Geotecnia de Fundaes Prof. M. Marangon2 a PartePreviso do Comportamento de FundaesConceitos (NBR6122):Inicialmente apresentaremos alguns conceitos adotados na reade Engenharia deFundaes e que so considerados na norma NBR 6122!ro"eto e E#ecuo de Fundaes$1 - Fundao em Superfcie (tambm camada !asa" #ireta ou Superficia$%Fundao em&ue acarga % transmitida ao terreno& predominante pelas pressesdistri'u(das so' a 'ase da )undaoe em &ue a profundidade de assentamento em re$ao aoterreno ad'acente inferior a duas (e)es a menor dimenso da fundao* compreende as sapatas"os b$ocos" as sapatas associadas" os +radiers, e as (igas de fundao.- Sapata-$ementodefundaosuperficia$deconcretoarmado" dimensionadodemodo&ueastensesdetraone$eprodu)idasnopodemserresisitidaspe$oconcreto" de&ueresu$taoemprego de armadura. Pode ter espessura constante ou (ari.(e$ e sua base emp$anta norma$mente &uadrada" retangu$ar ou trape)oida$.- /$oco-$emento de fundao superficia$ de concreto" dimensionado de modo &ue as tenses detrao ne$e produ)idas possam ser resistidas pe$o concreto" sem necessidade de armadura. Podeter as faces (erticais" inc$inadas ou esca$onadas e apresentar p$anta de seo&uadrada ouretangu$ar.- Sapata 0ssociadaSapatacomuma(.riospi$ares" cu'oscentros" emp$anta" noeste'amsituadosemummesmo a$inamento.- +!adier,Sapataassociada&ueabrangetodos ospi$aresdeobrasoucarregamentodistribudos(tan&ues" dep1sitos" si$os" etc.%.- 2igas de FundaoFundao comum a (.rios pi$ares" cu'os centros" em p$anta" este'am situados no mesmoa$inamento ou para carga $inear.3 - Fundaes ProfundasGeotecnia de Fundaes Prof. M. Marangon0&ue$as em&ue o e$emento de fundao transmite acargaao terreno pela 'ase*resist+nciadeponta,& porsuasuper)(cielateral *resist+nciadeatritodo)uste,ouporumacom'inao das duas" e est. assente em profundidade em re$ao ao terreno ad'acente superiorao dobro de sua menor dimenso em p$anta.- -staca1-$emento estrutura$ esbe$to &ue" co$ocado ou mo$dado no so$o por cra(ao ouperfurao" tem a fina$idade de transmitir cargas ao so$o" se'a pe$a resist4ncia sob sua e5tremidadeinferior (resist4ncia de ponta ou de base%" se'a pe$a resist4ncia ao $ongo de sua superfcie $atera$(resist4ncia de fuste% ou por uma combinao das duas.1 6o e5iste uma distino ntida entre o &ue se cama de estaca" o &ue se cama de tubu$o e ocai5o. Procurou-se nesta 6orma seguir o atua$ consenso brasi$eiro a respeito.- 7ubu$o1-$ementodefundaoprofunda" ci$ndrico" em&ue" pe$omenosnasuaetapafina$deesca(ao" . descida de oper.rio. Pode ser feito a cu aberto ou sob ar comprimido(pneum.tico%" e ter ou no base a$argada.- 8ai5o1-$emento de fundao profunda de forma prism.tica" concretado na superfcie e insta$adopor esca(ao interna.- -staca 8ra(ada por Percusso0&ue$a em &ue a pr1pria estaca ou um mo$de so introdu)idos no terreno por go$pes demarte$o (de gra(idade" de e5p$oso" de (apor ou de ar comprimido%.- -staca 8ra(ada por 2ibrao0&ue$a em&ue a pr1pria estaca ou ummo$de so introdu)idos no terreno pore&uipamento (ibrat1rio.- -staca 8ra(ada por Prensagem0&ue$a em &ue a pr1pria estaca ou um mo$de so introdu)idos no terreno atra(s de ummacaco idr.u$ico.- -staca 9n'etada-staca na &ua$ atra(s de in'eo sob presso de produtos ag$utinante" norma$mente ca$dade cimento" procura-se aumentar a resist4ncia de atrito $atera$" de ponta ou ambas.- -staca /roca-staca e5ecutada por perfurao com trado e posteriormente concretada.- -staca tipo StraussGeotecnia de Fundaes Prof. M. Marangon-staca e5ecutada por perfurao atra(s de ba$de sonda (piteira%" com uso parcia$ ou tota$de re(estimento recuper.(e$" e posterior concretagem.- -staca -sca(ada-stacae5ecutadapor esca(aomec:nica" comusoounode$amabentonticaedere(estimento tota$ ou parcia$" e posterior concretagem. Sua forma pode ser circu$ar ou &ua$&ueroutra.- -staca tipo Fran;i8aracteri)adapor ter umabasea$argada" obtidaintrodu)indo-senoterrenoumacerta&uantidade de materia$ granu$ar ou concreto" por meio de go$pes de um pi$o. s suas fundaes. Permite-se nodimensionamento da fundao do pi$ar" $e(ar em conta um a$(io de at ACD do (a$or ca$cu$ado.-mnenum caso$e(adoemconta uma$(iotota$ (soma dosa$(iosde(idosa(.rias(igasdee&ui$brio cegando num mesmo pi$ar% superior a ACD da carga mnima do pi$ar.4Consideraes so!re Fundaes "iretas4#1Prescries e Consideraes da Norma So apresentados a&ui o &ue prescre(e a 6orma /rasi$eira sobre a e$aborao de pro'eto ea e5ecuo de fundaes particu$armente em superfcie.4#1#1Presso admiss$ve%#e(emser considerados os seguintes fatores na determinao da pressoadmiss(e$Ea% profundidade da fundaoEb% dimenses e forma dos e$ementos da fundao*c% caracterstica do terreno abai5o do n(e$ da fundao*d% $eno$ dF.gua*e% modificao das caractersticas do terreno por efeito de a$(io de presses" a$terao do teor de umidade de ambos*f% caractersticas da obra" em especia$ a rigide) da estrutura.4#1#1#1&etodo%o'ia para determinao da presso admiss$ve%0 presso admiss(e$ pode ser determinada por um dos critrios descritosE* !or meio de teorias desen-ol-idas na .ec/nica dos 0olos1a% uma (e) conecida as caractersticas de compressibi$idade" resist4ncia aocisa$amentodoso$oeoutrospar:metros" asuapressoadmiss(e$podeserdeterminadapormeio de teoria desen(o$(ida na Mec:nica dos So$os" $e(ando em conta e(entuais inc$inaes dacarga e do terreno e e5centricidades*b% fa)-se um c.$cu$o de capacidade de carga > ruptura* apartir desse (a$or" a presso admiss(e$ obtida mediante a introduo de um coeficiente de segurana" &ue de(e ser igua$ ao recomendadope$o autor da teoria* caso no a'a essa recomendao" adota-se um coeficiente de seguranacompat(e$ com a preciso da teoria e o grau de conecimento das caractersticas do so$o" nuncamenor &ue tr4s. 0 seguir" fa)-se uma (erificao de reca$&ues para essa presso" &ue" se condu)irGeotecnia de Fundaes Prof. M. Marangona (a$ores aceit.(eis" ser. confirmada como admiss(e$* caso contr.rio" o seu (a$or de(e serredu)ido at &ue se obtenam reca$&ues aceit.(eis. !or meio de pro-a de cargas so're placa& de-idamente interpretada *-er NBR 6234,$ !or m%todos semiemp(ricosSocamadosdemtodossemi-empricosa&ue$esem&ueaspropriedadesdosmateriais so estimadas com base em corre$aes e so usadas em teorias de Mec:nica dos So$os"adaptadas para inc$uir a nature)a emprica do mtodo.apro5imadamente C"BB (BB D% dos (a$ores sugeridos na tabe$a 1,. (M. Marangon%Geotecnia de Fundaes Prof. M. Marangon4#1#1#2Prescries para determinao da presso admiss$ve%6a determinao da presso admiss(e$ de(e-se considerar os itens a seguir.* Fundao sobre rocas -m &ua$&uer fundao sobre roca" de(e-se para a fi5ao da presso admiss(e$"$e(ar em conta a continuidade da roca" sua inc$inao e inf$u4ncia da a$titude da roca sobre asuaestabi$idade. Pode-seassentar fundaosobrerocadesuperfcieinc$inadadesde&ueseprepare" se necess.rio" essa superfcie (cumba mentos" esca$onamentos emsuperfciesori)ontais" etc.%" de modo a e(itar um des$i)amento da fundao. Pressoadmiss(e$ nasareias mdiase finas"fofas*argi$as mo$es*si$tesfofos* aterroseoutros materiais6esses so$os a imp$antao de fundaes s1 pode ser feita ap1s cuidadoso estudocom base em ensaios de $aborat1rio e campo" compreendendo o c.$cu$o de capacidade de carga" oc.$cu$o e a ana$ise da repercusso dos reca$&ues sobre o comportamento daestrutura. So$os e5pansi(os 6ocasodeso$os e5pansi(os" apressoadmiss(e$de(e-se$e(ar emconta apresso de e5panso e nunca ser inferior a essa. Prescries especiais para so$os granu$ares e5ecuoda fundao uma camada de concreto de regu$ari)ao de" no mnimo" 1Ccm ocupando toda a.rea da ca(a de fundao.4#2Capacidade de Car'a dos .o%os5pro'lemadadeterminaodacapacidadedecargadossolos%dosmaisimportantes para o engenheiro$6o &ue se segue" referir-nos-emos >s fundaes superficiais em&ue aprofundidadedeassentamentodafundaonoso$omenorouigua$>sua$argura" segundoabordagem apresentada pe$o Prof. Somero Pinto 8aputo. 7uando uma car'a proveniente de uma -undao 3 ap%icada ao so%o* estede-ormase e a -undao reca%ca* comosa!emos# 7uanto maiora car'a* maiores osreca%6ues. 8omoindicadonaFig.1"parape&uenas cargasosreca$&ues so apro5imadamenteproporcionais.Geotecnia de Fundaes Prof. M. MarangonFigs. 1 e 3 - 2ariao do reca$&ue em funo da presso ap$icada no so$o.#as duas cur(as presses-reca$&ues mostradas" obser(a-se &ue uma de$asapresentaumabemdefinidapressoderupturapr, que, atingida, osrecalquestornam-seincessantes. -ste caso" designadoporrupturageneralizada" corresponde aossolos poucocompressveis (compactos ou rijos).0outra cur(a mostra &ue osreca%6ues continuamcrescendocomoaumentodas presses" pormnoe(idencia" como anteriormente" umapressoderuptura* esta ser.ento arbitrada(prF% emfunodeumreca$&uem.5imo(rF%especificado. 6esse caso" denominadoruptura %oca%i8ada" en&uadram-se osso%os muitocompress$veis (-o-os ou mo%es).6tingidaaruptura& oterrenodeslocase& arrastandoconsigoa)undao&comomostrado na Fig$2$5 solo passa& ento&do estado 7elstico8 ao estado 7plstico8$5desli9amento ao longo da super)(cie 6B: % de-ido a ocorr+ncia de tenses de cisalhamento *,maiores que a resist+ncia ao cisalhamento do solo *r,$!ecentemente tem sido mencionado um outro tipo de ruptura" &ue ocorre porpuncionamento" ainda em fase de in(estigao.6o so muito comuns os acidentes de fundao de(idos a ruptura do terreno.Mais comuns so os causados por reca$&ues e5cessi(os. 8aputo re$ata um e5emp$o c$.ssico da$iteratura tcnica o caso indicado es&uematicamente na Fig. =. 7rata-se de um con'unto de si$osconstrudo sobre um +radier, gera$" com 3= 5 AH m.Fig. 1 Fig. 3Geotecnia de Fundaes Prof. M. MarangonFig. = (8aputo%-m conse&u4ncia de uma dissimetria de carregamento" ou(e a ruptura do so$oe o co$apso da obra" &ue em 3? oras tombou para a posio mostrada. Pro(a(e$mente a e$e(ao $atera$ do n(e$ do so$o a'udou a mant4-$o" impedindo&ue tombasse comp$etamente. -ntre n1s" um e5emp$o de acidente de(ido a ruptura de fundao foi o caso do-difcioSoJui)!ei"no!iodeTaneiro" ocorridoem=Cde'aneirode1IAG. Pcontro$edereca$&ues" iniciado no dia 3H do mesmo m4s" registrou uma (e$ocidade de reca$&ues de 3 mmU"atingindo no dia do acidente a ? mmU.Presso de Ruptura + Presso 9dmiss$ve%0 presso de ruptura ou capacidade de carga de um so$o " assim" a presso pr &que aplicada ao solo causa a sua ruptura. 0dotando um ade&uado coeficiente de segurana" daordem de 3 a =" obtm-se a presso admiss(-el" a &ua$ de(er. ser 7admiss(-el8 no s; < rupturacomo as de)ormaes e#cessi-as do solo.P c.$cu$o da capacidade de carga do so$o pode ser feito por diferentes mtodose processos" embora nenum de$es se'a matematicamente e5ato.:oe)icientes de segurana- 6o simp$es a esco$a do ade&uado coeficientede segurana nos c.$cu$os de Mec:nica dos So$os.7endo em (ista &ue os dados b.sicos necess.rios para o pro'eto e e5ecuo deumafundaopro(mdefontesasmaisdi(ersas"aesco$adocoeficientedeseguranadegrande responsabi$idade.P &uadro 1 resume os principais fatores a considerar.Fatores 6ue in-%uenciam aesco%(a do coe-iciente dese'urana8oeficiente de Segurana Pe&ueno GrandePropriedades dos materiais So$o omog4neo9n(estigaes geotcnicaamp$asSo$o no omog4neo9nestigaes geotcnicasesca(adasGeotecnia de Fundaes Prof. M. Marangon9nf$u4ncias e5teriores taiscomo (ento" .gua" tremoresde terra" etc.Grande n@mero de informaes"medidas e obser(aes dispon(eisPoucas informaes dispon(eisPreciso do mode$o dec.$cu$oMode$o bem representati(o dascondies reaisMode$o grosseiramente repre-sentati(o das condies reais8onse&u4ncias em caso deacidente8onse&uencia finan-ceiras $imitadas e semperda de (idasumans.8onse&uencias finan-ceiras consider.(eis erisco de perda de (idasumanas.8onse&uencia finan-ceiras desastrosas ee$e(adas perdas de(idas umanas.F:rmu%a de ;er8a'(i:!ara dedu9ila& consideremos emumsolo no coesi-o uma 7)undaocorrida8& ou se"a& uma )undao com )orma retangular alongada$0 teoria de 7er)agi se originou nas in(estigaes de Prandt$" re$ati(as > rupturap$.stica dos metais por puncionamento.!etomandoessesestudos" 7er)agiap$icou-os aoc.$cu$odacapacidadedecarga de um so$o omog4neo &ue suporta uma fundao corrida e superficia$.Segundo esta teoria e como i$ustrado nas Figs. ? e A" o so%o imediatamentea!ai+o da -undao -orma uma + + Pbser(a-se &ue os (a$ores apresentados em +tabe$as, como (a$ores admiss(eis no discutem a condio de estar ou no sob a ao do 60.7em [se (a$ores desob 60 sempre menores &ue na condio de no ocorrer.8onsidere agora a ip1tese dos dois materiais ocorrerem em posio in(ersaE 'ila aareia 'arg %%8oeficientes de forma diferentes [ +argi$a, (!uptura Joca$i)ada% '1 `C `A `NqNNc?]% 8apacidade de carga para as condies apresentadas no 1] e5emp$oE_ U AH " C=H1 " 1arg_ U H1 " 1 1 " 1H GA " 3 3A " 1?C C " 1 A " 1 I " 1 H " A A " 3cm @gcoesoa so'rec parcelacm @g qq'N N h N : qrra q ' ' c a r + + + + + Se coeso pouco maior" por e5emp$oE c K ="A tUm_ &r K 3"3G YgUcm_ e K C"HB YgUcm_0n.$ise do (a$or da ta5a do terreno estimadaEC"AH YgUcm_ aceit.(e$ Z2e'amosEi% 6orma 6/! B133 sugereE 0rgi$a de consist4ncia mdia KR 1 YgUcm_Geotecnia de Fundaes Prof. M. Marangon P 6 [ SP7 K B indica o menor (a$or para a consist4ncia mdia. Pbser(a-se &ua a norma no sugere (a$or para argi$a mo$e Se BBD de 1 YgUcm_ K C"BB YgUcm_ii% 2a$ores sugeridos pe$a M\ Tos do PortoE#e C"B a 1"3" como temos o (a$or inferior de 6-SP7 para a consist4ncia mdia KR K C"B YgUcm_.A]% Se argi$a com 6 [ SP7 K 13 ao n(e$ da sapataE6 K 13 KR consist4ncia ri'aPar:metrosE^ tab. = ^ K1"I 1"I tUm_ tab. ? ^ K 1"HB [ 3"CG 8tab. 3C"A O 8 O 1"CG O 6 O 1A 6 K 13 8 K C"HA YgUcm_tab. = A O 8 O 1A% 1I 11 ( 1A 1C a de ri"a N como : como 13 O 1A " $ogoE H"A O 1C tUm_PYa tab. A HA O Su O 1ACSu K 8 K HAYnUm_ K H"A tUm_ K C"HA YgUcm_(0s tabe$as mostram uma certa re$ao entre os (a$ores sugeridos%-ntoE_ U A3 " 1=AG " ?_ U AG " ? G " ?A GA " 3 HA " ?3C C " 1 A " 1 I " 1 A " H H " Acm @gmaior coeso parcelacm @g qqrr + + + 0n.$iseEi% 6orma sugere 3 YgUcm_BBD de 3"C K 1"=3 YgUcm_ii% M\ Tos Porto sugere 1"3 a 3"?" obser(ado o (a$or de 6 [ SP7 no inter(a$o para +ri'a, "_ U AC " 1 13 cm @g P/S.E P dimensionamento da capacidade de carga ( e conse&bente ta5a admiss(e$ % pode serca$cu$ado para uma argi$a [ desconsiderado o :ngu$o de atrito" c K C" independente da dimensoda fundao. 0 partir do (a$or de " obtm-se a sua dimenso b" ca$cu$ando-se a .rea necess.riaEF6 8onc$usoEGeotecnia de Fundaes Prof. M. Marangon+ 0 capacidade de carga de uma +areia, proporciona$ a dimenso da Fundao e da presso desobrecarga en&uanto &ue" a capacidade de carga de uma +argi$a, no proporciona$ > dimensoda Fundao" s1 sendo da presso de sobrecarga e do (a$or da coeso,.B]%