Fundação em Sapatas
1. Noções gerais
1.1. Conceito/aspectos
gerais
Fundação em Sapata é um elemento de
fundação de concreto armado, de altura menor que o bloco, utilizando armadura
para resistir a esforços de tração. Também chamada de fundação rasa ou direta,
transmite a carga do edifício ao terreno através das pressões distribuídas sob
a base da fundação. As fundações superficiais estão assentadas a uma
profundidade de até duas vezes a sua menor dimensão em planta.
Sua função é suportar com segurança as
cargas provenientes do edifício. Convencionalmente, o projetista estrutural
repassa ao projetista de fundação as cargas que serão transmitidas aos
elementos de fundação. Confrontando essas informações com as características do
solo onde será edificado, o projetista de fundações calcula o deslocamento
desses elementos e compara com os recalques admissíveis da estrutura, ou seja,
primeiro elabora-se o projeto estrutural e depois o projeto de fundação.
Quando o projeto estrutural é elaborado
em separado do projeto de fundação, considera-se, durante o dimensionamento das
estruturas, que a fundação terá um comportamento rígido, indeslocável. Na
realidade, tais apoios são deslocáveis e esse fator tem uma grande contribuição
para uma redistribuição de esforços nos elementos da estrutura. Essa
redistribuição ou nova configuração de esforços nos elementos estruturais, em
especial nos pilares, provoca uma transferência das cargas dos pilares mais
carregados para os pilares menos carregados.
Sapatas podem ser:
- circulares - (B = ∅)
- quadradas - (L = B)
- retangulares - (L > B) e (L ≤ 3B
ou L ≤ 5B)
- corridas - (L > 3B ou L > 5B)
1.1. Parâmetros
para a escolha da fundação
São diversas as variáveis a serem
consideradas para a escolha do tipo de fundação.
Numa primeira etapa, é preciso analisar
os critérios técnicos que condicionam a escolha por um tipo ou outro de
fundação. Os principais itens a serem considerados são:
Topografia da área:
* dados sobre taludes e encostas no
terreno, ou que possam atingir o terreno;
* necessidade de efetuar cortes e
aterros
* dados sobre erosões, ocorrência de
solos moles na superfície;
* presença de obstáculos, como aterros
com lixo ou matacões.
Características do maciço de solo:
* variabilidade das camadas e a
profundidade de cada uma delas;
* existência de camadas resistentes ou
adensáveis;
* compressibilidade e resistência dos
solos;
* a posição do nível d’água.
Dados da estrutura:
* a arquitetura, o tipo e o uso da
estrutura, como por exemplo, se consiste em um edifício, torre ou ponte, se há
subsolo e ainda as cargas atuantes.
2. PROCESSO EXECUTIVO
Ao contrário dos blocos, as sapatas não
trabalham apenas à compressão simples, mas também à flexão, devendo, neste
caso, serem executadas incluindo material resistente à tração.
2.1. Sapatas
isoladas
São aquelas que transmitem para o solo,
através de sua base, a carga de uma coluna (pilar) ou um conjunto de colunas.
Para construção de uma sapata isolada,
são executadas as seguintes etapas:
1. fôrma para o rodapé, com folga de 5
cm para execução do concreto "magro";
2. posicionamento das fôrmas, de acordo
com a marcação executada no gabarito de locação;
3. preparo da superfície de apoio;
4. colocação da armadura;
5. posicionamento do pilar em relação à
caixa com as armações;
6. colocação das guias de arame, para
acompanhamento da declividade das superfícies do concreto;
7. concretagem: a base poderá ser
vibrada normalmente, porém para o concreto inclinado deverá ser feita uma
vibração manual, isto é, sem o uso do vibrador.
Obs.: a etapa 3 compreende a limpeza do
fundo da vala de materiais soltos, lama, o apiloamento com soquete ou sapo
mecânico e a execução do concreto "magro", que é um lastro de
concreto com pouco cimento, com função de regularizar a superfície de apoio e
não permitir a saída da água do concreto da sapata, além de isolar a armadura
do solo. A vala deve ser executada com pelo menos 10 cm de folga a mais da
largura da sapata para permitir o trabalho dos operários dentro dela.
2.2. Sapatas
corridas
São elementos contínuos que acompanham
a linha das paredes, as quais lhes transmitem a carga por metro linear. Para
edificações cujas cargas não sejam muito grandes, como residências, pode-se
utilizar alvenaria de tijolos (neste caso, confunde-se com o alicerce). Caso
contrário, ou ainda para profundidades maiores do que 1,0 m, torna-se mais
adequado e econômico o uso do concreto armado.
2.3. Sapatas
associadas
Um projeto econômico deve ser feito com
o maior número possível de sapatas isoladas.
No caso em que a proximidade entre dois
ou mais pilares seja tal que as sapatas isoladas se superponham, deve-se
executar uma sapata associada. A viga que une os dois pilares denomina-se viga
de rigidez, e tem a função de permitir que a sapata trabalhe com tensão
constante.
2.4. Sapatas
alavancadas
No caso de sapatas de pilares de divisa
ou próximos a obstáculos onde não seja possível fazer com que o centro de
gravidade da sapata coincida com o centro de carga do pilar, cria-se uma viga
alavanca ligada entre duas sapatas, de modo que um pilar absorva o momento
resultante da excentricidade da posição do outro pilar.
Controle de Execução
Locação do centro da sapata e do eixo
do pilar; cota do fundo da vala; limpeza do fundo da vala; nivelamento do fundo
da vala; dimensões da forma da sapata; armadura da sapata e do arranque do
pilar.
2.5. Sapata
Injetada
A construção de grandes conjuntos
residenciais tem sido sempre planejada levando-se em consideração prazos cada
vez mais exíguos.
Esses conjuntos residenciais são
normalmente projetados sobre fundações diretas rasas, que sejam sapatas ou
blocos.
A fim de atender às exigências dos
clientes, foi estudada um tipo de fundação econômica e de rápida execução, a
qual foi denominada de SAPATA INJETADA.
Esse tipo de fundação especial tem como
origem a estaca Franki já consagrada mundialmente. Devido as suas
características especiais, decorrente de processo executivo peculiar, as
estacas Franki, têm uma capacidade de carga muito elevada, graças, sobretudo à
sua base alargada.
Assim, a SAPATA INJETADA consiste em
uma base de concreto executada à pequena profundidade, sobre a qual se molda um
fuste que receberá diretamente o cintamento do prédio. O diâmetro do fuste é
fixado em função da carga a ser transmitida ao terreno.
A SAPATA INJETADA elimina os serviços
de escavação e de reaterro, consequentemente elimina serviços de rebaixamento
do nível d’água requerido nas escavações; garante o assentamento de fundação na
profundidade conveniente, dispensa formas e armações. Daí sua rapidez de
execução e baixo custo.
|
؃(mm)
|
Carga(KN)
|
Volume
de base alargada(I)
|
|
300
|
300
|
180
|
|
350
|
450
|
270
|
|
400
|
600
|
360
|
|
450
|
750
|
450
|
|
520
|
100
|
600
|
|
600
|
1200
|
750
|
3. CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO
Quando o peso da casa é grande (como em
sobrados) ou quando a casa é construída em terrenos fracos deverá ser adotada a
sapata como fundação. A sapata pode ser do tipo SAPATA CORRIDA ou SAPATA
SIMPLES.
Sapata Corrida
A sapata corrida é contínua, isto é,
percorre todo o comprimento da parede.
A vantagem da sapata corrida é que ela
pode ser confeccionada em alvenaria e não necessita de vigas e pilares para a
sustentação do peso da parede e do telhado.
CAPACIDADE DE CARGA DA SAPATA CORRIDA EM FUNÇÃO DO TIPO DE SOLO
|
|
CAPACIDADE DE CARGA LINEAR (Quanto aguenta por metro
linear)
|
|
|
|
Sapata corrida em solo de Argila DURA
[ 3 kgf / m2]
|
Sapata corrida em solo de Argila RIJA
[ 2 kgf / m2]
|
|
Baldrame com alvenaria de tijolo de barro maciço de 1
tijolo.
|
7.500 kgf / m
|
5.000 kgf / m
|
|
Baldrame com alvenaria de tijolo de barro maciço de 1 e
1/2 tijolo.
|
11.250 kgf / m
|
7.500 kgf / m
|
|
Baldrame com alvenaria de tijolo de barro maciço de 2
tijolos.
|
15.000 kgf / m
|
10.000 kgf / m
|
Na tabela acima, o número 7.500 kgf/m
significa que o baldrame de 1 e 1/2 tijolo sobre solo de argila rija vai
aguentar 7.500 kgf/m, isto é, 7.500 quilogramas por metro linear de sapata.
Exemplo: Se a parede tiver 4 metros de comprimento, o peso que a sapata vai
aguentar será de 4 X 7.500 = 30.000 quilograma ou 30 toneladas.
Sapata Simples
A sapata simples é pontual, isto é,
localiza-se em pontos determinados da parede.
A desvantagem da sapata simples é que
ela necessita de vigas e pilares para fazer a distribuição e a concentração do
peso da parede e do telhado.
Roteiro para confecção de uma boa sapata:
1 - Calcular o peso da casa. Medir o
Peso Linear, isto é, o peso em uma faixa de 1 metro de cada parte da casa:
|
PARTE DA CASA
|
PESO LINEAR
|
|
Telhado com
estrutura de madeira e telha de barro do tipo francesa.
|
1.064 kgf / m
|
|
Telhado com
estrutura de madeira e telha ondulada de fibro-cimento.
|
408 kgf / m
|
|
Forro de
estuque.
|
220 kgf / m
|
|
Parede em
alvenaria de tijolo de Barro assentado em 1/2 tijolo com revestimento nos 2
lados.
|
675 kgf / m
|
|
Parede em
alvenaria de tijolo de Barro assentado em 1 tijolo com revestimento nos 2
lados.
|
1.390 kgf / m
|
|
Laje de piso com
carga de pessoas e móveis de 160 kgf / m2.
|
1.440 kgf / m
|
EXEMPLO 1 - Casa Térrea:
|
PAREDES EXTERNAS
|
Peso do Telhado
|
1.064
|
|
Peso do Estuque
|
220
|
|
|
Peso da Parede de 1 tijolo
|
1.390
|
|
|
TOTAL:
|
2.674 kgf / m
|
|
PAREDES INTERNAS
|
Peso do Telhado
|
0
|
|
Peso do Estuque
|
220
|
|
|
Peso da Parede de 1/2 tijolo
|
675
|
|
|
TOTAL:
|
895 kgf / m
|
EXEMPLO 2
Sobrado:
|
PAREDES EXTERNAS
|
Peso do Telhado
|
1.064
|
|
Peso do Estuque
|
220
|
|
|
Peso da Parede de 1 tijolo
|
1.390
|
|
|
Peso do Piso
|
1.440
|
|
|
Peso da Parede de 1 tijolo
|
1.390
|
|
|
TOTAL:
|
5.504 kgf / m
|
|
PAREDES INTERNAS
|
Peso do Telhado
|
0
|
|
Peso do Estuque
|
220
|
|
|
Peso da Parede de 1/2 tijolo
|
675
|
|
|
Peso do Piso
|
1.440
|
|
|
Peso da Parede de 1/2 tijolo
|
675
|
|
|
TOTAL:
|
3.010 kgf / m
|
2 - Verificar se o terreno onde vai ser
construída a casa possui um Solo de Argila DURA ou um Solo de Argila RIJA. A
resposta pode ser sim ou não.
2.1 - A resposta é SIM, isto é, o
terreno é alto, firme e seco:
1 - A fundação pode ser em Sapata
Corrida.
2.2 - A resposta é NÃO, isto é, o
terreno não é seco, mas não chega a empossar água.
1 - A fundação pode ser em Sapata
Simples:
2 - Chame um Engenheiro Civil para
calcular a Sapata ou prefira a fundação sobre Estacas.
Tabela de Pressões Admissíveis da Norma Brasileira NBR-6122 (NB-51)
Projeto e Execução de Fundações.
|
TIPO DE SOLO
|
CARACTERIZAÇÃO
|
CAPACIDADE
MÁXIMA [kgf/cm2]
|
|
a)
|
Rocha viva,
maciça sem laminações, fissuras ou sinal de decomposição, tais como gnais,
granito, diabase, basalto.
|
100
|
|
b)
|
Rochas
laminadas, com pequenas fissuras, estratificadas, tais como: xistos e
ardósias.
|
35
|
|
c)
|
Depósitos
compactos e contínuos de matacões e pedras de várias rochas.
|
10
|
|
d)
|
Solos
Concrecionados.
|
8
|
|
e)
|
Pedregulhos
compactos e misturas compactas de areia e pedregulho.
|
5
|
|
f)
|
Pedregulhos
fofos e misturas de areia e pedregulho, areia grossa, compacta.
|
3
|
|
g)
|
Areia grossa
fofa e areia fina compacta.
|
2
|
|
h)
|
Areia fina fofa,
submersa.
|
1
|
|
i)
|
Argila Dura
(terrenos altos, secos e de terra vermelha)
|
3
|
|
j)
|
Areia Rija
(terrenos altos e secos)
|
2
|
|
k)
|
Argila Média
(terrenos baixos, úmidos, mas sem presença de água)
|
1
|
|
l)
|
Argila Mole
(terrenos baixos com forte presença de umidade)
|
Necessitam de
estudos do solo local.
|
|
m)
|
Argila Muito
Mole (terrenos baixos, alagados, próximo de córregos e lagoas)
|
|
|
n)
|
Aterros
|
4. CONDIÇÕES DE TRANSFERÊNCIA DE
CARGAS
Em teoria, sapatas, blocos e radiers
são os elementos de fundação mais simples de projetar e executar, mas não é bem
assim.
Apoiados a pequenas profundidades em
relação ao nível do solo, certos tipos de fundação requerem pouca escavação e
consumo moderado de concreto para execução das peças. Apesar disso a suposta
simplicidade dos blocos e sapatas é preciso cuidado ao projetar e executar
esses elementos que são a base da estrutura.
Como usam camadas superficiais do
subsolo para transferir as cargas da construção, as fundações rasas estão mais
suscetíveis a mudanças na composição do solo do que as profundas. Além disso,
as sondagens não varrem todo o terreno, podendo ocorrer alterações superficiais
não detectadas. Não se pode menosprezar o risco. Só dá para saber exatamente o
que estará abaixo de uma sapata na hora de executá-la.
É importante lembrar que, se o solo não
for adequado, não adianta mudar as características da peça, por exemplo,
aumentar a resistência do concreto. O que condiciona o desempenho da fundação é
a resistência do solo, que é, no final das contas, o elo fraco do sistema. Por
isso, no caso de sapatas, a liberação da concretagem de cada elemento deve ser
feita pelo projetista/consultor das fundações.
Caiu por terra o conceito de que todas
as sapatas devem receber a mesma pressão, muito comum no meio técnico algumas
décadas atrás. O que deve ser uniforme é o desempenho da edificação, não as
cargas sobre cada sapata.
Ainda na fase de projeto, o contato
entre projetista de fundações e estruturas deve ser constante. Afinal, não dá
para dissociar os funcionamentos da infra e da superestrutura.
Outro motivo é a possibilidade de nem
todas as sapatas terem a mesma profundidade.
Se uma peça estiver mais profunda que
as demais, o pilar deverá ser mais esbelto. A possível mudança na flambagem do
pilar deve ser considerada no projeto estrutural.
Os cuidados não devem se limitar ao
projeto, mas também à execução. Alguns são de ordem estritamente prática ou econômica,
como o formato retangular e piramidal para a sapata em pontos que não
apresentem nenhuma limitação de espaço. O principal motivo é a redução no
consumo de concreto, pois, ao contrário de uma sapata com altura regular, não
haveria subaproveitamento do material. Além disso, sapatas em outros formatos,
como arredondado ou escalonado, costumam exigir mais trabalhos com fôrmas.
Um cuidado importante é o de garantir
que a umidade do solo não atacará a armadura da sapata. Para isso, é feito um
lastro de 5 cm de concreto magro sob a sapata. Outro cuidado é manter o fundo
da vala limpo, sem lama ou materiais soltos. Como a sapata espraia as tensões
de toda a estrutura para o solo, um concreto com problemas pode prejudicar o
desempenho de todo o sistema.
Dependendo das dimensões da sapata e da
especificação do concreto, pode ser necessário colocar gelo na mistura,
evitando elevação de temperatura em excesso durante a hidratação e a consequente
fissuração da peça.
Sapatas alavancadas
Caso o projeto preveja uma sapata em
divisa de terreno ou com algum obstáculo, a peça não consegue ter o centro de
gravidade e o centro de cargas coincidentes. Para compensar a excentricidade
das cargas, é necessário transferir parte dos esforços para uma sapata próxima
por meio de uma viga alavancada.
Sapatas corridas
Recebem as cargas direto das paredes. A
transferência de carga é feita linearmente. As sapatas corridas são sucedâneas
dos alicerces, para paredes mais carregadas ou solos menos resistentes.
Sapatas isoladas
Recebem as cargas de apenas um pilar. É
a solução preferencial por ser, em geral, mais econômica porque consome menos
concreto. As sapatas podem ter vários formatos, mas o mais comum é o cônico
retangular, pois consome menos concreto e exige trabalho mais simples com a
fôrma. No caso de pilares de formato não-retangular, a sapata deve ter seu
centro de gravidade coincidindo com o centro de cargas.
Sapatas associadas
Utilizadas quando há pilares muito
próximos e as sapatas isoladas se sobreporiam. Além disso, podem ser
necessárias quando as cargas estruturais forem grandes. Como nas sapatas
isoladas, o posicionamento da peça de fundação deve respeitar o centro de
cargas dos pilares.
CAPACIDADE DE CARGA E TENSÃO ADMISSÍVEL
Aqui serão apresentadas as principais
teorias a respeito da estimativa da capacidade de carga de fundações
superficiais, bem como as considerações a serem realizadas para a determinação
da tensão admissível.
Segundo a NBR 6122, tensão admissível é
a carga que, aplicada à sapata, provoca recalques que não produzem
inconvenientes à estrutura e, simultaneamente, oferece segurança satisfatória à
ruptura ou escoamento da fundação. A determinação da tensão admissível do solo
pode ser feita por tabelas (normas ou códigos), por fórmulas de capacidade de
carga e suas correlações. A NBR 6122 traz uma tabela, que se aconselha
unicamente para obras de pequena importância, ou para anteprojetos de
fundações. A obtenção da tensão admissível por meio de testes de carga somente
é possível para obras de grande importância, devido aos custos do referido
teste. A NBR fixa as condições gerais a satisfazer nas provas de carga sobre o
terreno, para fins de fundação sobre sapatas. As fórmulas de capacidade de
carga são hoje um instrumento bastante eficaz na previsão da tensão admissível,
destacando-se dentre as inúmeras formulações a de Terzaghi, de Meyerhof, de
Skempton, e de Brinch Hansen (com colaborações de Vesic). As fórmulas de
capacidade de carga são determinadas a partir do conhecimento do tipo de
ruptura que o solo pode sofrer, dependendo das condições de carregamento.
TIPOS DE RUPTURA
Ao se aplicar uma carga sobre uma
fundação, pode-se provocar três tipos de ruptura no solo, considerado como meio
elástico, homogêneo, isotrópico, semi-infinito: RUPTURA GERAL, RUPTURA LOCAL e
RUPTURA POR PUNCIONAMENTO.
Ruptura Geral
Na ruptura geral, ocorre a formação de
uma cunha, que tem movimento vertical para baixo, e que empurra lateralmente
duas outras cunhas, que tendem a levantar o solo adjacente à fundação. A
ruptura geral ocorre na maioria das fundações em solos pouco compressíveis de
resistência finita e para certas dimensões de sapatas.
Ruptura Local
Neste tipo de ruptura, forma-se uma
cunha no solo, mas a superfície de deslizamento não é bem definida, a menos que
o recalque atinja um valor igual à metade da largura da fundação. A ruptura
local ocorre geralmente em areias fofas.
Ruptura por Puncionamento
Quando ocorre este tipo de ruptura
nota-se um movimento vertical da fundação, e a ruptura só é verificada
medindo-se os recalques da fundação. A ruptura por puncionamento ocorre em
solos muito compressíveis, em fundações profundas ou em radiers.
5. DIMENSIONAMENTO
Como as tensões admissíveis à
compressão do concreto são muito superiores às tensões admissíveis dos solos em
geral, as seções dos pilares, próximas à superfície do terreno, são alargadas,
de forma que a pressão aplicada ao terreno seja compatível com sua tensão
admissível, formando então a sapata.
Fórmulas Teóricas
FÓRMULAS DE CAPACIDADE DE CARGA
Existem várias fórmulas para o cálculo
da capacidade de carga dos solos, todas elas aproximadas, porém de grande
utilidade para o engenheiro de fundações, e conduzindo a resultados
satisfatórios para o uso geral.
Para a utilização dessas fórmulas, é
necessário o conhecimento adequado da resistência ao cisalhamento do solo em
estudo, ou seja, S = c + σ tg φ
FÓRMULA GERAL DE TERZAGHI (1943)
Terzaghi, em 1943, propôs três fórmulas
para a estimativa da capacidade de carga de um solo, abordando os casos de
sapatas corridas, quadradas e circulares, apoiadas à pequena abaixo da
superfície do terreno (H < B).
Mediante a introdução de um fator
de correção para levar em conta a forma da sapata, as equações de Terzaghi
podem ser resumidas em uma só, mais geral.
σr = c Nc Sc +
q Nq Sq + ½ γ B Nγ Sγ
coesão
sobrecarga
atrito
onde:
c = coesão do solo
Nc, Nq, Nγ = coeficientes de capacidade
de carga f (ϕ)
Sc, Sq, Sγ = fatores de forma (Shape
factors)
H . q γ = pressão efetiva de terra à
cota de apoio da sapata.
Γ = peso específico efetivo do solo na
cota de apoio da sapata.
B = menor dimensão da sapata.
Terzaghi chegou a essa equação através
das seguintes considerações:
• Que σR depende do tipo e
resistência do solo, da fundação e da profundidade de apoio na camada.
• As várias regiões consideradas por
Terzaghi são:
PQP’ – Zona em equilíbrio (solidária à
base da fundação)
PQR – Zona no estado plástico
PRS – Zona no estado elástico
Terzaghi introduz o efeito decorrente
do atrito entre o solo e a base da sapata, ou: sapata de base rugosa.
Os coeficientes da capacidade de carga
dependem do ângulo de atrito φ do solo e são apresentados no quadro a
seguir.
Para solos em que a ruptura pode se
aproximar da ruptura local, a equação é modificada para σr = c’ N’c
Sc + q N’q Sq +
½ γ B N’γ Sγ ,
onde:
c = coesão reduzida (c’ = 2/3 c)
φ = ângulo de atrito reduzido, dado por
tg φ’ = 2/3 tg φ
N’c, N’q, N’γ fatores de capacidade de
carga reduzida, obtidos a partir de φ’.
FÓRMULA DE SKEMPTON (1951) – ARGILAS
Skempton, analisando as teorias para
cálculo de capacidade de carga das argilas, a partir de inúmeros casos de
ruptura de fundações, propôs em 1951 a seguinte equação para o caso das argilas
saturadas (φ = 0º), resistência constante com a profundidade.
σr = c Nc + q
onde,
c = coesão da argila (ensaio rápido)
Nc = coeficiente de capacidade de
carga, onde ( ) B / f N H
c = considera-se a relação H/B,
onde:
H – profundidade de embutimento da
sapata.
B – menor dimensão da sapata.
Prova de Carga
Para a realização deste ensaio, deve-se
utilizar uma placa rígida qual distribuirá as tensões ao solo. A área da placa
não deve ser inferior a 0,5 m2.
Comumente, é usada uma placa de ∅ = 0,80 m.
- A prova de carga é executada em
estágios de carregamento aplicados ≤ 20% da taxa de trabalho presumível do solo.
- Em cada estágio de carregamento,
serão realizadas leituras das deformações logo após a aplicação da carga e
depois em intervalos de tempos de 1, 2, 4, 8, 15, 30 minutos, 1 hora, 2, 4, 8,
15 horas, etc.
Os carregamentos são aplicados até que:
- ocorra ruptura do terreno
- a deformação do solo atinja 25 mm
- a carga aplicada atinja valor igual
ao dobro da taxa de trabalho presumida para o solo.
Último estágio de carga pelo menos 12
horas, se não houver ruptura do terreno. O descarregamento deverá ser feito em
estágios sucessivos não superiores a 25% da carga total, medindo-se as
deformações de maneira idênticas a do carregamento.
- Geralmente, para solos de alta
resistência, prevalece o critério da ruptura, pois as deformações são pequenas.
- Para solos de baixa resistência,
prevalece o critério de recalque admissível, pois as deformações do solo serão
sempre grandes.
No quadro abaixo são apresentadas
pressões básicas (σ0) de vários tipos de solos de acordo com a NBR6122/1996.
|
Classe
|
Descrição
|
Valores(MPa)
|
|
1
|
Rocha sã, maciça, sem lâmina ou sinal de decomposição
|
3,0
|
|
2
|
Rochas laminadas, com pequenas fissuras, estratificadas
|
1,5
|
|
3
|
Rochas alteradas ou em decomposição
|
Ver norma
|
|
4
|
Solos granulados concrecionados - conglomerados
|
1,0
|
|
5
|
Solos pedregulhosos compactos a muito compactos
|
0,6
|
|
6
|
Solos pedregulhosos fofos
|
0,3
|
|
7
|
Areias muito copactas
|
0,5
|
|
8
|
Areias compactas
|
0,4
|
|
9
|
Areias medianamente compactas
|
0,2
|
|
10
|
Argilas duras
|
0,3
|
|
11
|
Argilas rijas
|
0,2
|
|
12
|
Argilas médias
|
0,1
|
|
13
|
Siltes duros (muitos compactos)
|
0,3
|
|
14
|
Siltes rijos (compactos)
|
0,2
|
|
15
|
Siltes médios (medianamente compactos)
|
0,1
|
Obs.:
a) Para a descrição dos diferentes
tipos de solo, seguir as definições da NBR 6502.
b) Os valores do quadro acima, válidos
para largura de 2m devem ser modificados em função das dimensões e da
profundidade conforme prescrito na NBR6122/1996.
c) Valores Tabelados (NBR 6122)
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Classe
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Descrição
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Valores(MPa)
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1
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Rocha sã, maciça, sem lâmina ou sinal de decomposição
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3,0
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2
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Rochas laminadas, com pequenas fissuras, estratificadas
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1,5
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3
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Rochas alteradas ou em decomposição
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Ver norma
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4
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Solos granulados concrecionados - conglomerados
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1,0
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5
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Solos pedregulhosos compactos a muito compactos
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0,6
|
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6
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Solos pedregulhosos fofos
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0,3
|
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7
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Areias muito copactas
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0,5
|
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8
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Areias compactas
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0,4
|
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9
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Areias medianamente compactas
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0,2
|
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10
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Argilas duras
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0,3
|
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11
|
Argilas rijas
|
0,2
|
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12
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Argilas médias
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0,1
|
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13
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Siltes duros (muitos compactos)
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0,3
|
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14
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Siltes rijos (compactos)
|
0,2
|
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15
|
Siltes médios (medianamente compactos)
|
0,1
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d) Sondagem SPT ➪ σadm = 0,02.Nmédio
(MPa)
SAPATAS ISOLADAS
Sejam ao e bo as dimensões do pilar, P
a carga que ele transmite e σadm a tensão admissível do terreno.
Além disso, devem ser obedecidos os
seguintes requisitos no dimensionamento de uma fundação por sapatas.
a) Distribuição Uniforme de Tensões: o
centro de gravidade da área da sapata deve coincidir com o centro de gravidade
do pilar, para que as pressões de contato aplicadas pela sapata ao terreno
tenham distribuição uniforme.
b) Dimensionamento Econômico: as
dimensões L e B das sapatas, e l e b dos pilares, devem estar
convenientemente relacionadas a fim de que o dimensionamento seja econômico.
Isto consiste em fazer com que as abas (distância d da figura abaixo) sejam
iguais, resultando momentos iguais nos quatro balanços e secção da armadura da
sapata igual nos dois sentidos. Para isso, é necessário que L-B=l – b.
Sabe-se ainda que L x B = Asapata,
o que facilita a resolução do sistema.
c) Recalques Diferenciais: as dimensões
das sapatas vizinhas devem ser tais que eliminem, ou minimizem, o recalque
diferencial entre elas. Sabe-se que os recalques das sapatas dependem das
dimensões das mesmas.
d) Sapatas apoiadas em Cotas
Diferentes: No caso de sapatas vizinhas, apoiadas em cotas diferentes, elas
devem estar dispostas segundo um ângulo não inferior a α com a vertical, para
que não haja superposição dos bulbos de pressão. A sapata situada na cota
inferior deve ser construída em primeiro lugar. Podem ser adotados, α = 60º
para solos e α = 30º para rochas.
d) Dimensões mínimas: sapatas isoladas
= 80cm e sapatas corridas = 60cm.
e) Pilares em L: A sapata deve estar
centrada no eixo de gravidade do pilar.
SAPATAS ASSOCIADAS
Casos em que as cargas estruturais são
muito altas em relação à tensão admissível do solo ou haver superposição de
áreas. A sapata deverá estar centrada no centro de carga dos pilares. Quando há
superposição das áreas de sapatas vizinhas, procura-se associá-las por uma
única sapata, sendo os pilares ligados por uma viga.
A sapata associada deverá ser centrada
em relação a este centro de gravidade das cargas.
SAPATAS DE DIVISA
Quando o pilar está situado junto à
divisa do terreno, e não é possível avançar com a sapata no terreno vizinho, a
sapata fica excêntrica em relação ao pilar. A distribuição das tensões na
superfície de contato não é mais uniforme.
Para fazer com que a resultante R na
base da sapata fique centrada, são empregadas vigas de equilíbrio ou vigas
alavancas, de maneira que fique compensado o momento proveniente da excentricidade
e.
Observações:
O CG da sapata de divisa deve estar
sobre o eixo da viga alavanca.
As faces laterais (sentido da menor
dimensão) da sapata de divisa devem ser paralelas a da viga alavanca.
O sistema pode ser calculado para a
viga sobre 2 apoios (R1 e R2), recebendo as duas cargas P1 e P2, sendo R1 >
P1 e, portanto R2 < P2.
Como é sabido que R1 > P1, toma-se
um valor estimado de R1 (> P1), para uma primeira tentativa. Geralmente,
procura-se tomar L/B=2 a 3; e a 1ª tentativa para R1 de 1,10 P a 1,30 P.
CONCLUSÃO
Podemos perceber que, para realizar a
escolha adequada do tipo de fundação, é importante que a pessoa responsável
pela contratação tenha o conhecimento dos tipos de fundação disponíveis no
mercado e de suas características. Somente com esse conhecimento é que será
possível escolher a solução que atenda às características técnicas e ao mesmo
tempo se adeque à realidade da obra. Há situações em que uma solução mais
custosa oferece um prazo menor.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Apostila de Tecnologia das Construções
2
Fundações Rasas - Artigo – Texto de
Ubiratan Leal
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