Fundações

Fundações

1. Solo

   • As estruturas apoiadas no solo e as forças externas que atuam na estrutura produzem esforços que precisam ser transmitidos ao terreno.

2. Tipo de fundações

   • Fundações profundas
     • Designam-se por estacas. Existem dois tipos de estacas: cravadas, que são pré-fabricadas e as moldadas que são construídas no terreno
       • Outro tipo de estacas são as secantes
       • Outra maneira de classificar estacas, tem a ver com o volume de solo que é deslocado durante o processo construtivo
         • Grandes deslocamentos: estacas cravadas de betão armado, de madeira, de perfis de aço com grande secção. Eestacas moldadas com tubo moldador obturado na ponta.
         • Pequenos deslocamentos: estacas cravadas de perfis de aço com seção em H. Tubos moldadores ou cravados sem estarem obturados na ponta. Estacas construídas com recurso a trado.
       • Toda estaca designa-se por cabeçã, fuste e ponta ( bulbo)
     • Algumas das vantagens são: construídas em séries, necessitam de equipamentos leves para produção e existem tratamentos para quando estiverem em contato com a água
   • Fundações Superficiais
     • Fundações superficiais são aquelas em que a carga da estrutura da edificação é transmitida ao solo pelas pressões distribuídas pela base da fundação.

3. As fundações devem ter resistência adequada para suportaras tensões causadas pelos esforços solicitantes. Uma fundação bem projetada varia de 3% a 10% do custo total da construção.

4. Investigação do subsolo

   • Identificar as características do solo
     • Sondagem
       • SPT é o ensaio mais executado no mundo e também, no Brasil
         • o ensaio consiste em uma sequência de golpes no amostrador para obter o SPT (Standart Penetration Test).

5. Concepção para projeto

   • Alguns pontos são necessários para a concepção de projetos
     • Topografia da área.
     • Dados geológico-geotécnicos
     • Dados sobre construções vizinhas
     • Dados da estrutura a construir

6. Noções sobre a mecânica dos solos

   • Existem alguns índices que determinam a resistência do solo
     • Granulometria
     • Pesos específicos
     • Umidade
     • Índice de vazios
     • Porosidade
     • Saturação
     • Limite de rigidez
     • Limite de plasticiade
     • Limite de contração
     • Compacidade de areias

7. Classificação dos solos pela granulometria

   • Todos os solos são derivados das rochas
   • Os solos encontrados geralmente não se apresentam completamente puros
   • Índices físicos entre as três fases
     • Apenas parte do volume total é ocupada por partículas sólidas que se acomodam formando a estrutura. O volume restante é chamado de vazios, que é ocupado por ar ou água. O comportamento depende da quantidade relativa de cada uma das 3 fases.
     • Três fases: Sólidos, ar e água
     • Umidade: relação entre o peso da água e o peso do sólido
     • índice de vazios: relação entre o volume de vazios e o volume das partículas sólidas
     • Porosidade: relação entre o volume de vazios e o volume total
     • Grau de saturação: Relação entre o volume de água e o volume de vazios
     • Peso específico dos sólidos: relação entre o peso da partícula e seu volume
     • Peso específico da água: varia com a temperatura, mas normalmente adota-se 10kN/m³
     • Peso específico natural: relação entre o peso total do solo e o seu volume
     • Peso específico aparente seco: relação entre o peso dos sólidos e o volume total
     • Peso específico saturado: Peso especifico do solo saturado sem variação de volume
     • Peso específico submerso: peso específico efetivo do solo quando submerso

8. Cálculo dos índices de estado

   • Apenas três índices são determinados diretamente em laboratório: umidade (W), peso específico dos grãos (Ys) e peso específico natural (Yn)
   • Massas específicas: relação entre massa e volume
   • Densidade: relação entre peso específico de um material e peso especifico da água

9. Estado das areia - Compacidade

   • Índice de vazios fornece informações sobre o comportamento das areias
   • O índice de vazios mínimo e máximo dependem das características das areias
   • A compacidade também pode ser chamada de densidade relativa da areia
   • Pode ser classificado em: areia fofa ( abaixo de 33%), areia média (entre 33% e 66%) e areia compacta ( acima de 66%)

10. Estado das argilas - Consistência

    • Consistência das argilas é uma medida de resistência e pode ser determinada através de um ensaio de compressão simples
    • Sensitividade das argilas
      • A resistência das argilas depende do arranjo entre os grãos e do índice de vazios
      • A sensitividade pode ser bem observada em dois ensaios simples de compressão: ensaio com a amostra natural e ensaio com amostra remoldada
    • índice de cosistência
      • Relaciona o índice de vazios e o teor de umidade da argila, aplicado apenas em solos saturados - solos sedimentares

11. Distribuições de tensões nos solos

    • As fundações das estruturas transmitem esforços ao terreno. Estes esforços dependem da força aplicada ao elemento estrutural.
      • Fundações superficiais
        • O estado de tensão é afetado segundo as duas direções do plano horizontal a uma dada profundidade
      • Fundações profundas

12. Dimensionamento de fundações

    • No processo de dimensionamento de fundações tem que se assegurar a resistência necessária do terreno e assentamentos compatíveis com a estrutura.
    • A resistência mobilizada no terreno depende da geometria da fundação pois está associada à distribuição de tensões em profundidade
    • Capacidade resistente de fundações: Na fase de dimensionamento tem que se fazer o cálculo da capacidade resistente. Depende das características resistentes do terreno, largura da sapata, peso volúmico do solo de fundação, profundidade da base da sapata.

13. Fundação direta ou rasa

    • O tipo de fundação requer conhecer o tipo de solo, propiciado pela sondagem
    • Recomenda-se economicamente adequado o uso da fundação direta quando o número de golpes do SPT for igual ou maior que 8 e a profundidade máxima não ultrapassar 2m.
    • Sapata isolada: placa de concreto armado com dimensões em planta são da mesma ordem de grandeza
    • Sapata associada: Quando dois ou mais pilares estiverem muito próximos, é possível que as sapatas se sobreponham. Para que a distribuiçao de tensões seja uniforme, é necessário que o centro de gravidade da sapata coincida com o centro de gravidade das cargas dos pilares
    • Sapata em divisa: quando o pilar encontra-se faceando a divisa da construção não se pode avançar a fundação além da divisa. E as soluções de fundação direta, são: a sapata excÊntrica ou a viga alavanca.
      • Viga alavanca: é uma vifa de transição, ou seja, uma viga que suporta pilares
      • Viga alavanca: exige um apoio externo, esse apoio normalmente é a fundação de outro pilar
    • Sapata corrida: placa de concreto armado em que o comprimento prevalece em relação a largura
    • Viga baldrame: é uma viga que se apoia em sapatas isoladas ou em fundações profundas.

14. Mecanismo de transição de cargo de uma sapata ao solo

    • Tensão sob a sapata varia com a profundidade
      • Os recalques de fundação: é a deformação que corre no solo quando submetido à cargas, que provca uma movimentação na fundação
        • Tipos de deformação: deformação elástica, deformação por escoamento lateral e deformação por adensamento
          • Def. elástica: ocorre imediatamente após a aplicação da carga
          • Def, por escoamento lateral: trata-se da migração do solo de regiões mais solicitadas para menos solicitadas, o deslocamento da-se do centro para a letral
          • Def. por adensamento: ocorre pela diminuição no volume aparente do maciço de solo, causado pelo fechamento dos vazios, pela pressão que as cargas exercem sobre a fundação
      • Recalques provocados por rebaixamento de lençol freático
        • Há uma diminuição da pressão neutra aumentando a pressão efetiva