-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
1/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 1
Alysson Rodrigo de Andrade
1 INTRODUO
A Engenharia de Fundaes uma rea de conhecimento que envolveestudo, experincia e precauo, para encaminhar solues grande diversificao
dos problemas que se apresentam. A previso das cargas admissveis para um
elemento de fundao e a profundidade ideal para sua implantao tem, muitas
vezes, soluo complexa a ser estabelecida pelo engenheiro. O principal problema
reside na dificuldade em identificar a composio dos solos, os quais juntamente
com os elementos de fundao constituem a infra-estrutura.
A quantidade de dados necessria determinao das fundaes relativa a
cada situao, oscilando em funo de variveis como: porte da edificao,
funcionalidade, concepo estrutural adotada, problemas relativos ao solo, entre
outras. Segundo SCHNAID (2000), o custo envolvido na execuo de sondagens de
reconhecimento, no Brasil, varia entre 0,2 e 0,5% do custo total da obra, sendo que
essas informaes geotcnicas so indispensveis na previso dos custos para a
soluo de projetos. Porm existem casos em edificaes residenciais, onde estes
valores podem alcanar 3 e 4%. Nestas situaes, cabe ao projetista avaliar cadacaso, qualificando a implantao da infra-estrutura.
A seleo de determinado tipo de fundao e a previso das cargas
admissveis, que seus elementos podero transmitir com segurana ao solo,
representam grande desafio para a elaborao de um projeto geotcnico.
Na escolha de fundaes adequadas s condies existentes,
freqentemente, o profissional trabalha com dados incompletos e/ou imprecisos,sendo, neste caso, de fundamental importncia a anlise qualitativa das
informaes.
A procura por informaes complementares da regio em estudo, como um
mapeamento geotcnico, contribui ao conhecimento qualitativo necessrio, na
definio da tcnica a ser empregada e no dimensionamento de cada situao,
possibilitando que as infra-estruturas ofeream credibilidade e segurana s
respectivas edificaes.
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
2/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 2
Alysson Rodrigo de Andrade
A Fundao corretamente projetada deve suportar as cargas atuantes,
distribuindo-as, de modo satisfatrio, sobre a superfcie de contato na qual se apia.
Esta distribuio no deve gerar tenses que possam provocar ruptura na massa do
solo subjacente, bem como inclinaes e recalques significativos ao conjunto
estrutural.
Este trabalho apresenta-se estruturado a partir de uma reviso de literatura,
que estabelece conceitos inerentes a esta pesquisa (Captulo 02); a seguir procede-
se caracterizao da rea de estudos (Captulo 03). O Captulo 04 descreve a
metodologia empregada; posteriormente encontram-se as manifestaes patolgicas
provenientes de problemas em infra-estruturas e a anlise das fundaes aplicveis
a rea em estudo (Captulos 05 e 06), respectivamente. Finaliza-se com as
consideraes finais, abordadas no Captulo 07.
1.1 OBJETIVOS
1.1.1 Geral
Identificar os elementos de fundao mais indicados a serem empregados em
edificaes, nos diferentes perfis geotcnicos que compem o municpio de
Florianpolis.
1.1.2 Especficos
a) Analisar as manifestaes patolgicas em edificaes j concludas,
decorrentes de problemas geotcnicos nas fundaes;
b) Pesquisar o comportamento dos elementos de fundao quanto a sua
capacidade de suporte e interao em diversos perfis geotcnicos do
municpio;
c) Sistematizar as solues mais apropriadas para os perfis geotcnicos
caractersticos da regio de Florianpolis.
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
3/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 3
Alysson Rodrigo de Andrade
1.2 JUSTIFICATIVA
O trabalho aqui proposto ter grande importncia do ponto de vista
construtivo para a regio abordada. Atualmente, os projetos de infraestrutura degrande parte das edificaes so concebidos mediante laudos de sondagem, que
muitas vezes apresentam-se insuficientes para investigao dos perfis de solo. A
ausncia de informaes preliminares, aliadas falta de um estudo tcnico mais
aprofundado na indicao de diretrizes ao projeto, pode acarretar problemas de
recalques, sejam estes uniformes, diferenciais ou distorcionais, implicando em
custos extras para a obra. Cabe enfatizar que, as teorias clssicas empregadas na
Mecnica dos Solos foram desenvolvidas, em geral, para solos de climastemperados e, nem sempre, se adaptam a regio subtropical, a qual ser abordada.
O levantamento de problemas patolgicos fundamental na confirmao da
relevncia do trabalho a ser realizado e na indicao de medidas profilticas para
futuras edificaes. A anlise destes problemas requer determinado cuidado, tanto
na concepo de estruturas quanto no aspecto executivo, tendo em vista a
existncia de quadros de fissurao, os quais podem explicar-se por mecanismos
diversos.
Por fim, pretende-se proporcionar diretrizes para a implementao de novos
projetos, bem como, fornecer subsdios teis resoluo de problemas correntes de
Engenharia, contribuindo desta forma, para a segurana e bem estar dos usurios
de edificaes e, ainda, para a preveno de eventuais desvalorizaes de imveis
relacionadas a problemas em infra-estruturas.
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
4/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 4
Alysson Rodrigo de Andrade
2 REVISO DE LITERATURA
O termo fundao utilizado para designar a parte de uma estrutura quetransmite ao terreno subjacente seu prprio peso, o peso da superestrutura e
qualquer outra fora que atue sobre ela. A fundao , portanto, o elemento de
ligao entre a superestrutura e solo.
Conforme SPERNAU (1998), a escolha por um tipo de fundao deve se
realizar mediante os seguintes aspectos:
a) As cargas da estrutura devem ser transmitidas s camadas de terrenocapazes de suport-las sem rupturas;
b) As deformaes das camadas de solo subjacentes s fundaes devem ser
compatveis com as da estrutura;
c) A execuo das fundaes no deve causar danos a estrutura vizinha, como
trincas por cravao de estacas ou alterao no nvel do lenol fretico;
d) Ao lado do aspecto tcnico, a escolha do tipo de fundao deve apresentar
tambm viabilidade econmica.
Na realizao do projeto estrutural, o projetista da superestrutura deve tomar
conhecimento dos provveis recalques que as fundaes podero apresentar, para
que possa consider-los como esforo a ser absorvido pelas diversas peas
estruturais.
2.1 ORIGEM E FORMAO DOS SOLOS
Segundo JENNY (1941) apud OLIVEIRA et al. (1991), os fatores
responsveis pelo processo de formao dos solos so cinco: clima, relevo, seres
vivos, materiais de origem e tempo. Neste sentido destaca-se que, cada solo
produto do efeito de todos os seus fatores de formao.
O relevo pode ser a principal causa para o desenvolvimento de determinadossolos, porm, as diferenas do relevo esto associadas a variaes na vegetao,
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
5/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 5
Alysson Rodrigo de Andrade
ao regime hdrico do solo e a capacidade de drenagem.
OLIVEIRA et al. (1991) defende que: O clima e os seres vivos podem ser
tidos como fatores ativos que exercem aes modificadoras, provem energia efornecem compostos lquidos, gasosos e slidos orgnicos. O relevo responsvel,
sobretudo, por condicionamentos modificadores das aes exercidas pelos
anteriores, sendo responsvel pela durao em que as aes exercidas possam
operar-se. O material originrio responde pela diversidade de matria prima
fundamental, passvel das modificaes quanto constituio que se venham a
operar medida que se processe a formao dos solos.
Conforme CAPUTO (1996), normalmente esses processos de decomposio
dos solos atuam simultaneamente, sendo que, em determinados locais e condies
climticas, um deles pode ter predominncia em relao ao outro. Desta forma pode-
se afirmar que os solos se diferenciam entre si pela sua rocha de origem e os
diferentes agentes de alterao a que esto submetidos. Quanto a sua formao
geolgica os solos podem classificar-se em:
a) Solos Residuais
So solos que mantm sua macroestrutura oriunda da rocha matriz ntida.
Observa-se uma gradual transio do solo at a rocha e um conseqente
crescimento da resistncia com a profundidade. Em geral, os perfis geotcnicos
destes solos apresentam-se de forma simples e regular, isto , com camadas
aproximadamente paralelas entre si.
b) Solos Sedimentares
So os solos originados a partir da ao de agentes transportadores, podendo
ser, elico, glacial, aluvial e coluvial. Na presena destes dois ltimos deve-se ter um
cuidado especial, pois eles podem indicar altas resistncias nas sondagens. Isto
porque, estes solos apresentam-se na forma de perfis geotcnicos errticos, com
ocorrncia de lentes (manchas) de solo mole em meio a camadas duras e de atitude
(mergulho da camada) indefinida. As texturas dos solos sedimentares podem variar
conforme o agente transportador e a distncia de transporte.
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
6/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 6
Alysson Rodrigo de Andrade
c) Solos de Formao Orgnica
Solo formado pela mistura homognea de matria orgnica decomposta seja
de natureza vegetal (plantas, razes) ou animal (conchas), apresentando geralmentecor preta ou cinza-escuro.
d) Solos Colapsveis
Os solos colapsveis so parcialmente saturados e apresentam uma rpida e
considervel reduo de volume quando submetidos a um aumento brusco de
umidade, sem que haja variao na tenso total a qual esto submetidos. Quando o
solo saturado os meniscos capilares, formados pelos vazios dos solos, sedesfazem, e a tenso efetiva diminui. Tal fato, se interpretado pelo princpio das
tenses efetivas, deveria ter efeito contrrio e provocar um aumento de volume.
Contudo, a reduo da tenso de suco provoca um enfraquecimento das ligaes
entre as partculas e pequenos escorregamentos entre elas, gerando compresses
extras no solo. Este fenmeno pode ocasionar recalques em fundaes assentes
sobre estes solos.
Conforme MENDONA e MAHLER (1994) apud HACHICH et al. (1998), o
comportamento colapsvel dos solos est intimamente relacionado com a estrutura
do solo e conseqentemente com seu processo de formao. Assim, partculas de
argila podem cimentar partculas maiores de quartzo, enquanto secas. No caso dos
solos laterizados o xido de ferro o agente cimentante.
e) Solos Expansivos
So aqueles que apresentam uma expanso quando colocados em condio
de absorver gua. A expansibilidade dos solos est intimamente ligada s
caractersticas do mineral presente na argila e seu percentual na constituio do
solo. Desta maneira, minerais como a esmectita, caracterizada pelo pequeno
tamanho e grande superfcie especfica, possuem grande capacidade de absoro
de gua entre as camadas estruturais do solo.
A identificao do grau de expansibilidade dos solos pode ser realizada:
atravs da percentagem da frao de argila, do ndice de plasticidade, da atividade
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
7/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 7
Alysson Rodrigo de Andrade
ou capacidade de troca de ctions. Estes ndices apontam a avidez do solo pela
gua.
2.1.1 Pedologia
A pedologia a cincia que estuda os solos, sua caracterizao, gnese e
classificao, KAMPF et al. (1987) apud SANTOS (1997). No Brasil tem sido muito
pouco utilizada na rea da geotecnia.
A Norma Brasileira de Rocha e solos, NBR 6502 (1995), define a
classificao pedolgica de classes de solos e suas subdivises, segundo os
seguintes critrios:
a) Grau de evoluo do solo e desenvolvimento do seu perfil;
b) Presena de determinados tipos de argila;
c) Tipo de distribuio da matria orgnica que influi no perfil;
d) Presena de certos fenmenos fundamentais de evoluo.
Na pedologia o perfil de intemperismo constitudo por uma sucesso de
camadas denominadas horizontes. Estes horizontes so diferenciados, em geral,
pela cor, textura, estrutura, consistncia e presena de material orgnico.
Os principais horizontes so representados pelas letras A, B, C e R. Os
horizontes A e B representam o solo superficial com maior grau de evoluo
pedogentica. O material de origem, alterado pelos processos de intemperismo,
chamado de horizonte C. A rocha s corresponde ao horizonte R. Nos perfis
geotcnicos necessrio introduzir o horizonte RA, que corresponderia rocha
alterada.
A pedologia classifica os solos em funo dos diferentes graus de
desenvolvimento do horizonte B. Desta maneira, os solos com horizonte B mais
desenvolvido no apresentam a estrutura e os minerais primrios da rocha de
origem, sendo conhecidos dentro da Mecnica dos Solos, como solos residuaismaduros. As definies dos principais horizontes diagnosticados pela pedologia,
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
8/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 8
Alysson Rodrigo de Andrade
abaixo relacionadas, foram adaptadas por DAVISON DIAS (1985) apud SANTOS
(1997), visando o mapeamento geotcnico:
a) Horizonte B textural: caracteriza-se por apresentar uma variao gradual,aumentando o teor de argila em relao ao horizonte A que pode ser devida
imigrao de argila (iluviao) e xidos de ferro do horizonte A para o B.
b) Horizonte B incipiente: de pequena espessura (
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
9/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 9
Alysson Rodrigo de Andrade
Segundo a Norma Brasileira de Projeto e Execuo de Fundaes, NBR
6122 (1996), as investigaes do subsolo subdividem-se em:
a) Investigaes locais: Sondagem com ou sem retirada de amostra indeformada do solo;
Ensaios de penetrao esttica ou dinmica;
Ensaios in situde resistncia e deformao;
Ensaios in situde permeabilidade ou de determinao de perda dgua;
Medies de nveis dgua e de presses neutras;
Realizao de provas de carga.
b) Investigaes de laboratrio:
Caracterizao (granulometria e limites de consistncia);
Resistncia (cisalhamento direto e compresso simples ou triaxial);
Permeabilidade (carga fixa ou varivel);
Adensamento.
Um bom programa de investigao possibilita a adoo de fatores de
segurana menores aos projetos. Conforme a NBR 6122/96, obtm-se uma previso
para os parmetros de resistncia do solo dividindo-se os valores caractersticos do
material pelos coeficientes de ponderao da tabela abaixo.
Quadro 1 - Coeficientes de Ponderao das resistncias (NBR 6122/96).
Parmetro In situ A Laboratrio Correlao B
Tangente do ngulo de atrito interno 1,2 1,3 1,4
Coeso (estabilidade e empuxo de terra) 1,3 1,4 1,5
Coeso (capacidade de carga de fundaes) 1,4 1,5 1,6
A=Ensaios CPT, Palheta, Pressimetro; B= Ensaios SPT, Dilatmetro
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
10/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 10
Alysson Rodrigo de Andrade
No planejamento de um programa de investigaes geotcnicas deve-se
determinar a modalidade, o nmero, a disposio e a profundidade dos ensaios
geotcnicos. Para a realizao desta etapa, CAPUTO (1996) considera relevantes
os seguintes aspectos:
a) Natureza e propriedades dos solos;
b) Sucesso e disposio das camadas do solo;
c) Posio do nvel dgua;
d) Modelo estrutural adotado (tipo da estrutura, carregamentos e grau de
rigidez).
Conforme prescreve a Norma Brasileira de Programao de Sondagens de
simples reconhecimento dos solos para a fundao de edifcios, NBR 8036 (1983):
As sondagens devem ser no mnimo, de uma para cada 200m de rea da projeo
em planta do edifcio, at 1.200m de rea. Entre 1.200m e 2.400m de rea deve-
se fazer uma sondagem para cada 400m que excederem os 1.200m. Acima de
2.400m o nmero de sondagens deve ser fixado de acordo com o plano particularda construo. Em quaisquer circunstncias o nmero de sondagens mnimo deve
ser de:
a) Dois para a rea de projeo em planta do edifcio at 200m;
b) Trs para rea entre 200m e 400m.
BUENO et al. (1985) recomenda que o posicionamento dos furos de
sondagem em planta seja realizado caracterizando o maior nmero de perfis
estratigrficos possveis, incluindo pelo menos dois furos por perfil. Assim quando o
nmero de furos for superior a dois, os mesmos devem estar desalinhados,
aumentando a probabilidade de se detectar mergulhos das camadas de solo.
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
11/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 11
Alysson Rodrigo de Andrade
Figura 1 - Sugestes para Locao de sondagens, conforme BUENO et al. (1985).
BUENO et al. (1985) afirma ainda que: Em casos duvidosos, onde no se
julgue suficiente caracterizao dos solos, apresentada pela sondagem
percusso, recomenda-se uma investigao complementar, iniciando atravs de um
poo exploratrio, o qual justifica-se pelas seguintes razes:
Rapidez e baixo custo de execuo;
Confirma a posio exata do nvel dgua corrigindo possveis erros de
sondagens;
Permite inspeo dos tipos de solo, quando a classificao tctil-visual das
sondagens, gerar dvidas;
Pode-se coletar amostras indeformadas em bloco, para ensaio em laboratrio
no caso de solos coesivos.
Persistindo-se na insuficincia de informaes fidedignas, deve-se partir paranovas sondagens percusso, e/ou mistas alm do ensaio de penetrao esttica
de cone CPT, no caso de solos argilosos.
Atualmente so utilizados novos e modernos equipamentos de investigao,
visando ampliar o uso de diferentes tecnologias para as diversas condies de
subsolo. Apresenta-se, a seguir, uma tabela que relaciona as vantagens e limitaes
dos principais ensaios disponveis em nosso pas:
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
12/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 12
Alysson Rodrigo de Andrade
Quadro 2 - Aplicabilidade e uso de Ensaios in situ LUNNE et al. (1997) apud SCHNAID (2000).
Identificao ParmetrosGrupo Equipamento
Tipo Solo Perfil u Su Dr mv Cv
Dinmico C B - C C C - -
Mecnico B A/B - C C B C -
Eltrico (CPT) B A - C B A/B C -
Piezocone (CPTU) A A A B B A/B B A/B
Ssmico (SCPT/SCPTU) A A A B A/B A/B B A/B
Dilatmetro (DMT) B A C B B C B -
Standart Penetration Test (SPT) A B - C C B - -
Penetrmetro
Resistividade B B - B C A C -
Pr-furo (PBP) B B - C B C B C
Auto-Perfurante (SBP) B B A B B B B A
Pressimetro
Cone-Pressimetro (FDP) B B - C B C C C
Palheta B C - - A - - -
Ensaio de Placa C - - C B B B C
Placa Helicoidal C C - C B B B C
Permeabilidade C - A - - - - B
Ruptura hidrulica - - B - - - - C
Outros
Ssmico C C - - - - - -
Aplicabilidade: A=Alta; B=Moderada; C=Baixa
2.2.1 Sondagens SPT Standart Penetration Test
A sondagem percusso o procedimento de investigao geotcnica maiscomum na prtica dos projetos de fundaes. O ensaio consiste, basicamente, na
cravao de um amostrador padro no solo, atravs da queda livre de um peso de
0,65kN, caindo de uma altura de 0,75m. As caractersticas do aparelho utilizado no
ensaio so especificadas pela Norma Brasileira de Execuo de Sondagens de
simples reconhecimento dos solos, NBR 6484 (1980). Primeiramente penetra-se
0,15m do amostrador no solo. Em seguida registra-se soma do nmero de golpes
necessrios penetrao dos ltimos 0,30m, obtendo-se um nmero N, anotando-se separadamente a cada 0,15m.
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
13/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 13
Alysson Rodrigo de Andrade
Esse tipo de sondagem permite determinar a espessura das diferentes
camadas do subsolo, alm de fornecer a profundidade em que a sondagem
percusso atinge o nvel dgua e a camada impenetrvel. Possibilita ainda, a
identificao do material aps a medida da resistncia atravs da visualizao e
manuseio do solo coletado, obtendo-se uma indicao preliminar da consistncia
dos solos argilosos, bem como do estado de compacidade dos solos arenosos.
Apesar deste ensaio ser o mais empregado na prtica da Engenharia de
Fundaes, apresenta pequena representatividade para um nmero de golpes entre
0 (zero) e 5 (cinco), ou mediante a presena de pedregulhos. Desta forma,
recomenda-se que o Standart Penetration Test no seja utilizado como nica
ferramenta de investigao, exceto no caso de pequenas obras e solos
comprovadamente resistentes.
2.2.2 Sondagens Rotativas
Quando uma sondagem alcana uma camada de rocha ou quando, no curso
de uma perfurao, as ferramentas das sondagens percusso encontram solos de
alta resistncia, blocos ou mataces de natureza rochosa, necessrio recorrer s
sondagens rotativas. De acordo com LIMA (1979), a sondagem rotativa tem como
principal objetivo a obteno do testemunho, isto , de amostras da rocha. No
entanto, elas tambm permitem a identificao das descontinuidades do macio
rochoso e a realizao de ensaios in situ no interior da perfurao, como por
exemplo, o ensaio de perda dgua. Este fator importante quando se deseja
conhecer a permeabilidade da rocha ou a localizao das fendas e falhas.
A realizao de sondagens exclusivamente pelo processo rotativo, s se
justifica quando existe afloramento de rocha, ou quando no h necessidade da
investigao detalhada atravs da coleta de amostras das camadas de solos
residuais, sedimentares ou coluviais, que na maioria dos casos recobrem o macio
rochoso.
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
14/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 14
Alysson Rodrigo de Andrade
2.2.3 Sondagens Mistas
Entende-se por sondagem mista aquela que se utiliza dos processos de
sondagem percusso e rotativa, nos terrenos penetrveis e substratos rochosos,respectivamente. Alternam-se os dois mtodos de acordo com a natureza das
camadas, at ser atingido o limite da sondagem necessrio investigao em
questo. Sua execuo recomendvel em terrenos com a presena de blocos de
rocha e mataces, entremeados s camadas de solo.
O conhecimento das condies geolgicas do local poder indicar
previamente a necessidade de um equipamento de sondagem mista, propiciando o
reconhecimento do substrato com menores prazos e custos.
2.2.4 Sondagens CPT Cone Penetration Test
A sondagem do solo atravs do C.P.T. Cone Penetration Test, ou tambm
conhecido por Deep Sounding, consiste na cravao lenta, contnua e esttica de
uma haste de ao com ponteira de rea frontal de 10cm e ngulo de 60 a partir do
vrtice. Atravs da cravao da ponteira de ao se obtm duas informaes bsicas,que possibilitam a determinao de parmetros do solo:
a) Resistncia de ponta: denominada por qc, expressa em kg/cm ou MN/m;
b) Atrito lateral: denominada por fs, expresso em kg/cm ou MN/m.
ROGRIO (1984) estabelece que o equipamento aplicvel a solos finos e
coesivos, tais como siltes e argilas. Nestes casos, fornecem boa avaliao da
estratigrafia das camadas, espessura, uniformidade, permeabilidade e resistncia.
O ensaio automatizado e rpido, pois possibilita uma anlise instantnea,
atravs de um grfico de resistncia do solo pela profundidade, que impresso
simultaneamente a sua realizao.
2.3 MAPEAMENTO GEOTCNICO
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
15/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 15
Alysson Rodrigo de Andrade
De acordo com a UNESCO-IAEG (1976), mapa geotcnico um tipo de mapa
geolgico que representa todos os componentes com significncia para o
planejamento do uso do solo, alm de projetos, construes e manuteno, quando
aplicados a Engenharia Civil. Os trabalhos de mapeamento geotcnico surgiram em
funo das diferentes necessidades de cada pas, para representar aspectos
qualitativos e quantitativos do meio fsico. Nesta perspectiva, ZUQUETTE (1987)
apud DAVISON DIAS et al. (1998), explica que os mapas geotcnicos constituem
ferramentas bsicas para inmeras aplicaes, fornecendo subsdios para o
planejamento urbano e regional. Os mesmos destinam-se utilizao direta, como
por exemplo, cartas de erodibilidade, fundaes, escavabilidade, materiais para
construo, reas sujeitas a inundao e risco de eroso potencial.
A elaborao do trabalho de mapeamento e cartografia geotcnica, no Brasil,
teve incio entre 1965 e 1966, na Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).
Depois deste, diversas pesquisas de carter metodolgico foram sendo
desenvolvidas e intensificadas aps o ano de 1988. Entretanto, at hoje no se
estabeleceu uma metodologia adequada, a qual contemple dados para a elaborao
de documentos cartogrficos definitivos e de uso genrico, representando com
fidelidade as condies de superfcie e sub-superfcie de reas extensas.
2.3.1 Metodologia de Mapeamento Geotcnico da UFRGS
Essa nova metodologia, para mapeamento geotcnico desenvolvida por
DAVISON DIAS (1985) apud SANTOS (1997), aplicvel a perfis de solos situados
em grandes regies, visando o conhecimento necessrio para futuras aplicaes em
Engenharia, compondo-se das seguintes etapas:
a) Estudo de escritrio;
b) Estimativas das unidades geotcnicas;
c) Coleta de sondagens existentes;
d) Investigao de campo;
e) Ensaios de laboratrio.
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
16/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 16
Alysson Rodrigo de Andrade
O trabalho inicial consiste em analisar os levantamentos de solos, geolgicos,
topogrficos, geomorfolgicos, fotografias areas, imagens de satlites e todas as
informaes importantes da regio. O mapa geomorfolgico separa os relevos em
plano, suavemente ondulado, ondulado e fortemente ondulado. De posse deste
material produzido, pode-se elaborar a carta geotcnica utilizando os seguintes
procedimentos:
a) Dividir a regio em grandes unidades;
b) Utilizar os resultados dos levantamentos pedolgicos para se obter uma
estimativa dos principais perfis dos solos existentes na regio;
c) Separar os solos hidromrficos dos no-hidromrficos (estado em que o
lenol fretico no se encontra no horizonte B ou C);
d) Classificar as ondulaes no relevo em forte, mdia e suave, nas unidades
situadas em relevo ondulado. As variaes de relevo e geologia servem como
indicadores das unidades geotcnicas;
e) Indicar a presena de falhas e fissuras no mapa inicial, alm de outrosaspectos importantes, estimando as caractersticas do horizonte C a partir
da geologia (mineralogia) e experincias anteriores.
f) Estimar as unidades geotcnicas atravs do emprego de dados reunidos e
interpretados em um trabalho cartogrfico, o qual delimita as zonas de
ocorrncia de solos pelos perfis de origem, caractersticas fsicas e
morfolgicas semelhantes, conferindo unidades homogneas.
2.4 UNIDADES GEOTCNICAS
Uma unidade geotcnica pode ser definida como uma regio formada por
perfis de solos que possuem comportamento geotcnico similar frente ao uso e a
ocupao do solo, DAVISON DIAS (1995).
SANTOS (1997) elaborou um mapa geotcnico que encontra-se em anexo,
representando as Unidades Geotcnicas que compem o municpio de Florianpolis-
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
17/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 17
Alysson Rodrigo de Andrade
SC. A metodologia utilizada na realizao do referido trabalho foi elaborada na
Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), por DAVISON DIAS (1985)
apud SANTOS (1997).
Esta classificao utilizou-se de perfis amostrados em laboratrio,
investigaes de campo e anlise de sondagens. Alm dos ensaios de
caracterizao fsica, as amostras foram verificadas quanto ao seu comportamento
mecnico (cisalhamento direto e compresso confinada).
Tendo em vista a complexidade do material estudado e a inexistncia de
levantamentos anteriores desta significncia, SANTOS (1997), adverte que: O mapa
que apresenta as Unidades Geotcnicas, constitui-se num levantamento em nvel
exploratrio, pois a complexidade dos solos tropicais e subtropicais exige ainda,
muito estudo de comportamento para que possam ser feitas previses mais realistas
das caractersticas geotcnicas de cada unidade.
A seguir apresenta-se uma sntese das unidades geotcnicas e suas
principais caracteristicas, pr-estabelecidas por SANTOS (1997), para a cidade de
Florianpolis.
2.4.1 Unidade PVg
A classe de solos denominada de PVg representa a associao de solos
Podzlicos Vermelho-Amarelo com substrato de granito. Esta unidade geotcnica
a mais heterognea e com maior ocorrncia dentre todas mapeadas, encontra-se
subdividida quanto ao material de origem dos solos: Granito Ilha e Granito Itacorubi.
A unidade predominantemente composta por solos originados do Granito
Ilha, que se apresentam em cores mais claras em tons de cinza e rosa, com textura
grosseira, fato que origina solos predominantemente granulares.
Um perfil tpico desta unidade constitui-se dos horizontes: A, B, C, RA e
R. O horizonte A arenoso e apresenta cores, com tonalidades claras de
marrom. Em geral, as espessuras dos horizontes A e B so inferiores a 1 e 3m,
respectivamente.
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
18/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 18
Alysson Rodrigo de Andrade
O horizonte C mais profundo, apresentando cores rosadas e amareladas,
minerais primrios e espessuras que chegam a 25m. Estes se caracterizam por
exibir a estrutura da rocha, mostrando claramente os planos de falhas e fraturas
remanescentes da mesma, verificando-se a ocorrncia, em associaes, com solos
litlicos. Neste horizonte, o grau de intemperismo varia com a distncia da rocha de
origem, apresentando uma textura mais grosseira se comparada ao horizonte B.
Ocorrem variaes horizontais que dependem do incio do processo de
intemperismo segundo os planos de falha da rocha. Os planos iniciais de argilizao
ficam preservados e interferem na resistncia dos taludes. Os solos desta unidade
so, em geral, bem drenados, com facilidade de percolao d'gua.
O ndice de resistncia penetrao verificado no ensaio SPT, varia de 5 a 7
golpes para o horizonte B, sendo crescente com a profundidade no horizonte C.
O horizonte C apresenta ndices de resistncia a penetrao Nspt superior a 10
golpes. A profundidade do impenetrvel percusso bastante varivel, em funo
da formao de mataces e blocos de rocha, cenrio tpico do processo de alterao
dos granitos.
O granito proporciona uma textura mais grosseira que o diabsio. Todavia, adistino entre os horizontes B de granito e diabsio bastante complicada. Isto
porque, ambos possuem cor vermelha e a denominao do silte ou argila atribuda
em campo, muitas vezes, no reflete na granulometria do solo.
Os solos originados da alterao Granito Itacorubi apresentam-se com uma
textura mdia e so mais escuros do que a do Granito Ilha. Esse tipo de rocha
origina solos mais argilosos, mais plsticos e mais espessos do que o Granito Ilha.
Em geral, estes solos preenchem zonas de falhas, fazendo contato do tipo intrusivo
com o Granito Ilha e apresentam espesso perfil de alterao, chegando a,
aproximadamente, 20m de profundidade.
2.4.2 Unidades PVd
Apesar do volume relativamente pequeno e da pequena expresso em rea,
a unidade PVd merece um tratamento diferenciado. Ocorrem, junto aos inmerosdiques de diabsio que cortam os corpos granticos da ilha. Encontram-se mapeadas
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
19/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 19
Alysson Rodrigo de Andrade
como uma unidade geotcnica separada, pois os diques de diabsio apresentam
pequena espessura.
Apesar da significativa diferena de textura e estrutura da unidade do diabsioem relao do granito, a variao nos parmetros de resistncia c e do solo
no estado indeformado, no significativa. A diferena de granulometria em relao
aos granitos deve-se variao da textura da rocha de origem. Outra diferena
importante a expansividade do horizonte C de diabsio que, no campo, favorece
as variaes de volume, podendo ocasionar instabilidade de taludes e problemas em
fundaes, especialmente quando o solo for carregado com tenses inferiores a 50
kN/m, presso necessria para causar expanso. Isto demonstra a importncia dese considerar no s o tipo de solo descrito pela Pedologia, mas tambm o material
de origem, ou seja, a Geologia.
2.4.3 Unidade Cg
Os Cambissolos com substrato granito, identificam-se em campo com uma
seqncia de horizontes A, B incipiente, C pouco espesso e R. Constituem
solos minerais no hidromrficos, bem drenados. A sua textura variada e no
apresentam argila de atividade alta e, conseqentemente, problemas de expanso,
em funo do material de origem. Ocorrem prximo ao topo dos morros, num relevo
montanhoso que impede o desenvolvimento do horizonte B. Apresentam grande
nmero de mataces dispersos em seu meio, sendo esta a principal causa de
problemas geotcnicos nesta unidade.
As propriedades destes solos so semelhantes aos da unidade PVg. A
distino fundamental entre eles, o grau de desenvolvimento do horizonte B e
sua espessura inferior a 0,5m. Do ponto de vista pedolgico, apresentam-se pouco
evoludos devido topografia ngreme e dissecada onde se encontram. Deste modo,
tem-se impossibilitada a formao de camadas espessas de solo.
No mapa de Unidades Geotcnicas, prximo ao topo dos morros, encontram-
se mapeados, ainda, os Cambissolos de riolito (Cr). Alm destes, esto delineados
tambm os diques de diabsio (Cd), os quais preenchem as zonas de falha. Apesarde serem pouco expressivos em rea, so muito relevantes do ponto de vista
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
20/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 20
Alysson Rodrigo de Andrade
geotcnico. Quando o material de origem for o diabsio, pode-se verificar a
ocorrncia de problemas de expanso, com conseqncias significativas as obras
de engenharia.
2.4.4 Unidades Cde
Os Cambissolos com substrato de depsito de encosta (unidade Cde),
apresentam resultados em ensaios de amostras originadas tanto de granito, como
de diabsio. Os maiores problemas ocorrem, quando o material de origem do solo
for o diabsio, devido as suas caractersticas quando intemperizados.
Os solos da unidade Cde apresentam formao coluvionar. Esta
caracterstica muito importante do ponto de vista geotcnico. No caso de se
trabalhar com o solo no seu estado natural, os depsitos de encostas podem
apresentar problemas na execuo de fundaes, bem como, na estabilidade de
muros de arrimo, pois estes solos encontram-se suscetveis a mudanas abruptas
de sua resistncia.
Os Cambissolos de depsito de encostas podem apresentar matacesdispersos, dificultando a execuo de sondagens e at influenciando no resultado
das mesmas. Alm disso, estes materiais no tm estrutura de origem pedolgica,
podendo apresentar planos de ruptura formando caminhos preferenciais de
percolao d'gua.
Outro tipo de solo verificado em incluses, nesta unidade, o Plintossolo com
substrato depsitos de encosta (Pde). Estes compreendem solos minerais
hidromrficos, ou com sria restrio percolao d'gua, destacando-se pela sua
grande diversidade morfolgica.
Em amostras indeformadas, os parmetros de resistncia ao cisalhamento,
para o estado inundado, apresentaram coeso variando de 4 a 9 kN/m e ngulo de
atrito interno variando de 30 a 34.
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
21/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 21
Alysson Rodrigo de Andrade
2.4.5 Unidades Rg e ARg
Os solos litlicos cujo substrato o granito compreendem a unidade Rg.
Estes solos so rasos, pouco desenvolvidos, e se caracterizam pela ausncia dehorizontes. Isto porque, seus perfis constituem-se de um horizonte A pouco
espesso sobre um horizonte C.
A ocorrncia destes, est restrita a algumas pequenas ilhas e costes. Podem
ocorrer ainda, associados com Podzlico Vermelho-Amarelo situando-se em relevo
ondulado, at escarpado, no topo dos morros e nas encostas. Apresentam-se com
caractersticas fsicas, qumicas e morfolgicas dependentes do material de origem.
Do ponto de vista geotcnico, so solos cujas caractersticas esto vinculadas ao
substrato rochoso.
A classe dos Litlicos abrange tambm os afloramentos de rocha (unidade
Rg). Nestas duas unidades ocorrem muitos blocos de rocha, os quais mediante a
ocupao desordenada tem causado problemas em obras geotcnicas, como o
caso do Morro da Cruz. Neste sentido, destaca-se que restries geotcnicas
ocupao urbana das unidades R e AR so muito importantes na preservaoambiental, na segurana e na qualidade de vida da populao.
2.4.6 Unidade AQrd
Esta unidade compreende as Areias Quartzosas com rampas de dissipao.
Seus solos apresentam cor avermelhada pela contribuio dos xidos de ferro,
proveniente do Podzlico Vermelho-Amarelo dos morros de granito. Distribui-se na
Ilha formando uma zona de transio entre os morros e as plancies, por sedimentos
arenosos de ambiente marinho litorneo e elico.
O maior problema desse tipo de material a erodibilidade. Neste aspecto, a
proximidade dos granitos, aumenta a proporo de xidos de ferro, proporcionando
maior a resistncia eroso. A presena do solo de granito identificada facilmente
pela colorao avermelhada da areia. A contribuio dos xidos de ferro auxilia na
cimentao dos gros de areia, proporcionando certo grau de estruturao ao solo.Assim sendo, mesmo no estado natural, comum verificar-se taludes estveis de
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
22/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 22
Alysson Rodrigo de Andrade
at 80 graus com 3m de altura.
Nos ensaios de cisalhamento direto destas areias, os parmetros de
resistncia apresentam coeso nula e ngulo de atrito interno prximo de 30, tantono estado natural como inundado.
2.4.7 Unidade AQsq
As Areias Quartzosas com substrato de sedimentos quaternrios so
caracterizadas pela cor acinzentada e uma estrutura solta, seja em estado seco ou
mido. Constituem-se quase que exclusivamente por gros de quartzo e no sofrem
variao da textura com a profundidade. Estas areias quartzosas encontram-se nas
regies mais planas da ilha, ocorrendo em relevo plano at suave ondulado.
Os solos da unidade AQsq tm estrutura semelhante aos solos unidade AQrd,
no entanto, quando secos, no se apresentam sob a forma de torres resistentes.
Devendo-se ter cuidado ainda maior com a erodibilidade, pois um material
extremamente solto. Para apresentar um bom comportamento como fundao
indispensvel o seu confinamento ou, estabilizao com um agente cimentante. Olenol fretico se encontra, em geral, a profundidades superiores a 2m. O peso
especfico natural deste material de 14,5 kN/m, enquanto que as AQrd possuem
17,4 kN/m.
Os parmetros encontrados no ensaio de cisalhamento direto demonstram
uma coeso nula e ngulo de atrito entre 27 e 29, resultado caracterstico de um
material arenoso com poucos finos.
2.4.8 Unidade AQsq1
Esta unidade rene as Areias Quartzosas hidromrficas, compreendendo
classes de solos com caractersticas semelhantes s areias quartzosas, exceto pelo
lenol fretico, localizado prximo superfcie.
As Areias Quartzosas hidromrficas no apresentam argila de atividade alta,
sendo que possuem boa capacidade de drenagem e mobilizao de resistncia ao
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
23/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 23
Alysson Rodrigo de Andrade
cisalhamento. Neste sentido, qualquer escavao deve ser imediatamente escorada,
para evitar desmoronamentos.
A ocorrncia destes solos pode ser verificada junto praia dos Naufragados,Enseada do Pntano do Sul, Lagoinha do Leste, Lagoa do Peri, s proximidades do
aeroporto, da praia do Campeche, no contorno do Canto da Lagoa, no final da
Avenida das Rendeiras e no parque florestal do Rio Vermelho, conforme pode ser
constatado no mapa em anexo.
2.4.9 Unidade AQsq2
As Areias Quartzosas hidromrficas com solos orgnicos de alta atividade
apresentam caractersticas de comportamento idnticas s relacionadas para a
unidade AQsq1, sendo que os solos orgnicos, caractersticos da unidade HOsq,
ocorrem como incluso, proporcionando os maiores problemas geotcnicos nesta
unidade. A sua ocorrncia verificada nas proximidades do sul da ilha, contornando
o mangue do Rio Ratones e prximo ao Balnerio dos Aores.
Uma caracterstica comum aos solos hidromrficos presena do lenolfretico, prximo superfcie dos terrenos. Este fator proporciona uma menor
resistncia inicial do solo no estado natural. Nas situaes em que estes solos
demonstram-se essencialmente arenosos, essa resistncia aumenta rapidamente
com o carregamento, e recalques ocorrem durante o perodo da construo. Em
contrapartida, um maior percentual de solos argilosos propicia recalques por
perodos mais longos, podendo trazer srias conseqncias s edificaes inseridas
nesta unidade.
2.4.10 Unidade PZsq
Esta unidade constitui-se da classe de solos Podzol hidromrfico (PZ) e as
Areias Quartzosas hidromrficas com substrato de sedimentos quaternrios. De um
modo geral, ocorrem em grandes reas com relevo plano, na regio Norte da ilha e
prximo ao Aeroporto Herclio Luz.
Os Podzis da ilha apresentam textura arenosa e, por serem hidromrficos,
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
24/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 24
Alysson Rodrigo de Andrade
apresentam problemas para a instalao de fossas e sumidouros. Alm disso,
podem apresentar, na base do horizonte B, uma camada extremamente dura,
compacta e pouco permevel.
2.4.11 Unidade Gsq
Os solos de Glei com substrato de sedimentos quaternrios encontram-se,
normalmente, no contorno das plancies de inundao, com o nvel do lenol fretico
prximo superfcie do terreno. Nesta perspectiva, deveriam ser reas de
preservao permanente. A composio destes solos intercala camadas
siltico-argilosas e arenosas, ocorrendo freqentemente, nveis de solo orgnico combaixa capacidade de suporte. As sondagens percusso so muito importantes
para definir as espessuras relativas das camadas de areia e argila. Na presena de
aterros, alm das sondagens so necessrios ensaios de adensamento, para que se
obtenha uma estimativa de recalques.
2.4.12 Unidade HOsq
A unidade HOsq constituda de solos orgnicos de alta atividade com
substrato sedimentos quaternrios, apresentando textura siltosa e mdia.
Normalmente estes solos so muito compressveis, e a evoluo de recalques torna-
se mais rpida quando a matria vegetal se apresenta em estgio inicial de
alterao.
Os solos orgnicos, quando drenados, esto sujeitos a mudanas contnuas
de suas caractersticas e ao inevitvel desaparecimento. So solos de regiesalagadias onde desaconselhvel a urbanizao tanto pela insalubridade do
ambiente como pela condio inadequada para a execuo de fossas e sumidouros.
Apresenta-se em relevo plano, com pequena expresso na ilha, estando a rea de
maior ocorrncia, situada junto ao Rio Vermelho.
Para se implementar fundaes, devem ser feitas, pelo menos sondagens
percusso. Nestes ensaios, quando o impenetrvel percusso estiver a
profundidades economicamente alcanveis por estacas pr-moldadas, outros
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
25/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 25
Alysson Rodrigo de Andrade
ensaios de laboratrio so dispensveis.
2.4.13 Unidade SMsq
Esta unidade constituda por solos de Mangue com substratos de
sedimentos quaternrios. Considera-se mais como tipo de terreno, do que como
classe de solo. Os terrenos so alagados, sob cobertura vegetal de mangue e
diretamente influenciados pelo movimento das mars.
Estes solos encontram-se nas partes baixas do litoral prximo a
desembocadura dos rios, nas reentrncias da costa e margens das lagoas. Na ilha
destacam-se os Mangues das seguintes localidades: Armao, Tapera, Rio Tavares,
Itacorubi, Saco Grande e Ratones.
Como principais caractersticas geotcnicas, estes solos so impermeveis,
hidromrficos, apresentam lenol fretico superficial, sem boa capacidade de
suporte (ndice de resistncia penetrao prximo de zero).
As reas de mangue so protegidas por lei, como de preservao
permanente, no sendo permitida sua ocupao.
2.4.14 Unidade DNsq
As dunas com substrato sedimentos quaternrios encontram-se designadas
na unidade DNsq. So protegidas por legislao especfica quanto ocupao e
utilizao como material de construo. Nessa unidade encontram-se as dunas e as
areias marinhas, as quais se apresentam em constante movimentao, seja pelovento ou pelas ondas do mar. A movimentao das areias marinhas provoca a
remoo do solo de fundaes de muros de arrimo e de residncias.
2.5 ELEMENTOS DE FUNDAO
As fundaes so, convencionalmente, separadas em dois grandes grupos:
a) Fundaes Superficiais;
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
26/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 26
Alysson Rodrigo de Andrade
b) Fundaes Profundas.
2.5.1 Fundaes Superficiais
As fundaes superficiais so as que se apiam logo abaixo da infra-estrutura
e se caracterizam por transmitir a carga ao solo atravs da distribuio das presses
sob sua base, mas nunca por atrito lateral como nas profundas.
Estas fundaes so definidas por dimensionamento geomtrico e clculo
estrutural, sendo consideradas as solicitaes centradas, excntricas ou horizontais.
2.5.1.1 Bloco
um elemento de fundao rgido, de concreto simples, dimensionado de
maneira que as tenses de trao nele produzidas possam ser resistidas pelo
concreto, sem a necessidade de armadura. Pode ter as faces verticais, inclinadas ou
escalonadas, alm de apresentar-se em planta com seo quadrada, retangular ou
trapezoidal.
2.5.1.2 Sapata
Trata-se de um elemento de fundao em concreto armado, com altura menor
que o bloco de fundaes, contendo armadura suficiente para resistir aos esforos
de trao. Pode ter espessura constante ou varivel e sua base, em planta,
normalmente quadrada, retangular ou trapezoidal. Nos casos em que uma sapata
comum a vrios pilares, denomina-se sapata associada.
Conforme YAZIGI (1997), a presso admissvel de uma fundao superficial a presso transmitida por esta ao terreno, de maneira que os recalques provocados
no proporcionem danos a edificao. Alm disso, necessrio um coeficiente de
segurana satisfatrio contra a ruptura ou escoamento do solo e do elemento de
fundao.
De um modo geral, BERBERIAN (2001) qualifica a profundidade adotada para
assentamento de sapatas segundo o nmero de golpes das sondagens SPT:
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
27/143
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
28/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 28
Alysson Rodrigo de Andrade
A execuo das sapatas deve sempre iniciar pelos elementos posicionados
nas cotas mais baixas. O ngulo entre dois elementos contguos, assentados em
cotas distintas, conforme a figura 02, entretanto deve ser igual ou inferior a 45.
Figura 2 - Limite de declividade entre Sapatas ou Blocos escalonadas
Aps a retirada do solo at a cota de assentamento da sapata, deve-se
executar um lastro de concreto simples com pelo menos 5cm de espessura. No caso
de concretagens em dias chuvosos, cuidados especiais devero ser tomados com a
drenagem do terreno (eventual emprego de bombas) e proteo do concreto recm
lanado.
2.5.1.3 Radier
um elemento de fundao superficial que recebe todos os pilares da obra,
ou carregamentos distribudos (tanques, depsitos, silos, entre outros).
Dentre as vantagens, verificadas no emprego de Radiers destacam-se:
A simplicidade e rapidez na execuo;
A economia ao se utilizar a prpria laje de fundo como fundao;
Possibilidade de implantao sobre solos menos resistentes - como a rea do
Radier geralmente muito grande as presses transmitidas ao solo so muito
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
29/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 29
Alysson Rodrigo de Andrade
baixas, minimizando os recalques.
Dentre os aspectos que dificultam a aplicao generalizada de Radiers,
destaca-se a dificuldade em prever-se com a preciso necessria s deformaesdeste elemento de fundao, principalmente, sob os pontos carregados e o
problema de se estabelecer parmetros representativos do solo (coeficiente de
recalque ou mdulo de deformao).
Segundo BERBERIAN (2001), os Radiers subdividem-se em trs grupos:
a) Radier Flexvel ou em placa;
Este o Radier onde os pilares descarregam sua carga diretamente sobre a
laje de fundao, transformando-a em uma laje cogumelo. O Radier em placa mais
utilizado para pequenas cargas e quando o espaamento entre os pilares
relativamente pequeno e aproximadamente igual.
O Radier em placa o mais econmico e o mais simples de ser executado,
mas exatamente por ser flexvel, devem-se tomar cuidados especiais no clculo das
deformaes, com intuito de evitar o puncionamento da laje e para melhor combateros momentos negativos. Para uniformizar as deformaes na regio dos pilares,
comum projetar-se msulas ou pedestais em suas bases.
b) Radier nervurado em grelha ou semi-rgido;
O Radier em grelha constitudo por uma laje de fundo, enrijecida por um
sistema de nervuras ou de vigas cruzadas. Esta fundao empregada quando as
deformaes ou recalques diferenciais, gerados pelo Radier em placas, tornam-seestruturalmente inadmissveis. Todavia, podem deixar de ser economicamente
competitivos com outros tipos de fundaes.
c) Radier Rgido celular ou em caixes fechados.
O Radier rgido formado por duas lajes, uma de fundo outra de teto, paredes
e/ou pilares. A principal utilizao deste elemento de fundao no caso de
reservatrios e fundaes flutuantes, onde as fissuras decorrentes de recalquesdiferenciais so altamente indesejveis.
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
30/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 30
Alysson Rodrigo de Andrade
2.5.2 Fundaes profundas
As fundaes profundas so aquelas em que as profundidades so maiores
do que quatro vezes o dimetro do fuste, e so capazes de transferir carga por atritolateral. Nestas fundaes o mecanismo de ruptura da base no atinge a superfcie
do terreno. A NBR 6122/94 prescreve que: Fundaes profundas so aquelas cujas
bases esto implantadas a mais de duas vezes sua menor dimenso, e a pelo
menos 3m de profundidade.
A profundidade de elementos de fundao cravados no solo em geral
verificada pela nega. Segundo YAZIGI (1997), entende-se por nega a penetrao
do elemento de fundao em milmetros, que corresponde a 1/10 da penetrao
verificada nos ltimos dez golpes da cravao. Ao ser fixada ou fornecida, a nega
deve sempre ser acompanhada do peso do pilo e da altura de queda ou, da
energia de cravao (no caso de martelos automticos).
2.5.2.1 Estacas
A estaca um elemento de fundao profunda, executada mediante cravao
percusso, prensagem, vibrao ou por escavao. Pode-se ainda, execut-la de
forma mista, envolvendo mais de um destes processos.
a) Estacas de Madeira
As estacas de madeira apresentam-se como um dos mais antigos elementos
de fundao, utilizado em grande escala at um passado recente.
Deve-se, entretanto contestar permanentemente sua durabilidade. Uma vez
que a estaca de madeira, abaixo do lenol fretico, resiste quase que
indefinidamente. Por outro lado, se ela estiver alternadamente submersa, enterrada,
ou exposta ao ar, pode ou no apodrecer. Dependendo das condies do solo, da
espcie da madeira e do eventual tratamento prestado ao material.
VARGAS (1968) acrescenta ainda que as estacas de madeira no devem serutilizadas em obras terrestres, sem tratamento, quando ficam inteira ou parcialmente
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
31/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 31
Alysson Rodrigo de Andrade
acima do nvel dgua. Estacas de eucalipto, em condies favorveis ao
apodrecimento, apresentam uma vida mdia de, aproximadamente, cinco anos.
De um modo geral, VARGAS (1968) considera qualquer espcie apta utilizao como estaca, desde que atenda as seguintes especificaes:
As estacas devem ser obtidas de rvores isentas de defeitos como ns
grandes ou apodrecidos, que possam prejudicar sua resistncia e
durabilidade;
Os troncos precisam ser descascados logo aps o corte;
O dimetro mnimo da ponta das estacas deve ser de 15cm e mximo de
40cm;
As estacas devem ser suficientemente compridas e retilneas, de modo que
uma linha extrada do centro da ponta ao centro do topo, deva percorrer toda
a sua extenso.
b) Estacas pr-moldadas em Concreto
Estas estacas podem ser de concreto armado ou protendido e, comodecorrncia do problema de transporte e equipamento, tm limitaes de
comprimento, sendo fabricadas em segmentos, MELHADO et al. (2002). Neste
sentido as estacas protendidas ganharam espao, pois possibilitaram minimizar as
fissuras decorrentes das solicitaes durante o seu iamento e transporte.
O processo de cravao mais utilizado o de cravao dinmica, onde o
bate-estaca empregado funciona por gravidade. Este tipo de cravao promove um
elevado nvel de vibrao, que pode causar problemas a edificaes prximas. O
comprimento de cravao real s vezes difere do previsto pela sondagem, levando
em conta a necessidade de emendas e cortes.
As estacas pr-moldadas em concreto no resistem a esforos de trao e de
flexo e no atravessam camadas resistentes. Entretanto, tm a possibilidade de
serem cravadas abaixo do nvel dgua.
Segundo AGUIRRE (1976), a fim de reduzir o peso prprio das estacas,
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
32/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 32
Alysson Rodrigo de Andrade
podendo-se assim, diminuir a taxa de armadura ou aumentar o seu comprimento,
fabricam-se estacas cilndricas ocas de concreto centrifugado, comercialmente
conhecidas como estacas SCAC Sociedade Concreto Armado Centrifugado S.A. A
sua utilizao justifica-se sob subsolos heterogneos e em alguns solos residuais,
onde se torna difcil a pr-fixao do comprimento necessrio cravao.
Como principais vantagens, as estacas SCAC apresentam grande facilidade
para emendas reticuladas e uma boa qualidade do concreto. Alm disso, a reduo
de peso, se comparado s estacas pr-moldadas convencionais, permitem um
transporte fcil e a cravao com bate-estacas usuais.
Conforme a situao do terreno, pode-se empregar uma ponteira na
extremidade das estacas para evitar a entrada de materiais durante a cravao.
Nestes casos, geralmente completa-se o interior da estaca com concreto magro.
Este procedimento torna-se dispensvel, nos solos cuja estrutura pode ser alterada
de forma prejudicial, mediante a cravao das estacas.
c) Estacas Metlicas
As estacas metlicas so constitudas por peas de ao laminado ou soldado,
tais como perfis de seo I e H, trilhos, chapas dobradas de seo circular
(tubos), quadrada e retangular. Tanto os perfis quanto os trilhos podem ser
empregados como estacas em sua forma simples ou composio paralela de vrios
elementos, HACHICH et al. (1998).
Embora o custo das estacas metlicas ainda seja relativamente alto quando
comparada com outro tipo de estaca (no s pelo custo do prprio material como
tambm pela diferena de comprimentos necessrios para transferir a carga ao
solo), em vrias situaes a utilizao das mesmas se torna economicamente vivel,
pois podem atender a diversas fases de construo da obra. Alm disso, estas
estacas permitem uma cravao fcil provida de baixas vibraes, trabalhando bem
flexo e no tendo maiores problemas quanto manipulao transporte, emendas
ou cortes. HACHICH et al. (1998) destaca, ainda, a possibilidade de cravao em
terrenos resistentes sem o risco de provocar o levantamento de estacas vizinhas,
nem a temeridade de quebras. Outra aplicao vantajosa verifica-se no caso da
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
33/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 33
Alysson Rodrigo de Andrade
existncia de subsolos, os quais se estendam at as divisas do terreno, pois podem
servir como elemento de conteno na fase de escavao e como fundaes dos
pilares junto divisa.
Alerta-se que estas estacas devem sofrer tratamento especial base de
pinturas betuminosas, epxi, proteo catdica, encamisamento de concreto e/ou
emprego de perfis com menor suscetibilidade ao fenmeno da corroso, conforme
prescreve a NBR6122/94. A mesma estabelece ainda, que seja descontado 1,5mm
de cada face da estaca no clculo de sua carga estrutural pelo mesmo motivo.
Uma particularidade executiva das estacas metlicas, refere-se a ligao
destas com os blocos de coroamento. Neste sentido, deve-se embutir as estacas
pelo menos 0,20m no bloco, posicionando uma armadura de fretagem, atravs de
espiral, posicionada acima da armadura de flexo do bloco.
d) Estacas Franki
Um engenheiro belga pensou em alargar a base das estacas a fim de
aumentar a capacidade de carga nestas, assim como na base dos Tubules. Deste
princpio surgiram as estacas Franki, VASCONCELOS (2002).
O seu processo executivo, consiste na cravao de um tubo de ao cuja
ponta fechada por uma bucha de pedra e areia, sobre a qual bate-se um pilo em
queda livre com peso de 1 a 3t que arrasta o tubo por atrito, obtendo-se ao final da
cravao uma forma estanque.
O concreto usado na execuo das estacas tipo Franki possui baixo fator
gua/cimento, resultando num concreto de slump zero, o qual permite o
apiloamento previsto no processo executivo.
As estacas tipo Franki apresentam alta capacidade de carga e podem ser
executadas a grandes profundidades, no sendo limitadas pelo nvel de lenol
fretico. Devido ao seu processo executivo, MELHADO (2002), alerta para sempre
se considerar as condies de vizinhana e peculiaridades do local. Outros
inconvenientes referentes ao uso destas estacas dizem respeito ao encurtamento da
ferragem (decorrente de concretagem inadequada ou deformao do fuste), e
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
34/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 34
Alysson Rodrigo de Andrade
levantamento de estacas j executadas quando da execuo de estacas prximas.
Quando existem camadas muito moles de grande espessura ou onde as
condies locais no permitam a execuo de estaca Franki comum, pode serempregada a estaca Franki tubada. Esta consiste na cravao de um tubo com
parede entre 8 e 10mm, onde se executa a base e a concretagem, sem a retirada do
tubo. Pode-se ainda cravar o tubo normal e introduzir outro tubo mais fino para se
concretar o fuste.
Ao contrrio das estacas pr-moldadas as estacas Franki so recomendadas
para o caso de a camada resistente encontrar-se a profundidades variveis.
Tambm so perfeitamente aplicveis a terrenos com pedregulhos ou pequenos
mataces.
e) Estacas escavadas sem lama bentontica
FALCONI et al. (1998) descreve que as estacas escavadas sem lama
bentontica caracterizam-se por serem moldadas no local aps a escavao do solo,
que pode ser efetuada atravs de sondas especficas para a retirada da terra, de
perfuratrizes rotativas ou, ainda, com trados mecnicos ou manuais, porm estes
ltimos com possibilidade de atingir pequenas profundidades. As estacas assim
executadas so definidas como estacas tipo Strauss, com tubo de revestimento
recupervel, estacas escavadas mecanicamente com trado helicoidal e estacas tipo
Broca.
As estacas moldadas no local tipo Strauss tm um processo executivo bem
simples, consiste na retirada de terra com sonda ou piteira e simultnea introduo
de tubos metlicos rosqueveis entre si, at atingir a profundidade desejada,
posteriormente procede-se a concretagem com apiloamento e retirada da tubulao
atravs de guincho. Deve-se ressaltar a importncia na retirada desta tubulao para
a integridade destas estacas.
So usualmente utilizadas embutindo-se sua ponta em solos coesivos,
podendo ser executadas junto s divisas. MELHADO et al. (2002) destaca, tambm,
a possibilidade de emprego em locais confinados e terrenos acidentados, devido simplicidade do equipamento necessrio. Conforme ALONSO (1998), a execuo
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
35/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 35
Alysson Rodrigo de Andrade
no causa vibraes, contudo possuem capacidade de carga inferior as estacas pr-
moldadas e no so recomendveis abaixo do nvel dgua, principalmente se o solo
for arenoso, devido dificuldade de secar o tubo para realizar a concretagem.
A estacas tipo Broca so escavadas manualmente com trado tipo concha e
sempre acima do lenol fretico. FALCONI et al. (1998) alerta para perfurao
manual destas estacas, procedimento que restringe sua utilizao a pequenas
cargas em funo da pequena profundidade alcanada (entre 6 e 8m) e tambm
pela dificuldade em garantir-se a verticalidade dos furos. Deve-se ter cuidado
especial tambm, para que no ocorra o estrangulamento do fuste ou, a introduo
de solo no concreto.
Outro tipo de estaca, que pode ser includa neste grupo a estaca apiloada,
tambm conhecida como estaca pilo, a qual executada com o equipamento da
estaca Strauss, sem revestimento, a partir da queda de um soquete e posterior
preenchimento com concreto. Sua execuo possvel em terrenos de alta
porosidade e baixa resistncia, desde que acima do lenol fretico.
f) Estacas em Hlice Contnua
O incio do emprego da estaca executada com trado hlice contnua se deu
na dcada de 50 nos Estados Unidos. Daquele perodo at a atualidade, muitos
foram os investimentos sobre este elemento de fundao, tornando-o possvel atingir
a profundidade de 32m, com dimetros de at 1,20m.
Conforme ALBUQUERQUE (2001), este tipo de estaca moldada in loco, tem a
escavao do solo realizada atravs de um trado contnuo, que possui hlices em
torno de um tubo central vazado. Aps a sua introduo no solo, at a cota
previamente especificada, o trado extrado simultaneamente com a injeo do
concreto atravs do tubo vazado. O solo confinado entre as ps da hlice
removido, na medida que o trado vai sendo retirado.
O ideal durante a cravao que se mantenha a progresso de um passo por
volta, velocidades inferiores a esta permitem o desconfinamento do solo e a
ocorrncia de empuxo ativo. Isto pode ocorrer em mquinas pouco potentes, ondeeventuais mordidas no diagrama de ascenso, devem ser controladas. Em
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
36/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 36
Alysson Rodrigo de Andrade
contrapartida, velocidade de cravao maior que um passo por volta permite a
compactao do solo de fundao.
As vantagens da utilizao destas estacas segundo ANTUNES & TAROZZO,(1996) e HARTIKAINEN & GAMBIN, (1991) apud ALBUQUERQUE, (2001) so:
Ausncia de distrbios e vibraes no terreno, tpicos de equipamentos
percusso;
Inexistncia de descompresso do terreno, como se verifica nas estacas
escavadas;
Limpeza e rapidez durante a execuo;
Por outro lado, BERBERIAN (2001) alerta como possveis empecilhos ao
emprego da estacas em hlice contnua:
A importncia de um terreno plano e de fcil movimentao para os
equipamentos, dentre os quais uma p-carregadeira para a limpeza e
remoo do solo, extrado pela broca;
A necessidade de uma central de concreto prxima obra;
Custo elevado, tendo em vista o equipamento especfico utilizado.
Em solos de baixa resistncia as altas presses do concreto podem levar
ruptura do solo e ao seu alto consumo. Neste sentido deve-se controlar a
ocorrncia de presses negativas durante a concretagem (indicativo de
estrangulamento da estaca), principalmente na presena de argilas
compressveis, onde eventuais sobre-consumos de concreto so favorveis
ao desempenho destas estacas.
As estacas em Hlice Contnua apresentam ainda um tipo especfico, com um
grande tubo alma, denominado mega. Estas estacas podem ser executadas com o
mesmo maquinrio utilizado para Hlice Contnua. Entretanto, possuem diferena
fundamental, na maneira com a qual o solo transportado superfcie, uma vez
que, as estacas mega no retiram o solo, que permanece comprimido ao redor do
fuste da estaca. Enquanto que, durante a execuo das estacas em hlice contnua
o solo instantaneamente substitudo por concreto plstico, predominando um
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
37/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 37
Alysson Rodrigo de Andrade
empuxo prximo do repouso, no se caracterizando assim como elementos
cravados ou escavados.
g) Estacas Raiz
As estacas raiz so estacas escavadas de pequeno dimetro (7 a 40cm),
moldadas in loco, atravs de injees de cimento sob baixas presses,
aproximadamente 4Kg/cm, BERBERIAN (2001).
Foram desenvolvidas na Itlia no final da dcada de 50, visando
principalmente o reforo de Fundaes. Suas principais caractersticas so a alta
capacidade de carga e os pequenos recalques que sofrem, quando comparada asestacas convencionais.
A perfurao realizada por rotao, em direo vertical ou inclinada,
podendo atravessar os mais diversos materiais existentes no solo da fundao,
inclusive rochas duras, bem como alvenaria e concreto armado solidarizando-se a
estas estruturas. Esta perfurao se processa com um tubo de revestimento, onde a
extremidade leva uma coroa de perfurao de tipo adequado a natureza do terreno.
Concluda a perfurao, com a inclinao e profundidades previstas, posicionada a
armadura ao longo de toda a estaca, seguida da concretagem medida que o tubo
de perfurao retirado progressivamente.
A maior parte da capacidade estrutural da estaca conferida ao atrito lateral,
chegando muitas vezes a melhorar as condies de suporte do solo da fundao.
DOIX (1985) apud BERBERIAN (2001), relata que, de uma maneira geral, a parcela
de resistncia de ponta representa entre 15% e 20% da parcela de atrito lateral.
Estas caractersticas justificam o emprego deste elemento de fundao em situaes
de reforo e execuo de fundaes sobre materiais heterogneos, ancoragens de
muros de arrimo, conteno de taludes, proteo para a escavao de galerias,
fundaes de mquinas, entre outros.
As estacas raiz originaram outro elemento de fundao denominado por
micro-estacas. A sua concepo semelhante a anterior, todavia, utilizam-se de um
fuste (tubo de ao perdido, manchete), caracterizando-se por utilizar presses deinjeo bem maiores.
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
38/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 38
Alysson Rodrigo de Andrade
h) Estacas escavadas com lama bentontica
Segundo SAEZ (1998), existem basicamente dois tipos de estacas escavadas
com lama bentontica:
Estaces, que so estacas circulares com dimetro variando, de 0,6 at 2,0m,
perfuradas ou escavadas por rotao;
Barretes ou estacas-diafragma, as quais so executadas com seo
transversal retangular ou alongadas escavadas, com o auxlio de clamshells.
A execuo destas estacas consiste na escavao e preenchimento
simultneo com lama bentontica. Em seguida ocorre o posicionamento da armadura
e lanamento do concreto de baixo para cima, por meio de tubos de concretagem
(tremonha), com gradual expulso da lama substituda pelo concreto.
A lama bentontica deve apresentar boa estabilidade, propriedades
tixotrpicas, tornando-se lquida quando agitada e slida quando inerte alm da
capacidade de formar rapidamente uma pelcula impermevel, denominada cake,
sobre uma superfcie porosa.
Nesta perspectiva, apesar das vantagens proporcionadas pela alta
capacidade de carga, rapidez na execuo, ausncia de vibraes e possibilidade
de escavaes em solos com elevada resistncia, so elementos de fundao de
difcil inspeo, principalmente, quando atravessam solos compressveis e/ou no
caso de concretagem submersa.
2.5.2.2 Tubulo
Elemento de fundao profunda de grande porte, com seo circular,
executado com ou sem revestimento. Pode ser escavado a cu aberto, submerso ou
sob ar comprimido (pneumtico), e ter ou no base alargada. At alguns anos atrs,
sempre se previa a descida de uma pessoa para escavar ou fiscalizar o interior dos
tubules, contudo, com a mecanizao das escavaes esta prtica no maisindispensvel.
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
39/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 39
Alysson Rodrigo de Andrade
Os tubules a cu aberto so poos executados sob presso atmosfrica,
acima do nvel d'gua, ou abaixo, caso seja possvel bombe-la sem risco de
desabamento. Os poos so abertos com dimetro mnimo de 0,60m, e as
profundidades podem variar at cerca de 30m. Aps a escavao e posicionamento
da armadura realiza-se a limpeza ou esgotamento da gua.
A carga transmitida at o solo resistente por atrito lateral atravs do fuste e
de uma base alargada tronco-cnica. Durante a concretagem no h necessidade
da utilizao de vibrador, minimizando a possibilidade de segregao do concreto.
Em geral, a resistncia caracterstica do concreto no preponderante neste tipo de
fundao, sendo que a resistncia caracterstica do concreto, fck=15Mpa,
suficiente a maioria dos casos. Entretanto, muito importante para qualquer
elemento de fundao moldado in loco, que o concreto empregado possua alta
plasticidade, (abatimento de pelo menos 10cm verificado no ensaio slump test).
Desta maneira, obtm-se um concreto mais homogneo e com menor ndice de
vazios.
BERBERIAN (2001) destaca que vrios projetistas e pesquisadores de infra-
estruturas desprezam a contribuio do atrito lateral pelas seguintes razes:
Em geral, para os solos e as estruturas normais, o peso do tubulo
normalmente se iguala a parcela de atrito lateral;
O efeito do tempo de abertura do fuste deteriora a aderncia lateral de um
tubulo;
As deformaes necessrias, para mobilizar a resistncia lateral por completo
so inferiores, quelas necessrias para consumir toda a resistncia de pontado tubulo. Este fenmeno to mais acentuado quanto maior a relao
entre a base e o fuste.
MELLO et al. (1993), dentre as peculiaridades previstas no dimensionamento
de tubules, destaca:
O dimetro interno mnimo do fuste para possibilitar a escavao manual da
ordem de 0,7 a 0,8m.
Recomenda-se que o dimetro da base no ultrapasse o triplo do dimetro do
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
40/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 40
Alysson Rodrigo de Andrade
fuste.
O ngulo que a borda da base do tubulo faz com a horizontal deve ter no
mnimo 60 para evitar a ocorrncia de tenses de trao na base.
Figura 3 - Detalhes construtivos de um tubulo, MELLO et al. (1993).
Em argilas e siltes rijos a duros, ainda pode-se escavar os tubules a cu
aberto, alguns metros abaixo do nvel do lenol fretico, utilizando-se bombas
submersveis. As escavaes submersas, sob a presso hidrosttica da gua, so
realizadas mecanicamente com o auxlio de sondas do tipo Benoto ou Clamshell.
Para obras em que o terreno superior seja instvel, ou dentro de lagos e rios,os tubules podem ser revestidos com camisas de concreto ou de ao. Nestes
casos, pode-se adaptar ao tubulo um equipamento pneumtico de forma a permitir
que os trabalhos sejam executados a seco, com presso de ar comprimido.
2.5.2.3 Blocos de coroamento
AGUIRRE (1976) definiu os blocos de coroamento como elementos
estruturais que solidarizam as cabeas das estacas ou tubules de uma mesmafundao, ou no caso de uma estaca, responsvel pela ligao do pilar com a
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
41/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 41
Alysson Rodrigo de Andrade
estaca.
Para o perfeito funcionamento das fundaes formadas por bloco e estaca,
deve-se seguir algumas recomendaes:
a) Em blocos de uma estaca a altura do bloco deve ser da ordem de uma a duas
vezes o dimetro da estaca e pelo menos igual ao comprimento de
ancoragem dos ferros de espera do pilar. Alm disso, recomendvel que
estes blocos sejam ligados por cintas aos blocos vizinhos, ou entre si, no
mnimo em duas direes aproximadamente ortogonais.
b) Quando as dimenses do pilar forem maiores do que da estaca deve-sereforar a armao superior do bloco;
c) Na existncia de excentricidades entre o eixo do pilar e da estaca, deve-se
utilizar cintas para absorver os momentos decorrentes destas excentricidades;
d) A distncia entre a face das estacas com a face do bloco deve ser de 10
15cm.
Segundo MELLO et al. (1993), de um modo geral mais econmico o projeto
que utiliza blocos de trs estacas para os pilares com carga mdia dentre os demais.
O uso de estacas de dimetros distintos, por exemplo, 2 ou 3 dimetros com cargas
muito diferenciadas restrito a obras de maior porte. Salienta-se ainda que nunca se
utilizam estacas com dimetros diferentes em um mesmo bloco.
2.5.2.4 Comparativo entre os Elementos de fundaes Profundas
A Tabela a seguir apresenta as principais caractersticas de alguns elementos
de fundao profunda:
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
42/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 42
Alysson Rodrigo de Andrade
Quadro 4 - Caractersticas dos Elementos de Fundao, HACHICH et al.(1998), WOLLE et al. (1993)
Fundaes Vantagens DesvantagensCapac. de
Carga (kN)
Estacas emMadeira
Baixo custo
Facilidade de cortes e emendas
Resistente a cravao e transporte
Exclusiva para solos submersosSuscetvel ao ataque de
microorganismos
100 300
Estacas em
Ao
Ausncia de vibraes
Absorve cargas verticais e empuxoshorizontais
Facilidade para cravao e emendas
Custo elevado
Atacvel por guas agressivas
Comprimentos finais excessivos200 1200
Estacas
Pr-Moldadas
em Concreto
No apresentam restries quanto posio do lenol fretico
Concreto de boa qualidade
Boa capacidade de carga
Vibraes
Armada para transporte esuspenso
Limitadas em seco e comprimento
Requer jatos dgua p/ a cravaoem solos compactos
200 800
Estacas
Prensadas
(MEGA)
Cravao Esttica
Seo de pequeno comprimentoNecessita de carga de reao p/
cravao 700
Estacas Escavadas
Moldadas in loco
Cargas elevadas
Eliminam transporte
Comprimento varivel
Evitam vibraes na cravao
Problemas na pega e/ou cura doconcreto
Desaprumo e/ou descontinuidade dofuste
1500
Estacas Broca
Baixo custo
Fcil execuoNo provoca vibrao
Baixa capacidade de carga
Execuo limitada acima do N.A. 50-100
Estacas Strauss
Baixo custo, fcil execuo
Comprimento varivel
No apresenta vibraes
Lavagem do concreto resultando emm qualidade
Estrangulamento e desvio do fuste
Execuo limitada acima do N.A.
200 650
Estacas Franki(bucha seca)
Comprimento varivel
Boa qualidade do concreto
Cargas elevadas
Seccionamento do fuste em solosargilosos e abaixo do nvel dgua
Grandes vibraes600 1700
Estacas Raiz
Atravessa qualquer terreno
Grande variabilidade de cargas e
possibilidade de comprimentos elevadosAcesso a locais difceis
Custo elevado - tecnologia restrita
Necessidade de rigoroso controle dequalidade 300 1000
Estacas SCAC(concreto
centrifugado)
Concreto de boa resistncia
Fcil emenda
Atinge grandes profundidades
Dificuldade de cravao em solosarenosos muito compactos
Custo elevado250 1700
Tubulo
Cargas elevadas
Ausncia de vibraes
Possibilita a anlise do solo retirado
Escavaes podem atravessar pedras emataces
Elimina a necessidade de blocos
Presena de gua
Solos arenosos 500 - 3000
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
43/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 43
Alysson Rodrigo de Andrade
2.5.3 Fundaes Mistas
As fundaes mistas so aquelas que associam fundaes superficiais e
profundas. Seu princpio busca aproveitar a capacidade de suporte, mesmo quepequena do solo superficial, minimizando a quantidade de elementos profundos
necessrios segurana da fundao.
2.5.3.1 Sapatas sobre Estacas
Estas fundaes tratam-se de associaes de sapatas com estacas,
denominadas por estaca T ou estapada (dependendo se existe ou no contato
entre a estaca e a sapata). A estaca T apresenta-se como um novo tipo de estacapr-moldada, o qual se encontra incorporado a uma sapata ou bloco superficial.
VASCONCELOS (2002), explica que nas estacas estapadas, o elemento de
fundao profunda encontra-se isolado da sapata no topo do fuste, enquanto que as
estacas T so engastadas sob as sapatas. A opo por liberar as ligaes entre
estacas e sapatas, vem do fato de que cada fundao tem comportamento e
recalques diferentes. Da a necessidade de liberar as sapatas para deslocamentos
diferenciados. Para realizar o isolamento entre o fundo da sapata e o topo da estaca
pode-se empregar discos de isopor, com espessura equivalente ao recalque
admissvel para a sapata, em geral 2cm.
2.5.3.2 Radiers Estaqueados
Quando as condies do terreno e as cargas impostas pela estrutura
demonstram-se inadequadas s solues por Radiers, bem como o emprego de
fundaes profundas. Pode-se ento reuni-las em uma fundao mista procurando
somar o conjunto de vantagens que cada um desses elementos pode oferecer
isoladamente. Nesta perspectiva, os Radiers transferem parte das cargas que
recebem por tenses de contato em sua base, enquanto que as estacas ou tubules
realizam esta transferncia por atrito lateral e pela ponta das estacas.
O crescimento da informtica possibilitou a viabilizao da teoria dos Radiers
estaqueados, facilitando o estudo da interao entre o funcionamento de diferenteselementos de fundao em conjunto. Entretanto, a soluo deste tipo de fundao
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
44/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 44
Alysson Rodrigo de Andrade
ainda complexa, medida que cresce a necessidade de se averiguar, com
preciso, a parcela de carga que cada parte da fundao pode suportar.
2.6 CAPACIDADE DE CARGA DAS FUNDAES
Para a elaborao de um projeto geotcnico de fundaes necessrio que
alm do conhecimento do perfil do terreno, disponha-se da planta de pilares, com as
respectivas cargas nas fundaes.
Para as situaes em que no sejam conhecidas as cargas nos pilares, fase
de anteprojeto ou, para a verificao da ordem de grandeza das cargas
apresentadas pelo projetista da estrutura, WOLLE et al. (1993) considera que:
a) As cargas tpicas de edifcios esto em torno de 12kN/m/andar;
b) As cargas tpicas de pilares, para edificaes com n andares, podem ser
estimadas como: Cargas pequenas = 100n (kN), Cargas mdias = 200n (kN),
Cargas elevadas = 300n (kN).
2.6.1 Mtodos de Clculo
De acordo com a NBR 6122/94, a tenso admissvel no solo pode ser
estimada segundo mtodos tericos, semi-empricos, provas de carga sobre placa
ou por mtodos empricos.
BERBERIAN (2001), procurando contornar as limitaes dos mtodos
empricos e a indisponibilidade de ensaios laboratoriais, desenvolveu tcnicas,
ajustes tericos e correlaes que permitem obter os parmetros necessrios
atravs da anlise e confronto de provas de carga com resultados tericos, alm dos
parmetros obtidos nas investigaes por SPT ou CPT com ensaios de laboratrio.
Esta nova metodologia ainda no normalizada conhecida por mtodo paramtrico.
2.6.1.1 Mtodos Empricos
As primeiras recomendaes para a estimativa da tenso admissvel
aparecem na forma de tabelas, em geral constantes de cdigos de obras de grandes
-
7/24/2019 Caracterizao Dosl Elementos de Fund Aplicaveis Em Edif Em Florianopolis
45/143
Car acter izao do s Element os de Fun daes apli cveis em Edif icaes na reg io de Flo rian po lis 45
Alysson Rodrigo de Andrade
cidades. A aplicao dos valores de tabelas est sujeita a uma srie de limitaes
envolvendo profundidade de apoio, tipo do solo, existncia ou no de camadas
compressveis entre outras.
Nesta perspectiva, BERBERIAN (2001) enfatiza que a validade das
correlaes depende da localidade, na qual o universo de pontos ensaiados recebe
tratamento estatstico. Os mtodos empricos so, na realidade, estimativas
grosseiras utilizadas como ponto de partida para o desenvolvimento do projeto.
2.6.1.2 Mtodos Semi-Empricos
So aqueles onde as propriedades dos solos so estimadas com base emcorrelaes, para em seguida serem aplicadas as frmul