Post on 24-Jun-2015
Unicamp
FUNDAÇÕES DE EDIFÍCIOS
PROF. NERY KNÖNER
ARQUITETURATECNOLOGIA DAS CONSTRUCOES
DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL - DACOC
Unicamp
Definição:
• Fundação é o elemento estrutural que transfere ao terreno as cargas que são aplicadas à estrutura.
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
Projeto do edifício
Cálculo das cargas
Investigação do terreno
Definição do tipo e
fundação
(controlado)
(controlado)
(não controlado)
(não controlado)
Unicamp
TIPOS DE FUNDAÇÃO
• RASAS (superficiais ou diretas)
Executadas em pequenas profundidades (ou mesmo superficialmente) transmitem a carga da estrutura ao terreno através de sua base.
• PROFUNDAS (Indiretas)
Executadas em maiores profundidades (é quando a profundidade, em relação ao terreno adjacente é superior em face da maior dimensão da área total da fundação).
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
Unicamp
Tipos de fundações rasas
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
BLOCO
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
Tipos de fundações rasas
SAPATA Caso Simples (Baldrame)
Unicamp
FUNDAÇÕES RASAS Radier
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
Tipos de fundações rasas
VIGA DEFUNDAÇÃO
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
Tipos de fundações profundas
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS
Unicamp
FUNDAÇÕES RASAS ( TEORIA )
Na escolha do tipo de fundações, as diretas ou rasas são as primeiras a
serem analisadas, devido a execução simples e o baixo custo
Unicamp
• A economia só é alcançada se a fundação rasa corresponder de 50% a 70% da área do terreno, isto é, se a área de suporte necessária no cálculo dimensional da fundação for menor.
EXEMPLO:ÁREA DO TERRENO = 250,00 m²
ÁREA DA FUNDAÇÃO = 130,00 m²
PERCENTUAL = 52%
ÁREA DE SUPORTE CALCULADA RESULTOU EM 130,00m²( OK! )
Unicamp
• Caso o local apresente aterro não compactado, argila mole, areia fofa e água, as fundações diretas ou rasas não são recomendadas.
• As cargas devem ser transmitidas ao terreno e solicitadas através das pressões distribuídas sob a base da fundação (Bulbo de Tensões).
Unicamp
• As fundações superficiais só podem ser assentadas à uma profundidade de até duas vezes a sua menor dimensão em planta.
• Tecnicamente, são apoiadas diretamente sob as paredes e os pilares, que transmitem a carga para na fundação que, por sua vez solicita o solo pela carga aplicada no corpo da sapata.
Unicamp
• Tanto os blocos como as sapatas são os elementos de fundação mais simples e mais econômicos.
• Os blocos porém são até mais econômicos do que as sapatas para cargas reduzidas, porque a quantidade de concreto é menor e justifica então a eliminação da armadura, não havendo assim nenhuma restrição construtiva.
Unicamp
RESUMO GERAL
Unicamp
FUNDAÇÕES RASAS (SUPERFICIAIS)
Quando a camada superficial do solo apresenta resistência suficiente para suportar as cargas da edificação.
-São as consideradas de menor custo. São executadas em concreto armado, apoiados sobre terreno preparado e compactado.
Unicamp
FUNDAÇÕES RASAS (SUPERFICIAIS)
As dimensões e a armação da sapata dependem de cálculo das cargas e sobrecargas e considerar sempre as características de resistência do solo de apoio.
Cargas : peso próprio estrutural.
Sobrecargas : cargas acidentais.
Unicamp
E X E C U Ç Ã O
1- limpeza do terreno, e fixação do¨RN¨;
2- demarcação da construção, com a implantação e demarcação do gabarito referencial, contendo o eixo e as faces laterais e a referência de nível;
3- abertura das valas, sendo manual ou mecânica ( sem alterar ou abalar o gabarito),
4- compactação das valas, com o uso de soquetes manuais, ou mecânicos (sapo mecânico).
Unicamp
5 -aplicação de uma camada de pedra 3, 4 e rachão, numa camada de 5 cm a 30 cm. Ao longo da vala (lastro de brita ), cuja finalidade é de drenar (manter seco) a interface do solo com base da sapata, trabalhando também como material de transição entre o solo e a sapata da fundação (agulhamento).Obs : o agulhamento é imprescindível em obras de pavimentação de modo geral, fundo de galerias, base de aterros e de estacas e tubulões (fundações profundas), com as mesmas finalidades.
Vale ressaltar que nos casos de fundações de pequenas construções, a aplicação adequada é de pedrisco a pedra 3 e a espessura à critério.
Unicamp
TRAÇOS DE CONCRETO
Para contra pisos e bases de sapatas( Concreto magro )
1 saco de cimento ( 50kg. Padrão )8,5 LATAS DE AREIA 1,5 LATAS DE PEDRA2,0 latas de água
¨ 1 lata = 18,5 litros ¨¨ 1 saco de cimento = 250,0 litros ¨
Unicamp
6- Aplicar um lastro de concreto magro com espessura de 3 a 5 cm, com a finalidade transitória do solo-brita à base da sapata, cuja finalidade é a de não permitir ou dificultar a higroscopia (vaporização da água) e o encharcamento da sapata, evitando-se assim a oxidação das armaduras da sapata.
Unicamp
7- Formas de madeira ou formas metálicas, devem ser inseridas ao longo da vala (sapata corrida - baldrame) , com a finalidade de manter uma linearidade vertical e longitudinal, bem como o arrasamento da superfície da sapata ou da viga baldrame, e fuga da água de amassamento do concreto.
Unicamp
8- As armações devem ser dimensionadas analiticamente, (cálculo estrutural) devem ser moldadas ou dobradas, com uso de ferramentas adequadas, supervisionadas e inspecionadas principalmente quanto a fixação dos estribos ( ferragens transversais ) nas barras longitudinais.
Unicamp
TIPOS DE FUNDAÇÕES RASAS
SAPATA ISOLADA QUANDO HÁ UMA SAPATA ÚNICA SOB PILAR,
RECEBENDO A CARGA DIRETA E PONTUAL PELO PILAR
Unicamp
Unicamp
TIPOS DE SAPATAS
Unicamp
Unicamp
SAPATA ISOLADA - ( COM ARRANQUES )
Unicamp
SAPATA CORRIDA
• Sustenta a carga de uma parede distribuída linearmente.
• Utilizada com sistema estrutural de alvenaria armada.
UnicampALICERCES - SAPATA CORRIDA
Os alicerces são estruturas executadas pelo assentamento de pedras ou tijolos maciços recozidos, em valas de pouca profundidade (entre 0,50 a 1,20 m), e largura variando conforme a carga das paredes.
UnicampFUNDAÇÃO
Unicamp
CAPACIDADE DE CARGA LINEAR (Quanto agüenta por metro linear)
Sapata corrida em solo de
Argila DURA [ 3 kgf / cm2]
Sapata corrida em Solo de Argila RIJA
[ 2 kgf /cm2]Baldrame com alvenaria de tijolo de barro maciço de 1 tijolo.
7.500 kgf / m 5.000 kgf / m
Baldrame com alvenaria de tijolo de barro maciço de 1 e 1/2 tijolo.
11.250 kgf / m 7.500 kgf / m
Baldrame com alvenaria de tijolo de barro maciço de 2 tijolos.
15.000 kgf / m 10.000 kgf / m
PARA FUNDAÇÕES
RASAS
( CASAS TÉRREAS )
UnicampRADIER
•É uma grande laje, onde apóiam-se os pilares e paredes da edificação.
•É uma forma de dimensionamento das sapatas isoladas, se a área das sapatas em planta ultrapassar 60% da área da edificação, torna-se mais econômico executá-las devido a redução considerável da execução de formas.
•Aplicável sobre solo instável ou sujeitos a recalques
UnicampINVESTIGAÇÃO DO SOLO
De uma análise cuidadosa pode mostrar se um terreno tem o solo altamente compressível, exigindo assim uma consolidação prévia.
De uma sondagem que tem por objetivo verificar a natureza do solo, a espessura das diversas camadas ( estratificação ), a profundidade e a extensão da camada mais resistente que deverá receber as cargas da construção, e determinar o tipo da fundação a ser especificada.
De uma verificação do NA.
UnicampINVESTIGAÇÃO DO SOLO
• Uma base prática na construção, através da mecânica dos solos definimos e classificamos os materiais que ocorrem na superfície da crosta terrestre em:
Rochas-solos rochosos (pedregulhosos)
Solos renosos/siltosos (compacíveis);
Solos argilosos (consistência).
Unicamp• PROCEDIMENTOS BÁSICOS ANTES DE SE DECIDIR PELO
TIPO DE FUNDAÇÃO EM UM TERRENO
A) Visitar o local da obra, verificando se existem áreas de alagados, encharco afloramento de rochas ;
• B)Visitar obras em andamento nas proximidades, verificando as soluções adotadas;
• C) Fazer sondagem a trado (broca) com diâmetro de 2“ ou 4", recolhendo amostras das camadas do solo até atingir a camada resistente;
• D) Requisitar uma sondagem geotécnica.
UnicampRECALQUES
UnicampRECALQUES
UnicampPLANTA
UnicampSONDAGEM POR TREPANAÇÃO
UnicampRELATÓRIO DE SONDAGEM
Unicamp
Tipos de fundações profundas
ESTACAS ESCAVADAS
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
Unicamp
Tipos de fundações profundas
PAREDES DIAFRAGMA
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
Unicamp
Tipos de fundações profundas
ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
Unicamp
ESTACAS TIPO FRANKI
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
Tipos de fundações profundas
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
ESTACAS TUBULARES METÁLICAS
Tipos de fundações profundas
Unicamp
Tipos de fundações profundas
ESTACAS RAIZ
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
Tipos de fundações profundas
TUBULÕES
Unicamp
TRANFERÊNCIA DE CARGAS
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
sF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
superfície do terreno
Unicamp
superfície do terreno
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
TRANFERÊNCIA DE CARGAS
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
superfície do terreno
Bulbo de Pressões
TRANFERÊNCIA DE CARGAS
Unicamp
BULBO DE PRESSÕES
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
Solo resistente
Solo pouco resistente
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
BULBO DE PRESSÕES
Solo resistente
Solo pouco resistente
PROBLEMAS !!!
Unicamp
CONCEITOS
• CAPACIDADE DE CARGA
É a carga que provoca a ruptura da fundação.
É influenciada pelas dimensões e pelo posicionamento da fundação, mas depende principalmente da resistência e da compressibilidade do solo e da posição do nível d’água
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
Unicamp
• RUPTURA
Ocorre quando a tensão no interior do maciço de fundação supera a resistência do material provocando a destruição da estrutura do solo ou da rocha ao longo de uma determinada superfície (plano de ruptura)
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
CONCEITOS
Unicamp
• ESCOAMENTO DO SOLO
Quando as tensões atuantes superam a resistência do solo e produzem sua plastificação, o que pode levar a plena ruptura do material
CONCEITOS
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
Unicamp
• ADENSAMENTO DO SOLO
É uma deformação do solo que ocorre a medida em que a água vai sendo expulsa pelo excesso de pressão aplicada pela fundação
CONCEITOS
Unicamp
RECALQUES
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
superfície
Aterro(1o estágio)
Unicamp
RECALQUE HOMOGÊNEO
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
superfície
Aterro(2o estágio)
deformação no solo de fundação
Unicamp
RECALQUE
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
tempo
Re
cal
qu
e (m
m)
Unicamp
RECALQUE DIFERENCIAL
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
superfície
Aterro(2o estágio)
deformação maior em uma porção
Unicamp
RECALQUES DIFERENCIAIS
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
rocha
argila mole
rocha
argila mole
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
RECALQUES DIFERENCIAIS
argila mole
rocha
argila mole
rocha
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
RECALQUES DIFERENCIAIS
paleo vale
areia e cascalho
rocha sã
paleo vale
areia e cascalho
rocha sã
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
rocha sã
argila molerocha sã
argila mole
RECALQUES DIFERENCIAIS
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
rocha sã
areia compactaargila
rocha sã
areia compactaargila
RECALQUES DIFERENCIAIS
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
RECALQUES DIFERENCIAIS
Unicamp
TORRE DE PISA
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
59 m
1174 - 1350 22 m
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
Areia argilosa (4,3 m)
Areia pura (6,3 m)
Argila marinha
TORRE DE PISA
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
TORRE DE PISA
Bulbo de pressões
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
PRÉDIOS DE SANTOS
Argila marinha
Areia pouco argilosa
Unicamp
COMPORTAMENTOS ESPECIAIS
• SOLOS EXPANSÍVEIS
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
Argilas (forma de placas)
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
Exposição à água Absorção de água
Pressão de expansão
Argilas do grupo das ESMECTITAS
Típico: solos de alteração de rochas metamórficas
COMPORTAMENTOS ESPECIAIS
• SOLOS EXPANSÍVEIS
UnicampF
un
da
çõ
es
de
Ed
i fíc
ios
COMPORTAMENTOS ESPECIAIS
• SOLOS COLAPSÍVEIS
São os solos não saturados que, quando umedecidos, perdem rapidamente a força de coesão entre os grãos que o compõe e literalmente desabam em sua matriz.
Típico: COLÚVIO
Unicamp
Menisco de água
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
COMPORTAMENTOS ESPECIAIS
• SOLOS COLAPSÍVEIS
Unicamp
• RELEVOS CÁRSTICOS (com calcários)
Fu
nd
aç
õe
s d
e E
di f
ício
s
COMPORTAMENTOS ESPECIAIS
Causado pelo rebaixamento do lençol freático