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1
FundaçõesFundações
2
DefiniçãoDefinição
Fundação é o elemento estrutural que tem por função transmitir a carga da estrutura ao
solo sem provocar ruptura do terreno de fundação ou do próprio elemento de ligação
e cujos recalques possam ser satisfatoriamente absorvidos pelo conjunto
estrutural.
3
LaggetLagget, , 19621962
“Todas as estruturas de engenharia têm de ser suportadas, de alguma maneira, pelos
materiais que formam a parte superior da crosta terrestre. Existe, portanto, uma conexão
inevitável entre as condições geológicas e o projeto de fundações”
4
Escolha do tipo de fundaçãoEscolha do tipo de fundação
Escolha do tipo de fundação em função da geologiaPesquisa de subsolo adequada (geofísica e sondagem)
Fundação inadequada ao tipo de solo e suas conseqüências (cálculo das cargas e recalques)
Equipamentos e mão-de-obra disponíveisCusto de execução
5
Tipos de fundaçãoTipos de fundação
Direta e profundas
6
Tipos de FundaçõesTipos de FundaçõesRÍGIDA - BLOCOS
ISOLADA
SEMI-FLEXÍVEIS - SAPATAS
SAPATA ASSOCIADA
RADIER
SUPERFICIAISVIGA DE
FUNDAÇÃO
2
7
Sapata e Sapata e RadierRadier
8
À CÉU ABERTO
À AR COMPRIMIDO
TUBULÕESPROFUNDAS
9
ESTACAS
CRAVADAS
PORPERCUSSÃO
POR VIBRAÇÃO
PRÉ-MOLDADAS
CONCRETO
MOLDADAS “IN LOCO”
AÇO
MADEIRA
TIPO FRANKI
ESCAVADAS
INJETADAS
À PERCUSSÃO TIPO“STRAUSS”
HÉLICECONTINUA
GRANDES DIÂMETROS
BROCA
ESTACARAÍZ
À ROTAÇÃO
10
11
Tipos de carregamentoTipos de carregamento
12
Tipos de carregamento…Tipos de carregamento…
3
13
Distribuição de tensões em ambiente Distribuição de tensões em ambiente anisotrópicoanisotrópico
14
RupturasRupturas
15
Fratura 45°Fratura 45°
16
Cidade de Santos Cidade de Santos --SPSP
17 18
Exigências do projeto e execuçãoExigências do projeto e execução
Planta de distribuição de cargas da estrutura (prédio)Visita ao local da obra para levantamento de aspectos de interesse, determinação do tipo de investigação geológica e documentação fotográfica– condições topográficas– condições geológico geotécnicas (tipo de solo, presença de água)– existência de construções contíguas– materiais e equipamentos disponíveis na região
Tipo de fundação e embasamento técnicoElaboração dos cálculos de forma organizadaAcompanhamento executivoDiário de obra
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19
Fundação em função da geologiaFundação em função da geologia
20
Perfil geológico Perfil geológico típico de Porto típico de Porto
AlegreAlegre
21
A
B
C
NLF
Solo argiloso com areia e c/ ou s/ matacões esparsos
Solo arenoso c/ pouca argila e muitos matacões
Sapata
Tubu
lão
T ubu
lão
Raiz
Regiões com presença de Regiões com presença de matacõesmatacões
Sapatas no horizonte BEstaca tubulão atravessando o horizonte CEstaca injetada tipo raiz
NLF
C
A
Solo arenoso c/ pouca argila emuitos matacões
Tubu
lão
Raiz
22
Solo arenoso c/pouca argila e sem matacões
NLF
C
A
Est
aca
Esc
a vad
a
Em zonas de falhaEm zonas de falha
Sapatas no horizonte BEstaca escavada com trado rotativo até o horizonte CEstacas cravadas não conseguem penetrar devido a alta resistência do solo residual
Solo argiloso c/ areia
Solo arenoso c/pouca argila e
sem matacões
NLF
Zona de falha
A
B
C
Sapata
Est
aca
Esc
ava d
a
23
Solos residuais de Solos residuais de filitosfilitos e xistose xistos
Minerais de fácil intemperismo (solo argiloso e siltoso de média resistência)Sapatas no horizonte BEstaca escavada com trado rotativoEstaca escavada com sonda tipo strauss
A
B
C
NLF
Solo argiloso c/ silte ( nos gnaisses ainda com areia )
Sapata
Esta
ca E
s cav
ada
A
C
NLF
Solo siltoso ( nos gnaisses: solo areno-- siltoso )c/argila
Est
aca
Esc
a vad
a
24
Solo residual de quartzitoSolo residual de quartzito
Solo de difícil alteração (85 - 100% quartzo)Sapata sobre a rochaEstaca injetada com perfuratriz roto-percussiva(estaca raiz)
NLF
C
A
Sapata
C
A
NLF
5
25
Solos alternados com camadas Solos alternados com camadas resistentes e não resistentesresistentes e não resistentes
Solos alternados com presença de quartzito e xistos ou filitosFundações com sapatas, devendo-se considerar a resistência das camadas mais fracasEstaca tubulão ou estaca injetada tipo raiz, para atravessar as camadas resistentesA estaca raiz é mais cara, mas de maior produtividade
A
C
NLFXistos ou filitos rochas
Solos residuais de xistos ou filitos
Quartzitos rochas
Sapata
Raiz
Tubu
lão
26
Solos residuais com presença de diques Solos residuais com presença de diques e veios de rochas mais resistentese veios de rochas mais resistentes
Soluções hidrotermais ou infiltração de magmas nas falhas das rochasPodem ser mais resistentes que a rocha encaixantePode ser empregadas sapatas, considerando a resistência do solo residualEstaca escavada com trado rotativo, quando os veios forem de pequena espessuraEstaca tubulão ou raiz, quando os veios forem de maior espessura
NLF
Solo residual c/ ou s/ horizonte C e c/ veios de quartzo
Rocha
Sapata
Est a
ca E
scav
a da
T ubu
lão
Raiz
27
Solos residuais de basalto, Solos residuais de basalto, riolitosriolitos e e dacitosdacitos
Solos das regiões da serra e planaltoPresença de diacláses(fraturamento intenso) e não possuem matacõesEstaca escavada com trado rotativo, por proporcionar paredes estáveis e nível do lençol freático profundoEm regiões sem horizonte C, deve-se aplicar estaca raiz, roto-percussiva.
Solo argiloso c/ silte
Solo siltoso c/ pouca argila
RIOLITO OU DACITO
BASALTO
Solo argiloso
Solo siltoso c/ muita argila
A
NLF
Est
aca
Esca
vada
Rai
z
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Solos Solos coluviaiscoluviais e e tálustálusForma de lente espessa, com presença de argila, areia e fragmentos ou pedaços de rochas misturadosSujeito a grandes infiltrações e rastejosTípico de encostas e sopé de morrosDeve-se construir sobre tálus após sua estabilizaçãoAs estacas devem atravessar o solo coluvial (ou tálus) e ser assentada sobre a rocha subjacenteEstaca tubulão são as mais recomendas, com estabilização das paredes (se necessário)Pode-se empregar estaca raizConsiderar os esforços laterais sobre a estaca
Tubu
lão
Raiz
29
Solos residuais de Solos residuais de argilitosargilitos, , silititossilititos e e arenitosarenitos
Solos residuais de resistência média e nível do lençol freático profundo nas regiões mais elevadasSapatas direto no horizonte CEstacas escavadas com trado rotativo, porque os furos tem paredes estáveisSão de alta produção e baixo custoCom horizonte C pouco espesso, pode-se empregar sapata sobre a rocha ou estaca escavada roto-percussivaQuando o solo apresenta o NSPT abaixo de 20, pode ser empregada estaca cravada com pré-moldado ou trilho
A
C
NLFR. Sedimentar
Ou
NLF
A
Est
aca
Esc
avad
a
30
Solos residuais de conglomeradosSolos residuais de conglomerados
São solos com presença de fragmentos de rocha (pedregulhos)Sapatas sobre o solo residual (horizonte B ou C)Tubulões no horizonte C, porque permite a remoção dos fragmentosEstacas injetada roto-percussivapodem ser empregadas, mas apresentam problemas operacionais devido a quebra da coroa
A
B :Solo :
Argiloso (conglomerado c/ seixos de basalto )Argiloso c/ areia (conglom. c/ seixos de granito )Pedregulhoso (conglom. C/ seixos de quartzito )
C :Solo pedregulhoso (seixos desagregados )
Conglomerado (seixos rolados cimentados )
NLF
Tubu
l ão
Conglomerado
A
C
NLF
Tub u
lão
Conglomerado
A
C
NLF
Tub u
lão
6
31
Solos fluviaisSolos fluviais
Onde o rio não meandrou, são solos argilosos moles, com NLF superficialSolos que podem apresentar grandes requalquesEstacas cravadas pré-moldadas ou frankiEstacas escavadas não são recomendáveis devido a instabilidade das paredes. Pode-se empregar revestimento ou bentonita
Lamas moles
Rocha sedimentar c/ ou s/ solos residuais
NLF
32
Onde o rio meandrou, Ocorrem lentes de areia fina ou grossa e cascalho em uma matriz argilosa.A matriz argilosa deve ser atravessada pela fundaçãoEmprego de estacas cravadas. Estaca pré-moldada atravessa as lentes de areia, mas não atravessa o cascalho.Estaca franki não atravessa a lente de areiaDeve-se então utilizar tubulão com ar-comprimido devido ao NLF ser alto
(2)
(1)
(1)
Lama mole c/ lentes de areia (1)ou de cascalho (2)
NLF
T ubu
lão
33
Cascalheira de pé de morroCascalheira de pé de morroTransporte por rolamento de pedras e cascalho, com deposição diferenciada.Devido a energia e velocidade da água dos riosOs fragmentos mais pesados são depositados primeiro que os mais finos.Sapata, porque as fundações profundas tem dificuldade de atravessar o cascalhoTubulão com ar comprimido devido ao NLF ser alto, para assentar sobre os leitos subjacentes mais resistentes
Rio
NLF
Rocha sedimentar
A
A
34
Planície costeiraPlanície costeiraDeposição pelos rios, inicialmente, os cascalhos, areias grossas e médias e, depois, as areias finas e as argilas são depositas no fundo do marEm locais onde ocorrem lagunas ocorre a deposição de material argiloso no fundo das mesmasOcorrência de dunas (solos eólicos), solos fofosEm areias compactas, deve-se empregar estacas cravadas pré-moldadas com auxílio de jato de água na cravaçãoEm areias fofas, pode-se empregar estaca franki ou estaca pré-moldadaSapatas em areias fofas não são recomendadas devido ao recalque significativo
NLF
Areia fina compacta
Sapata
Areia fina marinha muito compacta
NLF
Areia fina eólica pouca compacta
35
Solos lacustresSolos lacustres
Lentes de lama fina e molePode estar coberta ou não por areia fina ou grossaEstaca cravada pré-moldada com jato de água ou estaca franki
Lente de lama mole
Areias finas compactas
Lente de lama mole
NLF
Areias finas eólicas fofas
NLF
Areia fina marinha compacta
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Próxima Aula:
Obras de Contenção