão pe pela latropicais qual qual assão maio ma iore ress oc ocor orrê ncia iass de solos solmais os resid rerápidas sidua uais is

ocorrem nestas regiões, entre elas o Brasil.  

- Transportados ✓ São os que depois de formados são levados para outras posições. ✓ Solos formados por ação da gravidade dão origem a ✓ Solos

solos sol os coluvi coluvion onar ares es..

resultantes do carregamento pela água são os aluviões aluviões,, ou solos aluvionares.. Su aluvionares Suaa composi osição dep epeende da vel elo ocidade das águas no momento de deposição. Existem aluviões, essencialmente arenosos, bem como co mo aluv aluviõe iõess mui muito to ar argi gilo losos sos,, co comu muns ns nas nas vá várz rzea eass qu quat ater erná nári rias as do doss córregos e rios.

 

✓ Se

o agente de transporte é o vento, denominam-se solos eólitos; eólitos; o transport tra nsportee eólic eólico o pro provoca voca o arr arredondam edondamento ento das partículas, partículas, em virtud virtudee do seu atrito constan constante. te.

✓ Se

tr transp ansport ortado adoss por gla glacia ciare ress (gelei (geleira ras), s), den denomin ominam-s am-see solo soloss glaciais glaciais,, muito frequentes na Europa e nos Estados Unidos.

 

Classificação de Solos •

Pedregulhos  –   solo soloss con onsstitu tituíd ídos os por por gr grão ãoss mi mine nerrai aiss de di dime mens nsõe õess compreendidas entre 76 mm e 4,8 mm.

•

 –   solos com dimensões das partículas entre 4,8 mm e 0,05 mm. Areias Classificam-se em grossas, médias e finas; quanto à compacidade, em fofas ou soltas, soltas, med median ianamen amente te com compac pacta tass e com compac pacta tas. s. Apr Apresen esenta tam m elevad elevado o ângulo de atrito interno.

•

Siltes  –   so solos constituídos por grãos minerais com dimensões compreendidas entre 0,05 mm e 0,005 mm. Quando secos, formam torrões facilmente desagregáveis desagregáveis por pressão dos dedos.

 

Classificação de Solos •

Argilas  –  solos coesivos constituídos por grãos minerais cujas dimensões infer eriiores a 0,005 mm. Apres esen enttam marcantes características de plasticidade e fraca permeabilidade. Quanto à consistência, classificam-se em muito moles, moles, médias, rijas e duras. Lodo é o termo vulgar para as argilas orgânicas muito moles. Lama é o nome usado para as argilas moles amolgadas.

•

Turfas – solos de origem vegetal, parcialmente decomposto, encontrado em camadas, geralmente em regiões pantanosas, o material é fofo, fofo, não plástico e combustível.

 

Classificação de Solos

•

•

Soloss su Solo supe perf rfic icia iais is  –   solos logo abaixo da superfície do terreno natural, exposto à ação dos fatores climáticos e dos agentes de origem vegetal e “ter errra vege vegeta tal” l”. São formados por uma mistura de animal. Constituem a “t areia, silte ou argila, ou por uma combinação deles com a matéria orgânica (humus). Tem valor apenas para a agricultura. Aterros – depósitos artificiais de qualquer tipo de solo ou de entulho.

 

Além da caracterização dos tipos de materiais, tem grande influência sobre a estabilidade das obras a “Estratificação dos Terrenos”

 

✓ Podem

ser mais ou menos paralelos:  AREIA SILTE  AREIA  ARGILA

✓ Formados por

cunhas ou lentes:  AREIA SILTE

SILTE

✓ Formados por estratos heterogêneos: PEDREGULHO  ARGILA  AREIA SILTE

 

•

•

 A inclinação dos estratos estratos é também um dado importante a ser investigado. As fundações, ou mesmo uma escavaç e scavação, ão, estão sujeitas ao escorregamento.  É também importante i mportante determinar os níveis dos lençóis freáticos.

 

TENSÕES NOS SOLOS Os solos são constituídos de partículas e forças que são transmitidas de partícula a partícula, das que são suportadas pela água dosevazios. Nos solos,além ocorrem tensões devidas ao peso próprio às carg cargas as aplicadas.

 

TENSÕES GEOSTÁTICAS São tensões devido ao peso do próprio solo: Tensão efetiva (σ’): é a tensão suportada pelos grãos do solo, ou seja, é a tensão

transmitida pelos contatos entre as partículas ( σ’ = σ - μ); Pressão neutra (μ): é a pressão p ressão da água, também denominada de poro-pressão é originada pelo peso da coluna d’água d’água no ponto considerado (μ = γágua x hágua); Tensão total (σ): é a tensão devido ao peso próprio do solo ( σ = γsolo x hsolo)

 

PRINCÍPIOS DAS TENSÕES EFETIVAS DE TERZAGHI a) A tensão efetiva efetiva,, par paraa solo soloss satur saturados, ados, po pode de ser expressa por:  ' = σ

σ−μ

b) Todos os efeitos mensuráveis resultantes de variações de tensões nos solos, como co mo com compr press essão ão,, dis distor torçã ção o e re resis sistê tênci nciaa ao cis cisalh alhame ament nto o são dev devido idoss a variações no estado de tensões efetivas.

 

 água   =  10kN / m3

Pontos Pon tos

Pr Profu ofundi ndidad dadee (m)

A B

0 2,8

Pressão Neutra (kN/m2) μ = γágua x hágua

Tensão Total (kN/m2) σ = γsolo x hsolo 0 16,8 x 2,8 = 47,0

0 0

Tensão efetiva (kN/m2) σ’ = σ - μ 0 47,0 - 0 = 47,0

C D

7,0 9,5

47 + 21 x 4,2 = 135,2 135,2 + 17 x 2,5 = 177,7

10 x 4,2 = 42,0 42 + 10 x 2,5 = 67,0

135,2 – 42,0 = 93,2 177,7 – 67,0 = 110,7

 

Exercí Exer cíci cio o 1: 1: Determinar  Determinar as tensões totais, tensões neutras e tensões efetivas nos pontos A, B, C e D para o perfil de solo da figura abaixo e traçar os diagramas. Adotar γágua = 1,0 tf/ m3

Lembrando que: γsat = γsub + γágua

 

Exercí Exer cíci cio o 2: 2: Resolver  Resolver o exercício 1 considerando que a camada de areia acima do NA está saturada devido devido à ascensão capilar. capilar. Adotar γsat = 2,1 tf/ m3 para a areia.

 

Exercício 3: Resolver o exercício 3 considerando: •   Inundação (NA = NT);

 

•

Exercício 4: A sapata isolada mostrada na figura abaixo foi dimensionada corretamente e sua cota de assentamento é de 2 metros de profundidade, sabendo que a mesma irá produzir um carregamento ao solo de 40 kPa, determine a tensão total no ponto D. 3

Adotar

γágua =

10 kN/m

 

Tensão Geostática Horizontal Num elemento de solo, dentro d entro de um maciço, atua também uma tensão horizontal. Essa tensão horizontal constitui uma parcela da tensão vertical. A det determ ermina inaçã ção o das te tensõ nsões es hor horiz izont ontais ais enc encont ontra ra apl aplica icaçã ção o na det determ ermina inação ção de empuxos para o cálculo de estabilidade de estruturas de contenção (muros de arrimo, terra armada, etc). Seu cálculo é feito pela seguinte expressão: σ'h = K . σ'v (k = coeficiente de empuxo)

 

exercício cício 1, calcular a tensão Exer Ex ercíc cício io 4: Utilizando o mesmo perfil geotécnico do exer horizontal nos pontos A, B horizontal B,, C, D, sabendo que: K = 0,8 (arg (argila) ila) K = 0,5 0,5 (are (areia ia úm úmida) ida) K = 0,6 (areia saturada)

 

INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS •

INTRODUÇÃO Ao se executar um projeto de Engenharia Civil sempre se esbarra com o problema do solo sobre o qual a obra será assentada. Enquanto os diversos materiais empregados na construção da obra têm suas caracterís características ticas previamente especificadas (concreto, (concreto, aço, madeira, made ira, etc.), o solo deve ser aceito tal como se apresenta. Assim, o primeiro requisito ao se elaborar um projeto de fundações é o conhecimento adequado do subsolo. É nec neces essá sári rio o pr proc oced eder er-s -see à id iden enti tiffic icaç ação ão da dass di divversa ersass cam amad adas as comp co mpon onent entes es do su subs bsolo olo an anal alis isad ado, o, assim assim como como à avali avaliaç ação ão das das sua suass propriedades.

propriedades.  

Para um projeto de fundações bem elaborado, de forma a se poder prever o compor com portam tamen ento to do sub subsol solo o qua quando ndo sol solici icita tado do pel pelo o ca carr rreg egame ament nto o da obr obra, a, é necessário conhecer: ➢   os

tipos de solos que ocorrem no subsolo subsolo,, até à profundidade de interesse interesse ao projeto;

➢  a

disposição e espessura das camadas dos diferentes tipos de solos, bem como a avaliação da orientação dos planos que as separam;

➢   a medida do índice de resistência à penetra penetração ção dos diferentes diferentes tipos de solos

encontrados;

➢   informaçõ informações es

sobre a posição do nível d’água.

 

Antes de se decidir pelo tipo de fundação em um terreno, é essencial que o profissional adote os seguintes procedimentos procedimentos:: a) Visita ao local da obra, observando as condições gerais do terreno: água, rochas, aterros, vegetação, topografia do terreno, etc; b) Visita às obras em andamento nas proximidades, verificando as soluções adotadas; c) Vi Visi sita ta às ed edif ific icaç açõe õess vi vizin zinha has, s, pr proc ocur uran ando do id iden enti tifi fica carr qua quais is os tipo tiposs de fundações empregadas e o estado destas edificações diante de possíveis recalques das fundações  –  verificar o comportamento da fundação e sua influência na superestrutura (trincas e fissuras);

d) Pedir sondagem.  

OBJETIVOS DA INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA a) De Dete term rmina inaçã ção o da ex exte tens nsão ão,, pr prof ofund undid idad adee e es espe pess ssur uraa da dass ca cama mada dass do subsolo até uma determinada profundidade; b) Descrição do solo de cada ccamada, amada, ccompacidade ompacidade ou resist resistência, ência, ccor or e outras características caracte rísticas perceptíveis; c) Deter Determinaç minação ão d daa pr profundid ofundidade ade do nív nível el do lenço lençoll fr freáti eático; co; d) Inf Informa ormações ções sob sobre re a prof profundidad undidadee da superfíci superfíciee rochosa rochosa e sua classifi classificaç cação, ão, estado de alteração e variações; e) Da Dado doss so sobr bree pr prop opri ried edad ades es me mecâ cânic nicas as e hi hidr dráu áulic licas as do doss so solo loss ou ro roch chas as (compressibilidade, resistência resistência ao cisalhamento e permeabilidade); Na ma maio iori riaa dos cas aso os, os prob obllem emas as de en enge genh nhaaria rias sã são o re reso solv lvid idos os com ba base se  

n as R i648 nfo4/2001 rma001) çõe)s a) e b) (NBR (NB 6484/2

SO SOND NDAG AGEN ENSS DE SIMP SIMPLE LESS RE RECO CONH NHEECI CIME MENT NTO O

 

MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO

Os métodos de investigação adotados classificam-se em: ✓

Métodos Diretos (sondagens) ✓ Métodos Semi-Diretos ✓ Métodos Indiretos

 

➢

Método Mét odoss Dir Diret etos os (so (sonda ndagen gens) s)

Permitem a observação direta do subsolo ou através de amostras coletadas ao longo de uma perfuração perfu ração ou a medição direta de propriedades in situ. Ex: escavações, sondagens e ensaios. • • •

•

  sondagem a trado (manual e mecânico)   poços ou trincheiras   sondagem a percussão (manual e mecânico) - SPT (standart penetration test)   sondagem rotativa

 

Métodos dos Semi-D Semi-Diret iretos os ➢ Méto - Fornecem propriedades de engenharia como compressibilidade e resistência dos solos e rochas ‘in ‘in situ’ situ’.

- Não indicam o tipo de solo e não ‘recolhem’ amostras. - Em muit uitos casos sã são o també mbém con onh hecidos como métodos complementares complementar es aos Métodos Diretos. - São considerados métodos semi-diretos porque não há coleta de amostras. ➢ Um exemplo típico é:

- Ensaio CPT

(Cone Penetration Test)  

➢ Méto Métodos dos Indir Indiretos etos

- As propriedades geotécnicas dos solos são estimadas indiretamente pela observação a distância ou pela medida de outras grandez grandezas as do solo. - Devem ser utilizados em conjunto com Métodos Direto Diretos. s.

 

MÉTODOS DIRETOS a) SOND SONDAGEM AGEM A TR TRADO ADO

A sondagem a trado é feita manualmente, com o objetivo:  coletar amostras deformadas para a execução de ensaios de laboratório; •  determinar o perfil estratigráfico do solo em pequenas profundidades, sem a obtenção dos índices de resistências; •  observação nível do lençol freático. •

No Brasil possui metodologia normatizada pela NBR-9603/86 - "Sondagem a trado".

 

Equipamento para SONDAGEM A TRADO: Para a execução da sondagem utiliza-se o equipamento denominado como trad trado o, po pode dend ndo o el elee se serr no for orma mato to ca cava vade deir iraa e He Helilico coid idal al,, po pont ntei eirra constituída por peça de aço terminada em bisel.

 

Procedimento para SONDAGEM A TRADO: •

 A sondagem deve ser iniciada com o trado cavadeira, utilizando a ponteira para desagregação desagreg ação de terrenos duros e compactos, sempre que necessário.

•

 Quando o avanço do trado cavadeira se tornar difícil, deve ser utilizado o trado helicoidal.

•

 As amostras são coletadas a cada sendo quando ocorrer mudança de material no mesmo metro deve sermetro, separado as que, amostras identificando de acordo com a profundidade de cada uma.

 

•

•

  Amostras com finalidades especificas para obtenção de umidade natural, são acondicionada em recipientes com tampa hermética, selada com fita adesiva, para manter as propriedades de origem do material. As demais amostras são acon ac ondi dici cion onas as em sa saccos de lona lona ou pl plás ásti tico coss de devi vida dame ment ntee id iden enti tifi fica cado doss e encaminhados ao laboratório de solos.  Ao se atingir o nível do lençol freático, é interrompida a perfuração, anota-se a profundidade e passa-se a observar o mesmo, efetuando-se leituras a cada 5 minutos, duranteé 30 minutos. O nível também anotado após 24 horass da conclusão do furo. f uro.

 

•

  V antagens: Processo mais simples, rápido e econômico para as investigações preliminares das condições geológicas superficiais.

•

  Utilização: Amostras amolgadas em pesquisa de jazidas.

•

  Determinação do nível da água.

•

  Mudança de camadas.

•

  Avanço da perfuração para ensaio de pene penetração. tração.

 

Execução: A perfuração é feita com os operador Execução: operadores es girando a barra horizontal acoplada a hastes verticais, em cuja extremidade encontra-se a broca. A cada 5 ou 6 rotações, forçando-se o trado para baixo é necessário retirar a broca para remover o material acumulado que é colocado em sacos de lona ou plástico devidamente etiquetado etiquetados. s. •

  Limitações: Camadas de pedregulhos mesmo de pequena espessura (5 cm).

•

Pedras ou matacões. matacõe s. Solos abaixo   Normalmente podem aatingir tingir 10 m.do nível da água. Areias muito compactas.

Apresent Aprese ntaç ação: ão: Os re resul sulta tados dos de ca cada da son sondag dagem em são apre ap rese sent ntad ados os so sob b fo form rmaa de pe perf rfis is in indiv divid idua uais is ou de

tabelas e são traçados perfis gerais do subsolo.  

Trados mecanizados (motor a gasol oliina)  –  permitem furos de maior diâmetro, atingir maiores profundidades e atravessar solos mais compactos e mais rijos rijos..

 

b) AB ABER ERTU TURA RA DE PO POÇO ÇOS, S, TR TRIN INCH CHEI EIRA RASS E GA GALE LERI RIAS AS DE IN INSP SPEEÇÃ ÇÃO O “Poço  –  escavação vertical de seção circular ou quadrada, quando projetada em um

plano horizontal, com dimensões mínimas suficientes para permitir o acesso de um obse ob serv rvad ador or,, visa visand ndo o a in insp speç eção ão da dass pa pare rede dess e fu fund ndo o, e re reti tirrad adas as de am amos ostr tras as representativas represent ativas deformadas e indeformadas.” (NBR 9604/86)

 

“Trincheira – escavação geralmente geralmente vertical, ao longo de uma determinada linha ou

seção de modo a se obter uma exposição continua do terreno, com dimensões variáveis, sendo as mínimas suficientes para permitir o acesso de um observador, visando a inspeção das paredes e do fundo, e retiradas de amostras repr representativ esentativas as deformadas e indeformadas.” (NB (NBR R 9604 9604/86 /86))

 

“Galerias  – seções horizontais em superfícies. Limitadas a rochas ou solos muito consistentes.”

 

•

Galerias - do mesmo modo que os poços, as galerias permitem o acesso ao interior Galerias dos maciços e a sua observação direta direta..

Utilizam-se correntemente no estudo de taludes (solos ou rochas) de maciços de encontro e fundação de barragens e de túneis. Oferecem a vantagem de poderem ser inclinadas, de poderem facilmente mudar de direção. A escavação reveste-se das mesmas emsua geral, a remoção dos materiais é muitodificuldades mais fácil. e cuidados que os poços, mas, Em rochas, o revestimento só se faz em zonas em que se suspeite de instabilidade

como zonas de descompressão, esmagamento ou grande alteração.  

“Am Amos ostr traa re repr pres esen enta tati tivva de deffor orma mada da  –   extra extraída ída por ra raspa spage gem m ou esc escav avaç ação ão,,

impl im plic ican ando do na de desstr trui uiçção da es estr trut utur uraa e na alt alteraç açãão da dass cond ndiç içõe õess de compacidade ou consistência naturais.” (NBR 9604/86)

 

“Am Amos ostr traa in inde defo forma rmada da  –  extraída com o mínimo de perturbação, procurando

manter sua estrutura e condições de umidade e compacidade ou consistência naturais.” (NBR 9604/86)

 

c) SONDAGEM DE SIMPLES RECONHECIMNETO À PERCUSSÃO – SPT

As so sond ndag agen enss de rec econ onhe heci cime ment nto o à pe perrcu cuss ssão ão sã são o in indi disp spen ensá sáve veis is,, devendo ser executadas de acordo com a NBR 6484/80. Proced Proc edim imen ento to ge geot otéc écni nico co de ca camp mpo o, ca capa pazz de am amos ostr trar ar o su subs bsol olo. o. Quando associada ao ensaio de penetração dinâmico (SPT), mede a resistência do solo ao longo da profundidade perfurada.

 

Obje Ob jeti tivo voss da so sond ndag agem em:: pr pret eten ende de-s -se e co com m a so sond ndag agem em co conh nhec ecer er:: ✓o

tipo de solo atravessado através da retirada de uma amostra deformada, a cada metro perfurado;

✓ a espessura das diversas camadas do solo; ✓ os

valores dos índices de resistência à penetração (N) oferecida pelo solo à

cravação do amostrador padrão, a cada metro perfurado; ✓a

posi posiçção do nív nível ou do doss níve níveiis d’água,   quando quando enc encont ontra rada da dur durant antee a perfuração.

 

Ensa En saio io SP SPTT (S (Sta tand ndar ard d Pe Pene netr trat atio ion n Tes est): t): NB NBR R 64 6484 84/8 /80 0 - Am Amos ostr trad ador or SP SPTT: . diâm diâmet etro ro ext xter erno no 2" . diâmetro interno 1 3/8" . peso do martelo de gravação 65 Kg . altura de queda do martelo 75 cm . tubo de descida 1" . diâm diâmet etro ro no norm rmal al de re reve vessti time men nto 2½”

 

➢

Processo executiv executivo: o: •

  Monta-se o “tripé” no local estabelecido.

 

➢

Processo executiv executivo: o: •

  Escavação do 1º metro com trado concha ou cavadeira manual.

•

  Instalação do primeiro tubo de revestimento. revestimento.

 

Processo executiv executivo: o:

➢ •

  Montagem da composição no fundo do furo (amostrador, (amostrador, hastes e cabeça de bater)

•

  Apoiar o martelo sem bater (anotar se ocorrer penetração)

 

➢

Processo executiv executivo: o: •

  Iniciar a cravação do amostrador padrão.

•

  Ergue-se o peso padrão (65 kg) e o deixa cair livremente de uma altura de 75 cm.

•

  Anotar nº de golpes para a cravação cravação de 3 sequências de 15 cm

 

➢ •

Processo executiv executivo: o:   Retira-se o amostrador e colhe-se a amostra de solo para classificação tátil-visual. tátil-visua l.

 

➢

Processo executiv executivo: o: •

  Avanço da perfuração com trado helicoidal ou processo processo de circulação de água com trépano de lavagem

 

➢

Processo executiv executivo: o: •

•

•

•

•

  Atingido o 2º metro, rrepete-se epete-se o ensaio SPT. SPT.   O processo continua continua até se atingir um solo muito resistente resistente (impenetrável (impenetrável ao SPT) ou até se alcançar a cota estabelecida pelo cliente.   Mede-se o nível nível d’água  após 30 minutos do término do ensaio e repete-se a medição 24 horas depois da perfuração.   As amostras amostras são analisadas em laboratório laboratório e guardadas por um um período de 30 dias.   Confeciona-se o Laudo de Sondagem.

 

▪ Exemplo:

À 4,0 m de profundidade fez-se a determinação do SPT com os seguintes números de golpes: golpes/cm

1ºs 15 cm 5/15

2ºs 15 cm 7/15

3ºs 15 cm 8/15

O NSPT é a soma dos dois últimos trechos ou seja 7+8 = 15. Note-se que se diz que o NSPT à profundidade de 4,0 m é 15, embora ele tenha sido medido entre as profundidades de 4,15 e 4,45 m.

 

NÚMERO E LOCAÇÃO DAS SONDAGENS – (NBR 8036) Par araa a pr prog ogrram amaç ação ão de so sonda ndage gens ns de simp simple less re reco conh nhec ecim imen ento to pa parra 00. 00.fundações fundações de edifícios, deve ser empregada a ABNT NBR 8036. O número de sondagens e a sua localização em planta dependem do tipo de estrutura, de suas características especiais e das condições geotécnicas do subsolo. O número de sondagens tem de ser suficiente para fornecer um quadro, o melhor possível, da provável variação das camadas do subsolo do local em estudo.

 

Em quaisquer circunstâncias, o número mínimo de sondagens deve ser: f uros - Para área de projeção em planta de edifícios até 200 m² − 2 furos − 3 furos - Para área entre 200 m² e 400 m² − 1 furo para cada 200 m² de área da projeção em planta do edifício, até 1.200 m²

de área; − Entre 1.200 m² e 2.400 m² deve-se fazer 1 furo adicional para cada 400 m² que

excederem exceder em 1.200 m²;

− Acima de 2.400 m² o número de sondagens será fixado de acordo com o plano

partic par ticula ularr da co const nstruç rução ão re respe speit itand ando-s o-see os mín mínimo imoss ex exigi igidos dos pel pelos os cri crité tério rioss anteriores.

 

As sondagens têm de ser localizadas em planta e obedecer às seguintes regras gerais: a) Na fase de estudos preliminares ou planejamento do empre empreendimento endimento,, as sondagens precisam ser igualmente distribuídas em toda a área; na fase de projeto, pode-se locar as sondagens de acordo com critérios específicos que levem em conta pormenores estruturais estruturais;; b) As so sond ndag ageens nã não o de devvem se serr di disstr trib ibuí uída dass ao lo long ngo o do me mesm smo o alinhamento.

 

- Dis Distân ânccia má máxi xima ma de 10 100 0 m en entr tree fur uros os,, se send ndo o a di disstânc ncia ia ad adot otad adaa normalmente, entre entre 15 a 20 m, sendo a distância mínima igual a 8 metros.

 

•

Exercício 1: Determine o número de furos a serem realizados para sondagens à percussão para uma construção de um edifício de 12 andares com uma área de 800 m² em cada.

•

Exercício 2: Determine o número de furos a serem realizados para sondagens à percussão para uma construção de um edifício de 10 andares com uma área de 2400 m² em cada.

 

•

Perf Pe rfil il ge geot otéc écni nico co e da dado doss de so sond ndag agem em::

➢ São

apresentados desenhos que mostram o perfil geotécnico no local do furo e para a época da exploração.

➢O

profissional deve estar atento para o fato de que as condições de subsolo

podem variar para qualquer outro ponto locado dentro da obra e até mesmo diferir em um mesmo ponto com a passagem do tempo.

 

SON SONDAGEM DAGEM SPT - LA LAUD UDOS OS

 

SONDAGEM SPT  – Exemplos de Perfi Perfill Geotécni Geotécnico co do Solo

 

CRITÉRIOS PARA ESTABELECER O FIM DA SONDAGEM: NBR 6484 item 6.3.12 A cravação do amostrador-padrão amostrador-padrão é interrompida antes dos 45 cm de penetração sempre que ocorrer uma das seguintes situações:

a) Em qua qualquer lquer dos ttrês rês segme segmentos ntos de 15 ccm, m, o númer número o de golpe golpess ultr ultrapass apassar ar 30 30;; b) Um to total tal de 50 golpes tiver sido aplicado dur durante ante toda a crav cravação; ação; c) Pe Penet netra ração ção nula do amo amost stra rador dor com a apl aplica icação ção de 5 go golpe lpess suc sucess essivo ivoss do martelo.

 

CRITÉRIOS PARA ESTABELECER O FIM DA SONDAGEM: NBR 6484 item 6.4.1

Critérios de paralisação do avanço por circulação de água : ➢ Quando,

em 3 m sucessivos, se obtiver 30 golpes para penetração dos 15 cm iniciais do amostra amostrador-padrão; dor-padrão;

➢ Quando,

em 4 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para penetração dos 30 cm

iniciais do amostra amostrador-padrão; dor-padrão; ➢ Quando,

em 5 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para a penetração dos 45 cm do amostrado amostrador-padrão. r-padrão.

 

CRITÉRIOS PARA ESTABELECER O FIM DA SONDAGEM: NBR 6484 item 6.4.3

Quando forem atingidas as condições descritas em 6.3.12 c) e após a retirada da composição com o amostrador, deve em seguida ser executado o ensaio de avanço da perfur perfuração ação por circulação de água. ➢O

ensaio deve ter duração de 30 min, devendo-se anotar os avanços do trépano obtidos em cada período de 10 min.

➢A

sondagem deve ser dada por encerrada quando, no ensaio de avanço da perfuração por circulação de água, forem obtidos avanços inferiores a 5 cm em cada período de 10 min ou quando quando,, após a realiz realização ação de quatro

ensaios consecutivos, não for alcançada a profundidade  

Relação NSPT com a compacidade (solos arenosos) e consistência (solos argilosos):

 

d) SONDAGEM SO NDAGEM ROT ROTA ATIVA (SONDAGEM EEM M ROCHA) ROCHA ) O avanço da perfuração em rocha só é possível com um amostrador constituído de uma coroa diamantada (coroa de aço com pequenos pequ enos diamantes ou pedra de wídia). A finalidade da sondagem rotativa é cortar a rocha sã ou decomposta, permitindo obter obt er amo amost stra rass do mac maciço iço ro rocho choso so,, es esta tabel belece ecendo ndo-se -se par parâme âmetr tros os nec necess essári ários os à determinação do grau de alteração e da continuidade do maciço. Campo de aplicação:

✓ barragens, túneis, pesquisa de minérios ✓complementar as sondagens de percussão

em solos com matacões ou rochas a

pequena profundidade.

 

SONDAGEM SONDAG EM ROT ROTA ATIVA

Esquema do funcionamento da sonda rotativa

 

Equipamento de sondagem rotativa executando um furo

Caixa de madeira para acondicionar os testemunhos que são retirados a cada metro de perfuração  

e) SO SOND NDAG AGEM EM MI MIST STA: A: É uma combinação de um equipamento de sondagem rotativa com equipamento de sondagem a percussão (SPT) e são utilizadas para o caso de dúvida quanto a natureza do material impenetrável à percussão.

 

Determinação da tensão admissível: Para a determinação da tensão admissível em fundações por sapatas, a ABNT NBR 6122 (2010), item7.3, prescreve a utilização e interpretação de um ou mais dos três seguintes procedimentos: Prova de carga em placa. ➢ Métodos teóricos. ➢ Métodos semiempíricos. ➢

A tensão admissível é “valor máximo da tensão aplicada ao terreno que atenda as limitações de recalque ou deformação da estrutura”.

 

PROVA DE CARGA EM PLACA: Esse ensaio consiste em reproduzir o comportamen comportamento to de uma solicitação em modelo reduzido (ou não) de d e uma sapata. ABNT NBR 6489 (1984) O realizado empregando-se uma placa rígida de ferro fundido com 80ensaio cm de diâmetro. dé iâmetro. A placa é carregada por meio de macaco hidráulico que reage contra uma caixa carregada ou contra um sistema de tirantes. O ensaio de placa é de rápida execução e de baixo custo, mas estranhamente o seu emprego na prática corrent correntee de obras de engenharia é muito raro.

 

PROVA DE CARGA EM PLACA:

Tipo de sistemas ação-reação para realização de ensaios de prova de carga.  

PROVA DE CARGA EM PLACA: PLACA:

 

Resultados Resultados  - Curva tensão-recalque: ➢  Com

basemedido no valor pressão aplicada (lida no manômetro acoplado ao macaco (hidráulico) e o recalque noda deflectômetro, é possível traçar a curva pressão x recalque.

estabilizados. ➢   A curva pressão x recalque é obtida ligando-se os pontos estabilizados.

➢   Os solos que apresentam curva de ruptura gera geral,l, isto é, com uma tensão de

ruptura bem definida

(σr), são solos resistentes. resistentes. (Argilas Rijas ou Areias Compactas). ➢  Os

solos que apresentam curva de ruptura local, isto é, não há uma definição do valor da tensão de ruptura, são solos de baixa resistência. (Argilas moles ou Areias Fofas)

 

Resultados Resultados  - Curva tensão-recalque: •

  TTen ensã são o ad admi miss ssív ível el:: é ob obti tida da com a aplicação de um fator de segurança 2 ao valor da tensão de ruptura.

Para solos de Ruptura Geral:

•

  Inicialment Inicialmentee são consider considerados ados dois valores de recalq recalques ues (10 mm e 25 mm) e as correspondentes tensões (σ10 e σ25) na curva tensão x recalque e a tensão admissível é

dada pelo menor dos dois seguintes valores.

Para solos de Ruptura Local:

 

Exercício: Determine a tensão admissível de uma fundação direta a partir do resultado de uma prova de carga sobre a placa, num solo mole argiloso, cujo resultado está apresentado no gráfico.

 

SPT:

O me meio io té técn cnic ico o diretas br bras asil ileir eiro o usasapata, da regra para a tensão admissívelà em fundações por emabaixo função doobter índice de resistência penetração do SPT. Sondagem:

 NSPT σs = (MPa) 50

σs =

 NSPT

(MPa)

Sapatas

Tubulão

30

 

1. CONCEPÇÃO DE OBRAS DE FUNDAÇÕES 1.1. INTRODUÇÃO Vários ários aspec aspecto toss tant tanto o de ordem ordem té técni cnica ca com como o de ordem ordem econô econômic micaa devem devem ser leva levados dos em consideração considera ção na escolha de um tipo de fundação para um determinado projeto. projeto. 1.2. ELEMENTOS NECESSÁRIOS E CRITÉRIOS DE PROJETO Topografia da área ▪  dados

sobre taludes e encostas no terreno, ou que possam atingir o terreno;

▪  necessidade

de efetuar cortes e aterros

▪   dados sobre erosões, ocorrência ocorrência de solos moles na superfície; ▪  presença

de obstáculos, como aterros com lixo ou matacões.

 

Dados geológicos, geotécnicos, investigações do subsolo

▪ variabilidade das camadas e a ▪ existência de

profundidade profundidade de cada uma delas;

camadas resistentes ou adensáveis;

▪ compressibilidade e resistência ▪ a posição do nível de água.

do solos;

 

Dados da estrutura a construir ▪

a arquitetura, o tipo e o uso da estrutura, ex: se é um edifício, torre ou ponte, se há subsolo e ainda as cargas atuantes.

▪

realizado esse estudo, descartamos as fundações que oferecem limitações de emprego para a obra em que se está realizando a análise.

▪

alguns projetistas de fundação elaboram projetos com diversas soluções, para que o construtor escolha o tipo mais adequado de acordo com o custo, disponibilidade financeira e o prazo desejado.

▪

dessa forma, numa segunda etapa, consideram-se os seguintes fatores:

 

Dados sobre construções vizinhas ▪o

tipo de estrutura e das fundações vizinhas;

▪ existência

de subsolo;

▪

possíveis consequências de escavações e vibrações provocadas pela nova obra; ▪ danos já existentes

Aspectos económicos ▪ além do custo direto para a execução do serviço, deve-se considerar o prazo de

execução. Há situações em que uma solução mais custosa oferece um prazo de execução menor, tornando-se mais atrativa.  

Recalques:

 

1.3 – FUNDAÇÃO SUPERFICIAL (OU DIRETA OU RASA) Definição segundo a NBR 6122-2010: “Elemento   de fund fundaç ação ão em qu que e a carg carga a é tr tran ansm smit itid ida a ao terr terren eno o pe pela lass pr pres essõ sões es

distribuídas sob a base da fundação, e a profundidade de assentamento em relação ao terreno adjacente à fundação é inferior a duas vezes a menor dimensão da  fundação” .

 

Tipos Tip os de funda fundaçõe çõess superf superfici iciais ais:: •

  Blocos de fundação

•

  Sapatas isoladas •   Sapatas associadas •

•

  Sapatas corridas

  Sapata alavancada •   Radier

  Vigas de fundação

 

•

Bl Bloc ocos os de fund fundaç ação ão::  Elemento de fundação superficial de concreto, dimensionado de modo que as tensões de tração nele produzidas possam ser resistidas pelo concreto, sem necessidade de armadura. armadura. Pode ter suas faces verticais, em degraus/e degraus/escalonadas scalonadas e apresentar normalmente em planta seção quadrada ou retangular.

 

•

Sapatas Sapat as isolad isoladas: as: Elemento  Elemento de fundação superficial de concreto armado, dimensionado de modo que as tensões de tração nele produzidas não sejam resistidas pelo concreto, mas sim pelo emprego da armadura. Devido à facilidade de execução, são normalmente quadradas ou retangulares.

 

•

Sapat Sap atas as associa associadas das::  Sapata comum a vários pilares, empregadas nos casos em que, devido à proximidade dos pilares, não é possível projetar-se uma sapata isolada para cada pilar.

•

Sapatas Sapa tas corridas: corridas: Sapata  Sapata sujeita à ação de uma carga distribuída linearmente.

 

•

Radier:  Elemento de fundação superficial que abrange todos os pilares da obra ou Radier: Elemento carregamentos distribuídos (por exemplo: tanques, depósitos, silos, etc.).

 

•

Vigas de fundação:  Elemento de fundação superficial comum a vários pilares, cujos centros, em planta, estejam situados no mesmo alinhamento. As vigas de fundação apoiam-se em sapatas isoladas ou fundações profundas.

 

•

  Deve ser utilizada utilizada somente quand quando o as camadas superficiais do subsolo apre apresentam sentam propriedades mecânicas compressibilidade.

•

adequadas,

ou

seja,

alta

resistência

baixa

  Atenção Atenção especial deve ser dada quanto à presença ou possível infiltr infiltração ação da água em te terr rreno enoss perme permeáv áveis eis,, alter alterand ando o tanto tanto a resis resistê tênci nciaa do subsol subsolo o quan quanto to os recalques dos elementos da fundação.

•

e

  Tipos de solos normalmente utilizados para assentar as fundações rasas:

➢

  areias compactas

➢

  argilas médias a duras pré-adensadas

 

1.3.2 – BLOCO DE FUNDAÇÃO Element Elem ento o de fundação fundação superfici superficial al de grande grande rigidez rigidez execut executados ados em concre concreto to,, dimensionado de modo que as tensões de tração nele produzidas possam ser resistidas pelo próprio concreto, sem necessidade de armadura.

Tipos Tip os usu usuais ais:: ➢  quanto

às faces:

 

➢ quanto a base em planta:

 

1.3.2.1 – DIS DISPOS POSIÇÕ IÇÕES ES CONS CONSTRU TRUTIV TIVAS AS DA NBR NBR 6122 6122:20 :2010 10:: As disposições a seguir são válidas tanto para os blocos quanto para as sapatas: - dimensão dimensão mínima mínima em planta: planta: 60 cm; - divisa divisass com com terr terren enos os vizinh vizinhos, os, on onde de o bloco bloco não assen assente te sobre sobre rocha rocha:: profu profund ndida idade de mínima de assente do bloco não deve ser inferior a 1,5 m; - fundação fundação que não se apoia sobre rocha: rocha: executa executarr anteri anteriorme ormente nte à sua execuç execução ão uma camada de concreto simples de regularização de no mínimo 5 cm de espessura, ocupando toda a área da cava da fundação;

fundação fundação que se apoia sobre sobre rocha: rocha: deve se se executa executarr um enchiment enchimento o de concreto concreto de modo a se obter uma superfície plana e horizontal. O concreto a ser utilizado deve ter resistência compatível com a pressão de trabalho da fundação;  

- Fundação em cotas difer diferentes: entes: fundações fundações próxim próximas, as, situadas em cotas dif diferent erentes es - A fundação fundação com com a cota mais baixa baixa deve deve ser executada executada primeiro! primeiro!

 

1.3.2.2 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL: Roteiro Roteir o para dimensionamento: a) Área Área da da base base do bloco bloco (S):

Onde:

S = ab =

P + P'  S 

P: carga proveniente do pilar PP: peso próprio do bloco    : tensão admissível do solo S 

Como o peso próprio do bloco depende das dimensões e estas, por sua vez, dependem do peso próprio, o problema só é resolvido por tentativas.

Na maioria dos casos o valor do peso próprio do bloco é pouco significativo, assim sendo é comum negligenciar o valor do mesmo, de tal modo que a área é calculado por: P S = ab =  S   

b) Lado do bloco ➢  Bloco

quadrado:  B = S 

➢  Bloco

retangular de lados A x B:

Estabelecer uma relação entre A e B AxB=S

 

As dimensões da superfície em contato com o solo não são escolhidas arbitrariamente, mas si sim, m, proc procur uran ando do-s -see prop propor orçõ ções es que que cond conduz uzam am a um di dime mens nsio iona name ment nto o estr estrut utur ural al econômico. Na determinação das dimensões dos lados “a” e “b”,  é comum fazer um dimensionamento económico, ou seja, aquele que conduz a momentos aproximadamente iguais nas duas abas. “d”” deverão ser aproximadamente iguais em ambas as direções. Os balanços “d

ab =

P  s

a − a0 = 2 d  0 0 b − b0 = 2 d    a − a = b − b

 

c) Determinação da altura do bloco:

tan    s =

 

 t 

+1

h  a − a0  tan  = a − a0   h =  2  tan  

β

2 Onde:

β: ângulo   

s

 t 

:: tensão doconcreto solo (MPa) tensão admissível de tração no (MPa)

  f ck 

tan     s  

=

 t 

+1

 ( MPa )     25 t   0,8 MPa  f cck k : resistência característica do concreto aos 28 dias  

Exercício 1: Dimensionar o bloco de fundação confeccionado com concreto f ck = 20 MPa para suportar uma carga de 2000 kN aplicada por um pilar de 35 x 35 cm e apoiado num solo com tensão admissível   s = 0,4 MPa. Despreze o peso próprio do bloco.

 

Exercício 2: Dimensionar o bloco de fundação confeccionado com concreto f ck = 25 MPa para suportar uma carga de 1700 kN aplicada por um pilar de 35 x 60 cm e apoiado num solo com tensão admissível   s = 0,5 MPa. Despreze o peso próprio do bloco.

 

Exercí Exer cíccio Avalia aliati tivvo 1:   Dimensionar o bloco de fundação confeccionado com concreto f ck  = 20 MPa para suportar uma carga de 1500 kN aplicada por um pilar de 20 x 40 cm e apoiado apoi ado num solo com tensão tensão admissíve admissívell   s = 0,3 MP MPa. a. Despreze o peso próprio do bloco.

 

Exercí Exer cíci cio o Aval alia iati tivvo 2: 2: Dimensionar  Dimensionar um bloco de fundação confeccionado com concreto f ck = 20 MPa para suportar uma carga de 16 tf aplicada por um pilar de 40 x 30 cm e apoiado num nu m solo solo com com tensã tensão o admiss admissív ível el   s = 1,0 Kgf/c Kgf/cm m2. Despreze o peso próprio do bloco.

 

SAPATA As sapatas, ao contrário dos blocos, são elementos de fundação executados em concreto armado, de altura reduzida em relação às dimensões da base e que se caracterizam principalmente por trabalhar a flexão.

 

Sapatas Isoladas: São aquelas que transmitem ao solo (através da sua base) a carga de apenas um pilar. Em planta podem ter as mais diversas formas geométricas, mas, devido à facilidade de execução, são normalmente quadradas ou retangulares.

 

RIGIDEZ DA SAPATA Segundo a NBR 6118:2003, item 22.4.1: A classificação das sapatas quanto à rigidez é:

Onde:

h da sapata; A == altura dimensão (lado) da sapata numa determina direção; ap = dimensão do pilar na direção do lado A.  

Sapatas flexíveis: São aquelas com alturas “pequenas”. São de uso mais raro, sendo mais utilizadas em

fundações sujeitas a pequenas cargas. Outro fator que determina a escolha por sapatas flexíveis é a resistência do solo. ANDRADE (1989) sugere a utilização de sapatas flexíveis para solos com pressão admissível abaixo de 150 kN/m2 (0,15MPa). As sapatas flexíveis apresentam o comportamento estrutural de uma peça fletida, trabalhando flexão duas direçõesdaortogonais. Portanto, as sapatas dimensionadas ao momentoàfletor e ànas força cortante, mesma forma vista para as lajessão maciças. A verificação da punção em sapatas flexíveis é necessária, pois são mais críticas a esse fenômeno quando comparadas às sapatas rígidas. Sapatas rígidas:

São aquelas com alturas grandes e tem a preferência no projeto de fundações, são

como elementos de fundações em terrenos que possuem boa resistência em camadas próximas da superfície. A verificação da punção é desnecessária, não existe possibilidade de punção, porque a sapata fica inteiramente dentro do cone de punção.  

Dimensionamento Dimensionament o da Base da Sapata Inic Inicia ialm lmen ente te,, faz-s az-see o dime dimens nsio iona name ment nto o geom geomét étri rico co da base base da sapat sapataa e o seu seu posicionamento em planta. Para isto, são necessários a locação de pilares, os esforços atuantes provenientes do cálculo estrutural e o valor da tensão admissível do solo.

 

A Área da base da sapata (S) é calculada por: Onde:

P: carga proveniente do pilar    : tensão admissível do solo S 

S = ab =

P

 S 

“S” , a escolha do par de valores  a  e  b , para o caso de sapatas isoladas, Conhecida a área deve ser feita de modo que:

1) O centro de gravidade da sapata deve coincidir com o centro de carga do pilar. 2) A sapata não deverá ter nenhuma dimensão menor que 60 cm. 3) Sempre que possível, a relação entre os lados  a  e  b  deverá ser menor ou igual a 2,5.

2,5. 4) Sempre que possível, os valores a e b devem ser escolhidos de modo que os balanços da sapata, em relação às faces do pilar (valor d), sejam iguais nas duas direções.  

Em consequência do Item 4, a forma da sapata fica condicionada à forma do pilar, quando não existam limitações de espaço, podendo ser distinguidos três casos: 1.º Caso: Pilar de seção transversal quadrada (ou circular) Neste caso, quando não existe limitação de espaço, a sapata mais indicada deverá ter em planta seção quadrada, cujo lado será: a=

S 

2.º Caso: Pilar seção transversal retangular Nestedecaso, quando não existe limitação de espaço, pode-se escrever: h 

h 

ab =

P

0

 s

  3 20 cm

a − a0 = 2 d 

  a − a0 = b − b0

b − b0 = 2 d    

3.º Caso: Pilar de seção transversal em forma de L, Z, U, etc … Este caso recai facilmente no caso anterior ao se substituir o pilar real por um outro fictício de forma retangular circunscrito ao mesmo e que tenha seu centro de gravidade coincidente com o centro de carga do pilar em questão.

 

Exercício 1: Determine as dimensões de uma sapata rígida para um pilar de seção 30 x 30 cm e carga de 1500 kN, sabendo que a tensão admissível do solo é igual a 0,3 MPa. Despreze o peso próprio da sapata.

 

Exercício 3: Dimensionar uma sapata de forma a que os balanços sejam iguais, para um pilar de seção 60 x 35 cm, com carga 120 tf, para uma tensão admissível do solo igual a 2,0 Kgf/cm 2.

 

Exercício 4: Projetar uma sapata para o pilar indicado abaixo com carga de 3000 kN e uma taxa admissível no solo igual a 0,3 MPa.

 

Exercício 5: Projetar uma sapata para o pilar indicado abaixo para uma taxa admissível no solo igual a 0,3 MPa. Cargas aplicadas ao longo do eixo: A = 1000 kN/m B = 1500 kN/m C = 2000 kN/m

 

QUESTÃO ENADE: QUESTÃO Foi executada uma prova de carga em placa de acordo com a NBR 6489 (1984) em um terreno onde será executado um prédio em fundação direta (sapata). O resultado do ensaio é apresentado na figura abaixo:

Analisando-se o resultado do ensaio apresentado na fig igur ura, a, qu qual al é a ár área ea de um uma a sa sap pat ata a qu quad adra rad da isol isolad ada a cu cujja carga do pilar é de 1 000 kN, considerando o peso própri rio o da sapata co com mo 5% da carga do pilar? A. 4,67 m2 B. 4,2 m2 C. 2,63 m2

D. 2,33 m2 E. 2,10 m2

 

SAPATAS ISOLADAS DE CONCRETO ARMADO MÉTODO DAS BIELAS COMPRIMIDAS •

•

  Este método é aplicável aplicável aos casos em que atua uma carga concentrada concentrada no centro de gravidade do elemento de fundação ou uma carga linear no eixo de uma fundação corrida.  De acordo com estes ensaios, quando a altura útil (d) da sapata é relativamente grande, tem-se que a distribuição das tensões no solo ( σs) é uniforme e que a transmissão da carga aplicada ao solo ocorre através de elementos chamados de bielas comprimidas de concreto, inclinadas, para as armaduras, colocadas na face inferior da sapata, os esforços de transmitindo tração atuantes.

 

Comprimento Comprimen to de ancoragem necessário às barras longitudinais do pilar: É necessário que a sapata tenha altura suficiente para que as forças nas armaduras do pilar sejam transferidas ao concreto da fundação (ancoragem), incluindo um cobrimento mínimo para a proteção das armaduras: h > lb + cob cobrimen rimento to,, onde lb é o comprimento de ancoragem das barras do pilar e c é o cobrimento. A tabela seguinte apresenta os comprimen comprimentos tos de ancoragem em função do diâmetro, para diferentes diferentes classes de concreto, aplicáveis a barras nervuradas, aço CA-50 e em zonas de boa aderência (ângulo das armaduras do pilar à 90 graus em relação à horizont horizontal). al).

 

Temos que determinar:   força de tração nas armaduras •   tensão de compressão nas Bielas •

  0

 a −4a  b − b 0 d     4 

Espaçamento entre barras de 10 a 20 cm P

1,44 0,85  f ck  1,96 

 s

1,61  T 

= T  x T  y =  

P ( a − a0 )

a0

8  d 

 Asy =

P ( b − b0 )

8  d 

 Asx =

 x

(armadura paralela lado a)

 f  yk  1,61  T  y

 f  yk 

(armadura paralela lado b)

T 

a

Exercí Exer cíci cio o 1: 1: Calcular  Calcular pelo Método das Bielas a armadura de uma sapata isolada rígida que serve de apoio a um pilar quadrado de 45 x 45 cm, e carga de 1000 kN, sendo a tensão admissível do solo de 0,2 MPa. Considerar concreto f cckk de 20 MPa, cobrimento de 5 cm e aço CA50, pilar com Ø12,5mm.

 

Exercício 2: Dimensione uma sapata isolada rígida pelo Método de Bielas para um pilar de seção 70 x 30 cm, com uma carga de 1600kN, sendo a tensão admissível do solo de 0,4 MPa. Considerar concreto f cckk de 20 MPa, cobrimento de 5 cm e aço CA50, pilar com Ø12,5mm.

 

Exercíc Exerc ício io 3: 3: Dimensionar  Dimensionar pelo Método das Bielas uma sapata isolada rígida para um pilar de seção 30 x 30 cm, com carga 1800 kN, para uma taxa admissível no solo igual a 0,6 MPa. Considerar concreto fck de 20 MPa, cobrimento de 4 cm e aço CA50, pilar com Ø16mm.

 

Exercí Exer cíci cio o Aval alia iati tivo vo 3: Dimensionar 3: Dimensionar pelo Método das Bielas uma sapata isolada rígida para um pilar de seção 90 x 40 cm, com carga 4000 kN, para uma taxa admissível no solo igual a 4 Kgf/cm2. Considerar concreto fck de 20 MPa, cobrimento de 4 cm e aço CA50, pilar com Ø12,5mm.

 

Método da Flexão (ABNT NBR 6118/2014) A reação do solo, que é igual à tensão aplicada pela própri própriaa sapata ao solo, é responsável responsável pela flexão da sapata. Para efeito de cálculo do momento fletor, a sapata é considerada dividida em 4 triângulos, porem cada gravidade dotriangulo triângulo.reage com 1/4 da carga P e que essa reação é aplicada no centro de

 

Método da Flexão (ABNT NBR 6118/2014)

P Momento Mome nto fletor fletor da força força 4 em relação relação à face face do pilar é:

= Ma

P a



4  3

−

a0  2  e M b

=

P b



4  3

−

b0  2 

O momento fletor calculado é o máximo e atua na face do pilar.

 

Verificar a punção na Sapata:

P

T  =

T  T lim

2  ( a0 + b0 + 2.H )  H    f ck 

T lim =

25

Verificar a ruptura por compressão no concreto:

Ca =  M a

b0  d

2

e Cb = M b

a0  d

2

 

Clim = 0,14  f ck 

2  M 

C  C lim

Área de aço:

 As =  As =

a

 f yk   d  2  M b

 f yk   d 

(armadura // ao lado “a”)

(armaduraa // ao lado “b”) (armadur

 

Exercício 10: Dimensione e detalhe uma sapata rígida pelo Método da Flexão para um σs = 0,25 MPa que recebe uma carga de 1200 kN de um solo com tensão admissível pilar 40 x 20 cm. Concreto fck = 20 MPa, Aço CA50 e um cobrimento de 5 cm, pilar com Ø12,5mm.

 

Exercício Avaliativo 4: Dimensione e detalhe uma sapata rígida pelo Método da Flexão parapilar um 30 solox 15 com tensão admissível σs = 0,2 MPa que recebe uma carga de 1000 kN de um cm. Concreto fck = 20 MPa, Aço CA50 e um cobrimento de 5 cm, pilar com Ø16mm.

 

Sapat Sap atas as Associ Associada adas: s: Pode  Pode receber carga de dois ou mais pilares, de pilares alinhados ou não, com cargas iguais ou não, com um pilar na divisa, com desenho em planta retangular, trapezoidal, etc, usada quando a proximidade de dois ou mais pilares é tanta que as suas sapatas isoladas se superpõem. A NBR 6122 chama “viga de fundação”  quando os pilares têm os centros alinhados.

 

➢  Pilares •

com cargas iguais.

  Nesse caso consegue-se consegue-se uma sapata econômica econômica fazendo fazendo com que o balanço balanço seja 1/5.a de cada lado e a distância entre eixos dos pilares seja de 3/5.a (sendo “a” o lado da sapata).

Exercício 1: Projetar uma fundação em sapata para os pilares abaixo. Admitir uma taxa de tensão admissível do solo de 0,6 MPa.

 

Exercício 2: Projetar uma fundação em sapata para os pilares P1 e P2 com cargas iguais (P=1600 kN) sendo a taxa admissível de solo 0,3 MPa. Pilares com cargas iguais - distância entre eixos dos pilares é de 3/5.a

 

➢  Pilares com

a = 2 x d + Δd

cargas diferentes: onde: Δd é um valor arbitrado e tem que se verificar a condição: a ou b  2,5 2, 5 b

a

Exercício 3: Projetar uma fundação em sapata para os pilares P1 e P2 com cargas diferentes, sendo a taxa admissível de solo 4 Kgf/cm2. Centro de carga a partir do pilar de menor carga:  X c =

P1

 d 

P1 + P2 X = Xc + metade do pilar de origem

Neste caso: a = 2 . X + ΔX

 

➢  Pilares com cargas diferentes, mas com um pilar próximo da divida do terreno: •

  O pilar próximo próximo da divisa possui uma carga carga maior que o pilar associado, assim a base da sapata será um trapézio.

Exercício 4: Projetar uma fundação em sapata para os pilares P1 e P2 com cargas diferentes, sendo a taxa admissível de solo 0,3 MPa. Centro de carga a partir do pilar de divisa:  X c =

P2 P1 + P2

 d 

X = Xc + metade do pilar da divisa b  60cm

Solução:

c  3  X  a +b S trapezio = c  X  =  3

 

2 c (a + b) + b

a +b

Exercício 5: Projetar uma fundação em sapata para os pilares P1 e P2 com cargas diferentes, sendo a taxa admissível de solo 0,4 MPa. Centro de carga a partir do pilar de divisa:  X c =

P2 P1 + P2

 d 

X = Xc + metade do pilar da divisa Solução: b  60cm c  3  X 

a+b c 2 (a + b) + b

S trapezio = c  X  =  3

a +b

 

•

  O pilar próximo próximo a divisa possui carga menor que o outro pilar associado, associa do, assim a base da sapata será um retângulo.

Exercício 6: Projetar uma fundação em sapata para os pilares P1 e P2 com cargas diferentes, sendo a taxa admissível de solo 0,3 MPa. Centro de carga a partir do pilar de divisa:  X c =

P2 P1 + P2

 d 

X = Xc + metade do pilar da divisa

A dimensão “a” será: a = 2 . X

 

A viga de rigidez é utilizada para unir os 2 pilares. O comportamento da sapata passa a ser de 2 lajes em balanço apoiadas na viga de rigidez.

 

- Momento Fletor na Laje da Sapata:

 M máx =

 M máx

q l

2

2

 b − b0 2 2 q   q  b − b ( ) 0 2  =    M máx = 8 2

Para o cálculo do momento fletor da sapata e da armação é considerado 1 metro de sapata.

h0 = 20% b

q =   s 100  

O dimensionamento é idêntico à sapata isolada pelo método da flexão, neste caso a dimensão resistente da sapata será 100 cm. Verificar a ruptura por compressão do concreto:

h0 = 20% b

q =   s 100

C = 100 M   d 2 Sendo: d = h0 − c = Clim



0,14   f ck 

C  C lim

Área de aço de armadura principal da sapata:

Espaçamento =

 As =

2  M   f yk   d 

100 cm nº barras − 1

 

Momento fletor na Viga de Rigidez: - Calculada como uma viga sujeita a uma carga distribuída de baixo para cima aplicada pelas lajes em balanço.  x1

l

 x2

•

  Momento Fletor no Balanço:

 M balanço = •

 p  x 2 2

 x1 onde de  x   → on  x2

  Momento Fletor entre os Pilares:

 

 p =    b

 M entre pilares =

s

 p  l

2

8

 

Verificar a ruptura por compressão do concreto no balanço e entre os pilares:

hmin = 30 cm

C=

 M  b0  d 2

Sendo: d = h − c Clim = 0,14   f ck  Área de aço da viga de rigidez no balanço e entre os pilares:

2  M    balanço

2  M    entre  pilares

C  C lim

 As =

 As =

 f yk   d 

2 cm  Espaçamento   l d máx 1, 2  d  máx 

 f yk   d 

19mm

 

Força Cortante Máxima para cálculo de área de aço nos estribos (estribos duplos):

Qmáx  balanço

 x1 = p  x → onde x    x2

  =  p  l Qmáx  entre pilares

2

 A

=

Qmáx

Q



Qmáx  balanço

sestribos

20  d  Espaçamento =

máx

  Qmáx entre pilares

100 cm nº barras − 1

 

Exercício Exerc ício 7: Dimensionar a sapata associada sabendo que a tensão admissível do solo é igual a 2

2,0 Kgf/cm , cobrimento de 3 cm, aço CA50 e concreto com um fck = 20 MPa.

 

Sapatas Corrida: São elementos contínuos que acompanham a linha das paredes, as quais lhes transmitem a carga por metro linear.

 

Exercício 7: Dimensione a sapata corrida rígida utilizando o Método das Bielas, admitindo que a sapata está sujeita a uma carga de 630 kN/m, sendo a taxa no solo σs = 0,15 MPa, concreto ck = 20 MPa, aço CA-50, cobrimento de 5 cm e b 0 = 20 cm. com f ck P = q L

=  = S

a b

P   

h  h0   3 20 cm d = h−c

s

 b − b0  4  d      P 1,44  f  0,85 ck   1,96 

Força de Tração no Aço:

0 T  = P ( b − b ) 8  d 

Sapata Rígida: h 

 Asdist  =  

1 5

b − b0

3

As

1,61 T x Área de Aço:

 As =

Espaçamento =

 f  yk  100 cm

nº barras − 1

Exercício Avaliativo 5: Dimensione a sapata corrida rígida utilizando o Método das Bielas, admitindo que a sapata está sujeita a uma carga de 600 kN/m, sendo a taxa no solo σs = 0,2 MPa, concreto com f cckk = 20 MPa, aço CA-50, cobrimento de 5 cm e  b0 = 20 cm. Considere o peso próprio da sapata.

 

Sapatas Alavancada: Ocorrem nos casos em que o pilar está encostado em uma divisa ou junto ao alinhamento do lote referente ao passeio público. Como a sapata deve ficar dentro dos limites do terreno, não se consegue coincidir o centro da sapata com o centro do pilar, gerando uma excentricidade que será corrigida construindo uma viga de equilíbrio ligada a outro pilar.

 

 R2 = P2 −  P 2

 

Exercício 9: Dimensione as bases das sapatas dos pilares P1 e P2 indicados abaixo, sendo a taxa no solo σs = 0,4 MPa. Despreze o peso próprio. Concreto fck = 20 MPa = 200kgf/cm2 Aço CA-50.

 

Sapatas  – Escavação da vala  – Fôrma para o rodapé, com folga de 5 cm (para o concreto magro)  – Posicionamento das fôrmas  – Preparo da superfície de apoio • Limpeza do fundo da vala (materiais soltos e lama) • Apiloamento com soquete ou sapo mecânico • Execução do concreto magro

Função: regularizar a superfície de apoio Isolar a armadura do solo

   Posicionamento da armação  – Posicionamento do pilar em relação à caixa

com as armações  – Concretagem

 

Fundações Profundas: Tubulões Segundo a NBR 6122, ítem 3.10, os tubulões são fundações profundas de forma cilíndrica que pelo menos em sua fase final de execução tem a descida de um operário para limpar e inspecionar o terreno da base.

Principais tipos de tubulões: ➢  Tubulão a céu aberto: Sem uso de revestimento

Com uso de revestimento (camisa metálica ou de concreto) ➢  Tubulão

a ar comprimido (tubulão pneumático – com camisa de aço ou concreto)

 

Tubulões: Os tubulões são classificados como fundação direta profunda, direta porque as cargas são transmitidas através da sua base e profunda, porque a cota de assentamento é bem maior do que a sua largura. Funcionam os tubulões à semelhança das sapatas, sendo desprezada a carga proveniente do atrito lateral entre a parede do fuste e o solo, uma vez que equivale à carga proveniente de seu peso próprio.

A base do tubulão deve ser alargada em terreno coesivo, porque se o alargamento da base for feito em areia pura ocorre desmoronamento. O solo argiloso (coesivo) é o que mais favorece a execução de fundação do tipo tubulão, devido ao menor risco de desmoronamento.  

Tubulão a céu aberto é executado acima do nível da água e em solos pouco coesivos necessitará de um revestimento. d’água  ou quando o nível Quando tubulão temo asolo base do nível d’água  não está otão alto, mas deapoiada apoio daabaixo base não é impermeável para permitir o

alargamento da base, deve-se utilizar tubulão a ar comprimido. Portanto Port anto, , o tubulão ar comprimido comprimoido só deve sercausa utilizado quandodenão se consegue descer para alargar a base eainspecionar terreno, por da entrada água.

O tubulão a ar comprimido é executado abaixo do nível de água.

 

Vantagens dos Tubulões: 1. Baixo custo de mobilização de equipamentos; 2. O processo construtivo produz poucas vibrações e ruídos; 3. O engenheiro de fundações pode inspecionar o perfil de solo; 4. Pode-se modificar o diâmetro e comprimento durante a execução; 5. As escavações podem ultrapassar solos com matacões e pedras.

Desvantagens dos Tubulões:

1. Elevado risco de vida durante a sua escavação e inspeção.

 

Tubulões a céu aberto: ➢  Podem ser executados sem e com revestimento. ➢  Podem

ter escavação manual ou mecânica.

A escavação manual é feita utilizando-se pá e picareta e levando-se o material escavado para cima por meio de balde e guincho. Quando o solo tende a desmoronar reveste-se o furo com tubos de concreto ou aço que vão sendo cravados à medida que o solo é escavado.

 

Tubulões a ar comprimido: O tubulão a ar comprimido é executado utilizando-se uma câmara para entrada de homens e material e aplicando-se ar comprimido no interior do tubulão através de uma campânula de ar comprimido de tal forma a impedir a entrada de água no seu interior. O fuste é feito feito com aço ou concreto concreto armado. Os anéis de concreto armado têm comprimento não superior a 3 m e o primeiro anel normalmente apresenta um sistema de facas para auxiliar a decida.

Os tubulões devem ter no mínimo 1,20 m de diâmetro e as paredes no mínimo 10 cm de espessura se forem de concreto armado e 1 cm para camisa de aço. Tubulão a ar comprimido.  

Tubulão Tubulã o a ar comprimido.

 

Tubulões a ar comprimido revestidos com camisa metálica

 

Detalhe de um Tubulão:

 

Detalhe de um Tubulão:

O fuste normalmente é de seção circular.

Normalmente não se considera o peso próprio e o atrito lateral   

•

•

•

•

  homem. O fu fust stee do tubulão tubulão deve deve te terr no mínimo mínimo 70 a 80 cm, para para permi permitir tir a passag passagem em de um   Recomenda-se que:  Dbase   3  D fuste   O ângulo que a borda borda da base do tubulão tubulão faz com a hori horizo zonta ntall deve ser no mínimo mínimo 60° para evitar a utilização de armadura de tração na base de forma a garantir que o concreto resistirá ao esforço de tração. Na prática, adota-se o ângulo α = 60°.   A projeção em planta da base do tubulão deve englobar a

projeção em planta do pilar e do fuste. •

  Quando necessário, necessário, por problemas problemas de espaço ou em em pilares de divisa, pode-se executar tubulões com formato de falsa elipse. Isto ocorre em divisas e devido a interferências.

 

- Projeção Projeção da base base poderá poderá ser circular circular ou em forma forma de falsa elipse. elipse. - Base circular:  Dbase   3  D fuste

- Base em falsa elipse:

a

   2,5 2, 5

b a =b+x  

Dimensionamento de um tubulão: ➢  Em

primeira aproximação considera-se que o peso próprio do tubulão é suportado pelo atrito lateral e a carga é transmitida ao solo diretamente pela base.

➢  Os tubulões, sempre que possível, têm formato circular.

Para dimensionar a base: A base =

P σs

π×D2 •

  Tubulões de base circular:

4

P  = σ  Dbase =

4×P π×σ

s

s

•

  Tubulões em forma de falsa elipse:

π×b2

+ b x =

4

P σs

- Adota-se um valor para b (ou x), pode-se calcular x (ou b).  

Para dimensionar a Área do Fuste do Tubulão: - Calcula-se de forma forma análoga análoga a um pilar cuja seção de aço seja nula. - Deve ser dimensionado dimensionado como peça estrutural estrutural de de concreto concreto simples simples submetido submetido à compressão. compressão. P A fuste = σ conc

0,85 × fck onde: σ conc =

γf × γc

 

 5 MPa (NBR 6122/2010)

γ f  = 1,4

(coeficiente de ponderação das ações)

γ c = 1,8

(coeficiente de ponderação da resistência do concreto)

 f ck ,máximo  = 20 MPa

 c ,máxima = 5 MPa

 

Diâmetro do Fuste do Tubulão:

Dfuste =

4 × Afuste π

 Dfuste =

4×P π × σ conc

Altura para o Tubulão: D base − Dfuste × tg α •   Para base circular: h =

2 como   = 60 D −D

  = 5  MPa sendo,  c ,máx  D f   70 cm

h=

•

 base

fuste

2

× tg 60°  h = 0, 866 × ( D base − Dfuste )

  Para base em falsa elipse: h = 0,866 × ( a − Dfuste )

Nota: o valor de h deverá ser no máximo 2 metros. Nota: o  

Armação Longitudinal: Área de aço:

 π ×  fuste 2  As = 0,5%  A  fuste  As = 0,005    4   Espaçamento: π× 

− 2×c

π

( fuste 

2 c) n barras − 1

 

Armação Transversal: Estribos necessários para a Carga Vertical Têm-se duas seções de aço resistentes:

5,0 mm

  min     l  4

  30 cm

Espaçamento máx.  12   l

 2 190    t   

 l

Espaçamento mínimo = 5 cm  

Volume da Base:

( H b − R ) Vbase = Ab  R +

3

(

b f b f  A +A + A A

)

 

 Ab  - Área da base  A f   - Área do fuste  R  - Altura do rodapé (20 cm)  H b  - Altura da base

 

Exercício 1: Projetar a fundação em tubulão a céu aberto isolado com fck de 25 MPa e recebendo uma carga de 1200 umuma pilar tensão 20 x 30admissível cm. A base do tubulão serácentrada aberta sobre um kN solodecom de 0,6 MPa. Cobrimento de 5 cm e utilizar uma ferragem de Ø 12,5 mm.

 

Exercício 2: Projetar a fundação em tubulão a céu aberto com fck de 15 MPa e recebendo uma carga centradaserá de aberta 1200 kN. A base do tubulão sobre um solo com uma tensão admissível de 0,6 MPa. Cobrimento de 5 cm e utilizar uma ferragem de Ø 10 mm.

 

Exercício 3: Projetar a fundação em tubulão a céu aberto com fck de 20 MPa e recebendo uma cargadecentrada de 1400 kN de um pilar 20 x 30 cm. Cobrimento de 5 cm e utilizar uma ferragem Ø 12,5 mm. A base do tubulão será aberta a 7 metros de profundidade, sobre um solo com o seguinte resultado de ensaio SPT.  N 

 =

 s

SPT 

30  (MPa)

 

Exercício 4: Projetar a fundação em tubulão a céu aberto para o pilar abaixo, adotando a taxa de solo 0,5 MPa, concreto de 14 MPa, cobrimento 5 cm e uma ferragem de Ø 12,5 mm.

Nota:  Tratando-se de um pilar comprido, a solução mais adequada é utilizar dois tubulões Nota: Tratando-se para que cada um suporte metade da carga do pilar com uma folga de 10 cm.  

Exercício 5: Projetar a fundação para os pilares P1 e P2 em tubulão a céu aberto. Taxa admissível node solo MPa, fck 15 MPa e cobrimento 5 cm. Adotar uma folga 10 de cm0,5 entre os concreto tubulões de e uma ferragem de Ø 12,5 mm.

 

Fundações Indiretas Profundas: Estacas Segundo a NBR 6122, ítem 3.9, estacas são elementos de fundação profunda executados inteiramente por equipamentos ou ferramentas, sem que, em qualquer fase de execução, haja descida de operário. Os materiais empregados podem ser: madeira, aço,sua concreto ou mistos. As estacas recebem esforços axiais de compressão.

Esses esforços são resistidos pela reação exercida pelo terreno sobre sua ponta (RP) e pelo atrito entre as paredes laterais (RL) da estaca e o terreno.

 

As fundações indiretas profundas por estacas podem ser classificadas em fundações: ➢   Pré-Moldadas ➢   Moldadas in loco

 

Construção Civil I - Ana Isabel Abreu

203

 

Fundações indiretas profundas moldadas in loco: ➢ Brocas São executadas “in “in loco” loco” a trado, em terrenos com pouca capacidade de carga

superficial e sem presença de água, de forma a não haver fechamento do furo nem desmoronamento. Trabalha apenas à compressão (utiliza-se uma armadura para fazer a ligação com outros elementos) - Tabela de carga das estacas brocas:

•

Profundidade máxima igual 6 metros (comum: 3,0 a 4,0 m).    Só pode ser executada acimaa do lençol freático •   A estaca broca é a solução de menor preço entre as fundações profundas. •   Os Ø mais usados são 20 20 cm e 25 cm. •

 

A execução das brocas é extremamente simples e compreende apenas quatro fases: •

  abertura da vala   perfuração de um furo no terreno terreno •   compactação do fundo do furo •   lançamento do concreto

•

Estacas tipo Broca  

➢ Strauss

Apresen Apre senta ta quali qualidad dadee muito muito super superior ior à das broc brocas as man manuai uais, s, resul resultan tando do em elementos com maior capacidade de carga. A estaca Strauss é executada mecanicamente e não provoca vibrações. Não é recomendável o uso de estaca Strauss abaixo do nível d’água. A estaca Strauss transmite a carga ao solo principalmente pelo atrito de sua parede com o solo, tornando-se secundária a transmissão através da ponta. A est estaca aca Str Strauss auss poss possui ui facil acilid idad adee de tran transp spor orttar o equi equipa pame men nto e de

deslocamento na obra. Possui condições de atingir até 25 metros. Dentre as estacas de boa capacidade de carga é a de menor custo. - Tabela de carga das estacas Strauss:

 

•

  A estaca estaca Strauss Strauss é execut executada ada utilizan utilizando do equipame equipamento nto mecanizad mecanizado o compos composto to por um tripé, guincho, soquete soquete (pilão) e a sonda (balde).

•

  Inicia-se Inicia-s e a perfuração perfuração utilizando o soquete.

  Após Após abertu abertura ra inicial inicial do furo com o soque soquete te,, coloc coloca-s a-see o tubo tubo de molde molde do mesmo mesmo diâmetro da estaca, o soquete é substituído pela sonda com porta e janela a fim de penetrar e remover o solo no seu interior. •

  Alcançado o comprimento desejado da estaca, enche-se de concreto em trechos de 0,5 a 1,0 m que é socado pelo pilão à medida que se vai extraindo o molde formando o bulbo. •

•

  O procedimento procedimento acima se repete, excet exceto o a formação formação do bulbo, até completar completar o nível proposto pelo projeto.

 

➢ Franki

O processo executivo da estaca do tipo Franki consiste em cravar no terreno um tubo (camisa metálica recuperável) com a ponta fechada por uma "bucha" de brita e areia, socada com energia por um pilão de queda livre, que arrasta o tubo por atrito, obtendo obtendo-se -se ao final da cravação uma forma absolutamente estanque.

• •

  Profundidade de até 18 m.

Não são limitadas limitadas pelo pelo lençol lenç ol freático. freático.    Causa muitas vibrações no solo e barulho dur durante ante a execução. •   Demanda uma grande área necessária necessári a para o bate estacas •   Os Ø mais usados são 30 cm a 60 cm.

•

Um projeto de fundação com estacas Franki deve conter, a locação das estacas, seus respetivos diâmetros e os comprimentos previstos de cravação.

 

Processo executiv executivo: o: 1. Crav Cravaa-se se no solo um tubo tubo de aço aço, cu cuja ja pont pontaa é ob obtu turrada ada por por uma uma buch buchaa de concreto seco, areia e brita, estanque e fortemente comprimida sobre as paredes do tubo. 2. Ao se bater com o pilão na na bucha, o mesmo arrast arrastaa o tubo, impedindo impedindo a entrada entrada

de solo ou água. 3. Atingida a camada desejada, desejada, o tubo é preso e a bucha expulsa expulsa por golpes golpes de pilão e fortemente socada contra o terreno, de maneira a formar uma base alargada;

 

➢ Estaca Hélice Contínua

A estaca é executada pela rotação de um tubo central metálico vazado dotado de hélices para escavação do solo. A concretagem é executada à medida que o trado é extraído, ocorre a injeção do concreto pelo tubo central. A armação é colocada após completada a concretagem da estaca.

A armação é mergulhada na massa de concreto por gravidade. Alta produtividade, produtividade, elevado grau de qualidade e permite executar executar bem próxima a divisa, não provoca vibrações no terreno.

 

Estaca Hélice Contínua  

Estaca Hélice Contínua

 

Estaca Hélice Contínua  

Principai Princ ipaiss vant vantagens: Elevada produtividade, produtividade, promovida promovida pela versatilidade versatilidade de equipamento, equipamento, que por sua vez leva à economia devido à redução dos cronogramas de obra; Pode ser executada na maior parte dos maciços de solo, exceto quando ocorrem matacões e rochas; Não produz distúrbios e vibrações típicos dos equipamentos a percussão.

Principai Princ ipaiss desvan desvanttagens: O porte do equipamento, que necessita de áreas planas e de fácil movimentação; Pela sua produtividade exige espaço para recebimento de caminhão-betoneira da concreteira; Pelo seu custo é necessário um número mínimo de estacas a se executar para compensar o custo com a mobilização do equipamento.  

➢

•

•

Estacas Escavadas

  As estacas estacas escavadas escavadas caracteriz caracterizam-s am-see também também por serem serem moldadas moldadas no local local após a escavação do solo, que é efetuada mecanicamente com trado helicoidal.

  São executadas executadas através através de torres torres metálicas, apoiadas em chassis metálico metálicoss ou acoplados em caminhões. Em ambos os casos são empregados guinchos, conjunto de tração e

haste de perfuração, podendo esta ser helicoidal em toda a sua extensão ou trados acoplados em sua extremidade. •

  Seu emprego é restrito a perfuração acima do nível d'água.

 

➢

Estacas Tipo Raíz

•

  É indic indicado ado para para todo todo o tipo tipo de fundação fundação e em especia especiall para para fu funda ndaçõ ções es de

equip eq uipame ament ntos os indus industri triais ais,, re refo forç rços os de fundaç fundaçõe ões, s, locais locais com com restr restriç ição ão de pé direito ou dificuldade de acesso para equipamentos de grande porte, situações

nas quais a execução possa provocar vibrações, nos casos em que precisa de atravessar matacões ou blocos de concreto.

 

Execução

1. Liberação formal das estacas a serem executadas, no que respei peita a ldes ocaenvolv çãoolvime eimento conto tas,dos de tra acbalhos ordhos; o c; om o desenv trabal 2. Pos osic icio ionnar a pe perf rfuura rattri rizz;

3. Verificar a verticalidade e/ou ângulo de inclinação de acordo com a cara ca rate terí ríst stic icaa da es esta taca ca;; 4. Centrar o tubo de revestimento no piqu piqueete de loca locaçã çãoo da es esta taca ca..  

Perfuração

1. Posi Posicion cionament amentoo da perfurat perfuratriz riz Para posicionar corretamente a perfuratriz, o terreno deve estar nivelado. Antes de começar a perfuração, é importante conferir a verticalidade e o ângulo de inclinação do tubo metálico em relação à estaca locada.

2. Per Perfur furaçã açãoo a perfuração, o equipamento Para executar injeta água com golpes de baixa pressão ao mesmo tempo em que insere o tubo metálico de modo O tubo perfura até rotativo. atingir a profundidade indicada em projeto.  

Perfuração

3. Limp Limpez ezaa Assim que a perfuração atingir a cota de projeto, ainda são injetados golpes de água dentro da estaca, sem avançar a perfuração, apenas para promover a limpeza interna do tubo.

 

 Arm  Ar m ação

4. É o diâmetro de cada estaca que determina a quantidade de arma ar madu dura ra a se serr emp mpre rega gadda nos fus uste tess. O importante é garantir que, durante a concretagem, os estribos - geralmente em aço CA-50 - perman maneçam na posição correta. …

…

Para isso, utilizam-se espaçadores plásticos ou em argamassa espaçados conforme projeto para manter a …estrutura centralizada e o cobrimento determinado em …projeto.

…

Deve-se garantir um cobrimento mínimo de 20 mm entre a face in inte tern rnaa do re revves esttim imen entto e o es estr trib ibo. o.  

Concretagem 5. Du Dura rant nte e a co conc ncre reta tage gem, m, qu que e ac acon onte tece ce de ba baix ixo o pa para ra ci cima ma at até é qu que e a arg rga amas assa sa ext xtra rava vase se pe pela la bo boca ca do fu furo ro,, o ma maca caco co hi hidr dráu áuli lico co dev eve e ser pro pr ogr gram ama ado para qu que e a re reti tira rada da do doss tu tubo boss met etá áli lico coss não ac aco onte teça ça de maneira muito rápida a fim de não comprometer a distribuição uniforme da massa. A resistência necessária da argamassa (cimento e areia)

para esse tipo de estaca é de cerca de 20 MPa.

 

Fundações Indiretas Profundas Pré-moldadas Neste tipo de solução, as estacas são fornecidas prontas, normalmente já executadas em indústrias e são cravadas no solo mediante equipamento denominado bate-estaca. •

•

  Tipo madeir a  – utilizada obras tempor temporárias cimbramentos de pontes. pontes. Ocorre o risco madeira de deterioração pelaem variação do NA. árias como cimbramentos   Tipo aço  –  São empregadas em situações em que o uso de estacas de concreto não é

recomendado. A necessidade de reduzir vibrações, atravessar camadas de solos que apresentam atrito alto com a estaca de concreto e são usados os perfis laminados, perfis de chapas soldadas ou até trilhos de trem. •

  Tipo concreto – São empregadas muitas situações, mas causam muita vibrações. Hoje em dia estão sendo substituídas por outros tipos de estacas.

 

➢ Estacas de Madeira

  São utilizadas utilizadas desde a antiguida antiguidade, de, hoje são menos menos usadas usadas devido à escassez escassez de madeira de boa qualidade. •

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  São troncos de árvores de aroeira, eucalipto, cravados com bate estacas de pequenas dimensões   As estacas de madeira têm carga de trabalho e comprimentos limitados.

 

➢ Estacas Metálicas •

•

  As metálicas são constituídas constituídas principalmente principalmente por peças de aço laminado ou soldado tais como perfis de seção I e H, como também também por trilhos, geralmente geralmente re reaprov aproveitados eitados após a sua remoção de linhas férreas, quando perdem sua utilização.   Suportam altas cargas, cargas, servem para qualquer solo, tem grande resis resistência tência à cravaç cravação ão e os comprimentos são variáveis porque os elementos podem ser soldados.

•

  O aço deve ser protegido para resistir à corrosão e o custo no Brasil Brasil ainda é alto.

 

➢ Estacas •

de Concreto Armado

  Não resiste a esforços esforços de tração tração e flexão e não recomendável par paraa terrenos com matacões ou pedregulhosos.

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Podem ser cravadas até níveis abaixo do nível d’água.

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  Aplicação de rotina: rotina: obras de pequeno a médio porte.

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  Podem ser de concreto armado ou pr protendido otendido com 4 até 12 metros.

•

  Causa vibração signifi significativa, cativa, podendo afetar construções vizinhas.

 

Principais tipos de fundações profundas disponíveis no mercado.

 

➢ •

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ESTACAS

  O número ideal de estacas por bloco é aproximadamente três (otimização econômica).   Blocos com apenas apenas uma estaca só devem ser utilizados utilizados com vigas baldrame nas duas direções para resistir a eventuais momentos trazidos pelo pilar.   Bloco Blocoss com com duas duas estaca estacass só de devem vem ser utiliz utilizado adoss quand quando o há baldr baldrame ame na direç direção ão transversal.

•

  Devem ser evitados blocos com mais de seis estacas.

•

  A in incl clin inaç ação ão da esta estaca ca em rela relaçã ção o à vert vertic ical al nã não o deve deve ser ser supe superi rior or a 1% do seu seu comprimento.

 

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  A figura seguinte apresenta alguns modelos de blocos.   Em blocos com três três estacas as estacas estacas são dispostas nor normalment malmentee nos vértices de um triângulo equilátero, para quatro estacas nos vértices de um quadrado e assim por diante.   Nos blocos blocos das divisas as est estacas acas são colocadas colocadas em linha para tentar tentar anula anularr ou pelo menos diminuir a excentricidade.

•

  As distâncias mínimas entre:   os eixos das estacas (d), •   o eixo da estaca e a do bloco (c)

•

•

  o eixo eixo da estaca estaca e a divisa (a)

 

Determinação da carga admissível da estaca. Segundo a NBR 6122/96 6122/96 (item 3.26) a capacidade de carga de uma estaca é a carga P que, aplicada à estaca, provocando apenas recalques que a construção pode suportar sem incon inc onve venie nient ntes es e ofer oferece ecendo ndo,, segur seguranç ançaa satis satisfa fató tória ria cont contra ra a ruptu ruptura ra do solo solo ou do elemento de fundação. Pela própria definição apresentada pela NBR 6122/1996 para as fundações profundas, esquematicamente mostrada na Figura 4.1, a carga de ruptura, ou a capacidade de carga

de uma fundação profunda, em estaca, é calculada como

 

1ª Estimativa do comprimento da estaca ΣNspt ≥ 60 e SPT da camada ≥ 15. (Somatório dos SPT das camadas atravessadas devem

ser maior ou igual a 60 e a camada de término da cravação deverá ser maior ou igual 15 o SPT). 2ª Estimativa do comprimento da estaca Estacas de atrito + ponta:  N SPT  0,015 conc ( conc em kPa)

Estacas de ponta: (N SPT ) ponta = 0,005 conc ( conc em kPa)

 

Exercício 1: Prever o comprimento da estaca em nível de anteprojeto: Estaca quadrada 30 x 30 cm Capacidade de carga estrutural da estaca = 550 kN

 N

 0,015 SP T

(  co n c

co n c

em kPa)

 

Determinação da Capcidade de carga da estaca: •

  Método Décourt-Quaresma: Décourt-Quaresma : Capacidadee de carga: PR = PP + PL , onde: PL - Parcela de atrito lateral Capacidad PP - Parcela de ponta

 

➢  Ponta: Capacidade de Carga da Ponta

PP = α  A P  r P , onde:

Resistência da ponta:

rP = C  ( NSPT )P

( NSPT )P : média entre o SPT na profundidade da ponta, o imediatamente acima e abaixo.

Valores de C em kPa, porém em tf/m² é só dividir o valor por 10.

 

➢  Lateral:

Capacidade de carga lateral

PL =      U  L  r  L

 ( N SPT  )  L  + 1 Resistência da Lateral: r L = 10  3  

Valores de N < 3 devem ser adotados como 3 e valores de N > 50 devem ser adotados como 50.

A carga admissível é determinada determinada como a menor carga necessária para provocar provocar a ruptura ruptura do solo, ou do elemento estrutural.

 A carga admissível é o valor:

P

adm

 PR 

2  Carga estrutural da estaca 

A carga na ponta não pode ser maior que 20% da carga admissível das estacas escavadas.  

•

  Para estacas que não sejam pré-moldadas, seguem os valores de α e β.

•

  Para estacas pré-moldadas valem α = 1 e β = 1.

Valores de α:

Valores de β:

Nota: Solos intermediários intermediários são aqueles que não sejam argila ou areias puras.  

Exercício 2: Para uma estaca pré-moldada de 14 metros, determine a capacidade de carga da mesma, sabendo que a estaca é quadrada 30 x 30 cm, e a capacidade de carga estrutural da estaca 550 kN. Sondagem:

 

Exercício 3: Determine a capacidade de carga admissível de uma estaca Strauss de diâmetro de 25 cm e capacidade de carga estrutural 200 kN. Sondagem:

 

Distribuição de estacas em torno do centro de carga

 Número  Núme ro de eestacas stacas =

Carga do Pilar  Carga admissível da Estaca

Para a distribuição deverão obedecer a distâncias em relação ao centro de carga do pilar ou

associação de pilares.

Uma vez determinado o número de estacas, as suas dimensões e a sua carga admissível, o espaçamento mínimo entre estacas pode ser determinado a partir da Tabela seguinte.

 

Espaçamento mínimo adotado entre estacas constituintes de um estaqueamento

 

A distribuição das estacas deve ser feita, sempre que possível, em torno do centro de carga do pilar e de acordo com os blocos padronizados. Seguem os diagramas de distribuições de estacas mais usados.

 

Regras: 1ª Em cada bloco só podem utilizar o mesmo tipo de estaca. 2ª Os fabricantes ou executores de estacas limitam a distância entre eixos das estacas. Essa distância é conhecida como “d”,  ou seja, não se pode executar nenhuma estaca com distância inferior ao valor de “d”, tanto para o mesmo bloco como blocos vizinhos.

3ª A distribuição dimensão do pilar.das estacas deve ser feita, sempre que possível, no sentido da maior

 

Regras: 4ª Para blocos com mais de um pilar, o centro de carga deve coincidir com centro de gravidade das estacas. 5ª O estaqueamento deve ser feito, sempre que possível, independente para cada pilar. 6ª Evitar blocos contíguos de grande extensão. 7ª No caso de bloco de duas estacas e dois pilares, não pode colocar nenhuma estaca

debaixo do pilar. pilar.

8ª Não pode misturar estacas de diâmetros diferentes no mesmo bloco. 9º As estacas não podem ser executadas a uma distância menor que “a”  indicada pelo fabricante em relação a divisa.  

Exercício 4: Determine a capacidade de carga, quantidade e a distribuição das estacas com distribuição em torno de um pilar de Ø 50 cm e carga de 160 tf. Será utilizada uma estaca pré-moldada de 35 cm de diâmetro e capacidade de carga estrutural de 55 tf, d = 90 cm e a = 40 cm. Sondagem:

 

➢

•

Blocos Blo cos d de e cor coroame oamento nto das e estacas stacas   Os blocos de coroamento coroamento das estacas são elementos maciços de concre concreto to armado que solidarizam as "cabeças" de uma ou um grupo de estacas, distribuindo para ela as cargas dos pilares e dos baldrames.

•

  As esta estacas cas deve devem m ser prep prepar arada adass previ previame ament nte, e, atr atrav avés és de limpe limpeza za e remoç remoção ão do

concr oncret eto o de má qual qualid idad adee que, que, norm normal alme men nte, se enc encontr ontraa acim acimaa da cota ota de arrasamento das estacas moldadas "in loco". •

  Os blocos de coroamento coroamento têm também também a função de absorver os momentos momentos produzidos produzidos por forças horizontais, excentricidade e outras solicitações

 

Cota de arrasamento é o nível em que deve ser deixado o topo de uma estaca ou tubulão, de modo a possibilitar que o elemento de fundação e sua armadura penetrem no bloco de coroamento. Segundo na NBR 6122, item 6.4.1, “Em planta, os blocos não devem ter dimensão inferior a 60 cm.”

 

Dimensionamento – Blocos sobre Estacas

10 cm ≤ U ≤ 15 cm

h

10 cm ≤ U ≤ 15 cm 5 cm ≤ C ≤ 10 cm h = 1,2 x Øestaca ≥ 60 cm

 

Dimensionamento – Blocos sobre Estacas

 

Dimensionamento – Bloco sobre Uma Estaca

d = 0,75 x (b – b0) H ≥ 60 cm

 

Dimensionamento – Bloco sobre Uma Estaca   A armadura não precisa precisa ser calculada, uma vez que a transmissão de carga carga é direta para a estaca. •   A armadura consiste em estribos horizontais e verticais. •

Modelo de armadura utilizada:

 

Dimensionamento – Bloco sobre Duas Estaca •

  O esquema de forças que entram no cálculo está indicado na figura:

a e  b  0, 5   e − 2   d  0, 71  e − 2   d = 2  P  (2e − b) T  x = 8  d  T  1,61   A = s

 f  yk 

 

Dimensionamento – Bloco sobre Duas Estaca •

  Estribos horizontais horizontais (armadura de pele):

1  Asp =  As  (em cada face) 8

•

  Estribos verticais:

P  80

tf   8mm c/ 12 cm P  80 tf   8mm c/ 10 cm

 

Calcular a armadura de um bloco sobre 2 estacas de 40 cm de diâmetro que serve de apoio a um pilar de seção quadrada com 50 cm de lado e uma carga P = 700 kN. Adotar aço CA-50, fck = 15 MPa e espaçamento entre as estacas e = 1,40 metros.

 

Dimensionamento – Bloco sobre Três Estaca •

  O esquema de forças que entram no cálculo está indicado na figura:

 

Dimensionamento – Bloco sobre Três Estaca •

  A armadura pode ser disposta na direção “ T” ou na direção que une as estacas

d  

3

e

3 P  (2e

T  x 3 3 − b 2)   ou T  'x = 3 18  d 

T x =  As =

1, 61 T   f  yk 

 

1 Armadura de pele: Asp = As 8

 

Calcular a armadura de um bloco sobre 3 estacas de 50 cm de diâmetro que serve de apoio a um pilar de seção quadrada com 40 cm de lado e uma carga P = 3000 kN. Adotar aço CA-50, fck = 18 MPa e espaçamento entre as estacas e = 1,50 metros.

 

➢ Muro

de Arrimo Arrim o

Designação “Muros de Arrimo”  é utilizada de uma forma genérica para referir-se a qualquer estrutura construída com a finalidade de servir de contenção ou arrimo a uma determinada massa de solo  ou que tem a possibilidade de se movimentar para baixo, à partir da “instável”, sua ruptura porseja, cisalhamento. Os muros de arrimo podem ser de vários tipos:

  Gravidade (construídos de alvenaria, alvenaria , concreto, concreto, gabiões gabiões ou pneus); •   Flexão (com ou sem contraforte) e com ou sem tirantes. •

 

Muros de Gravidade: - São estrut estrutur uras as corri corridas das que se opõ opõem em aos em empux puxos os horiz horizon ontai taiss pelo pelo peso peso próp próprio rio.. Geralmente, são utilizadas para conter desníveis pequenos ou médios, inferiores a cerca de 5 metros. - Os muro muross de grav gravid idad adee pode podem m ser ser cons constr truí uído doss de pedr pedraa ou conc concrreto eto (sim (simpl ples es ou

armado), gabiões ou ainda, pneus usados.

 

Muros de Alvenaria de Pedra: Este muro apresenta como vantagens a simplicidade de construção construç ão e a dispensa de dispositivos de drenagem, pois o material do muro é drenante. drenante. Muros de pedra sem argamassa devem ser recomendados unicamente para a contenção de taludes com alturas de até 2 m. A base do muro deve ter largura mínima de 0,5 a 1,0m e deve ser apoiada em uma cota inferior à da superfície do terreno, de modo a reduzir o risco de ruptura por deslizamento. Tal alud udes es co com m ce cerc rcaa de 3 m, deve deve-s -see empr empreg egar ar ar arga gama mass ssaa de ci cime ment nto o e ar arei eiaa par para preencher os vazios dos blocos de pedras, a argamassa provoca uma maior rigidez no

murro, poré mu porém m el elim imin inaa a sua sua capa capaci cida dade de dren drenan ante te se send ndo o nece necess ssár ário io impl implem emen enta tarr dispositivos de drenagem para alívio de poropressões na estrutura de contenção.

 

Muross de Conc Muro Concre reto to Ci Cicl clóp ópic ico: o: O  O muro de concreto ciclópico é uma estrutura construída mediante o preenchimento de uma fôrma com concreto e blocos de rocha de dimensões variadas, bastante económico quando a altura é até 4m. Devido à impermeabilidade deste muro, é imprescindível a execução de um sistema adequado de drenagem.

 

Muros de Gabião:   são cons constit tituíd uídos os por gaiol gaiolas as metál metálic icas as preen preenchi chidas das com com pedra pedrass arrumadas manualmente e construídas com fios de aço galvanizado em malha hexagonal com dupla torção. As dimensões usuais dos gabiões são: comprimento de 2m e seção transversal quadrada com 1m de aresta. As principais características dos muros de gabiões são a flexibilidade, que permite que a estrutura se acomode a recalques diferenciais e a permeabilidade.

 

Muros de Flexão: •

São estruturas mais esbeltas com seção transversal em forma de “L” que resistem aos

empuxos por flexão, utilizando parte do peso próprio do maciço, que se apoia sobre a base do “L” “L”,, para manter-se em equilíbrio. •

  São construídos em concreto armado, tornando-se anti-econômicos para alturas acima de 5 a 7 metros. •   A laje da base do muro, em geral, apresenta largura entre 40 a 70% de sua altura, para

alturas acima de 5 metros deverá ser executado com contrafortes para aumentar a estabilidade contra o tombamento.

 

Sist Sistem emas as de Dren Drenag agem em:: Quando não há inconveniente em drenar as águas para a frente do muro, podem ser introduzidos furos drenantes ou barbacãs.

 

ESTABILIDADE DE MUROS DE ARRIMO •

  Na verificação de um muro de arrimo, seja qual for a sua seção, devem ser investigadas as seguintes condições de estabilidade:

O cálculo de verificação destas condições depende do conhecimento dos esforços atuantes na estrutura.  

SEGURANÇA CONTRA O TOMBAMENTO - Para que o muro não tombe em torno da extremidade externa, o momento resistente (Mres) deve ser maior do que o momento solicitante (M solic). - O fator ator de segu segurrança ança cont contra ra o tomb tombam amen ento to,, defi defini nido do pelo pelo quoc quocie ient ntee entr entree os momentos resistentes e os momentos solicitantes, deve ser maior ou igual a 1,5.

 

SEGURANÇA CONTRA O DESLIZAMENTO - Consiste na verificação do equilíbrio das componentes horizontais das forças atuantes. - Neste caso, deseja-se que o quociente entre os esforços horizontais resistentes e solicitantes seja maior ou igual a um fator de segurança de 1,5.

 

CAPACIDADE DE CARGA DA FUNDAÇÃO

- A capa capaci cida dade de de carg cargaa cons consis iste te na veri verifi fica caçã ção o da segu segurrança ança cont contrra a rupt ruptur uraa e deformações excessivas do terreno de fundação.

 

SEGURANÇA CONTRA A RUPTURA GLOBAL GLOBAL

- A veri verifi fica caçã ção o de um sist sistem emaa de con conte tenç nção ão qu quan anto to a sua sua segu segurrança ança em rela relaçã ção o a estabilidade geral consiste na verificação de um mecanismo de ruptura global do maciço. - Neste caso, a estrutura de contenção é considerada como um elemento interno à massa de solo, que potencialmente pode se deslocar como um corpo rígido.

 

Empuxo no Solo Empuxo Ativo: Empuxo Ativo: verifica-se  verifica-se quando determinada estrutura é construída para suportar um maciço de solo. Neste caso, as forças que o solo exerce sobre as estruturas são de natureza ativa. O solo “empurra” a estrutura, que reage, tendendo a afastar-se do maciço. O valor do em empu puxxo at ativ ivo o tot otal al Ea é igual a área do triângulo ABD e pode ser obtido pela expressão:

 

Empuxo no Solo Empuxo Empux o Passiv Passivo: o: É  É a estrutura que é empurrada contra o solo. A força exercida pela estrutura sobre o solo é de natureza passiva. Um caso típico deste tipo de interação solo-estrutura é o de fundações que transmitem ao maciço forças de elevada componente horizontal, como é o caso de pontes em arco. O valor do em empu puxxo pa passi ssivo vo to tota tall Ep é Ep é obtido pela expressã expressão: o:

 

Calcular os empuxos ativo e passivo no perfil geotécnico.

 

Dimensione um Muro de Arrimo em concreto ciclópico com os seguintes dados:

 

➢

Conversão de unidades uni dades