Fundações

UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE - UNESC

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

CAROLINE VERNICA FERNANDES RAFAEL BERNARDO ROECKER

DIMENSIONAMENTO DE FUNDAES

CRICIMA, DEZEMBRO DE 2013.

CAROLINE VERNICA FERNANDES RAFAEL BERNARDO ROECKER

DIMENSIONAMENTO DEFUNDAES

Trabalho apresentado ao Professor Adailton Antonio dos Santos, para a Disciplina de Fundaes e Obras de Terra, no curso de Engenharia Civil, da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC.

CRICIMA, DEZEMBRO DE 2013.

LISTA DE ILUSTRAES

Figura 1:Ilustrao do ensaio de SP............................................................................. 11 Figura 2:Sapata Isolada ............................................................................................... 15 Figura 3:Fundao Profunda. ....................................................................................... 19 Figura 4:Estaca escavada ............................................................................................ 20 Figura 5:Anlise de capacidade de carga Situao 1................................................ 23 Figura 6:Anlise da capacidade de carga Situao 2 ............................................... 23 Figura 7:Localizao do terreno ................................................................................... 27 Figura 8:Espraiamento SP- 03 (Q = 453 kN / m) ........................................................ 42

LISTA DE TABELAS

Tabela 1:Tabela dos estados de compacidade e de consistncia ................................ 11 Tabela 2:Coeficientes de capacidade de carga. ........................................................... 18 Tabela 3:Fatores de Forma. .......................................................................................... 18 Tabela 4:Coeficientes de correo F1 e F2 .................................................................. 25 Tabela 5:Valores atribudos s variveis de K e ........................................................ 25 Tabela 6:Definio do Intervalo de Carga ..................................................................... 30 Tabela 7:Peso especfico de solos arenosos ................................................................ 33 Tabela 8:Fatores capacidade de carga ......................................................................... 34 Tabela 9:Fatores de capacidade de forma .................................................................... 34 Tabela 10:Interpolao dos fatores da capacidade de carga para = 23,94 .............. 34 Tabela 11:Interpolao dos fatores da capacidade de carga para = 21,32 .............. 35 Tabela 12:Resumo do dimensionamento SP-01 ........................................................... 36 Tabela 13:Resumo do dimensionamento SP-02 ........................................................... 37 Tabela 14:Resumo do dimensionamento SP-03 ........................................................... 38 Tabela 15:Dimenses Sapatas com Espraiamento. ..................................................... 42 Tabela 16:Valores de k e . .......................................................................................... 43 Tabela 17:Valores F1 e F2 em funo do tipo de estaca. ............................................. 44 Tabela 18:Estaca Escavada e respectiva carga nominal. ............................................. 45 Tabela 19:Resumo Dimensionamento SP-01 ............................................................... 46 Tabela 20:Resumo Dimensionamento SP-02 ............................................................... 46 Tabela 21:Resumo Dimensionamento SP-03 ............................................................... 47

SUMRIO

1. INTRODUO ............................................................................................................ 62 OBJETIVO GERAL ...................................................................................................... 73 REFERENCIAL TERICO .......................................................................................... 83.1 Investigao Geotcnica ........................................................................................ 8

3.1.1 Sondagem3.1.2 Sondagem Percusso

3.2 Escolha do tipo de Fundao............................................................................... 123.3 Fatores de Segurana ........................................................................................... 133.4 Tipos de Fundaes .............................................................................................. 13

3.4.1 Fundaes Rasas3.4.2 Sapata Isolada3.4.3 Dimensionamento de Fundaes Rasas3.4.4 Tipos de Ruptura3.4.5 Mtodo de Terzaghi

3.5 Fundaes Profundas ........................................................................................... 183.5.1 Estaca Escavada com Lama bentontica

3.5.2 Capacidade de suporte de fundaes profundas3.5.3 Mtodo de Aoki e Velloso (1975)

4 METODOLOGIA ........................................................................................................ 265 PROJETO GEOTCNICO DE FUNDAES ........................................................... 275.1 Localizao da Obra ............................................................................................. 275.2 Investigao Geotcnica - estudo do solo .......................................................... 275.3 Perfil Estratigrfico ............................................................................................... 285.5 Definio dos intervalos de carga ....................................................................... 296 DIMENSIONAMENTO ............................................................................................... 316.1 Dimensionamento de Fundaes Rasas ............................................................. 31

6.1.1 Consideraes Iniciais6.1.2 Mtodo de Terzaghi (1943)

6.1.3 Bulbo de Tenses

6.1.4 Verificao Quanto ao Espraiamento6.2 Dimensionamento de Fundao Profunda ......................................................... 43

6.2.1 Consideraes Iniciais6.2.3 Mtodo Aoki e Velloso6.2.4 Nmero de Estacas

7 CONCLUSO ............................................................................................................ 488 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS .......................................................................... 499 ANEXOS .................................................................................................................... 50

1. INTRODUO

Fundao o elemento estrutural que tem por funo transmitir a carga da estrutura ao solo sem provocar ruptura do terreno de fundao ou do prprio elemento de ligao e cujos recalques possam ser satisfatoriamente absorvidos pelo conjunto estrutural. O solo deve ter resistncia e rigidez apropriada para no sofrer ruptura e no apresentar deformaes exageradas ou diferenciais.

Portanto de fundamental importncia conhecer o solo em que a construo ser apoiada, a fim de evitar futuros problemas com solues complexas ou de alto custo. indispensvel o reconhecimento dos perfis dos solos envolvidos e de suas respectivas caractersticas geotcnicas. Para tal, so planejadas investigaes geotcnicas, como sondagens, que permitem determinar a variao da resistncia do solo com a profundidade, atravs de descries e ndices obtidos para as diversas camadas existentes.

de grande importncia da unio entre o projeto estrutural e o projeto de fundaes em um nico grande projeto, uma vez que os dois esto totalmente interligados e mudanas em um provocam reaes imediatas no outro.

2 OBJETIVO GERAL

Dimensionar os elementos de fundao rasa ou profunda, conforme as caractersticas do solo no qual no gerem recalques e suporte os esforos solicitados. Realizando o levantamento bibliogrfico dos mtodos de Terzaghi para fundaes profundas e AOKI & VELLOSO para fundaes rasas. E o reconhecimento do solo ser utilizado informaes obtidas atravs do ensaio de penetrao percusso (SPT- Standard Penetration Test).

3 REFERENCIAL TERICO

3.1 Investigao Geotcnica

O conhecimento das condies do subsolo deve vir de um planejado programa de investigao de forma a prover de dados, tanto o projetista quanto o construtor, no momento que deles necessitarem. Um programa de investigao deve levar em considerao a importncia e o tipo da obra, bem como a natureza do subsolo.

Existem vrios mtodos de investigao de subsolos, mas no Brasil o mais comum a sondagem a percusso com determinao de SPT. A partir da sondagem, se obtm variadas informaes como o perfil do solo de metro a metro, o nvel do lenol subterrneo, e a determinao da resistncia do solo s tenses. Um engenheiro de posse dessas informaes poder tomar decises de projeto e execuo mais eficientes, precisas, seguras e econmicas, como por exemplo, o melhor posicionamento da edificao no terreno, e o melhor tipo de fundao.

A Norma Brasileira de Projeto e Execuo de Fundaes, NBR 6122 (1996), subdivide as investigaes do subsolo em:

a) Investigaes locais: Sondagem com ou sem retirada de amostra indeformada do solo; Ensaios de penetrao esttica ou dinmica; Ensaios in situ de resistncia e deformao; Ensaios in situ de 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

3.1.1 Sondagem

sempre aconselhvel a execuo de sondagens, no sentido de reconhecer o subsolo e escolher a fundao adequada, fazendo com isso, o barateamento das fundaes. As sondagens representam, em mdia, apenas 0,05 a 0,005% do custo total da obra.

Os requisitos tcnicos a serem preenchidos pela sondagem do subsolo so os seguintes (Godoy, 1971):

Determinao dos tipos de solo que ocorrem, no subsolo, at a profundidade de interesse do projeto;

Determinao das condies de compacidade (areias) ou consistncia (argilas) em que ocorrem os diversos tipos de solo;

Determinao da espessura das camadas constituintes do subsolo e avaliao da orientao dos planos (superfcies) que as separam;

Informao completa sobre a ocorrncia de gua no subsolo.

3.1.2 Sondagem Percusso

A sondagem mais executada em solos penetrveis a sondagem a percusso ou SPT(Standard Penetration Test). A execuo de uma sondagem um processo repetitivo, que consiste em abertura do furo, ensaio de penetrao e amostragem a cada metro de solo sondado. Os pontos de sondagem devem ser criteriosamente distribudos na rea em estudo, e devem ter profundidade que inclua todas as camadas do subsolo que possam influir, significativamente, no comportamento da fundao.

A execuo segundo a norma da ABNT pela NBR 6484:2001.Em cada ponto monta-se um trip com um conjunto de roldanas e cordas, sendo a amostra a zero metro coletada. Na base do furo apia-se o amostrador padro acoplado a hastes de perfurao. Marca-se na haste, com giz, um segmento de 45 cm dividido em trechos iguais de 15 cm. Erguesse o peso batente de 65 kg at a altura de 75 cm e deixa-se cair em queda livre sobre a haste. Tal procedimento repetido at que o amostrador penetre 45 cm do solo. A soma do nmero de golpes necessrios para a penetrao do amostrador nos ltimos 30 cm o que dar o ndice de resistncia do solo na profundidade ensaiada. Nas operaes subseqentes de perfurao, intercaladas s operaes de amostragem, deve-se utilizar o trado cavadeira ou o helicoidal at se atingir onvel dgua ou at que o avano seja inferior a 05 cm aps 10 minutos de operao.Nestes casos e passa-se ao mtodo de perfurao por circulao de gua(lavagem).

Figura 1: Ilustrao do ensaio de SP

Fonte: SCHNAID, 2000

Classifica-se o solo em relao compacidade (solos arenosos) e em relao consistncia (solos argilosos) de acordo com o valor de NSPT.

Tabela 1: Tabela dos estados de compacidade e de consistncia

Fonte: ABNT NBR 6484: 2001

Solo ndice de resistncia penetrao Designao

4 Fofa(o)5 a 8 Pouco campacta(o)9 a 18 Medianamente compacta(o)

19 a 40 Compacta(o)> 40 Muito compacta(o) 2 Muito mole

3 a 5 Mole6 a 10 Mdia(o)

11 a 19 Rija(o)> 19 Dura(o)

Areias e siltes arenosos

Argilas e siltes argilosos

3.2 Escolha do tipo de Fundao

So vrios parmetros a serem seguidos para uma boa escolha do tipo de fundao. Deve-se avaliar a topografia, para saber se cortes ou aterros sero feitos. Analisar a caracterstica do solo, classificando em resistentes, rochosos, moles. Pesquisar qual a profundidade da gua que corre sob este terreno. Levar em considerao o tipo de construo que ser feita, e os parmetros econmicos. Uma pesquisa na vizinhana para saber qual o tipo de fundao feita por eles, e seu comportamento ao longo do tempo, ajuda ao profissional a ter dados mais completos.

Precisam-se analisar os critrios tcnicos que condicionam a escolha por um tipo ou outro de fundao. Os principais itens a serem considerados so:

Topografia da rea: Presena de obstculos, como aterros com lixo ou mataces, dados sobre eroses, ocorrncia de solos moles na superfcie, necessidade de efetuar cortes e aterros, dados sobre taludes e encostas no terreno, ou que possam atingir o terreno.

Caractersticas do macio de solo:Existncia de camadas resistentes ou adensveis, variabilidade das camadas e a profundidade de cada uma delas, existncia de camadas resistentes ou adensveis, a posio do nvel dgua, compressibilidade e resistncia do solo.

Dados da estrutura: A arquitetura, o tipo e o uso da estrutura, como por exemplo, se consiste em um edifcio, torre ou ponte, se h subsolo e ainda as cargas atuantes.

Dados sobre as construes vizinhas: Danos j existentes, possveis consequncias de escavaes e vibraes provocadas pela nova obra, existncia de subsolo, o tipo de estrutura e das fundaes vizinhas.

Aspectos econmicos: Alm do custo direto para a execuo do servio, deve-se considerar o prazo de execuo. H situaes em que uma soluo mais custosa oferece um prazo de execuo menor, tornando-se mais atrativa.

Podemos perceber que, para realizar a escolha adequada do tipo de fundao, importante que a pessoa responsvel pela contratao tenha o conhecimento dos tipos de fundao disponveis no mercado e de suas caractersticas. Somente com esse conhecimento que ser possvel escolher a soluo que atenda s caractersticas tcnicas e ao mesmo tempo se adque realidade da obra.

3.3 Fatores de Segurana

Conforme a NBR 6122/1996, caso seja fornecido para o projetista de fundao um nico tipo de carregamento sem especificao das aes combinadas, aplicam-se as seguintes regras:

a) Forma e obteno dos parmetros c, e : A partir de ensaios, FS= 2,0 A partir de correlaes, FS= 3,0 b) Natureza das cargas: Se predominam as acidentais, FS= 2,0 Se predominam as permanentes, FS= 3,0 c) Vida til da obra: Provisria, FS= 2,0 Permanente, FS= 3,0

3.4Tipos de Fundaes

importante notar o processo de afunilamento que ocorre nas obras em geral, as cargas das lajes so descarregadas nas vigas, destas para os pilares, destes aos elementos de fundao. A superestrutura, atravs das lajes, vigas, pilares, paredes

aplica carga sobre a infraestrutura, que transmite a carga para o solo de fundao. O elemento de fundao uma pea estrutural que se comporta como um transformador, recebendo cargas altas e transmitindo baixas tenses.

3.4.1 Fundaes Rasas

As fundaes diretas ou rasas so aquelas em que a carga da estrutura transmitida diretamente ao solo pela fundao. So executadas em valas rasas, com profundidade mxima de 3,0 metros, e caracterizadas esto os blocos, os radiers, as sapatas associadas, sapatas corridas e as vigas de fundao. Quando a camada resistente carga da edificao, ou seja, onde a base da fundao est implantada, no excede a duas vezes a sua menor dimenso ou se encontre a menos de 3 m de profundidade;

Fundaes rasas so dimensionadas de forma a distriburem o peso da construo no solo para que a presso exercida sobre o solo seja compatvel com a sua resistncia do solo.

Obedecendo a trs requisitos principais:Ausncia de recalques excessivos, Inocorrncia de ruptura do solo de fundao, Inocorrncia de ruptura do elemento de fundao.

3.4.2 Sapata Isolada

Sapata Isolada quando a mesma no tem associao com nenhuma outra sapata e dimensionada em funo dos esforos de um s pilar. Usadas em terrenos que apresentam uma boa taxa de trabalho e quando a carga a ser distribuda relativamente pequena. Em geral so feitas em forma de tronco de pirmide e amarradas umas s outras atravs de cintas ou vigas baldrame

Sapatas isoladas so elementos de apoio de concreto, de menor altura que os blocos, que resistem principalmente por flexo. uma fundao direta, geralmente de concreto armado, com a forma aproximada de uma placa sobre a qual se apoiam

colunas, pilares ou mesmo paredes. So fundaes semi flexveis portanto devem ser dimensionadas estruturalmente (alturas, inclinaes, armaduras necessrias).

Embaixo de toda sapata dever, sempre, ser colocada uma camada de concreto magro (farofa). um concreto bem seco, sem funo estrutural, que tem a finalidade de isolar o fundo da sapata para que o solo no absorva a gua do concreto da fundao.

Para construo de uma sapata isolada, so executadas as seguintes etapas: frma para o rodap, com folga de 5 cm para execuo do concreto magro, posicionamento das frmas, de acordo com a marcao executada no gabarito de locao, preparo da superfcie de apoio, colocao da armadura, posicionamento do pilar em relao caixa com as armaes, colocao das guias de arame, para acompanhamento da declividade das superfcies do concreto, concretagem: a base poder ser vibrada normalmente, porm para o concreto inclinado dever ser feita uma vibrao manual, isto , sem o uso do vibrador.

Figura 2:Sapata Isolada

3.4.3Dimensionamento de Fundaes Rasas

Tenso admissvel relaciona-se com a carga que com segurana pode aplicar-se ao solo sem risco de ruptura, seja por carga ou por recalque excessivo. Logo a segurana contra a ruptura varia com o fator de segurana.

A grandeza r ou r denominada capacidade de carga do solo. Durante o carregamento, as deformaes do solo de fundao vo ocorrendo at que se caracterize a sua ruptura (tenso r). Esta ruptura pode tambm ser caracterizada por um recalque excessivo, ou seja, igual ao mximo que a estrutura pode suportar r.

A ruptura do solo de fundao ocorre por cisalhamento, sendo os trs principais: ruptura Geral, ruptura por puncionamento e ruptura local.

3.4.4 Tipos de Ruptura

Ao se aplicar uma carga sobre uma fundao, pode-se provocar trs tipos de ruptura no solo, considerado como meio elstico, homogneo, isotrpico, semi infinito: ruptura geral, local e por puncionamento.

Ruptura geral: Na ruptura geral, ocorre a formao de uma cunha, que tem movimento

vertical para baixo, e que empurra lateralmente duas outras cunhas, que tendem a levantar o solo adjacente fundao. A ruptura geral ocorre na maioria das fundaes em solos pouco compressveis de resistncia finita e para certas dimenses de sapatas. Este tipo de ruptura ocorre nos solos mais rgidos, como areia compactada e muito compacta, argilas rijas e duras.

Ruptura local: Neste tipo de ruptura, forma-se uma cunha no solo, mas a superfcie de

deslizamento no bem definida, a menos que o recalque atinja um valor igual metade da largura da fundao. A ruptura local ocorre em solos mais deformveis, como areias fofos e argilas mdias e moles.

Ruptura por puncionamento: Quando ocorre este tipo de ruptura nota-se um movimento vertical da

fundao, e a ruptura s verificada medindo-se os recalques da fundao. A ruptura por puncionamento ocorre em solos muito compressveis, em fundaes profundas ou em radiers.

3.4.5 Mtodo de Terzaghi

A teoria de Terzaghi (1943) considera a tenso efetiva do solo. Assim sendo, deve-se observar a presena de nvel de gua no solo de fundao e quando houver a presena de nvel da guia deve-se utilizar o (peso especfico do solo de fundao submerso). Terzaghi no seu mtodo adaptou a mecnica dos solos as solues da mecnica dos meios contnuos. O mtodo encontra-se baseado na teoria da plasticidade e nas idias de seus antecessores.

A equao geral para determinao da capacidade de carga de um solo de fundao, pelo mtodo de Terzaghi:

Onde: - Tenso de ruptura do solo abaixo da fundao; Nc, Nq, - Fatores de capacidade de carga; Sc, Sq, S - Fatores de correo para a forma geomtrica da fundao; - Peso especfico do solo abaixo da fundao; C coeso do solo abaixo da fundao; B menor dimenso da fundao; D profundidade da fundao.

Os coeficientes da capacidade de carga dependem do ngulo de atrito do solo e so apresentados no quadro abaixo:

Tabela 2: Coeficientes de capacidade de carga.

Tabela 3: Fatores de Forma.

Fonte: Terzaghi (1943)

3.5 Fundaes Profundas

So caracterizadas pelo comprimento preponderante em relao seo transversal. So fundaes cuja resistncia composta de duas parcelas. A primeira baseada na superfcie de sua extremidade inferior que distribui o peso atuante, sobre ela, no solo (ponta). A segunda parcela gerada pela fora de atrito entre a sua superfcie lateral da estaca e o solo. Podem ser cravadas ou escavadas no solo. So

elementos alongados, cilndricos ou prismticos que se cravam comum equipamento, chamado bate-estaca, ou se confeccionam no solo de modo a transmitir s cargas da edificao a camadas profundas do terreno.

Figura 3:Fundao Profunda. Fonte: NBR 6122/1996

3.5.1 Estaca Escavada com Lama bentontica

um tipo de fundao profunda executada por escavao mecnica, com o uso de lama bentontica, de revestimento total ou parcial, e posterior concretagem. Este tipo de estaca geralmente escavado rotao, podendo a estabilizao das paredes do furo ser garantida atravs da utilizao de um fludo estabilizador (lamas bentoniticas) ou da utilizao de tubos moldadores recuperveis ou perdidos. As estacas podem ser circulares, retangulares ou parede-diafragma, quando contnua.

Lama bentontica trata-se de um material tixotrpico constitudo de gua e bentonita que misturadas produzem um efeito estabilizante e eficaz contra desmoronamento lateral. Ela introduzida no solo medida que o solo vai sendo retirado.

Figura 4: Estaca escavada Fonte: Site AGMGEOTCNIA

Suas vantagens:

Possibilidade de atingir grandes profundidades; Reaproveitamento do solo escavado; Baixo custo em relao aos demais tipos de fundao profunda Ausncia de vibrao, devido a escavao por rotao; Resistncia a cargas elevadas, reduzindo assim o volume dos

blocos; Execuo de estacas inclinadas; Execuo de estruturas de conteno, com estacas justapostas; Conhecimento real e imediato de todas as camadas ultrapassadas; Execuo rpida e em grandes profundidades;

Suas desvantagens:

Execuo em solos quem contenham mataces; Exigem experincia em sua execuo e eficiente superviso no campo. Execuo de estacas apenas acima do lenol fretico;

A execuo: A escavao da estaca feita simultaneamente ao lanamento do fluido,

cuidando-se para que seu nvel esteja sempre no mnimo 1,50 acima do lenol fretico. A perfurao deve ser contnua at a sua concluso. Caso no seja possvel, o efeito da interrupo deve ser analisado, devendo ser adotadas medidas que garantam a carga de projeto, como, por exemplo, o seu aprofundamento. Uma vez terminada a escavao e antes da concretagem, deve ser verificada a porcentagem de areia em suspenso na lama e , em funo deste valor, deve-se proceder a sua troca ou desarenao para garantir sua qualidade durante toda a concretagem. Colocao da armadura: Antes do incio da concretagem, e estando o fluido dentro das especificaes, feita a colocao da armadura de projeto. A armadura deve ser colocada com espaadores para assegurar o cobrimento de projeto e sua centralizao. Concretagem:A tcnica de concretagem submersa e contnua. Utiliza-se tubo de tremonha e a concretagem executada imediatamente aps as operaes anteriores, devendo ser feita at no mnimo 50 cm acima da cota de arrasamento.

3.5.2 Capacidade de suporte de fundaes profundas

A capacidade de carga de ruptura de fundaes profundas, com objetivo de evitar seu colapso ou a ruptura do solo que lhe confere sustentao, e definida pelo menor dos dois valores de resistncia abaixo:

a) resistncia estrutural do elemento de fundao (estaca); b) resistncia do solo que lhe confere suporte.

A capacidade de carga admissvel de elementos de fundao no deve ser pr-fixada a partir exclusivamente da resistncia estrutural do elemento de fundao. Esta situao pode servir como referencia inicial para uma estimativa preliminar do numero de elementos necessrios (nmero de estacas para absorver a carga de um pilar, por exemplo), mas a capacidade de carga admissvel final continuara dependendo de dados do solo, tipo de fundao e profundidade de implantao do elemento de fundao.

Normalmente a situao mais frgil e aquela que envolve a resistncia do solo. Fato este, que pode ser comprovado nas seguintes em situaes:

1. Situao 1 Um mesmo elemento de fundao, com comprimentos diferentes, colocado

em um mesmo solo, apresenta capacidade de carga distinta (QRa< QRb). A figura 9 demonstra esta considerao.

Figura 5:Anlise de capacidade de carga

2. Situao 2 Um mesmo elemento de fundao, com igual comprimento, porm

executado em solos diferentes, pode tambm apresentar capacidade de carga distinta (QRa QRb), conforme ilustra a figura 10.

Figura 6:Anlise da capacidade de carga

A capacidade de carga de um sistema estacaprovoca a ruptura do conjunto fornecido pelo solo e a estaca. Essa carga de ruptura pode ser avaliada atravs de mtodos estticos, dinmicos e provas de carga.

Anlise de capacidade de carga Situao 1Fonte: Apostila Mecnica dos Solos III

Um mesmo elemento de fundao, com igual comprimento, porm executado em solos diferentes, pode tambm apresentar capacidade de carga distinta

), conforme ilustra a figura 10.

Anlise da capacidade de carga Situao 2Fonte: Apostila Mecnica dos Solos III

capacidade de carga de um sistema estaca-solo (Qprovoca a ruptura do conjunto fornecido pelo solo e a estaca. Essa carga de ruptura pode ser avaliada atravs de mtodos estticos, dinmicos e provas de carga.

Situao 1

Um mesmo elemento de fundao, com igual comprimento, porm executado em solos diferentes, pode tambm apresentar capacidade de carga distinta

Situao 2

solo (QR) a carga que provoca a ruptura do conjunto fornecido pelo solo e a estaca. Essa carga de ruptura pode ser avaliada atravs de mtodos estticos, dinmicos e provas de carga.

3.5.3 Mtodo de Aoki e Velloso (1975)

Este mtodo permite calcular a capacidade de carga do solo baseado em resultados de resistncia de ponta do cone.

QR = RL + RP (KN)

Onde: QR capacidade de carga de ruptura do elemento de fundao; RL carga suportada pelo atrito lateral da estaca com o solo; Rp carga suportada pela ponta da estaca. E ainda: RP = K . NB . AB / F 1 RL = (1 . Ki . Nm . P . L / F 2 ) K coeficientes de correlao com resultados do cone; NB Valor de NSPT da base (ponta da estaca); AB rea da base da estaca; permetro do fuste da estaca; F 1 coeficientes de correlao de resistncia de ponta para levar em conta a diferena de comportamento entre a estaca e o ensaio de cone; 1 razo de atrito na camada; Ki coeficientes de correlao com resultados do cone na camada; Nm Valor de NSPT mdio da camada; L comprimento da estaca na camada; F 2 coeficientes de correlao de resistncia de ponta para levar em conta a diferena de comportamento entre a estaca e o ensaio de cone; P permetro da estaca; Os valores para F 1 , F 2, , K so apresentados nas tabelas a seguir:

Tabela 4:Coeficientes de correo F1 e F2

Fonte: Velloso e Salomoni (1978)

Tabela 5:Valores atribudos s variveis de K e

Fonte: Schnaid (2000)

4 METODOLOGIA

Para a elaborao do projeto geotcnico de fundaes necessrio, o aprimoramento dos conhecimentos tcnicos de fundaes rasas e profundas e seu dimensionamento. Com os conhecimentos obtidos em sala de aula e atravs de pesquisa bibliogrfica a respeito dos tipos de fundaes e anlise de boletins de sondagem, iniciou-se o desenvolvimento do perfil estratigrfico com base nos relatrios de sondagem que continham trs furos de sondagem.

O professor titular da disciplina, Msc. Adailton Antnio dos Santos entregou uma planta de cargas para ser utilizada para delimitar os intervalos de cargas, para que no fosse necessrio dimensionar cada pilar individualmente. Com todos estes dados em mos, foi possvel desenvolver no software Microsoft Excel uma planilha para clculo de fundaes rasas, baseada no mtodo de Terzaghi, descrito anteriormente, e umasegunda planilha para clculo de fundaes profundas, regida pelo mtodo de Aoki e Velloso. Aps a concluso dos dimensionamentos ser feita uma anlise comparativa da fundao rasa e profunda.

5 PROJETO GEOTCNICO DE FUNDAES

5.1 Localizao da Obra

O terreno localiza-se Rua Ccero Cesar de Moraes, em Florianpolis / SC.

Figura 7: Localizao do terreno Fonte: Google

5.2 Investigao Geotcnica - estudo do solo

No presente trabalho foram analisados a execuo de trs furos de sondagem, SP-01, SP-02 e SP-03, cujas localizaes esto expostas no Anexo F, sendo que todos os furos ficaram contidos dentro do terreno de execuo da superestrutura, conforme a locao do terreno.

5.3 Perfil Estratigrfico

Com base nos boletins de sondagem (Anexo A), elaborou-se o perfil estratigrfico disponibilizado no Anexo E. possvel verificar que, nas camadas superficiais, os trs furos de sondagem apresentam caractersticas geotcnicas parecidas. Os materiais se dispuseram da seguinte maneira: Areia siltosa na camada inicial, silte argiloso na segunda camada e silte arenoso na ltima camada,

Pode-se concluir que neste estudo de caso, o solo tem comportamento arenoso, classificado de acordo com as condies de compacidade, o que foi definidor principal da escolha do tipo de fundao adotada. Todos os clculos apresentados no decorrer do trabalho foram, ento, baseados nos dados contidos no perfil estratigrfico desenvolvido.

5.4 Definio do tipo de fundao

Realizada a anlise dos boletins de sondagens e aps a definio do perfil estratigrfico estimado do solo de fundao, notvel que, se fossem feitas investigaes mais apuradas, tipo sondagem rotativa, as solues para as fundaes seriam mais econmicas.

Com a carncia de informaes e com as caractersticas apresentadas pelo perfil estratigrfico estimado do solo, observou-se que o solo arenoso das camadas mais superficiais, carecia de uma estaca com revestimento ao longo do seu fuste. Para tal, ficou definido em sala de aula, a utilizao de estacas escavadas com lama bentontica. O uso desse tipo de soluo garante a integridade do fuste at o apoio em rocha. As cargas das superestruturas so somente de compresso, o que descarta a necessidade de armao em combate a trao e flexo.

Para fins acadmicos, foi realizado o dimensionamento por fundaes rasas, apesar de que o solo no apresenta caractersticas para tal dimensionamento.

5.5 Definio dos intervalos de carga

Com a planta de locao, identificou-se a carga permanente e carga acidental atuante em cada pilar, que seriam descarregados nas fundaes.As cargas sofreram majorao (multiplicadas pelo coeficiente de majorao 1,4) os pilares foram separados de acordo com a rea de influncia em cada furo, obtendo-se ento, intervalo de cargas dos pilares atuantes em cada furo de sondagem, como pode ser conferido na Tabela 06.

O intervalo de cargas foi efetuado a partir da variao mxima de 20% de diferena entre a maior e a menor carga, sendo que, para efeito do dimensionamento da fundao, ser utilizado o valor mximo de cada intervalo.

Tabela 6: Definio do Intervalo de Carga

Pilar Furo Qp (Permanente) Qs

(Sobrecarga) Qt

(Total) Q

trabalho (Qt.1,4)

Q trabalho [KN]

Intervalo de carga

[KN] Intervalo de carga

[KN] B (Menor Dimenso

da Sapata) [m] P55 SP-01 26,34 2,33 28,67 40,14 401,38

452,62 453

3,30

P57 SP-01 29,43 1,45 30,88 43,23 432,32 3,30 P58 SP-01 29,99 1,12 31,11 43,55 435,54 3,30 P54 SP-01 28,07 3,22 31,29 43,81 438,06 3,30 P56 SP-01 30,99 1,34 32,33 45,26 452,62 3,30

P38 SP-02 36,88 1,90 38,78 54,29 542,92

649,04 650

3,90

P34 SP-02 37,22 1,76 38,98 54,57 545,72 3,90 P42 SP-02 37,45 2,18 39,63 55,48 554,82 3,90 P43 SP-02 37,33 2,89 40,22 56,31 563,08 3,90 P32 SP-03 37,98 2,50 40,48 56,67 566,72 4,30

P30 SP-03 38,98 1,66 40,64 56,90 568,96 4,30

P47 SP-01 38,35 2,77 41,12 57,57 575,68 3,90 P35 SP-02 37,09 4,05 41,14 57,60 575,96 3,90 P51 SP-01 38,34 2,83 41,17 57,64 576,38 3,90 P44 SP-02 37,45 3,87 41,32 57,85 578,48 3,90 P40 SP-02 38,20 3,15 41,35 57,89 578,9 3,90 P37 SP-02 38,42 3,06 41,48 58,07 580,72 3,90 P61 SP-01 39,05 2,54 41,59 58,23 582,26 3,90 P25 SP-03 38,98 2,67 41,65 58,31 583,1 4,30 P52 SP-01 38,43 3,22 41,65 58,31 583,1

3,90

P31 SP-03 38,45 3,32 41,77 58,48 584,78

4,30

P28 SP-03 39,04 2,88 41,92 58,69 586,88

649,04 650

4,30

P36 SP-02 39,88 2,66 42,54 59,56 595,56 3,90 P62 SP-01 38,57 4,12 42,69 59,77 597,66 3,90 P33 SP-03 39,45 3,33 42,78 59,89 598,92 4,30 P48 SP-01 39,01 3,77 42,78 59,89 598,92 3,90 P59 SP-01 40,88 2,18 43,06 60,28 602,84 3,90 P45 SP-02 39,34 3,88 43,22 60,51 605,08 3,90 P39 SP-02 39,54 3,76 43,30 60,62 606,2 3,90 P24 SP-03 40,55 2,76 43,31 60,63 606,34 4,30 P50 SP-01 39,55 3,87 43,42 60,79 607,88 3,90 P41 SP-02 40,45 2,99 43,44 60,82 608,16 3,90 P27 SP-03 40,45 3,18 43,63 61,08 610,82 4,30 P53 SP-01 39,59 4,12 43,71 61,19 611,94 3,90 P26 SP-03 40,39 4,01 44,40 62,16 621,6 4,30 P49 SP-01 41,30 3,55 44,85 62,79 627,9 3,90 P29 SP-03 41,90 3,86 45,76 64,06 640,64 4,30 P46 SP-01 42,87 2,98 45,85 64,19 641,9 3,90 P23 SP-03 42,08 3,90 45,98 64,37 643,72 4,30

P60 SP-01 42,59 3,77 46,36 64,90 649,04 3,90

P18 SP-01 119,34 6,89 126,23 176,72 1767,22

2004,94 2005

6,20

P5 SP-02 117,88 9,22 127,10 177,94 1779,4 6,20 P21 SP-01 120,76 8,19 128,95 180,53 1805,3 6,20 P4 SP-02 121,89 7,23 129,12 180,77 1807,68 6,20 P6 SP-02 123,76 6,34 130,10 182,14 1821,4 6,20 P15 SP-02 124,56 7,12 131,68 184,35 1843,52 6,20 P11 SP-02 127,34 6,11 133,45 186,83 1868,3 6,20 P7 SP-02 125,82 7,85 133,67 187,14 1871,38 6,20 P10 SP-02 128,54 7,13 135,67 189,94 1899,38 6,20 P9 SP-02 130,44 7,32 137,76 192,86 1928,64 6,20 P3 SP-03 131,32 6,98 138,30 193,62 1936,2 6,90 P8 SP-02 132,67 7,09 139,76 195,66 1956,64 6,20 P22 SP-01 132,89 7,12 140,01 196,01 1960,14 6,20 P14 SP-02 132,98 7,12 140,10 196,14 1961,4 6,20 P1 SP-03 132,88 7,49 140,37 196,52 1965,18 6,90 P2 SP-03 134,77 8,34 143,11 200,35 2003,54 6,90 P17 SP-01 134,65 8,56 143,21 200,49 2004,94 6,20

P20 SP-01 187,33 5,15 192,48 269,47 2694,72

2787,68 2788

7,20

P12 SP-02 187,34 6,99 194,33 272,06 2720,62 7,20 P16 SP-01 187,55 7,25 194,80 272,72 2727,2 7,20 P13 SP-02 189,56 7,76 197,32 276,25 2762,48 7,20 P19 SP-01 192,89 6,23 199,12 278,77 2787,68 7,20 Fonte: dos Autores (2013)

6 DIMENSIONAMENTO

6.1 Dimensionamento de Fundaes Rasas

6.1.1 Consideraes Iniciais

O dimensionamento da fundao rasa foi efetuado atravs da Teoria de Terzaghi (1943), em que adotou-se sapata quadrada, e profundidade de apoio da fundao de 1,00 metro para os trs furos SP - 01, SP - 02 e SP - 03.

Com a determinao dos intervalos de cargas, apresentados na Tabela 6, foram feitas planilhas para cada um dos furos, onde dimensionou-se as sapatas.

6.1.2 Mtodo de Terzaghi (1943)

Analisando os furos no perfil estratigrfico, ficou definido que o apoio das sapatas seria a 1,00 m para os furos SP-01, SP-02 e SP-03. Vale ressaltar, que em todos os furos o solo idntico (areia siltosa) e com NSPT governante igual a 4 no SP-01 e SP-02 e igual a 2 no SP-03.

A partir das consideraes apresentadas acima, a estimativa do ngulo de atrito interno da areia, na condio no drenada, foi realizada de acordo as correlaes empricas com o ndice de penetrao, adotando o menor entre eles.

Para NSPT = 4 !" #$

!"! %

$&'(&')*% +"#$- .

+"!- . !

Para NSPT = 2 !" #$

!"

$&'(&')*% +"#$- .

+"- .

Logo, adota-se como ngulo de atrito interno do solo = 23,94 para os furos SP-01 e SP-02 e = 21,32 para o furo SP-03.

Como o comportamento do solo arenoso, o peso especfico efetivo foi definido a partir de valores aproximados da Tabela de Godoy (1972), em funo da compacidade fofa, ou seja, NSPT < 5.

Tabela 7: Peso especfico de solos arenosos

Fonte: Godoy, 1972.

Outra caracterstica que o perfil estratigrfico indica, o nvel do lenol fretico prximo a superfcie, para isso, foi necessrio uma considerao em termos de tenses efetivas para os furos, utilizando o peso especfico mido. Para as parcelas de apoio, o peso especfico foi considerado saturado para todas as situaes. De posse destes conceitos, pode-se tambm definir os fatores de capacidade de carga e fatores de forma, apresentados nas Tabelas 8 e 9 respectivamente.

Compacidade NSPT Peso Especfico (kN/cm) Seco mido Saturado Fofa < 5 16 18 19 Pouco Compacta 5 - 8

Medianamente Compacta 19 - 40 17 19 20 Compacta 19 - 40 18 20 21 Muita Compacta > 40

Tabela 8: Fatores capacidade de carga

Ruptura Geral Ruptura Local

Nc Nq Ny N'c N'q N'y 0 5,7 1,0 0,0 5,7 1,0 0,0 5 7,3 1,6 0,5 6,7 1,4 0,2 10 9,6 2,7 1,2 8,0 1,9 0,5 15 12,9 4,4 2,5 9,7 2,7 0,9 20 17,7 7,4 5,0 11,8 3,9 1,7 25 25,1 12,7 9,7 14,8 5,6 3,2 30 37,2 22,5 19,7 19,0 8,3 5,7 34 52,6 36,5 35,0 23,7 11,7 9,0 35 57,8 41,4 42,4 25,2 12,6 10,1 40 95,7 81,3 100,4 34,9 20,5 18,8

Fonte: Terzaghi, 1943.

Tabela 9: Fatores de capacidade de forma Tipo de Sapata Sc Sq Sy

Corrida 1,0 1,0 1,0 Quadrada 1,3 1,0 0,8 Circular 1,3 1,0 0,6

Retangular 1,1 1,0 0,9 Fonte: Terzaghi, 1943.

Os parmetros de capacidade de forma foram adotados em funo da sapata quadrada, j para os valores de capacidade de carga foi necessrio interpolar entre os ngulos (20 e 25), pois o ngulo de atrito interno do solo encontrado anteriormente foi = 23,94.

Tabela 10:Interpolao dos fatores da capacidade de carga para = 23,94 Nc Nq N 20 11,8 3,9 1,7

23,94 14,16 5,24 2,88 25 14,8 5,6 3,2

Fonte: Os Autores.

Tabela 11: Interpolao dos fatores da capacidade de carga para = 21,32 Nc Nq N 20 11,8 3,9 1,7

21,32 12,56 4,35 2,10 25 14,8 5,6 3,2

Fonte: Os Autores.

Com todos os critrios para o desenvolvimento dos polinmios definidos, foram desenvolvidas trs planilhas de clculo no software Microsoft Excel, uma para cada furo de sondagem.

Em seguida, so apresentados os polinmios para os trs furos de sondagem, visto que as sapatas foram dimensionadas para os intervalos de carga que governam um conjunto de pilares. Aps os polinmios, est exposto nas Tabelas 12, 13 e 14 o resumo do dimensionamento dos furos de sondagem.

SP-01 e SP-02r' = c' . Nc' . Sc + . D . Nq'. Sq + . . B. N'. S r' = 0 + (1,8 . 1 . 5,24) + ( 0,5. 0,9 . B . 2,88 . 0,80) r' = 9,43 + 1,04 . B

adm = /012 = /03

adm = 4 5367 85"93

adm = 3,14 + 0,35B :9; = 3,14 + 0,35 . B

Polinmio - 0,35 . B + 3,14 . B - Q = 0

SP-03 r' = c' . Nc' . Sc + . D . Nq'. Sq + . . B. N'. S r' = 0 + (1,8 . 1 . 4,35) + ( 0,5. 0,9 . B . 2,10 . 0,80) r' = 7,83 + 0,76 . B

adm = /012 = /03

adm = < =368 "93

adm = 2,61 + 0,25 . B :9; = 2,61 + 0,25 . B

Polinmio - 0,25 . B + 2,61 . B - Q =0

Tabela 12: Resumo do dimensionamento SP-01

Pilar Furo Tipo de Ruptura Intervalo de Carga Carga (kN)

B (Menor Dimenso da Sapata) [m]

P54 SP-01 Ruptura Local 1 438,06 3,30 P55 SP-01 Ruptura Local 1 401,38 3,30 P56 SP-01 Ruptura Local 1 452,62 3,30 P57 SP-01 Ruptura Local 1 432,32 3,30 P58 SP-01 Ruptura Local 1 435,54 3,30 P46 SP-01 Ruptura Local 2 641,90 3,90 P47 SP-01 Ruptura Local 2 575,68 3,90 P48 SP-01 Ruptura Local 2 598,92 3,90 P49 SP-01 Ruptura Local 2 627,90 3,90 P50 SP-01 Ruptura Local 2 607,88 3,90 P51 SP-01 Ruptura Local 2 576,38 3,90 P52 SP-01 Ruptura Local 2 583,10 3,90 P53 SP-01 Ruptura Local 2 611,94 3,90 P59 SP-01 Ruptura Local 2 602,84 3,90 P60 SP-01 Ruptura Local 2 649,04 3,90 P61 SP-01 Ruptura Local 2 582,26 3,90 P62 SP-01 Ruptura Local 2 597,66 3,90 P17 SP-01 Ruptura Local 3 2004,94 6,20 P18 SP-01 Ruptura Local 3 1767,22 6,20 P21 SP-01 Ruptura Local 3 1805,30 6,20 P22 SP-01 Ruptura Local 3 1960,14 6,20 P16 SP-01 Ruptura Local 4 2727,20 7,20 P19 SP-01 Ruptura Local 4 2787,68 7,20 P20 SP-01 Ruptura Local 4 2694,72 7,20

Fonte: Os Autores.


Pilar Furo Tipo de Ruptura Intervalo de Carga Carga (kN)

B (Menor Dimenso da Sapata) [m]

P34 SP-02 Ruptura Local 2 542,92 3,90 P35 SP-02 Ruptura Local 2 575,96 3,90 P36 SP-02 Ruptura Local 2 595,56 3,90 P37 SP-02 Ruptura Local 2 580,72 3,90 P38 SP-02 Ruptura Local 2 542,92 3,90 P39 SP-02 Ruptura Local 2 606,20 3,90 P40 SP-02 Ruptura Local 2 578,90 3,90 P41 SP-02 Ruptura Local 2 608,16 3,90 P42 SP-02 Ruptura Local 2 554,82 3,90 P43 SP-02 Ruptura Local 2 563,08 3,90 P44 SP-02 Ruptura Local 2 578,48 3,90 P45 SP-02 Ruptura Local 2 605,08 3,90 P4 SP-02 Ruptura Local 3 1807,68 6,20 P5 SP-02 Ruptura Local 3 1779,40 6,20 P6 SP-02 Ruptura Local 3 1821,40 6,20 P7 SP-02 Ruptura Local 3 1871,38 6,20 P8 SP-02 Ruptura Local 3 1956,64 6,20 P9 SP-02 Ruptura Local 3 1928,64 6,20 P10 SP-02 Ruptura Local 3 1899,38 6,20 P11 SP-02 Ruptura Local 3 1868,30 6,20 P14 SP-02 Ruptura Local 3 1961,40 6,20 P15 SP-02 Ruptura Local 3 1843,52 6,20 P12 SP-02 Ruptura Local 4 2720,62 7,20 P13 SP-02 Ruptura Local 4 2762,48 7,20

Fonte: Os Autores


Pilar Furo Tipo de Ruptura Intervalo de Carga Carga (kN) B (Menor

Dimenso da Sapata) [m]

P23 SP-03 Ruptura Local 2 643,70 4,30 P24 SP-03 Ruptura Local 2 606,30 4,30 P25 SP-03 Ruptura Local 2 583,10 4,30 P26 SP-03 Ruptura Local 2 621,60 4,30 P27 SP-03 Ruptura Local 2 610,80 4,30 P28 SP-03 Ruptura Local 2 586,90 4,30 P29 SP-03 Ruptura Local 2 640,40 4,30 P30 SP-03 Ruptura Local 2 569,00 4,30 P31 SP-03 Ruptura Local 2 584,80 4,30 P32 SP-03 Ruptura Local 2 566,70 4,30 P33 SP-03 Ruptura Local 2 598,90 4,30 P1 SP-03 Ruptura Local 3 1965,20 6,90 P2 SP-03 Ruptura Local 3 2003,50 6,90 P3 SP-03 Ruptura Local 3 1936,20 6,90

Fonte: Os Autores

O solo onde se estava trabalhando no apresentava boas condies para utilizao de sapatas, portando simulou-se a utilizao deste tipo de fundao apenas para aplicao dos conceitos adquiridos no decorrer da disciplina. O resultado, comprovadamente, no atendeu s condies necessrias para sua execuo, uma vez que havia grande sobreposio de sapatas.

6.1.3 Bulbo de Tenses

Adotando a maior carga dentre os pilares de cada furo, conclui-se que, calculando o bulbo de tenses para esta situao, chegou-se a um valor de NSPT superior ao adotado inicialmente para o dimensionamento das tenses. Dessa forma, j partiu-se da pior situao do solo, devendo permanecer para fins de tenses, o NSPT inicialmente considerado, estando este em favor da segurana.

6.1.4 Verificao Quanto ao Espraiamento

Como o solo de fundao apresenta heterogeneidade e sendo de pouco espessa a camada de areia siltosa, precisa-se calcular tambm as dimenses das sapatas para a prxima camada, de acordo com o espraiamento das mesmas, sendo esta camada de silte argiloso. Esta verificao necessria para que garantir-se que as dimenses encontradas para as sapatas no solo arenoso so adequadas, para no ocorrer a ruptura da camada inferior. A seguir, so observados os parametros disponibilizados para o solo de fundao e logo aps, o clculo da menor dimenso da sapata para o solo silte argiloso. Tipo de Solo - Silte Argiloso

SP - 03 Determinao da dimenso B

D = 1,00 m

= 15 kN / m sub = 5 kN/m

NSPT = 2

c = (10 . NSPT) c = 20 kN/m

c' = c . ?3 c ' = 13,33 kN/m

Intervalo de Carga 01 (453 kN)

@ ' = c . Nc . Sc + Y . D . Nq' . Sq + 0,5 . Y . B . Ny' . Sy @ ' = 13,33 . 5,7 . 1,3 + 5 . 1 . 1 . 1 + 0

ABC = 783

ABC= DE;

B = F 5G335 G4

B = 3,62 m B = 3,60 m



ABC = 783

ABC= 34,59 kN

ABC= DE;

B = F?88G35 G4

B = 7,61 m B = 7,60 m



ABC = 783

Figura 8: Espraiamento SP- 03 (Q = 453 kN / m)

Fonte: Os Autores.

A seguir os valores da menor dimenso das sapatas para O Furo SM - 03 e os Intervalos de Carga, descritos na Tabela 15.

Tabela 15: Dimenses Sapatas com Espraiamento. Intervalo de Carga Furo B B (espraimento)

IC 01 (453 kN) SP - 01 3,60 6,10 IC 02 (650 kN) SP - 01 4,35 6,80

IC 03 (2005 kN) SP - 01 7,60 9,40 IC 04 (2788 kN) SP - 01 9,00 10,40

Fonte: Os Autores.

Conclui-se atravs do dimensionamento de fundaes rasas que para o presente caso, a fundao tipo sapata quadrada torna-se invivel a execuo. Isto devido aos fatores de superposio de sapatas e caracterstica do solo.

6.2 Dimensionamento de Fundao Profunda

6.2.1 Consideraes Iniciais

Para o dimensionamento das estacas do tipo escavadas com lama bentonitca, elaborou-se o projeto de fundaes profundas calculado pelo mtodo de Aoki & Velloso (1975). importante apresentar a origem dos valores utilizados na elaborao das planilhas de clculo. Os valores de k, coeficiente que correlaciona os ensaios de CPT e NSPT, e , razo de atrito da camada de solo, foram retirados da Tabela 16 .

Tabela 16: Valores de k e . Tipo de Solo K (kPa) (%)

Areia 1000 1,40 Areia Siltosa 800 2,00

Areia Silto-Argilosa 700 2,40 Areia Argilosa 600 3,00

Areia Argilo-Siltosa 500 2,80 Silte Arenoso 550 2,20

Silte Areno-argiloso 450 280 Silte 400 3,00

Silte Argilo-arenoso 250 3,00 Silte Argiloso 230 3,40

Argila Arenosa 350 2,40 Argila Silto-Arenosa 330 3,00 Argila Areno-Siltosa 300 2,80

Argila Siltosa 220 4,00 Argila 200 6,00

Fonte: Joppert, 2007, p. 128.

6.2.3 Mtodo Aoki e Velloso

As estacas foram dimensionadas de acordo com a tenso admissvel do solo, a partir das caractersticas e do valor de NSPT obtidos atravs do boletim de sondagem (Anexo A)e do perfil estratigrfico do solo (Anexo E),conforme a Tabela 6de intervalos de carga, e de acordo com sua capacidade de carga conforme o dimetro adotado. Os valores adotados de F1 e F2 foram estabelecidos a partir da Tabela 17, que levam em considerao a diferena de comportamento entre a estaca (prottipo) e o cone (modelo).

Tabela 17: Valores F1 e F2 em funo do tipo de estaca. Tipo de Estaca F1 F2

Franki fuste apiloado 2,30 5,00 Franki fuste vibrado 2,30 3,20

Metlica 1,75 3,50 Concreto pr-moldada cravada 2,50 3,50

Concreto pr-moldada prensada 1,20 2,30 Escavada de pequeno dimetro 3,00 6,00 Escavada de grande dimetro 3,50 7,00

Escavada com lama bentontica 3,50 4,50 Strauss 4,20 3,90

Raiz 2,20 2,40 Hlice Contnua 3,00 1,50

mega 1,50 2,00 Fonte: Albuquerque

Alm da considerao da tenso admissvel do solo, foram analisados tambm a capacidade de carga do elemento de fundao. Para tanto, foram considerados para o dimensionamento a capacidade de carga de cada estaca de acordo com o dimetro, conforme a Tabela 18.

Tabela 18: Estaca Escavada e respectiva carga nominal. Tipo de Estaca Dimenso (cm) Carga nominal (kN)

Escavada com trado helicoidal = 4 MPa

25 30 35 40 45 50

200 300 400 500 650 800

Fonte: Velloso & Lopes, 1996.

Outras consideraes para o dimensionamento: - Procurou-se utilizar uma variao, caso necessrio, de no mximo 3

dimetros; - Procurou-se apoiar as estacas uma profundidade que no variasse entre

uma estaca e outra por mais de 3,00 m.

6.2.4 Nmero de Estacas

Por fim, com a elaborao da tabela pelo mtodo de Aoki e Velloso, como pode ser verificado no Anexo C, chegou-se quantidade de estacas necessrias para cada metro de profundidade. Dessa forma, a partir de anlise, concluiu-se o dimetro, a quantidade necessria de estacas e sua respectiva profundidade de apoio, para que atendesse s solicitaes propostas. A Tabela XX apresenta o resumo do dimensionamento das estacas escavadas com lama bentontica.

Tabela 19: Resumo Dimensionamento SP-01

Intervalo de Carga

(kN) Pilares Furo

Quantidade de Estacas

por pilar (unid)

Total de Estacas

por Intervalo de Carga

(unid)

Dimenso das

Estacas (cm)

Comprimento das Estacas

(m)

453 P54 P55 P56 P57

P58 SP - 01 1 5 50 12,00

650 P46 P47 P48 P49 P50 P51 P52 P53 P59 P60 P61 P62

SP - 01 1 12 50 12,00

2005 P17 P18 P21 P22 SP - 01 3 4 50 13,00 2788 P16 P19 P20 SP - 01 4 3 50 13,00

Fonte:Os autores.


Intervalo de Carga

(kN) Pilares Furo


por pilar (unid)

Total de Estacas

por Intervalo

de Carga

Dimenso das Estacas

(cm) Compriment

o das Estacas (m)

650

P34 P35 P36 P37 P38 P39 P40 P41 P42 P43 P44 P45

SP - 02 1 12 50 14,00

2005

P4 P5 P6 P7 P8 P9

P10 P11 P14 P15

SP - 02 3 10 50 14,00

2788 P12 P13 SP - 02 4 2 50 14,00 Fonte: Os autores.


Intervalo de Carga

(kN) Pilares Furo


por pilar (unid)

Total de Estacas

por Intervalo de Carga

Dimenso das Estacas

(cm) Compriment

o das Estacas (m)

650

P23 P24 P25 P26 P27 P28 P29 P30 P31

P32 P33

SP - 03 1 11 50 12,00

2005 P1 P2 P3 SP - 03 3 3 50 12,00 Fonte: Os autores.

7 CONCLUSO

Em solos com presena de nvel fretico muito prximo a superfcie e ndices de NSPT muito baixos complicado projetar-se uma fundao rasa devido a baixa resistncia do solo superficial e as grandes cargas descarregadas pelos pilares da edificao, ocasionando sapatas com dimenses muito grandes.

No presente caso mais vivel, tcnica e economicamente, a execuo de uma fundao profunda. Apesar de o custo inicial ser maior, a velocidade para a execuo tambm maior, pois no tem a necessidade de rebaixamento do lenol e a garantia de que no haver recalques excessivos, o que pode danificar a superestrutura.

O dimensionamento da fundao profunda do tipo estaca escavada com lama bentontica, que a melhor soluo frente fundao rasa para o projeto, atendendo tranquilamente as cargas solicitadas e garantindo que o solo de fundao no se rompa.

8 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

ABNT. NBR 6122 Projeto e execuo de fundaes. 1996.

ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. Solo : sondagens de simples reconhecimento com SPT: mtodo de ensaio. Rio de Janeiro: ABNT, 2001. 17 p

ALONSO, Urbano Rodriguez. Previso e controle das fundaes. So Paulo: Edgard Blcher, 1991.

CINTRA, J. C. A.; AOKI, N.; ALBIERO, J.H. Fundaes Diretas: projeto geotcnico. So Paulo: Oficina de Textos, 2011

HACHICH, Waldemar. Fundaes: teoria e prtica. 2.ed. So Paulo: PINI, 1998. 751 p. ISBN PINI;

JOPPERT JUNIOR, Ivan. Fundaes e contenes de edifcios: qualidade total na gesto do projeto e execuo. So Paulo: PINI, 2007. 221 p.

MILITITSKY, Jarbas; CONSOLI, Nilo Cesar; SCHNAID, Fernando. Patologia das fundaes. So Paulo: Oficina de Textos, 2005. 207 p.

MORAES, Marcello de Cunha. Estruturas de fundaes. 3.ed So Paulo: McGraw-Hill, 1976. 264 p.

SCHNAID, Fernando. Ensaios de campo e suas aplicaes engenharia de fundaes. Porto Alegre: Oficina de Textos, 2000. 189 p. ISBN 8586238139 (broch.);

SIMONS, Noel E. Introduo engenharia de fundaes. Rio de Janeiro: Intercincia, 1981. 199 p.

GODOY, N. S. Fundaes: Notas de Aula, Curso de Graduao. So Carlos (SP): Escola de Engenharia de So Carlos USP, 1972.

9 ANEXOS

ANEXO A BOLETIM DE SONDAGEM

ANEXO B LOCAO DAS SAPATAS

ANEXO C PLANILHA DE DIMENSIONAMENTO DE FUNDAES PROFUNDAS

ANEXO D LOCAO DAS ESTACAS

ANEXO E PERFIL ESTRATIGRFICO DE CLCULO

ANEXO F PLANTA DE LOCAO DOS FUROS DE SONDAGEM

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