Capítulo 1: Fundações

Fundações são os elementos estruturais com função de transmitir as

cargas da estrutura ao terreno onde ela se apoia (AZEREDO, 1988). Assim, as

fundações devem ter resistência adequada para suportar às tensões causadas

pelos esforços solicitantes. Além disso, o solo necessita de resistência e rigidez

apropriadas para não sofrer ruptura e não apresentar deformações exageradas

ou diferenciais.

Para se escolher a fundação mais adequada, deve-se conhecer os

esforços atuantes sobre a edificação, as características do solo e dos

elementos estruturais que formam as fundações. Assim, analisa-se a

possibilidade de utilizar os vários tipos de fundação, em ordem crescente de

complexidade e custos (WOLLE, 1993). Fundações bem projetadas

correspondem de 3% a 10% do custo total do edifício; porém, se forem mal

concebidas e mal projetadas, podem atingir 5 a 10 vezes o custo da fundação

mais apropriada para o caso (BRITO, 1987).

Na grande maioria dos casos, a avaliação e o estudo das

características do subsolo do terreno sobre o qual será executada a edificação

se resume em sondagens de simples reconhecimento (sondagem à

percussão), mas dependendo do porte da obra ou se as informações obtidas

não forem satisfatórias, outros tipos de pesquisas serão executados (por

exemplo, poços exploratórios, ensaio de penetração contínua, ensaio de

palheta). Características como: número de pontos de sondagem, seu

posicionamento no terreno (levando-se em conta a posição relativa do edifício)

e a profundidade a ser atingida são determinadas por profissional capacitado,

baseado em normas brasileiras e na sua experiência (BRITO,1987). Tendo-se

executado as sondagens corretamente, as informações são condensadas e

apresentadas em um relatório escrito e outro gráfico, que deverá conter as

seguintes informações referentes ao subsolo estudado:

locação dos furos de sondagem;

determinação dos tipos de solo até a profundidade de interesse do

projeto;

determinação das condições de compacidade, consistência e

capacidade de carga de cada tipo de solo;

determinação da espessura das camadas e avaliação da orientação dos

planos que as separam;

informação do nível do lençol freático.

Estes dados obtidos através de sondagem retratam as características

e propriedades do subsolo e, depois de avaliados e minuciosamente

estudados, servem de base técnica para a escolha do tipo de fundação da

edificação que melhor se adapte ao terreno.

1.1 TIPOS DE FUNDAÇÕES

As fundações se classificam em diretas e indiretas, de acordo com a

forma de transferência de cargas da estrutura para o solo onde ela se apóia.

Fundações diretas são aquelas que transferem as cargas para camadas de

solo capazes de suportá-las (FABIANI, s.d.), sem deformar-se

exageradamente. Esta transmissão é feita através da base do elemento

estrutural da fundação, considerando apenas o apoio da peça sobre a camada

do solo, sendo desprezada qualquer outra forma de transferência das cargas

(BRITO, 1987). As fundações diretas podem ser subdivididas em rasas e

profundas.

A fundação rasa se caracteriza quando a camada de suporte está

próxima à superfície do solo (profundidade até 2,5 m) (FABIANI, s.d.), ou

quando a cota de apoio é inferior à largura do elemento da fundação (BRITO,

1987). Por outro lado, a fundação é considerada profunda se suas dimensões

ultrapassam todos os limites acima mencionados.

Fundações indiretas são aquelas que transferem as cargas por efeito de

atrito lateral do elemento com o solo e por efeito de ponta (FABIANI, s.d.). As

fundações indiretas são todas profundas, devido às dimensões das peças

estruturais (BRITO, 1987).

1.1.1Fundações superficiais

São fundações em que a carga é transmitida ao terreno,

predominantemente pela pressão distribuída sob a base da fundação e em que

a profundidade de assentamento em relação ao terreno adjacente é inferior a 2

vezes a menor dimensão da fundação; compreende as sapatas, os blocos, as

sapatas associadas, os radier e as vigas de fundação.

As fundações superficiais que também são chamadas de rasas ou

diretas, são as fundações mais baratas e de simples execução que existem na

construção civil. Isso se deve pela facilidade da construção dos elementos de

fundação que dispensam equipamentos sofisticados, tanto na sua execução

quanto na locação dos elementos no canteiro, e pelo fato de elas serem bem

na superfície do terreno o que se dá o nome a elas.

As fundações superficiais podem ser ainda isoladas quando o elemento

suporta apenas a carga de um pilar que passa pelo seu CG, ou excêntrica

quando a resultante das cargas aplicadas não passa pelo CG da base, é o

caso das fundações em divisa de terreno. Usualmente, uma fundação com

carga excêntrica é associada por meio de uma viga de equilíbrio, com a de um

pilar mais próximo.

Dos tipos de fundações superficiais entende-se que:

Os blocos - são elementos de fundação superficial de concreto,

geralmente dimensionado de modo que as tensões de tração nele produzidas

possam ser resistidas pelo concreto, sem necessidade de armadura. Pode ter

as faces verticais, inclinadas ou escalonadas e apresentar planta de seção

quadrada, retangular, triangular ou mesmo poligonal. Usualmente são

fabricados com concreto simples ou ciclópico e com grande altura para lhes

conferir sua rigidez.

As sapatas - são elementos de fundação de concreto armado,

dimensionado de modo que as tensões de tração nele produzidas não podem

ser resistidas pelo concreto, de que resulta o emprego de armadura. Pode ter

espessura constante ou variável e sua base em planta é normalmente

quadrada, retangular ou trapezoidal.

Outra característica das sapatas é a sua pequena altura em relação às

dimensões da base, são "semiflexíveis" que ao contrário dos blocos, que

trabalham à compressão simples, as sapatas trabalham à flexão.

Sapata corrida - é o elemento de fundação que absorve as cargas da

estrutura linearmente em toda a sua extensão, são usadas quando as cargas

não são muito grandes e o solo é regularmente resistente.

Placas de fundação ou radiers - são elementos de fundações que

reúnem num só elemento de transmissão de carga um conjunto de pilares,

podem ser flexível, quando são formados apenas por uma laje, ou semiflexível

quando são formados por laje e viga.

Os radiers são produzidos geralmente em solos de baixa resistência

onde se utiliza uma grande área de apoio para contra-balancear a baixa

resistência do terreno. São de custo geralmente elevado se comparado com os

outros tipos de fundações rasas, e dependendo das características do solo a

fundação pode não acompanhar por igual os recalques do solo o que acabará

em danos a estrutura.

Sapata associada - é uma sapata comum a vários pilares, cujos

centros, em planta, não estejam situados em um mesmo alinhamento.

Viga de fundação - é uma fundação comum a vários pilares, cujos

centros, em planta, estejam situados no mesmo alinhamento ou para carga

linear.

1.1.2 Fundações profundas

São aquelas em que o elemento de fundação transmite a carga ao

terreno pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência

de atrito do fuste) ou por combinação das duas, e está assentada em

profundidade, em relação ao terreno adjacente, superior no mínimo ao dobro

de sua menor dimensão em planta.

Com relação às fundações profundas abordaremos apenas os tubulões

e as estacas brevemente neste capítulo e de forma mais detalhada nos

capítulos seguintes.

Tubulões - são elementos de fundação de forma cilíndrica, em que pelo

menos na sua etapa final de escavação, há descida de trabalhador. Pode ser

feito a céu aberto ou sob ar comprimido (pneumático), e ter ou não base

alargada. Pode ser executado sem revestimento ou com revestimento de aço

ou de concreto, que neste caso, seu revestimento (camisa de aço), pode ser

perdida ou recuperável.

Um detalhe importante sobre a execução de tubulões, é que quando se

tratar de tubulões a céu aberto, o solo necessariamente terá que ser coesivo

pois, caso contrário, os desbarrancamentos impedirão sua execução e o perigo

de soterramento será eminente.

Estacas- Entre os tipos de estacas existentes, como as de madeira e

metálicas, as pré-fabricadas de concreto se destacam por serem indicadas

para grandes profundidades e para solos moles ou com lençóis freáticos

próximos à superfície.

As estacas suportam as cargas da estrutura e as transferem, de forma

equilibrada, para as camadas mais profundas e consistentes do solo.

As estacas são especificadas de acordo com a resistência e formato,

sendo observados aspectos como a carga de suporte, seção transversal, área

de ponta ou perímetro das estacas. Em relação à seção transversal, as formas

geométricas mais empregadas são as circulares, quadradas, hexagonais e

octogonais, podendo ter área de ponta vazada ou maciça.

As estacas também se diferenciam pelo processo de produção -

podendo ser vibradas, centrifugadas, extrudadas, entre outros tipos -, e pela

armação protendida ou passiva.

Para cargas de baixa magnitude, as estacas vibradas protendidas

maciças são, normalmente, mais econômicas. Nos demais níveis, as soluções

são competitivas, sendo importante o processo de vazamento da estaca.

Tabela 1.1-Alguns tipos de fundações e suas aplicações