255-925-1-PB

Revista de Engenharia e Tecnologia ISSN 2176-7270

V. 6, No. 3, Dez/2014 Pgina 1

EXECUO DE FUNDAO RASA TIPO SAPATA ASSOCIADA,

PARA CARGAS ELEVADAS DE UM EDIFCIO

RESIDENCIAL

Luiz Humberto de Freitas Souza (Universidade de Uberaba) [email protected]

Maurlio dos Santos (Universidade de Uberaba) [email protected]>

Resumo: A boa prtica da engenharia de fundaes demonstra que nenhuma obra igual a outra. Mesmo

atendendo aos critrios que antecedem um bom projeto possvel que no decorrer de sua execuo haja

interferncias que fatalmente levaro a novas anlises e a novas solues. O presente trabalho prope um estudo

de caso sobre o projeto de fundao executado na obra do Edifcio Residencial Sierra Ldice, localizado no

bairro Ldice, em Uberlndia/MG. Este local est inserido em uma regio com predominncia de rochas

baslticas, com topo rochoso e nvel do lenol fretico, em geral, rasos. Tais caractersticas aliadas s condies

do solo local induziram inicialmente execuo de tubules. Esta soluo, no entanto, foi alterada em funo da

aquisio deste terreno pela construtora do empreendimento, a qual no conservou o projeto original em funo

da compra de outras reas vizinhas e da nova concepo arquitetnica. Tais mudanas conduziram remoo

parcial dos tubules existentes e readequao do terreno para receber fundaes em sapatas na regio do

edifcio com cargas mais elevadas. Desta forma, o trabalho em questo tem como objetivo geral apresentar a

soluo de fundao executada na obra em referncia e os desafios impostos pelas caractersticas geotcnicas

locais.

Palavras-chave: Geotecnia; Fundaes; Tubules; Sapata associada.

IMPLEMENTATION OF SHALLOW FOUNDATION TYPE SHOE

CONNECTION FOR HIGH LOADS OF A RESIDENTIAL

BUILDING Abstract: The good practice of foundation engineering demonstrates that no work is equal to another. Even

given the criteria prior to a good project is possible that in the course of its execution there is interference which

inevitably will lead to new analyzes and new solutions. This paper proposes a case study on the design of

foundation work performed in the Building Residential Sierra Lidice, Lidice located in the district of

Uberlndia/MG. This site is part of a region with predominantly basaltic rocks with bedrock and groundwater

generally shallow level. These features combined with the local soil conditions initially led to the execution of

caissons. This solution, however, was changed due to the acquisition of this land by the construction of the

project, which has not retained the original design due to the purchase of other neighboring areas and new

architectural design. These changes resulted in partial removal of existing caissons and land readjustment to

receive shallow foundation in the building region with higher loads. Thus, the work in question has as a general

objective to present the solution of foundation executed the work in reference and the challenges imposed by

local geotechnical characteristics.

Keywords: Geotechnics; Foundations; Drilled shafts; Shallow foundation.

1. INTRODUO

A boa prtica da engenharia de fundaes demonstra que nenhuma obra igual a outra e que

mesmo atendendo aos critrios que antecedem um bom projeto de fundao possvel que no

decorrer de sua execuo haja interferncias que fatalmente levaro a novas anlises e a novas

solues.

Na idade mdia, muitas edificaes sofreram com o colapso de solo em funo de

dimensionamentos equivocados, informaes imprecisas sobre a capacidade de carga e

preocupao excessiva com as fachadas das construes. Nesse sentido houve uma evoluo

induzida pela necessidade de avanos no campo das fundaes para sustentar gigantescos

castelos, templos, arenas, pontes, etc. Entre fins do sculo XIII e meados do sculo XVII

(Renascentismo), Leonardo da Vinci projetou um bate-estacas dos quais os princpios se faz


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uso at os dias de hoje. Ainda no sculo XVII e posteriormente no sculo XVIII, aconteceram

importantes eventos na rea da engenharia militar e, em especial, na geotecnia, dando incio

separao entre esta e a engenharia civil, e no sculo seguinte a ntida separao entre

engenheiros civis e arquitetos.

Na histria moderna, a engenharia civil comea a conhecer, por meio do engenheiro e

fsico Charles Augustin Coulomb, o que viria a ser conhecida em meados do sculo XX como

a cincia da Mecnica dos Solos e a familiarizar-se com as equaes e termos tais como:

resistncia ao cisalhamento do solo, coeso, tenso normal, coeficiente de atrito, esforos

solicitantes e etc.

O perodo contemporneo da histria geotcnica teve incio com o engenheiro,

gelogo e cientista, tido como o pai da mecnica dos solos, Karl Terzaghi, que entre

experincias, erros e acertos, consolidou esta cincia.

No Brasil, as primeiras atividades geotcnicas aconteceram no Rio de Janeiro por volta

do ano 1806, com a chegada da corte portuguesa e pela necessidade de construir escolas,

museus, bibliotecas e jardins botnicos. No entanto, a formao de profissionais nesta poca

era por instruo, baseada em cincia. A engenharia civil, juntamente com as tcnicas de

construo e fundaes, era restrita apenas aos militares. Somente em 1845 que surge o

ensino especfico de Engenharia Civil pela escola central. Posteriormente, em 1874 e 1876,

foram criadas a Escolas Politcnica do Rio de Janeiro e a Escola de Minas de Ouro Preto

respectivamente, que consolidaram a separao da escola militar (VARGAS, 1998, p. 35).

Na histria recente da engenharia civil brasileira, aps a criao no ano de 1922 do

Instituto de Pesquisas Tecnolgicas (IPT) pela Estao Experimental de Combustveis e

Minrios do Rio de Janeiro, o gabinete de Resistncia dos Materiais da Escola Politcnica de

So Paulo foi transformado, em 1926, no Laboratrio de Ensaios de Materiais para separar

dos assuntos relacionados a fundaes. Em 1938 foi criada a Seo de Solos e Fundaes e

em 1940, no Instituto Nacional de Tecnologia (INT), a Diviso de Mecnica dos Solos, muito

embora, no desprezando anteriormente outras contribuies pioneiras nesta rea, para o

desenvolvimento desta cincia. (VARGAS, 1998, p. 37-39).

Diferentemente dos anos anteriores a 1940, a engenharia de fundaes promoveu uma

srie de inovaes importantes no tocante prospeco do subsolo e conhecimento de suas

caractersticas. Um grande exemplo o ensaio Standard Penetration Test (SPT), que tem por objetivo principal, fornecer ndices de resistncia a penetrao para a estimativa da taxa

admissvel do solo, item importante para um projeto de fundaes.

O estudo de caso em questo parte das informaes obtidas com a investigao

geotcnica local bem como a relao dos dados coletados com as caractersticas estruturais da

edificao. Observa-se, no entanto, que diferentemente de outras obras, onde a fundao parte

de um subsolo virgem, esta teve como obstculo no s as condies geolgicas, mas tambm

a existncia de uma soluo anteriormente executada, o que conduziu a uma interferncia

tcnica incomum.

Portanto, este trabalho prope o estudo de caso acerca da soluo de fundao

executada na obra do Edifcio Residencial Sierra Ldice, localizado na vertente direita do hoje

canalizado crrego So Pedro, no bairro Ldice, em Uberlndia/MG.

2. JUSTIFICATIVA

Normalmente um projeto de fundaes segue uma rotina de desenvolvimento tcnico que

envolve procedimentos iniciais importantes para a definio de itens tais como: a melhor


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soluo de fundao, os mtodos mais eficientes, os processos de execuo e a sua viabilidade

econmica. O levantamento das cargas de projeto e a sondagem, que tm por finalidade

conhecer as camadas resistentes do solo, assim como o estudo para conhecer os tipos de

edificaes existentes em seu entorno so fatores imprescindveis para encontrar o binmio

perfeito, que tem a estabilidade e a economia como bases.

O que no se espera aps este estudo preliminar so as surpresas que surgem no

decorrer da execuo da obra. Os servios de escavaes realizados por mquinas de grande

porte na obra objeto de estudo configuraram-se como atividades preliminares de preparao

do terreno para receber as bases do edifcio.

A exumao e demolio das peas de tubules e de um muro de arrimo existente,

atravs de martelo rompedor implantado em uma escavadeira de grande porte e a remoo

deste material do canteiro de obras, fizeram com que os custos desta fundao excedessem ao

inicialmente planejado pela construtora. Contudo, a possibilidade de implantar as sapatas

diretamente em cima do topo rochoso, visvel aps a escavao, a aproximadamente 5,50 m

abaixo do nvel natural do terreno, e a segurana proporcionada ao empreendimento pela

forma que se deu a execuo deste trabalho, acabou criando um novo apoio imprescindvel

para este sistema, caracterizado pela confiabilidade, reforando assim uma das bases do binmio que inicialmente parecia comprometido pelos custos extras destes servios.

A flexibilidade das solues de fundaes existentes, a versatilidade dos profissionais

envolvidos nesta empreitada e os problemas que surgiram no decorrer da execuo, assim

como as adaptaes que se fizeram necessrias aliadas s trs formas de fundaes adotadas,

justificam este estudo de caso. Neste sentido, espera-se tambm que o presente trabalho possa

servir de exemplo para situaes similares dado o constante crescimento dos centros urbanos

e, consequentemente, implantao de modernas construes em reas anteriormente

ocupadas, gerando assim a necessidade de solues semelhantes.

3. CONCEPO DE OBRAS DE FUNDAES

Entende-se por fundao todo o conjunto de peas estruturais que tem por finalidade transferir

para o solo as cargas da superestrutura ao mesmo tempo em que devem resistir s tenses

impostas pelos esforos solicitantes, sem que causem rupturas no terreno com segurana,

economia e durabilidade. importante compreender que dentre as diversas opes de

fundao existentes no mercado elas esto classificadas em dois grandes grupos: as

superficiais (rasas ou diretas) e profundas.

Sendo assim, de acordo com a ABNT NBR 6122/2010 (Projeto e execuo de fundaes) no se pode restringir este conceito apenas como o escrito no pargrafo anterior. Antes preciso diferenciar tais grupos.

No item 3.1 da referida norma definem-se fundaes superficiais (rasa ou direta)

como: elemento de fundaes em que a carga transmitida ao terreno pelas tenses

distribudas em sua base e a profundidade de assentamento em relao ao terreno adjacente

fundao seja inferior a duas vezes a menor dimenso da fundao, enquanto que as

fundaes profundas transmitem a carga ao terreno ou pela base (resistncia de ponta), ou por

sua superfcie lateral (resistncia de fuste), ou pelas duas, devendo sua ponta ou base estar

apoiada em profundidade superior ao dobro de sua menor dimenso em planta e, no mnimo

3,0 m.

Ainda, de acordo com a norma, a classe das fundaes superficiais (rasa ou direta),

incluem as sapatas, blocos, radier, sapata associada e corrida. E as fundaes profundas,


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incluem as estacas, tubules e caixo. H casos em que se utilizam os dois tipos de fundao

(rasa e profunda) em conjunto, denominado fundao mista. Como exemplo pode-se citar radier sobre estacas ou sobre tubules. Dentro do grupo das fundaes profundas, as estacas

so conhecidas por serem elementos bem mais esbeltos que os tubules, caracterizadas por

alcanarem grandes comprimentos. Dependendo das cargas de projeto, podem ser agrupadas e

coroadas por um bloco rgido de concreto denominado bloco de coroamento.

Cabe destacar que a sapata associada uma fundao comum a mais de um pilar,

sendo tambm chamada sapata combinada ou conjunta. Transmitem aes de dois ou mais

pilares e utilizada como alternativa quando a distncia entre duas ou mais sapatas pequena.

(BASTOS, 2012, pg. 2).

Frequentemente surgem novos tipos destes elementos de fundao e, juntamente com

eles, as tcnicas de execuo tambm seguem em constante evoluo. Ainda dentro deste

conceito, importante classific-las de acordo com o mtodo executivo, onde as estacas de

madeira, de ao e de concreto (pr-moldadas e moldadas in situ), esto no grupo das de grande deslocamento (cravadas). Os perfis de ao e as de concreto (moldadas in situ com pr-furo e as pr-moldadas com pr-furo) esto no grupo das de pequeno deslocamento e, as de concreto (executadas com ferramentas rotativas e diafragma), fecham o grupo das sem deslocamento (escavadas). J os estudiosos Cintra, et al. (1998, p. 265), classificam as estacas mais usuais em duas grandes categorias sendo elas as estacas de deslocamento e as

escavadas.

importante observar que em muitos casos a soluo de fundao em estacas

imposta pelas caractersticas do subsolo, do local da obra e das condies das construes

vizinhas. Em outras situaes ocorrem diversas solues, deixando a critrio do projetista

e/ou proprietrio do empreendimento, o comparativo do fator custo-benefcio em funo da

escolha adotada.

3.1. Exigncias e requisitos para um projeto de fundaes

Para os que detm conhecimento na rea da construo civil, alguns fatores podem influenciar

diretamente na aquisio do terreno a ser edificado.

Os profissionais mais cautelosos antes mesmo deles ou de seus clientes negociarem a

compra de uma rea recomendam uma investigao do subsolo, a fim de conhecerem os

custos e os possveis tipos de fundaes que podero ser aplicados naquele local.

So muitas as exigncias e requisitos para que se possa definir um projeto de fundao,

mas o incio deste se d por meio de um levantamento planialtimtrico da rea a ser edificada.

Neste levantamento dever conter dados sobre taludes, encostas do terreno com risco de

deslizamento ou ainda a possibilidade de eroses.

Os dados geolgicos-geotcnicos fornecidos por meio da sondagem aparecem em

segundo lugar e tm por finalidade a investigao do subsolo. Dependendo do tamanho da

rea e da necessidade, ainda podem ser incorporados a esses dados: mapas, fotografias areas

ou outros tipos de levantamentos.

Os dados da estrutura a que se destina o empreendimento, o mtodo construtivo e as

cargas nos pilares, indispensavelmente seguem este roteiro de requisitos para

desenvolvimento de um bom projeto de fundao. Conhecer as condies das construes

vizinhas, o tipo de estrutura que foi executada, as possveis consequncias provocadas por

escavaes ou vibraes, nmero de pavimentos, idade de existncia, proximidade da divisa e

etc tambm so requisitos importantes para a prtica da boa definio do projeto de fundao.


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Dentro deste conceito, e sempre que possvel, de grande valia executar um laudo de

vistoria nesses imveis, descrevendo e fotografando todos os ambientes e as patologias

existentes.

Este laudo dever conter as assinaturas dos proprietrios e dos responsveis pela

construo, concordando aqueles com as reais condies de seus bens a fim de, no futuro,

eximirem-se estes de possveis aes, danos e constrangimentos provocados no transcorrer

natural da obra ou de situaes preexistentes.

Em resumo, as exigncias e requisitos para um bom projeto de fundao, segundo

Abraho e Velloso (1997, p. 382), devem satisfazer a trs requisitos:

a) Oferecer segurana estrutural assim como os demais elementos da

estrutura;

b) Oferecer segurana satisfatria contra ruptura ou escoamento do solo;

c) Evitar recalques que a estrutura no possa suportar.

Considera-se, ainda, que para atender os dois ltimos requisitos devem ser levadas em

considerao as propriedades e capacidade de carga do solo ao cisalhamento e

compressibilidade.

3.2. Aes nas fundaes

As aes e solicitaes devero ser consideradas sempre na concepo do projeto de

fundao. Segundo Velloso e Lopes (1998, p. 211), em outros pases estas aes so

classificadas em dois grupos: cargas vivas e cargas mortas, onde as cargas vivas, so sub

classificadas em trs: operacionais, ambientais e acidentais, conforme Quadro 1.

Quadro 1 - Tipos de aes ou solicitaes na fundao.

Adaptado de Velloso e Lopes (1998, p. 211).

No item 5 da ABNT NBR 6122/2010, so apresentadas as aes especficas nas fundaes:

a) Aes provenientes da superestrutura;

b) Aes decorrentes do terreno;

c) Aes decorrentes da gua superficial e subterrnea;

d) Aes excepcionais;

Cargas vivas

Operacionais

Ocupao, armazenamento,

passagem de veculos,

frenagem e acelerao,

atracao de navios, e etc.

Ambientais Ventos, ondas, sismos,

correntes e etc.

Acidentais Coliso, exploso, fogo etc.

Cargas

mortas ou

permanentes

Peso prprio, empuxo de terras e guas etc.


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e) Interao fundao-estrutura;

f) Peso prprio das fundaes;

g) Alivio de cargas devido a vigas alavanca;

h) Atrito negativo.

Envolvendo estrutura a ABNT NBR 8681/2003 (Aes e Segurana nas Estruturas), classifica as aes em permanentes, variveis e excepcionais, conforme Quadro 2.

Quadro 2 - Tipos de aes ou solicitaes na fundao segundo a NBR 8681/2003.

Adaptado da ABNT NBR 8681/2003.

A combinao destas aes s quais as estruturas esto sujeitas tem por finalidade encontrar

os efeitos mais desfavorveis e devero ser consideradas como critrio pelo projetista quando

da concepo do projeto de fundao.

A ABNT NBR 8681/2003 estabelece estes parmetros para as combinao destas

aes, na verificao dos estados-limite ltimo e estados-limites de utilizao.

3.3. Segurana no projeto de fundao

Majorar as cargas aplicadas e minorar a resistncia do material a ser empregado uma

expresso utilizada pelos profissionais que atuam na concepo de projetos estruturais. Trata-

se de um conceito intrnseco resistncia e segurana dos materiais.

Nos projetos de fundaes no diferente, pois alm dos elementos estruturais

necessrio que se aplique tambm este conceito ao solo. Se a resistncia deste no for

compatvel, todo o clculo dispensado para a estrutura perdido. Neste caso, pode-se dizer

que o solo muitas vezes impe-se sobre a escolha da fundao.

O professor da disciplina de fundaes da PUCRS - Pontifcia Universidade do Rio

Grande do Sul, Eduardo Azambuja, afirma que o regime de trabalho de uma fundao deve

ser convenientemente afastado do estado limite ltimo e do estado limite de utilizao para

garantir seu funcionamento frente s variabilidades de aes e s variabilidades das

propriedades do solo.

Dentro deste contexto possvel adotar metodologias diversas para o estudo e

determinao da presso admissvel do solo. Na ABNT NBR 6122/2010, destacam-se os

mtodos tericos deterministas, semi-probabilistas e probabilistas de segurana para o limite

ltimo e as determinaes por meio de provas de carga, mtodos semi-empricos e empricos .

Aes

permanentes

As que ocorrem com valores constantes durante toda a vida

da obra (peso prprio, pesos de equipamentos fixos,

empuxos, esforos devido a recalques de apoio).

Aes variveis As que apresentam com variaes significativas em torno da

mdia (aes devidas ao uso)

Aes

excepcionais

As que tm durao curta e baixa probabilidade de

ocorrncia durante a vida da obra, porem devem ser

consideradas na concepo do projeto (exploses, colises,

incndios, abalos ssmicos etc.)


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Os fatores de segurana (majorao e minorao) dependem da preciso com que os

dados primrios foram obtidos. No caso das estruturas, o levantamento das foras atuantes

mais preciso em funo do conhecimento dos materiais empregados e da possibilidade de

escolha do sistema construtivo. No caso dos solos, os estudos geotcnicos mostram que este

princpio no pode ser aplicado, por se tratar de um material com a interferncia de inmeras

variveis. Por esta razo, adotam-se os mtodos de obteno de coeficientes de segurana.

Segundo Abraho e Velloso (1997, p. 383):

Na maioria dos casos em solos, so os recalques que determinam o projeto de uma

fundao, pois as deformaes que originam estes recalques so insuficientes para

que o solo entre em ruptura franca, mas suficiente para originar deslocamentos

inaceitveis nas estruturas sobrejacentes.

Quando se fala em ruptura de fundao, necessrio diferenci-las em ruptura estrutural e do

solo. Em se tratando da ltima, a ruptura de fundao normalmente caracterizada pela

ocorrncia de um valor previamente fixado, excepcionalmente acontecendo o colapso ou

escoamento do solo. Isto se d quando as tenses atuantes superam a resistncia do material e

provocam as deformaes excessivas (escoamento ou plastificao) que, se no atingirem um

equilbrio, pode levar ruptura franca do material (ABRAHO e VELLOSO, 1997, p. 383).

A presso aplicada superficialmente ao solo que provoca recalque que a estrutura pode

suportar sem oferecer riscos de colapso, conhecida por presso admissvel na fundao

superficial. Este mesmo conceito aplica-se s fundaes profundas sobre estacas e tubules

isolados. Neste caso, estas presses so denominadas por carga admissvel . Estas, por sua

vez, ao serem consideradas no dimensionamento do projeto de fundaes so diminudas,

dividindo-as por um fator de segurana, conforme recomenda a ABNT NBR 6122/2010.

Conforme Aoki, et al. (2002, p.1471) no artigo Probabilidade de runa como critrio para definir o coeficiente de segurana a ser usado na previso de carga admissvel de

fundaes por estacas, a resistncia do elemento isolado de fundao depende, entre outras variveis, da variabilidade das condies geotcnicas iniciais, devidamente modificadas pelo

processo executivo usado na instalao do elemento estrutural no solo, da seo transversal e

da profundidade da base.

No artigo em referncia, os autores relacionam o fator segurana e o fator

confiabilidade da fundao afirmando que ambas dependem da posio da superfcie que une

as bases dos elementos estruturais (superfcie resistente) que compem a chamada

subestrutura .

As solicitaes ou esforos solicitantes nas peas estruturais decorrem do efeito das

aes ou cargas aplicadas na estrutura. A estabilidade do elemento isolado de fundao exige

que, em qualquer ocasio, a solicitao seja menor que a resistncia. Define-se coeficiente de

segurana de um elemento de fundao isolado, pela Equao 1:

Onde: Cs,i = coeficiente de segurana do elemento isolado; Ri = capacidade de carga

do elemento isolado; Si = mxima solicitao atuante na direo do esforo.

Ampliando o raciocnio, pode-se aplicar a anlise estatstica aos valores das

solicitaes e das resistncias relativos a todos os elementos isolados que compem a

fundao. Nesta anlise pressupe-se que a resistncia real do grupo de elementos isolados de

fundao maior que a soma das resistncias individuais dos elementos isolados. Para uma


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fundao formada por um conjunto de n elementos isolados, o coeficiente de segurana global Cs relaciona a resistncia mdia Rm com a solicitao mdia Sm (Equao 2).

Esse conceito de coeficiente de segurana global baseia-se na crena largamente difundida no

meio tcnico, de que o valor esperado mais provvel de ocorrncia o valor mdio da

varivel em estudo. Neste caso desconsidera-se a disperso de valores de resistncia em torno

do valor mdio, no importando se o desvio padro grande ou pequeno. Desta concepo

resulta a noo de carga admissvel Padm (Equao 3), a mxima solicitao que pode ser

aplicada com segurana fundao, para um dado coeficiente de segurana global em relao

ruptura:

Atualmente, a ABNT NBR 6122/2010 prescreve coeficiente de segurana global:

a) Cs = 2,0 (obras sem provas de carga) e;

b) Cs = 1,6 (obras com provas de carga).

Assim, de acordo com essa norma, o coeficiente de segurana global variaria entre: . Na prtica considera-se que a solicitao de qualquer elemento isolado de fundao atenda seguinte condio de verificao da segurana global (Equao 4):

Como consequncia, o real coeficiente de segurana global maior que o valor Cs da equao

2.

Neste caso, de acordo com a mesma norma, existem atualmente duas maneiras de se

introduzir segurana: pelo mtodo das cargas admissveis (fator global de segurana) e pelo

mtodo dos estados limites (fatores parciais de segurana).

Segundo o professor da disciplina de fundaes da PUCRS - Pontifcia Universidade

do Rio Grande do Sul, Eduardo Azambuja, os fatores de segurana globais utilizados no

mtodo das tenses admissveis so classificados como externos (vinculados ao carregamento

imposto) e internos (vinculado a resistncia).

Observa-se que a determinao da capacidade de carga admissvel em fundaes

profundas compreende dois aspectos importantes: o estrutural e o geotcnico. Em obras

correntes de fundao, as anlises se reduzem verificao dos estados-limites ltimos

(tambm conhecido por estados-limites de ruptura), e a verificao do estado-limite de

utilizao.

3.4. Qualidade no projeto e execuo de fundaes

Muitas informaes so ocultadas nos levantamentos topogrficos ou relatrios geolgicos-

geotcnicos preliminares desenvolvidos por profissionais e empresas contratadas. Por este

motivo, recomenda-se ao projetista que se faa uma visita ao local no intuito de visualizar

aspectos de interesse do projeto, tais como: relevo, presena de gua superficial, construes

no entorno da obra entre outros.

A memria de clculo dever ser clara e organizada de maneira a possibilitar a

qualquer outro profissional o pleno entendimento. Consideraes e fontes de pesquisa

tambm devem compor este documento. recomendvel, ainda, constar anexo memria

uma reviso crtica dos critrios adotados para obter os resultados finais de clculo.


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O acompanhamento da execuo da fundao e os mtodos aplicados para o

desenvolvimento dos servios, bem como a instrumentao, com o intuito de verificao de

recalques, tambm so critrios indispensveis boa qualidade do projeto.

O comparativo dos dados fornecidos pela sondagem devem ser compatveis com os

observados na obra e verificados no decorrer da execuo. Caso haja alguma

incompatibilidade, importante providenciar nova campanha de sondagem. Todas as

informaes e/ou modificaes que porventura aconteam durante a execuo devero ser

anotadas no projeto e/ou boletim de campo e, posteriormente, informadas ao projetista com a

finalidade de verificao. Segundo a ISO 9000, representada no Brasil pela ABNT, que tem

autonomia para emitir certificado de qualidade s empresas que produzem e comercializam,

dentro das normas correspondentes, a garantia da qualidade o conjunto de todas as aes

planejadas e sistemticas que promovam a confiana adequada aos produtos, processos e

servios. Assim, todas as medidas e prevenes citadas, seguidas das recomendaes das

normas brasileiras, so essenciais para a qualidade do projeto e, tambm, para a qualidade da

execuo da fundao.

4. ESTUDO DE CASO DAS FUNDAES EXECUTADAS NA OBRA DO EDIFCIO

RESIDENCIAL SIERRA LDICE

Como mencionado anteriormente, a boa prtica da engenharia de fundaes demonstra que

nenhuma obra igual a outra e que mesmo atendendo aos critrios que antecedem um bom

projeto de fundao possvel que no decorrer de sua execuo haja interferncias que

fatalmente levaro a novas anlises e a novas solues.

A obra do Edifcio Residencial Sierra Ldice localiza-se na cidade de Uberlndia/MG,

mais exatamente no bairro Ldice, sendo esta uma das regies representativas da Formao

Serra Geral - Grupo So Bento, constitudo por rochas efusivas de natureza basltica e

pequenas lentes de arenito, intercalados aos derrames. Este terreno j contava com uma

fundao em tubules, projetada para receber uma edificao com um subsolo, um pavimento

trreo e mais sete pavimentos tipo.

Seguinte a sua aquisio, outras reas no entorno foram oferecidas construtora,

possibilitando o projeto de um edifcio residencial de alto padro, com um subsolo ocupando

80% da rea, um pavimento trreo com estrutura de lazer, quinze pavimentos tipo, com dois

apartamentos por andar e duas coberturas tipo duplex. Por consequncia, tais alteraes

exigiram um novo projeto de fundao, consequentemente incompatvel com o anteriormente

executado.

Aps o levantamento e a locao dos elementos de fundao existentes em relao ao

gabarito da nova fundao, pensou-se em aproveitar alguns tubules empregando vigas de

equilbrio. No entanto, esta possibilidade foi totalmente descartada aps a exumao de uma

das peas (tubulo), que teve por finalidade conhecer com mais preciso a qualidade com que

foram executados. Tal processo deu-se por meio da escavao de um novo tubulo encostado

ao existente at a cota de sua base. Foi detectado ento, que este no se encontrava apoiado no

topo rochoso como se esperava, e sim na camada de rocha decomposta (saprolito),

aproximadamente a dois metros acima, conforme mostra a Figura 1.

Conforme o Gelogo Ely Borges Frazo (2009), os basaltos que fazem parte desta

formao apresentam-se geralmente em diversos tipos petrogrficos (variaes de composio

mineralgica). Esta rocha apresenta um tpico processo de intemperizao caracterizado pela

esfoliao esferoidal vulgo acebolamento. Tal manifestao de decomposio gera sobre o topo rochoso um material designado saprolito chamado popularmente de rocha podre em


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funo de sua baixa resistncia e alta capacidade de desagregao. No entanto, este material,

quando confinado, apresenta uma tima condio de capacidade de carga, sendo muito bem

aceito pelos engenheiros geotcnicos.

Figura 1 Em destaque, dois tubules exumados e com a base apoiada sobre saprolito de basalto

Fonte: Acervo dos autores (Setembro/2011).

Este fato comprovado pela dificuldade de escavao dos tubules e pode ser evidenciado

pela cota da base dos tubules que foram exumados, pois os mesmos encontravam-se

exatamente sobre o saprolito, prximo ao topo rochoso.

Mesmo havendo incompatibilidade entre o projeto antigo e o novo, foi avaliada a

possibilidade de se aproveitar tubules como fundao, o que ocorreu para os alguns pilares

perifricos, menos carregados. Para pilares centrais da obra, foi necessrio arrancar os

tubules que estavam interferindo na execuo das fundaes novas e outros, foram apenas

ignorados.

4.1 Projeto e execuo das fundaes superficiais/diretas em sapatas associadas do

Edifcio Residencial Sierra Ldice

O primeiro procedimento tcnico a ser realizado para a elaborao do projeto de fundao da

obra foi a realizao de trs furos de sondagem de simples reconhecimento do subsolo, com

SPT. Vale ressaltar que j havia sido realizada, na ocasio da execuo do projeto anterior,

uma bateria de 5 furos de sondagem.

Os resultados da atual investigao geotcnica foram empregados na confirmao da

cota do topo rochoso, alm de servirem para o clculo da capacidade de carga das fundaes

atuais. Os trs furos realizados apresentaram uma homogeneidade em seus resultados tanto no

ndice SPT quanto na profundidade e caractersticas do solo. Este, por sua vez, apresentou na

faixa dos 4,00 m argila arenosa com pedregulhos finos de quartzo, com consistncia mole e

cor marrom escura. J na cota aproximada de 8,00 m, o material caracterizou-se por

apresentar traos de alteraes de rocha e, por fim, aps uma faixa em torno de 1,00 m de

espessura, a sondagem atingiu o impenetrvel.

No projeto de fundao, ento definido pelo projetista de fundaes, foram adotadas

sapatas associadas e fundaes profundas do tipo tubules. Entretanto, este projeto exigiu

uma maior confiabilidade do material rochoso existente o que culminou ainda, na execuo de

trs furos de sondagem rotativa para avaliar as condies da rocha.


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A sondagem rotativa foi realizada com a lavagem do trecho j conhecido pela

sondagem a percusso, desprezando assim o manto de solo. O trecho penetrado nos trs furos

foi em torno de 5,00 m. O material recuperado nas manobras do equipamento rotativo

caracterizou rocha de basalto s, pouco fraturada de cor preta.

Pelos percentuais de recuperao obtidos, observa-se que a rocha de excelente

qualidade, no entanto, o ltimo trecho no atendeu essa regra em funo das condies

tcnicas da sonda rotativa.

Em posse da confirmao da qualidade do material rochoso, foi possvel projetar os

elementos de fundao em funo de suas respectivas capacidades de carga.

As sapatas associadas foram executadas na regio que houve grande interferncia dos

tubules antigos com a nova fundao. Com a escavao realizada no local para exumao

das fundaes antigas, o projetista determinou a execuo de fundao direta, haja vista que

seria invivel o reaterro do local.

Segundo Teixeira e Godoy (1998, p. 229),

Quando as cargas estruturais forem muito altas em relao tenso admissvel,

poder ocorrer o caso de no ser possvel projetar-se sapatas isoladas para cada pilar,

tornando necessrio o emprego de uma sapata nica para dois ou mais pilares. Neste

caso a sapata ser centrada no centro de cargas dos pilares, procedendo-se ento

escolha das dimenses, de maneira a obter um equilbrio entre as propores da viga

de rigidez e balanos da laje. [...] medida que a concentrao de cargas aumenta, a

liberdade de escolha do tipo e dimenses das sapatas diminui. O problema de projeto

torna-se ento o de se encontrar sapatas de qualquer forma, que caibam dentro da

rea disponvel para a fundao.

Na obra em evidncia houve os seguintes casos de sapatas associadas (Quadro 3).

Quadro 3 Relao das sapatas associadas da obra do Edifcio Residencial Sierra Ldice

Fonte: Adaptado do projeto de fundaes da obra.

SAPATA

ASSOCIADA PILARES

CARGA

AXIAL (tf)

Sapata associada n. 1 P9 349,00

PS30 239,00

Sapata associada n. 2

P10 512,00

P11 394,00

P21 556,00

P22 496,00


P12 363,00

P13 363,00

P17 308,00

P18 308,00

P19 364,00

P20 364,00

P25 723,00

PS33 31,00

PS34 23,00


P14 394.00

P15 512,00

P23 496,00

P24 556,00


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A sondagem percusso apresentou a cota do nvel dgua presente no subsolo em torno de 5,00 m de profundidade. A presena de gua foi confirmada aps a escavao sendo

necessrio o seu constante bombeamento para fora da obra, at a concretagem das sapatas.

Observa-se, porm, que o nvel dgua real foi mais alto que a informao da sondagem, pois houve aumento da presso neutra aps a remoo do material.

Antes da concretagem das sapatas, houve a necessidade de se corrigir o nvel do topo

rochoso. Tal procedimento foi executado realizando-se um contrapiso armado com tela de ao

nervurada soldada 15 x 15 cm CA-60 (Figura 2).

Todo o excesso de solo que no foi possvel remover com o equipamento escavadeira,

foi removido manualmente por operrios e, logo aps, foi realizada uma lavagem do topo

rochoso empregando a prpria gua do lenol fretico disponvel no local. Fragmentos de

rocha em decomposio que estavam sobre a rocha s foram retirados por meio do uso de

rompedor para ento executar as frmas da fundao das sapatas. Em alguns casos foi

empregada a prpria encosta da escavao como frma.

Figura 2 - Contra piso armado com tela de ao nervurada soldada 15 x 15 cm CA-60.

Fonte: Acervo dos autores (Outubro/2011).

Na instalao das armaduras, a bomba para rebaixamento do lenol fretico esteve ligada o

tempo todo para evitar a inundao do local. Aps a armao das sapatas, foi realizada a

locao dos pilares com auxlio de prumo de centro devido ao fato do gabarito estar situado

acima do nvel da base de escavao (Figura 3).

Figura 3 Em destaque locao das esperas dos pilares.

Fonte: Acervo dos autores (Outubro/2011).


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O concreto empregado nas sapatas teve as seguintes especificaes:

Mdulo de elasticidade inicial mnimo aos 28 dias (Eci): Blocos/Sapatas: 28000,00 MPa;

Relao a/c mxima: 0,60; Concreto fck: C25; Slump: 10 2.

A concretagem das sapatas obedeceu aos seguintes procedimentos bsicos:

a) Organizar a equipe e ferramentas para concretagem;

b) Planejamento junto usina de concretagem sobre o esquema de fornecimento

de concreto para evitar interrupes aps o incio da concretagem;

c) Estancar totalmente a gua presente no topo rochoso;

d) Planejar a forma de lanamento do concreto. No caso em questo foi utilizado

concreto bombeado;

e) Certificar que as frmas utilizadas atendam as condies de resistncia aos

esforos laterais impostos pelo empuxo provocado com o lanamento do concreto. O

dimensionamento das frmas deve ser feito de modo a no sofrerem deformaes

prejudiciais, quer sob a ao dos fatores ambientais, quer sob a carga, especialmente

do concreto fresco, considerando nesta, o efeito do adensamento sobre o empuxo do

mesmo.

A respeito do item e, a ABNT NBR 6118/2003 afirma que:

As formas devero adaptar-se s formas e dimenses das peas da estrutura

projetada, respeitadas as tolerncias do item 11. [...] As formas devero ser

dimensionadas de modo que no possam sofrer deformaes prejudiciais, quer sob a

ao dos fatores ambientes, quer sob a carga, especialmente a do concreto fresco,

considerado nesta o efeito do adensamento sobre o empuxo do concreto.

Nas peas de grande vo, dever-se- dar s formas a contra-flecha eventualmente

necessria para compensar a deformao provocada pelo peso do material nelas

introduzido, se j no tiver sido prevista no projeto, de acordo com o item 4.2.3.

f) Determinao da velocidade de concretagem em funo dos grandes volumes

de concreto. Tal procedimento foi necessrio para se evitar a retrao deste devido ao

alto calor de hidratao;

g) Acompanhamento dos operrios frente do vibrador para evitar o uso

inadequado. Este procedimento faz-se necessrio a fim de evitar a

segregao/exsudao do concreto devido vibrao excessiva, bem como, o contato

da agulha vibratria com as armaduras;

A velocidade de concretagem est diretamente relacionada ao volume de concreto a ser

empregado, ou seja, para grandes volumes temos altas temperaturas internas o que colabora

para a ocorrncia do fenmeno da retrao, caso esta condio trmica no seja controlada.

Sobre o lanamento do concreto, Mehta e Monteiro (1994) (apud Santos e Medeiros,

2002, p. 9), em consonncia com recomendaes normativas internacionais, informam que,

[...] geralmente, o mesmo feito em camadas horizontais de espessura uniforme,

devendo cada uma delas ser inteiramente adensada antes da prxima ser lanada,


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alertando que a velocidade de lanamento seja tal que a ltima camada adensada

esteja ainda plstica quando a seguinte for lanada.

Conforme Mehta e Monteiro (1994) (apud Barbosa, 2012), a segregao definida

como a separao dos componentes do concreto fresco de maneira que sua distribuio no

seja mais uniforme. Isto justifica os cuidados no momento da vibrao do mesmo.

Quanto exsudao, esta pode ser definida como um fenmeno pela qual a

manifestao externa o aparecimento de gua na superfcie do concreto aps ele ter sido

lanado e adensado, porm antes de ocorrer o incio de pega (Barbosa, 2012).

Na obra, estudo de caso, foram concretadas duas sapatas simultaneamente (Figura 4)

de tal forma que fossem lanadas camadas de aproximadamente 50 cm em toda a rea de

cobertura, obedecendo a um intervalo de tempo de uma hora para a concretagem de uma nova

camada de mesma espessura.

Neste caso, enquanto era adensada uma das sapatas, a outra passava pelo mesmo

procedimento respeitando assim o critrio da velocidade de concretagem.

Figura 4 Em destaque, duas sapatas sendo concretadas simultaneamente.

Fonte: Acervo dos autores (Novembro/2011).

Observa-se, ainda, que aps o incio da concretagem, o bombeamento da gua do lenol

fretico foi cessado para aproveit-la como refrigerante do concreto. Parte desta ainda foi

aproveitada tambm para fazer a cura do elemento de fundao.

4.2. Projeto e execuo das fundaes profundas em tubules do Edifcio Residencial

Sierra Ldice

Nos casos onde no houve interferncias da fundao antiga com a nova, foi adotada como

soluo mais vivel tubules escavados manualmente a cu aberto.

A locao da fundao foi realizada conforme o projeto estrutural sob a

responsabilidade da construtora. Uma vez locados, foi iniciada a escavao dos fustes pelos

poceiros contratados. Toda a operao foi realizada na presena do lenol fretico sendo

necessrio o bombeamento constante da gua percolada.

Atingida a cota prevista em projeto, o terreno no qual se apoiou a base, foi

inspecionado pelo engenheiro de fundaes para ser aprovado. Lembrando que em alguns


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casos necessrio o revestimento do fuste com camisas metlicas ou de concreto, para

garantir que o solo mais fraco no solape e cause acidentes, o que no aconteceu na obra em evidncia, pois as condies de coeso do solo eram bem propcias segurana da escavao.

Logo aps a aprovao das condies geotcnicas de assentamento da fundao, foi

dada a autorizao para o alargamento da base, realizada tambm manualmente. Ressaltando-

se que tal assentamento se deu sobre o topo rochoso conforme identificado nos perfis das

sondagens executadas e confirmado in-loco.

Concluda a base alargada, a fiscalizao procedeu novamente inspeo para

confirmar a homogeneidade do solo bem como para conferir as mesmas com as condies de

clculo da capacidade de carga oferecidas pelos resultados dos ensaios de investigao do

subsolo.

As bocas dos fustes foram protegidas contra a entrada de gua da chuva enquanto

aguardavam o momento de serem concretados.

Os tubules foram concretados imediatamente aps o trmino de cada escavao e de

cada alargamento de base, aps a limpeza do fundo com a remoo do material desagregado,

eventualmente acumulado durante a escavao.

O concreto empregado nesta fundao teve como caractersticas, fck = 25 MPa, slump

14 2, consumo de cimento superior a 350 kg/m e consistncia auto-adensvel.

Adotou-se como regra prtica de execuo a abertura da base para um tubulo prximo

de outro somente aps a concretagem da primeira base aberta. Para o caso de mais de duas

bases, foram concretadas alternadamente.

Nas regies de aterro em funo da escavao para a execuo das sapatas, houve a

necessidade de encamisar os fustes dos tubules adjacentes, pois o terreno, mesmo aps sua

compactao, no ofereceu resistncia suficiente.

O projetista de fundaes limitou-se ao dimensionamento dos tubules, no incluindo

no escopo do projeto, a locao planialtimtrica, terraplenagem, implantao da obra, muro de

conteno, clculo estrutural de vigas, blocos e outras estruturas enterradas, nem sobre mo

de obra empregada no canteiro de obras, provenientes da execuo completa, sendo estes,

portanto por conta e responsabilidade da Futura Construtora.

As fundaes do projeto foram dimensionadas por mtodos semi-empricos, conforme

a ABNT NBR 6122/2010, nas profundidades estimadas por meio dos perfis das sondagens

executadas para as cargas de trabalho indicadas no projeto estrutural.

Conforme Alonso (1989, p.41), no caso de existir somente carga axial, este tipo de

fundao no armado, colocando-se apenas uma ferragem de topo para ligao com o bloco

de coroamento, o que foi feito na obra em questo para promover a transio monoltica

desses dois elementos.

5. CONCLUSES

A abordagem deste estudo de caso no se trata de nenhuma inovao na rea da engenharia de

fundaes. A reviso bibliogrfica mostra que, atravs dos tempos, muitos profissionais

trabalharam intensamente com o propsito de conhecer e aprimorar novas tcnicas para apoiar

a estrutura em seus alicerces. A concluso a que se chega que at os dias atuais no se

descarta as incertezas e riscos inesperados em se tratando de geotecnia. J os elementos de

fundao (sapatas e tubules), neste caso empregados, nos trazem condies melhores de


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avaliao das suas capacidades de cargas e de seus comportamentos, quando solicitados,

mediante o controle de qualidade dos materiais empregados e dos ensaios desenvolvidos em

laboratrios.

Neste contexto, pode-se dizer que, em se tratando de fundaes, comum encontrar

situaes adversas s esperadas, e nenhuma fundao, ainda que bem executada, est livre de

surpresas indesejveis.

A relevncia deste estudo de caso atentar para a qualidade da execuo de fundaes

por meio de um sistema de gerenciamento permanente de todas as suas etapas, alm do

treinamento ostensivo e da conscientizao de todos os profissionais envolvidos, no intuito de

minimizar as adversidades impostas pelas condies geotcnicas e, alcanar a segurana e a

confiabilidade. Por outro lado, no obstante a este gerenciamento, outro fator que se evidencia

a cada dia a necessidade e preocupao constante em se encontrar formas de construir com

sustentabilidade, ou seja, planejar e executar sempre pautado nas condies ambientais

corretas, socialmente justas e economicamente viveis.

Sabe-se que a indstria da construo civil uma das que mais gera resduos para

descarte. Diante deste fato, todo profissional que atua neste seguimento deve buscar

alternativas para satisfazer as nossas necessidades, sem comprometer a capacidade das futuras

geraes de satisfazerem as suas prprias. Pensando nisto, a construtora resolveu manter

todos os tubules existentes que no conflitaram com a nova fundao, a fim de se reduzir a

gerao de resduo.

REFERNCIAS

ABRAHO, R. A.; VELLOSO, D. A. Fundaes. In: DOS SANTOS, A. M.; DE BRITO, S.

N. A. Geologia de Engenharia. So Paulo: ABGE, 1998. p. 381-396.

ALONSO, U. Rodriguez. Exerccio de fundaes. Edgard Blucher. So Paulo, 1989.

AOKI, N., et al. Probabilidade de runa como critrio para definir o coeficiente de segurana

a ser usado na previso de carga admissvel de fundaes por estacas. XII COBRAMSEG,

ABMS, vol. 3, p. 1471-1481. 2002.

ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas

de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro. 2003.

______. NBR 6122: Projeto e execuo de fundaes. Rio de Janeiro. 2010.

______. NBR 8681: Aes e segurana nas estruturas - Procedimento. Rio de Janeiro. 2003.

______. NBR ISO 9000/2000 - Sistema de Gesto da Qualidade: Fundamentos e

Vocabulrio. Rio de Janeiro, ABNT, 2004.

BARBOSA, M. P. Concreto fresco: influencia do empacotamento de partculas e outros

fatores. Ilha Solteira, UNESP. Material de aula disponvel em http://

www.dec.feis.unesp.br/monica/p9.ppt. Acessado em 21 de abr. de 2012.

BASTOS, P. S. DOS SANTOS. Sapatas de fundao. Bauru, UNESP. Notas de aula da

disciplina de estruturas de concreto III. 2012.

FRAZO, E. B. Alterabilidade de basaltos em obras de engenharia. In: SANTOS, A. R.

Geologia de engenharia: conceitos, mtodo e prtica. So Paulo: Nome da rosa, 2009. p. 211-

226.


V. 6, No. 3, Dez/2014 Pgina 17

SANTOS, W. M.; MEDEIROS, J. S. Fabricao de vigas pr-moldadas protendidas com

aderncia posterior em canteiros de obras-de-arte especiais. So Paulo, EPUSP, 2002. 20 p.

Boletim Tcnico da Escola Politcnica da USP. Departamento de Engenharia de Construo

Civil, BT/PCC/321.

VARGAS, M. Histria das Fundaes: Histria da engenharia de fundaes no Brasil. In:

HACHICH, W. et al. (Ed.). Fundaes: Teoria e Prtica. So Paulo: Pini, 1998. p. 34-50.

VELLOSO, D.; LOPES, F. R. Concepo de obras de fundaes. In: HACHICH, W. et al.

(Ed.). Fundaes: Teoria e Prtica. So Paulo: Pini, 1998. p. 211-226.

TEIXEIRA, A. H.; GODOY, N. S. Anlise, projeto e execuo de fundaes rasas. In:

HACHICH, W. et al. (Ed.). Fundaes: Teoria e Prtica. So Paulo: Pini, 1998. p. 227-264.

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