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FUNDAÇÕES: TIPO, CAPACIDADE DE CARGA, PROJETOS
1 TERMINOLOGIA E CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Para abrir a discussão sobre fundações é conveniente adequar alguma terminologia que as divida em grupos particularizados e, segundo a NBR 6122, são consideradas fundações superficiais (ou rasas) aquelas cuja superfície de ruptura aflora o terreno, enquanto que as fundações profundas são aquelas cujo mecanismo de ruptura não se desenvolve até a superfície do terreno. Desta forma, de acordo com a NBR 6122, tem-se as fundações:
rasas F 0D E profundidade F 0A 3 2B (menor dimensão do elemento de fundação)
profundas F 0D E^ profundidade^
F 0B 3 2B
(ou mais de 3m)
Tal critério é, de certa forma, arbitrário e para os propósitos desta aula as modalidades de fundação serão designadas:
diretas F 0D E carga predominantemente transferida pela base do elemento de fundação
indiretas F 0D E^ carga despertado^ predominantemente entre o elemento^ transferida por de fundação^ atrito lateral e o solo envolvente
É válido também destacar que não será dada atenção ao dimensionamento estrutural do elemento de fundação, mas sim serão discutidos os critérios e métodos para dimensionamento geotécnico de sistemas de fundação.
2 MODALIDADES DE FUNDAÇÕES
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As modalidades de fundação direta são:
sapata F 0D E (e suas variações)
elemento em concreto armado, dimensionado de tal modo que as tensões de tração são absorvidas pela armadura
bloco F 0D E^ elementoque as tensõesdimensionado de tração^ volumetricamente despertadas sejampara resistidas pelo concreto simples (sem armadura)
radier F 0D E^ placa rígida instalada sob a projeção ortogonal daedificação para absorver a carga (puntual ou linearmente distribuída) e a conduzir para o solo
grelha F 0D E^ sistema constituído por associação de “vigas”, emgeral, perpendiculares entre si, de modo a absorver e transferir o carregamento
Viga de fundação F 0D E^ elemento de fundação que cumpre a função deabsorver e transferir para o solo de fundação as cargas oriundas de vários pilares alinhados
tubulão F 0D E a céu aberto/ar comprimido
elemento de fuste cilíndrico que impõem descida de operário, ainda que somente na fase final de sua execução
OBSERVAÇÕES
- O nível do lençol freático é um importante fator a ser considerado no dimensionamento de fundações diretas, seja por condições operativas e de executabilidade ou para que sejam garantidas seguras condições de trabalho.
- A prática revela que a modalidade tubulão pode se enquadrar na condição de fundação rasa ou profunda , mas a NBR 6122 estabelece que no dimensionamento seja considerada a transferência de carga pela base , aspecto que justifica a abordagem proposta (fundação; direta / indireta) As fundações diretas, da atualidade, têm como material básico para confecção do elemento estrutural o concreto. Entretanto, no caso das modalidades de fundações
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Como se sabe para os elementos de fundação indireta , a transferência de carga para o solo de fundação ocorre predominantemente pelo atrito lateral (ao longo do fuste) que se manifesta entre a estaca e o solo envolvente em, em parte, por reação de contato da ponta. Isto sugere que a capacidade de carga de estacas depende:
- das camadas de solos que caracterizam o perfil estratigráfico;
- consequentemente, do comprimento e forma (da estaca); e,
- da dimensão da seção tranversal.
São diversas os métodos teóricos para determinação da capacidade de carga de estacas (convencional, Berezantzev, Meyerhof, Tomlison), mas a título de exemplo vale citar a proposição de Decourt e Quaresma pela simplicidade do cálculo e difusão no Brasil – merecem destaque também os métodos de Aoki e Velloso, P. P. Velloso e Teixeira. O método de Decourt e Quaresma , assim como os demais, está fundamentalmente baseado no conhecimento do NSPT e das dimensões da estaca, conforme sugere a equação abaixo: Q (^) C = (F 06 2 x q (^) S x Ae x L) + (F 06 1 x qP x A (^) P)
Em que: QC F 0A E capacidade de carga da estaca qS F 0A E resistência atritiva qP F 0A E resistência de ponta Ae F 0A E área lateral da estaca AP F 0A E área da ponta da estaca
F 0^ L^ F 0A E^ comprimento da estaca 6 1 e^ F 06 2^ F 0A E coeficientes (tipo de estaca e solo)
SOLO
COEFICIENTE F 06 1 EM FUNÇÃO DO TIPO DE ESTACA E TIPO DE SOLO (EM GERAL)^ ESCAVADA (COM LAMA)ESCAVADA CONTÍNUAHÉLICE RAIZ^ ESTACAMICRO- PRÉ-MOLDADA ARGILA 0,85 0,85 0,30 0,85 1,00 1, INTERMEDIÁRIOS 0,60 0,60 0,30 0,60 1,00 1, AREIA 0,50 0,50 0,30 0,50 1,00 1,
COEFICIENTE F 06 2 EM FUNÇÃO DO TIPO DE ESTACA E TIPO DE SOLO 4
SOLO (^) ESCAVADA (EM GERAL) (COM LAMA)ESCAVADA CONTÍNUAHÉLICE RAIZ^ ESTACAMICRO- PRÉ-MOLDADA ARGILA 0,80 0,90 1,00 1,50 3,00 1, INTERMEDIÁRIOS 0,65 0,75 1,00 1,50 3,00 1, AREIA 0,50 0,60 1,00 1,50 3,00 1,
Para as fundações diretas os fatores que determinam a capacidade de carga do elemento de fundação são função do mecanismo de ruptura ( generalizada , localizada e por punção ), quais sejam:
- rigidez do solo de apoio F 0D E rigidez^ F 0A D mais^ tende^ à^ ruptura generalizada;
- profundidade relativa F 0D E (D/B)^ F 0A D mais sujeito à ruptura por punção; e,
- tensões no repouso F 0D E K^0 F 0A D mais sujeita à ruptura generalizada.
Merecem ser mencionados os métodos de capacidade de carga para fundações diretas : Terzaghi (1943), Meyerhof (1951), Balla (1962), Vesic (1973/1975), Hansen (1961/1970) e De Beer (1970).
A título de exemplo apresenta-se a seguir a proposta de Terzaghi:
QC = c x N (^) c + F 06 7 x D x N (^) q + F 06 7 x B/2 x NF 0 6 7
em que: QC F 0A E capacidade de carga Nc - N (^) q - NF 0 6 7 F 0A E fatores de capacidade de carga (ábaco) F 06 7 F 0A E peso específico do solo c F 0A E coesão D F 0A E profundidade B F 0A E menor dimensão da base
4 CONSIDERAÇÕES PARA PROJETO DE FUNDAÇÕES
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