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Fundações superficiais - O que estudar para concursos públicos

As fundações são responsáveis pela transmissão das cargas das edificações ao solo, seja de forma direta, por fundações superficiais, seja de forma indireta, por fundações profundas.


As fundações são responsáveis pela transmissão das cargas das edificações, pontes, viadutos etc. ao solo, seja de forma direta, por fundações superficiais, seja de forma indireta, por fundações profundas. As fundações superficiais, diretas ou rasas são representadas pelas sapatas, blocos, radier, sapatas associadas, vigas de fundação e sapatas corridas. Já as fundações profundas são representadas, basicamente, pelas estacas e tubulões.


Vamos estudar basicamente o que é cobrado em concursos púbicos de uma maneira simplificada e que possa servir de base para os seu estudos, ok?


Para começar, vamos verificar os conceitos mais cobrados em provas e que deve ser bem entendido.


  1. Recalque - Movimento vertical descendente de um elemento estrutural. Quando o movimento for ascendente, denomina-se levantamento. O recalque pode ser uniforme ou por rompimento do solo.

  2. Cota de arrasamento - Nível em que deve ser deixado o topo da estaca ou tubulão, demolindo-se o excesso ou completando-o, se for o caso. Deve ser definido de modo a deixar que a estaca e sua armadura penetrem no bloco com um comprimento que garanta a transferência de esforços do bloco à estaca. Quando a cota de arrasamento estiver abaixo da cota do plano da cravação, pode-se utilizar um elemento suplementar denominado Prolonga ou Suplemento ( pode ser fabricado de aço ou de concreto, e sua utilização deve garantir o bom posicionamento da estca, mas está limitado a 3m

  3. Nega A nega corresponde à penetração permanente de uma estaca, causada pela aplicação de um golpe do pilão. Em geral é medida por uma série de dez golpes. Condição necessária, mas não suficiente para se conhecer a capacidade de carga de uma estaca e corresponde a 1/10 da penetração para os últimos 10 golpes.

  4. Repique - Parcela elástica do deslocamento máximo de uma seção da estaca, decorrente da aplicação de um golpe do pilão. Também pode-se dizer que o repique é uma medida indireta e dinâmica da capacidade de carga da estaca, contudo é pelo deslocamento elástico do topo da estaca.



As fundações superficiais são elementos cuja carga é transmitida ao terreno, predominantemente pelas pressões distribuídas sob a base da fundação.

As mais cobradas são


  • Sapatas

  • Blocos de fundação

  • Radier

  • Vigas baldrame

  • Sapatas associadas e corridas

  • Grelhas


Considerações a serem feitas para atenderem às condições de fundações superficiais


  1. Profundidade de assentamento em relação ao terreno adjacente é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação.

  2. Nas divisas com terrenos vizinhos, salvo quando a fundação for assente sobre rocha, tal profundidade não deve ser inferior a 1,5 m.

  3. Todas as partes da fundação superficial em contato com o solo (sapatas, vigas de equilíbrio etc.) devem ser concretadas sobre um lastro de concreto não estrutural com no mínimo 5 cm de espessura, a ser lançado sobre toda a superfície de contato solo-fundação

  4. Em planta, as sapatas ou os blocos não devem ter dimensão inferior a 60 cm.

  5. Vantajosa quando ocupa 50-70% da área disponível

  6. Caracterizam pelo uso de elementos com área horizontal elevada para transmitir a carga recebida de maneira bem distribuída por uma maior área do solo.



 

  • Quando ocorre uma redução de carga, a fundação deve ser dimensionada, considerando apenas 50% desta redução

  • No dimensionamento geométrico das fundações superficiais, deve-se considerar cargas centradas, cargas excêntricas e cargas horizontais.

  • Quando a soma dos alívios totais puder resultar em tração na fundação do pilar interno, o projeto deve ser revisto.

  • Para o cálculo da magnitude do recalque em fundações rasas sobre uma camada de argila mole requere a tensão pré-adensamento, coeficiente de compressão e recompressão.

  • De acordo com a teoria de Terzaghi, a resistência ao cisalhamento do solo acima do nível da base da fundação pode ser desprezada.

  • A teoria de Meyerhof representa um aperfeiçoamento da teoria de Terzaghi.


As sapatas são elementos de fundação executados em concreto armado, de altura reduzida em relação às dimensões da base, que se caracterizam principalmente por trabalhar à flexão, dimensionados de modo que as tensões de tração neles produzidas não sejam resistidas pelo concreto, mas sim pelo emprego da armadura e são indicadas para solos com alta capacidade de suporte e costumam ser mais econômicas que outros tipos de fundação.


  • É COM CONCRETO ARMADO ( ou seja concreto+ armadura)

  • Pressão distribuída sobre a base

  • Os esforços de tração são resistidos pela base

  • As dimensões horizontais (comprimento e largura) predominam sobre a dimensão vertical(altura)

Quanto ao seu comportamento estrutural (características geométricas), as sapatas podem ser


  1. Sapatas rígida- Sapata rígida é aquela em que o ângulo com a horizontal, da biela da diagonal mais inclinada, é maior ou igual a 30º - Distribuição de tensões uniformes. São comumente adotadas como elementos de fundações em terrenos que possuem boa resistência em camadas próximas da superfície. Para o dimensionamento das armaduras longitudinais de flexão, utiliza-se o método geral de bielas e tirantes. Alternativamente, as sapatas rígidas podem ser dimensionadas à flexão da mesma forma que as sapatas flexíveis, obtendo-se razoável precisão.

  2. Sapata flexível- São de uso mais raro, utilizadas em fundações sujeitas a pequenas cargas e para solos com pressão admissível abaixo de 150 kN/m2 (0,15mpa) e trabalha a flexão nas duas direções ortogonais - Distribuição não uniforme





Não muito cobrado em provas, mas gostaria de comentar com vocês, é a respeito das armaduras da sapata, que podem ser


Armaduras de flexão- Posicionadas horizontalmente na base das sapatas, sendo responsáveis por resistir aos esforços de flexão a que a sapata está submetida.


Armaduras de espera ou de arranque- Posicionadas verticalmente, representam a continuidade das armaduras longitudinais dos pilares e atuam transferindo os esforços destes para a sapata



Agora veremos os tipos de sapatas mais cobrados em provas


  • Sapata isolada- Costuma ser a mais comum, podendo ser quadrada, retangular, circular. Transmite ao solo as ações de um único pilar. Quando a área total das sapatas ocupar mais de 50% da área da projeção da construção, é válido analisar outras metodologias, a fim de otimizar o orçamento financeiro do canteiro


  • Sapata corrida- Suportar cargas oriundas de elementos contínuos que possuem cargas distribuídas linearmente como os muros. Normalmente, sua execução é com concreto ciclópico.

*Quando falamos apenas em sapatas corridas, há quem a conheça como sinônimo de viga baldrame ou viga de fundação, que é um tipo especial de fundação superficial muito usada e que iremos detalhar mais à frente.


  • Sapata associada ou radier parcial- Comum a vários pilares, cujos centros, em planta, não estejam situados em um mesmo alinhamento. São normalmente empregadas quando a posição de duas sapatas isoladas ficarem muito próximas por falta de espaço ou opção estrutural.


  • Sapata de divisa- É dimensionada com uma viga de equilíbrio, pois a base da sapata não coincide com o centro de gravidade do pilar (repare o uso da viga alavanca). Essa distância gera um momento fletor, que precisa ser combatido. Esse tipo de fundação é comumente utilizado em divisas de terrenos ou em estruturas próximas a algum obstáculo. A viga de equilíbrio permite transmitir os esforços resultantes da excentricidade entre o pilar e a sapata para o resto da estrutura.



Quando a soma das cargas da estrutura dividida pela taxa admissível do terreno excede à metade da área a ser edificada, geralmente é mais econômico reunir as sapatas num só elemento de fundação, que toma o nome de radier.



Os blocos são elementos de grande rigidez executados com concreto simples ou ciclópicos (lembre-se de que não é concreto armado) . Sem a necessidade de utilização de armaduras, pois as tensões de tração nele produzidas são resistidas pelo concreto (resistem por compressão). Pode ter suas faces verticais, inclinadas ou escalonadas e apresentar normalmente em planta seção quadrada ou retangular.


  • É DE CONCRETO SIMPLES (sem armadura)

  • As tensões são resistidas pelo concreto

  • Não confundir blocos de fundação com blocos de coroamento ou de capeamento, os quais são construÌdos sobre estacas ou tubulões, e são armados de modo a transmitir a carga dos pilares para as estacas ou os tubulões.



Importante!

Não confundir blocos de fundação com blocos de coroamento, os quais são construídos sobre estacas ou tubulões, e são armados de modo a transmitir a carga dos pilares para as estacas ou os tubulões, podendo ser considerados rígidos ou flexíveis por critério análogo ao definido para sapatas. Nesse sentido, o comportamento estrutural de blocos rígidos caracteriza-se, por:

  • trabalho à flexão nas duas direções, mas com trações essencialmente concentradas nas linhas sobre as estacas.

  • forças transmitidas do pilar para as estacas essencialmente por bielas de compressão, de forma e de dimensões complexas.

  • trabalho ao cisalhamento em duas direções, não apresentando ruínas por tração diagonal, mas por compressão das bielas, analogamente às sapatas.





Elemento de fundação superficial que abrange todos os pilares da obra ou carregamentos distribuídos. Como cobre ate 70% de área coberta, pode ser usado para reduzir recalques diferenciais ( lembre-se sempre, que em concursos, eles cobram o radier ligado a recalques diferenciais) .

Adequado para terreno de baixa resistência, por suas características monolíticas, a espessura da camada do solo é realmente profunda e as cargas solicitadas são pequenas.


Podemos considerar o radier, também, como sendo uma placa única de concreto armado ou protendido que se estende por toda a área da fundação e sobre o qual se apoiam todos os pilares e paredes estruturais, cujas cargas são transmitidas ao solo ao longo de toda a área desse radier. As cargas são distribuídas diretamente sobre o solo, normalmente nas primeira camadas, de forma que as tensões originadas sejam inferiores ou iguais à resistência do solo.


Outro ponto abordado, é que o radier costuma ser uma boa solução para edifícios de habitações populares, geralmente projetados em alvenaria estrutural, e ainda sendo aproveitado como contra-piso. Vale lembrar que para substituir a fundação de sapatas isoladas, torna se econômico quando a soma das áreas das sapatas for superior à metade da área de projeção da edificação


* Radier nervurado- Aplicação de uma amalha de nervuras ou vigotas distribuídas ao longo do radier de modo a aumentar a rigidez da fundação. Como resultado, o radier resiste a esforços com uma espessura menor



Fonte. Canal mapa da obra


VIGAS BALDRAME OU VIGAS DE FUNDAÇÃO


As vigas de fundação ou baldrame são elementos de fundação rasa comum a vários pilares cujos centros estejam alinhados em planta.


As vigas baldrame são os elementos estruturais que dividem a infraestrutura (fundação) da supraestrutura (estruturas acima do solo, em geral) e podem ou não estar abaixo do nível do terreno.


*Quando falamos apenas em baldrames, há quem conheça como sinônimo de sapata corrida, que é um tipo especial de sapata.






GRELHAS


Elemento de fundação constituído por um conjunto de vigas que se cruzam nos pilares (tipo não citado na norma NBR 6122/2010).




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