Edificações I_Capitulo 5

7/24/2019 Edificaes I_Capitulo 5

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CAPTULO 5 - FUNDAES


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5.1

NDICE DO CAPTULO

Pg.

5.1 - Fundaes 5.3

5.2 - Tipos de fundaes 5.6

5.3 - Muros de suporte 5.15

5.4 - Legislao especfica 5.235.5 - Bibliografia especfica 5.23


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5.2


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5.3

5.1 FUNDAES

5.1.1 Conceito

Chama-se fundao parte (normalmente enterrada) de uma edificao que

transmite ao terreno subjacente o conjunto de cargas (peso prprio, sobrecargas

normais de utilizao e sobrecargas acidentais) decorrentes quer da prpria

edificao quer da sua utilizao.

Quando uma fundao transmite ao terreno que a suporta uma determinada

carga, o terreno tem tendncia a deformar-se e a fundao tem, como

consequncia, tendncia a assentar. A deformao maior ou menor do terreno

depende, como evidente, da sua maior ou menor coeso.

O problema da determinao da capacidade de carga dos terrenos assim, dos

mais importantes partida, sendo necessrio caracterizar o subsolo do ponto de

vista geolgico, tendo como objectivo que o terreno no se deforme quando

carregado.

O estudo (clculo e desenho) das fundaes compreende como etapas

preliminares:

- estudo geolgico do terreno(1)

- clculo das cargas a transmitir a esse terreno

No entanto, existem outros factores a considerar, como seja a existncia de

guas de constituio e de embebio dos solos, bem como eventuais lenis

subterrneos de gua. O movimento (escoamento) de gua nos solos pode ser

laminar ou turbulento, temporrio ou permanente.

Nvel fretico o nvel abaixo do solo (permanente ou oscilante) a que se

localiza um eventual lenol de gua.

(1)Atravs de prefuraes ou sondagens, que podem ser rotativas ou de percusso. A profundidade a atingir e a distncia

entre fundaes consecutivas dependem das caractersticas do terreno e da tipologia construtiva.


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5.4

Fig. 5.1 - Corte num terreno (ciclo da gua)

5.1.2 Natureza dos solos

Fundaesso, conforme atrs se disse, os elementos da edificao cuja misso

degradar para o solo o total das cargas da edificao, transmitidas atravs de

pilares ou paredes macias.

O clculo e dimensionamento de uma fundao dever tomar em considerao os

seguintes aspectos:

a) a natureza e constituio hidro-geolgica do terreno devero ser conhecidas,

bem assim como a profundidade do bed-rock ou seja a camada de terra

com efectiva capacidade de carga (e seu valor).

b) nunca se devero calcular fundaes por defeito, ou seja, tentando uma

certa economia.

c) nas reas onde tal possa vir a ocorrer, as fundaes devero localizar-se

abaixo da zona de terreno onde se possa formar gelo,

d) evitar (ou tomar as medidas adequadas) os solos no consolidados (por

exemplo aterros recentes) ou heterogneos,


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5.5

e) detectar e evitar (ou tomar as medidas adequadas) os lenis de gua

subterrneos (ou o seu nvel fretico)

Conforme atrs se referiu, o clculo, o dimensionamento e at a escolha do tipo

de fundao, esto directamente ligados capacidade de carga dos terrenos, a

qual se expressa em kgf/cm, ou N/ cm, existindo evidentemente, para cada

caso, uma capacidade ou nvel de rotura e um nvel (inferior) de segurana, o qual

usado no clculo.

Fig. 5.2 - Uma fundao directa


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5.6

Assim,

Qualidade do terreno Capacidade de carga

Lamas

Areias moles e porosas

Areias argilosas

Argilas compactas

Rocha

0,2 a 0,8 Kg/cm

1 Kg/cm

2 Kg/cm

3 - 4 Kg/cm

10 - 20 Kg/cm

Quadro 5.I - Terrenos

5.1.3 Melhoramento de solos

Os maus terrenos de construo podem, em certa medida, ser melhorados,

recorrendo a:

a) cilindragem ou compactao mecnica (esttica ou vibratria)

b) estabilizao com caldas de cimento, argilas, areias argilosas, calia,

ligantes betuminosos, materiais de aterro que vo absorver humidade, etc.

c) execuo de leitos de fundao em materiais ptreos incompressveis

d) rebaixamento mecnico (bombagem) de nveis freticos, etc.

5.2 TIPOS DE FUNDAES

De uma forma simplificada geral pode dizer-se que as fundaes dos edifcios

podem ser:

a) superficiais, simples ou directas

b) profundas, especiais ou indirectas

conforme atingem ou no, directamente o bed-rock.


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5.7

5.2.1 Fundaes superficiais, simples ou directas

a) Fundao isolada

Suporta a carga de um s pilar e pode ter a forma de um bloco ou de uma

sapata

Fig. 5.3 - Fundao directa, isolada

O bloco corresponde forma antiga de construir e sai to ou mais caro

que a sapata, devido ao elevado custo da cofragem, pelo que actualmente

j no se usa.

A sapata isolada deve estar centrada em relao ao pilar que suporta,

mas pode eventualmente ser excntrica, ou seja, a resultante das cargas

que suporta no passa pelo centro da sua base.

Fig. 5.4 - Relao pilar-sapata


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5.8

b) Fundao corrida

A fundao corrida transmite continuamente ao terreno as cargas de

sucessivos pilares ou paredes (ou de uma parede macia autoportante),

soluo tpica da construo macia autoportante e ainda utilizada para

edifcios de pequeno porte.

Fig. 5.5 - Fundao corrida

Esta fundao corrida comporta-se um pouco como uma viga de

fundao.

Quanto a esta ltima, a sua funo solidarizar as vrias sapatas defundao de uma edificao.

Casos existem em que uma viga perifrica suficiente, outras situaes

necessitam de vigas de fundao entre todas as sapatas. Assim:

Fig. 5.6 - Vigas de fundao


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5.9

Como regularizador dos fundos das escavaes e para impedir que o

contacto com a terra d origem oxidao das armaduras metlicas das

sapatas de fundao, usa-se colocar uma camada de beto de limpeza (a)

com 5 a 10 cms de espessura.

Fig. 5.7 - Beto de limpeza

c) Fundao em laje de ensoleiramento geral

Em terrenos pouco coesos (p.ex. areias argilosas) e em casos de edifcios

baixos (1 a 2 pisos) pode recorrer-se execuo de uma fundao

contnua geral sob a forma de uma laje que suporte todas as cargas dos

pilares e as transmita degradadas ao terreno. Esta uma soluo habitual

por exemplo na Holanda.

Fig. 5.8 - Ensoleiramento geral

(a) Beto de limpeza, beto magro, massame, beto pobre, ou seja, beto com fraca dosagem de cimento (at 200 Kgs) e

sem caractersticas estruturais, p.ex. Classe B15.


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5.10

d) Fundao em terrenos inclinados

Independentemente da inclinao do terreno, as fundaes devero ser

sempre horizontais, embora neste caso em vrios nveis ligados entre si.

Fig. 5.9 - Fundao em terrenos inclinados

Sempre que a topografia dos terrenos implique a ocorrncia de

compartimentos semi-enterrados recomendvel o recurso a drenos que

afastem das paredes a humidade do terreno e a conduzam a um qualquermeio de escoamento (esgoto, valeta, linha de gua, etc.).

Fig. 5.10 - Drenos


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5.11

5.2.2 Fundaes profundas, especiais ou indirectas

Quando o terreno firme est a uma profundidade superior a aprox. 5 metros, as

fundaes simples tornam-se demasiado caras e complicadas.

ento necessrio operar a transmisso das cargas ao solo firme atravs de

pontos de apoio separados, os quais podem ser:

a) poos de fundao, afastados entre si e de grande seco

b) estacas de fundao, de seco menor e mais prximas umas das

outrasc) microestacas ou estacas de frico, de pequena seco e alta

densidade de colocao

a) Os poos de fundaoso elementos de forma cilndrica, com ou sem base

alargada (em pata de elefante), por vezes tambm com forma prismtica,

executados em beto e destinados a transmitir as cargas da estrutura ao solo

firme.

Tambm se podem chamar peges e tm um dimetro de aprox.

1,00 - 1,20 m.

Fig. 5.11 - Peges


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5.12

b) As estacas de fundao so peas alongadas, cilndricas ou prismticas,

que se cravam ou executam no solo, a fim de transmitir as cargas da

estrutura ao solo firme e profundo (bed rock).

Para tal, usam-se bate-estacas (para cravar estacas metlicas ou de madeira)

ou perfuradoras (para executar estacas de beto armado in situ).

Fig. 5.12 - Estacas


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5.13

As estacas de fundao podem ser em:

- madeira, normalmente de aroeira ou eucalipto, com dimetro at 30 cms e

comprimento at 12 metros, de durao praticamente ilimitada, desde que

estejam permanentemente enterradas ou submersas.

Para proteger a madeira dos golpes do bate-estacas que as crava no solo,

usa-se colocar um colar metlico; do mesmo modo, para proteger a ponta

da abraso, usa-se colocar um cone metlico.

Este processo est em desuso.

Fig. 5.13 - Estaca de madeira

- metlicas, cuja principal vantagem reside na facilidade de cravao(atravs do bate-estacas), aliada grande capacidade de carga: so

normalmente utilizados os perfis comerciais mais conhecidos como os H e

os U tendo no entanto como inconveniente o problema da corroso,

excepto no caso de serem em ao inox (processo pouco utilizado).

- beto armado, de longe as mais utilizadas e podendo ser feitas com

seces quadradas, poligonais ou circulares, normalmente com o dimetrode 0,50 - 0,60 m (estas so as mais vulgares); possibilitam, em relao s

de madeira, uma grande reduo dos volumes de escavaes e de

construo dos macios de encabeamento.

Uma das tcnicas de execuo possveis consiste na cravao de um tubo

metlico no terreno (bainha), o qual, depois de removida a terra e lama, se

enche com beto (estacas encamisadas).


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5.14

As estacas so, em seguida, solidarizadas entre si, ao nvel das suas cabeas,

atravs de um macio de encabeamento (no fundo semelhante sapata de

fundao e assumindo a mesma funo).

c) As microestacasno atingem o bed-rock, funcionam por atrito com o terreno

e utilizam-se especialmente em:

- recalces ou consolidao de fundaes de edifcios ou construes em

estado precrio ou runa latente

- execuo de fundaes de obras em locais de acesso difcil ou espaocondicionado

- melhoria das condies de estabilidade de taludes, encostas, etc.

Tm como principais vantagens:

- no provocarem distrbios nas construes existentes prximas

- no transmitirem choques ou vibraes significativas s estruturas

prximas- causarem pequena perturbao nos terrenos de fundao, normalmente de

fraca compacidade e bed rock profundo.

Tm normalmente dimetros entre 100 e 150 mm e suportam cargas at 100

toneladas.

So constitudas por: cabea, comprimento livre e comprimento injectado, e

executam-se do seguintemodo:

d) furo at profundidade necessria

e) colocao da armadura

f) enchimento sem presso, atravs da armadura, com calda de argila

bentontica, para forar a sada das lamas

g) enchimento com presso, atravs da armadura, com beto, para formao

da cabea de ancoragem e forar a sada da argila bentontica

h) enchimento do resto do furo, com beto e formao da cabea damicroestaca, forando igualmente a sada do resto da argila bentontica


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5.15

5.3 MUROS DE SUPORTE

Designam-se por muros de suporte aqueles elementos da edificao cuja

misso conter um determinado volume de terras que, de outro modo ocuparia

espaos destinados a utilizao. A sua forma tpica :

Fig. 5.14 - Muro de suporte

5.3.1 Tendncia ao derrube

Os muros de suporte so constitudos normalmente em beto armado, de seco

e armaduras devidamente calculados para evitar o derrube. Para o seu clculo

concorrem factores como as foras, presses ou empuxos que o terreno exerce

sobre o muro, agravadas ou no pela maior ou menor quantidade de gua

existente no solo. Assim:

Fig. 5.15 - Tringulo das foras


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5.16

O derrube ocorre diferentemente, consoante o muro de suporte seja fixo ou rgido

em baixo, em cima, ou em ambos os pontos. Assim:

Fig. 5.16 - Derrube

Um muro de suporte bem construdo deve ter uma sapata assimtrica cuja maior

extenso se prolonga para dentro do terreno a montante, de modo a beneficiar do

peso prprio P desse terreno, o que lhe permitir um acrscimo de segurana

contra a possibilidade M de derrube devido aco A das foras ou empuxes do

terreno, aliadas aco da gua infiltrada ou existentes nesse mesmo terreno.

Fig. 5.17 - Fundao do muro

No entanto, se o muro se situar no limite de propriedade provvel que a sua

sapata se prolongue para jusante, evitando-se assim que fique enterrada no

terreno do vizinho.


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5.17

5.3.2 Drenagem

Em relao aco da gua devero ser previstos, a intervalos regulares, drenos

transversais que possibilitem o seu escoamento.

No entanto, esses drenos ou orifcios entupir-se-o, a menos que por detrs do

muro se constitua um filtro de reteno de lamas. Uma drenagem perifrica

longitudinal igualmente recomendada, na base do tardoz do muro, desde que

evidentemente, haja forma de escoar as guas captadas.

Fig. 5.18 - Drenagem

5.3.3 Materiais

Os materiais normalmente utilizados em muros de suporte so:

- pedra seca

- pedra argamassada

- tijolo

- beto simples

- beto armado

- madeira

- pranchas metlicas- gabies (pedra solta, arrumada mo dentro de gaiolas de malha metlica)


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5.18

Tambm se podem constituir paredes ou muros de suporte em elementos de

madeira, estacas prefabricadas de beto ou estacas metlicas, sendo que neste

ltimo caso estas devero ser protegidas contra a corroso. Ressalta-se a

propsito que, quanto mais cidos so os solos maior a corroso, devido

maior aco dos ies de hidrognio.

Fig. 5.19 - Construo de um muro de suporte em beto armado


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5.19

Fig. 5.20 - Estacas - pranchas


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5.20

igualmente possvel criar paredes ou cortinas, executadas em estacas-pranchas

(com larga aplicao em obras porturias), proteco de taludes e fundaes de

construes adjacentes. Diferem dos muros de suporte por serem flexveis e

terem peso prprio desprezvel, em ordem s demais foras actuantes.

Podem-se executar com ou sem ancoragem acessria.

Fig. 5.21 - Ancoragens

5.3.4 Tipos especiais

a) Ensecadeiras

So estruturas provisrias de suporte, destinadas a manter seca uma

determinada rea, tendo em vista a construo de uma obra submersa.

So normalmente constitudas em estacas-pranchas celulares de ao,calculadas em funo da presso da gua nas suas paredes.


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5.21

Fig. 5.22 - Ensecadeira medieval

b) Paredes moldads no solo

Trata-se de um tipo especial de parede contnua de suporte, que por vezes

substitui com vantagem as cortinas de estacas-pranchas. Consiste

genericamente na abertura de uma vala contnua segundo o eixo da

parede e com a profundidade desejada, vala que se enche em seguida

com lama tixotrpica de bentonite. Em seguida colocam-se as armaduras

metlicas e inicia-se a betonagem de baixo para cima, bombando o beto

por uma tubagem apropriada. O beto ocupa assim progressivamente o

espao da lama, a qual expulsa para a superfcie.

Obtm-se assim paredes contnuas de suporte, de espessuras variando

entre 0.50 e 1.00 m e com profundidades que podem atingir os 30 m.


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5.22

Fig. 5.23 - Paredes moldadas

c) Ancoragem por tirantes

Em determinadas circunstncias, torna-se necessrio reforar aestabilidade de paredes e muros de suporte atravs da ancoragem das

mesmas ao terreno suportado, utilizando para tanto tirantes metlicos que

as agarram ao terreno a montante.

Fig. 5.24 - Ancoragens


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5.23

5.4 LEGISLAO ESPECFICA

A principal legislao em vigor e aplicvel consta de:

- RGEU, Regulamento Geral de Edificaes Urbanas

(ver artos18 a 22)

- Disposies camarrias (ver caso a caso)

5.5 BIBLIOGRAFIA ESPECFICA

Os temas introduzidos e os conceitos apresentados so, de uma maneira geral,

esquemticos e sucintos.

Para uma abordagem mais aprofundada recomenda-se a consulta da seguinte

bibliografia:

- COSTA F., Vasco

Estacas para fundaes

Lisboa, ed. LNEC - M3, 1946

- HAEFELI, R.

La compressibilit des sols


- HAEFELI, R.Notes sur la rsistance au cisaillement des sols argileux

Lisboa, ed. LNEC - M17

- NASCIMENTO, lpio

Capillarity and soil cohesion


- NASCIMENTO, lpio

Fsica dos solos. Estudo dos solos de LisboaLisboa, ed. LNEC - M56, 1954


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5.24

- NASCIMENTO, lpio

O comportamento da gua dos solos


- NASCIMENTO, lpio

A aco do tempo e das intempries nos solos


- SIMES, Abel

Classificao dos solos


- FOLQUE, J.

Macios terrosos e sua estabilidade


- FOLQUE, J.

Capacidade de carga dos solos


- ROCHA, Manuel Serafim; J. Laginha; SILVEIRA, A. F. da

Deformability of foundation rocks


- CASTRO, Guy de

Deformabilidade das fundaes e sua considerao no clculo das

estruturas


- ROCHA, Manuel

Mtodo para amostragem integral de macios rochososLisboa, ed. LNEC - M374, 1971

- MELO, F. Guedes de

Efeito do tempo nas caractersticas mecnicas do solo


- FOLQUE, Jos

Melhoria de solos



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5.25

- FOLQUE, Jos

Investigao em mecnica dos solos


- CASTRO, Guy de

Acerca do projecto de fundaes em estacas de beto armado


- Limites de consistncia de solos. Ensaios

Lisboa, ed. LNEC - E27

- Solos

Lisboa, ed. LNEC - E195 at E205

- Fundaes directas correntes. Recomendaes

Lisboa, ed. LNEC - E217, 1968

- Prospeco geotcnica de terrenos. Colheita de amostras


- Prospeco geotcnica de terrenos. Vocabulrio


- Prospeco geotcnica de terrenos. Simbologia


- Solos

Lisboa, ed. LNEC - E239 at E244

- Solo-cimento. Ensaio de compactao

Lisboa, ed. LNEC - E262, E263, E264

- Solos. Determinao dos limites de absoro

Lisboa, ed. LNEC - E305, 1975- FOLQUE, J.

Fundaes superficiais

Lisboa, ed. LNEC - ITG1, 1980


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5.26

- FOLQUE, Jos

Geotxteis. Resumo crtico de bibliografia recente


- FOLQUE, Jos

Notas sobre eroso superficial


- FOLQUE, Jos

Taludes naturais. Alguns aspectos particulares


- FOLQUE, Jos

O uso de drenos verticais para acelerar a consolidao


- FOLQUE, Jos

Assentamentos de argilas fortemente sobreconsolidadas


- FOLQUE, Jos; RODRIGUES L. Fialho

Ensaios dinmicos de estacas


- ESTEVES, J. Moura; RODRIGUES, L. Fialho

Ensaios snicos para avaliao da integridade de estacas de beto


- FOLQUE, Jos

Pronturio de engenharia de solos

Lisboa, ed. LNEC - ITG13, 1989- FERREIRA, H. Novais

Casos de obra. Runas devidas s fundaes


- FOLQUE, Jos

Algumas notas sobre solos reforados



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5.27

- FOLQUE, Jos

Notas sobre escorregamento de encostas


- FERREIRA, H. Novais

A funo de filtro dos geotxteis

Lisboa, ed. LNEC - ITVC4, 1988

- Curso de consolidao de taludes

Lisboa, ed. LNEC - CS1

- Escavao de macios rochosos

Lisboa, ed. LNEC - C519

- Fundaes em terrenos no rochosos

Lisboa, ed. LNEC - S208, 1976

- Ancoragens


- Paredes moldadas


- Enrocamentos


- Termos de tectnica em engenharia civil

Lisboa, ed. LNEC - NS2, 1967

- Termos de petrografia mais utilizados em engenharia civil


- PINTO, A. Veiga

Modelao de enrocamentosLisboa, ed. LNEC - NS31, 1982


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5.28

- FOLQUE, J. Brito

Fundaes. Recomendaes gerais


- Solos e fundaes

Lisboa, ed. LNEC - T4, 1967

- Fundaes. Injeces no subsolo e em estruturas. Directivas para

o planeamento e execuo. Norma DIN 4093


- Estacas de beto moldadas no terreno. Construo e cargas

admissveis. Directivas gerais. Norma DIN 4014


- Determinao da consistncia, teor de humidade e limites de

liquidez e plasticidade de solos argilosos por meio de ensaios de

penetrao

Lisboa, ed. LNEC - T128

- Fundaes em solos expansivos


- Carcatersticas mecnicas de solos argilosos


- Clculo de estacas sujeitas aco de foras horizontais


- Estabilizao trmica dos solos


- Anlise tridimensional da estabilidade de taludesLisboa, ed. LNEC - T403, 1979

- Impermeabilizao e drenagem na construo. Proteco contra

as guas freticas


- Resumo de algumas solues recentes para o comportamento

terico de estacas



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- Mtodos de clculo de assentamentos em diferentes tipos de solos


- Definio de segurana em construes em rocha


- Clculo da capacidade de carga de estacas a partir de resultados

de ensaios dinmicos


Edificações I_Capitulo 5

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