segunda-feira, 29 de outubro de 2012

Pressões de Trabalho para Pré-dimensionamento de Fundações Superficiais

A norma NBR 6122/96 recomenda cuidados especiais com solos expansivos e solos colapsíveis

Quando se encontram abaixo da cota de fundação, até uma profundidade de duas vezes a largura da construção, apenas solos granulares (classes 4 a 9) , a pressão admissível dada na Tabela 2 (válida para fundações c e 2m de largura) pode ser aumentada — no caso de construções nào sensíveis a recalques — em função da largura da fundação até um máximo de 2,5ρb.

No caso de construções sensíveis a recalques, deve-se fazer uma verificação do efeito desses recalque s ou mante r o valo r da pressã o admissível igual ao valor da tabela. Para larguras inferiores a 2 m deve ser feita uma pequena redução indicada na norma. As pressões da Tabela 2 para os solos granulares são indicadas
quando a profundidade da fundação, medida a partir do topo da camada escolhida para assentamento da fundação, for menor ou igual a 1 m; quando a fundação estiver a uma profundidade maior e for totalmente confinada pelo terreno adjacente, os valores básicos podem ser acrescidos de 40% para cada metro de profundidade além de 1 m, limitado ao dobro do valor da tabela. As majorações descritas acima nào podem
ser consideradas cumulativamente se ultrapassarem 2,5ρb.

As pressões da Tabela 2 para solos argilosos (classes 10 a 15) sào aplicáveis a um corpo de fundação nào maior do que 10 m'. Para áreas carregadas maiores, ou na fixação da pressão média admissível sob um conjunto dc corpos de fundação ou a totalidade da construção, devese reduzir os valores da tabela de acordo com



onde A - área total da parte considerada, ou da construção inteira em m^2.

Tabela 2 Pressões básicas da norma NBR 6122/96 

sexta-feira, 26 de outubro de 2012

Pontes e Viadutos - Fundações.

Os viadutos, assim entendidas as obras-de-arte em região urbana que nào transpõem rios ou outras massas de água, nào apresentam problemas de fundação que diferem de outras obras em terra, a menos talvez dos esforços que chegam às fundações. Já as pontes, que têm pelo menos parte de sua extensão cruzando massas d'água, apresentam problemas especiais de execução de suas fundações. Passar-se-á a discutir apenas as fundações de pontes.

Um dos primeiros aspectos a considerar na escolha de uma fundação de uma ponte é a erosão. O projetista deve buscar informações sobre o regime do rio, como níveis d'água máximos e mínimos. velocidades máximas de escoamento etc., além da história de comportamento de fundações de outras pontes nas proximidades. Também aqui o engenheiro deve consultar um geólogo de engenharia. Este aspecto freqüentemente impõe uma fundação profunda, uma vez que uma solução em fundação superficial é afastada pelo risco de solapamento de sua base.

Fig. 6.17 - Problemas com fundações em estacas próximas dos aterros de acesso de pontes 



Outro aspecto a considerar é o tipo de acesso à ponte, como mostrado na Figura 6.17. No primeiro tipo a ponte tem extremos em balanço e o aterro de acesso tem saia ou talude. Outro tipo é o que adota encontros, nos quais se apoiam as extremidades da ponte. Na ocorrência de argila mole na região dcs acessos, as fundações serão naturalmente em estacas, e estas cstacas estarão sujeitas ao chamado efeito Tchebotarioff que será mais severo no caso de encontros.

Outro aspecto importante é a questão do método executivo, que poderá restringir as opções de
fundação. O método executivo está intimamente ligado à disponibilidade de equipamentos. Assim, dada a locaçãc dos pilares da ponte, passa-se a estudar, juntamente com a capacidade dos elementos de fundação dc transmitir os esforços da estrutura, a maneira de executar tais elementos de fundação. A Figura 6.18 mostra algumas destas maneiras. Quando os pilares estão próximos das margens é possível se utilizar bate-estacas convencionais sobre plataformas provisórias dc madeira (Figura 6.18a) ou bate-estacas (dc queda livre ou automáticos) que atuam suspensos por lanças de guindastes (Figura 6.18b). Já pilares distantes das margens podem ter suas fundações executadas a partir dc flutuantes (Figura 6.18c) ou pla-
taformas auto-clevatórias (Figura 6.18d). As plataformas provisórias, os flutuantes e as plataformas
auto-elevatórias podem servir também para a execução de tubulõcs. Aliás os tubulões a ar comprimido continuam a ser uma das soluções mais adotadas na fundação de pontes no Brasil. Isto se explica em parte pelo baixo custo dos equipamentos utilizados nesta solução.

Fig. 6.1 8 - Soluções para execução de fundações de pontes

terça-feira, 23 de outubro de 2012

Edifícios Industriais.

A Figura 6.16 ilustra alguns problemas típicos de fundação de edifícios industriais:

1. grandes vãos, o que dificulta a utilização de cintas e vigas dc equilíbrio, fazendo com que cada fundação deva ser estável por si;

2. pilares altos, sujeitos a momentos (devidos a pontes rolantes, vento etc.);
 
3. máquinas que provocam vibrações permanentes (motores, compressores etc.) ou transienles (prensas, forjas etc.)

4. máquinas para trabalho dc precisão, sensíveis a deformações (recalques, rotações) c vibrações.

Freqüentemente se tem numa indústria, a pequena distância, os dois tipos de máquinas descritos acima, fazendo com que se tenha que projetar um sistema de isolamento de vibrações, que pode ser executado na máquina geradora das vibrações (chamado isolamento atiro) ou na máquina sensível às vibrações ( isolament o passivo).

Fig. 6.1 6 - Problemas típicos em edifícios industriais

sexta-feira, 19 de outubro de 2012

Edifícios em Encostas.

O grande problema da fundação de edifícios em encostas, na realidade, é o tia estabilidade da encosta onde ele será construído. Se a encosta for estável, as questões que advem dc uma superfície de terreno inclinada são simples de se resolver. A Figura 6.14 mostra duas destas questões: (i) a de que no cálculo da capacidade dc carga a superficie inclinada do terreno precisa ser considerada e (ii) a de que sapatas vizinhas nào devem ser implantadas em níveis muito diferentes. No primeiro caso, as soluções mais gerais para capacidade de carga dc sapatas, como a de Vesic (1975) , incluem um fator redutor que é função
da inclinação do terreno. No segundo caso. pode-se adotar uma regra simples, como aquela mostrada na Figura 6.14.

Uma outra questão, no caso dc fundações em encostas, c a da profundidade mínima dc implantação. Nos terrenos planos, as fundações precisam ser implantadas a uma profundidade que as colo que a salvo basicamente de variações sazonais de volume do solo, ações de raizes de árvores e ero sões. Em geral, uma profundidade de 1,5 m é suficiente. Nas encostas, as fundações precisam se implantadas a uma profundidade tal que também as proteja de movimentos das camadas superficiais. É comum que as camadas mais superficiais de uma encosta estejam sujeitas a um movimento lento (às vezes chamado de "rastejo" ou creep), geralmente associado a variações de nível d'água. É importante que se estude cuidadosamente o perfil do terreno, seu(s) aquíferoís), para entào se escolher a profundidade de implantação das fundações.

Em certas circunstâncias, fundações superficiais nào sào possíveis e tubulóes ou estacas precisam ser adotados. No caso tle estacas, aque- las de maior seçào devem ser preferidas.


Fig. 6.1 4 - Alguns problemas com a implantação de fundações em encostas


Ao se falar em encosta estável para edificação, surge a questão do fator de segurança (ao deslizamento) a ser aceito. Seria razoável exigirse um fator de segurança da mesma ordem daquele exigido paia u peida da capacidade dc carga da fundação. Esta exigência, entretanto, freqüentemente leva a custos de obras dc estabilização elevados, e o projetista pode se ver sob pressão do proprietário ou incorporador.
 
A questão dos estudos de estabilidade de encostas c o projeto de obras de estabilização está fora do escopo deste capítulo. Apenas para ilustrar, apresentamos na Figura 6.15 as medidas estabilizantes mais adotadas, a saber :
 
1. corte para alívio do topo;
2. bermas no pé do talude (atenção para a drenagem!);
3. drenagem profunda por meio de drenos sub-horizontais perfurados;
4. suavizaçào da encosta por meio de uma série de pequenos cortes;  sendo que todas estas medidas — adotadas isoladamente ou combinadas—devem ser complementadas por drenagem superficial.
 
Para fundações em encostas, o engenheiro deve consultar um geólogo de engenharia. 


Fig. 6.1 5 - Medidas estabilizantes para encostas

segunda-feira, 15 de outubro de 2012

Edifícios em Zona Urbana e com Subsolos.

No caso de edifícios em zona urbana com pavimentos de subsolo, há que se prever um sistema de escoramento da escavação para execução destes pavimentos. Estes pavimentos geralmente se estendem até as divisas e vamos supor que os vizinhos já estejam construídos.

Inicialmente tem-se que escolher (i) o sistema de escoramento e (ii) o método executivo.

Sistema de Escoramento 
Na Figura 6.9 estão mostrados, do lado esquerdo, os sistemas de escoramento vertical (paredes) do tipo continuo, que são:

• pa redes-d i a fra g mas;
• paredes de estacas-pranchas de concreto (inviável se vizinho já construído).
• paredes de estacas-pranchas de aço (pouco utilizadas devido ao custo elevado);
• paredes de estacas justapostas (eu tangentes);
• paredes de estacas secantes.

Do lado direito da figura estão mostrados escoramcntos verticais do ti/x) descontínuo, que sào:

• parede de perfis e pranchões;
• paredes de estacas escavadas ("estações") com concreto projetado ou colunas cie jet-grout entre elas.


Fig. 6. 9 - Sistemas de escorament o vertical (paredes) de subsolos

Os sistemas de escoramento horizontal sào basicamente três :

• tirantes ou ancoragens;
• estroncas (em aço ou madeira);
• lajes da estrutura.

Na Figura 6.10a estão mostrados os dois primeiros tipos e na Figura 6.10b aparecem lajes da es-
trutura servindo de apoio para as paredes.

Métodos Executivos
Quanto ao método executivo há basicamente dois tipos :

• método direto ou convencional;
• método invertido.

Os dois métodos estão ilustrados nas Figuras 6.10 e 6.11. Na Figura 6.10a está mostrada a primeira etapa da obra executada por método convencional, em que a escavação avança até a cota final, com o escoramento horizontal promovido por tirantes ou es troncas. Numa segunda etapa (Figura 6.10b), a estrutura do prédio começa a ser executada, de baixo para cima, e os escoramentos provisórios passam a ser substituídos pelas lajes da estrutura.

Fig. 6.10 - Método convencional de execução de subsolos

Na Figura 6.11a está mostrada a primeira etapa tia obra executada por método invertido, em que é executada uma laje para permitir a escavação até a cota de outra laje num nível abaixo. Na Figura 6.11b está mostrada a fase final de escavação, quando será executada a laje de fundo. Neste tipo de execução não há necessidade de escoramentos horizontais provisórios (estroncas ou tirantes), mas sim de apoios provisórios para as lajes, que são normalmente providos por estacas. As estacas mais comumente utilizadas são as metálicas (perfis de aço), as raízes e as escavadas.

Situações Especiais
Há algumas situações especiais a considerar quando se tem um subsolo que se estende até as
divisas do terreno:

i) o prédio tem sua parte acima do terreno afastada das divisas ("lâmina");
ii) os vizinhos têm fundações junto às divisas, superficiais e extremamente sensíveis.

Fig. 6.11 - Método invertido de execução de subsolos

No primeiro caso as paredes de contenção podem servir de fundação para os pilares (ou "montantes") das lajes dos subsolos e do térreo, geralmente sem excentricidades maiores e, portanto, sem vigas de equilíbrio (Figura 6.12a). 

No segundo caso, pode-se afastar das divisas as paredes do subsolo, de maneira a executá-lo de
forma segura, corrigindo no nível do térreo a excentricidade dos pilares da divisa através de vigas de transição (Figura 6.12b).
 
Sistemas de Escoramento Combinados a Fundações
O sistema dc escoramento pode ser combinado às fundações de pilares de divisa. Exemplos clássicos são:
 
1. perfis metálicos de fundação de pilares e que servem para contenção da escavação pelo sistema de per-
fis e pranebões-,
2. paredes-diafragmas que servem dc fundação e de contenção;
3. paredes de estacas justapostas que servem de fundação e de contenção; Nestes casos, os elementos sob (ou junto) dos pilares poderão ser, eventualmente, mais profundos.

Fig. 6 .1 2 • Situações especiais : (a) lâmina afastada das divisas e (b) subsolo com afastament o das divisas

Laje de Fundo de Subsolo
Uma questão importante nos prédios com subsolos que ultrapassam o nível d'água é a laje de fundo. Normalmente esta laje é dimensionada para a subpressào (Fig. 6.13a). Há, em casos especiais, entretanto, a alternativa de se manter um sistema permanente de alívio de pressões de água (Fig. 6.13b).
 
Fundações Compensadas
Sào chamadas fundações compensadas aquelas que tiram proveito do alívio dc pressões no solo decorrente da escavação de subsolos. Alguns projetistas utilizam em seus cálculos de recalques uma pressão liquida igual à pressão aplicada pela fundação menos a pressão de lerra escavada. É discutível se este alívio pode ser considerado integralmente. 

Fig. 6.13 - Soluções para a laj e de íunco de subsolos

No método de cálculo cie recalques de fundações em areias de Burland e B.irbidge«1985), por exemplo, o alívio a considerar é de 2/3 da pressão de terra escavada. De qualquer forma, a compressibilidade do solo que fica abaixo de uma escavação é bastante reduzida uma vez que se trata de material sobreadensado (além de um eventual sobreadensamento natural).

sexta-feira, 12 de outubro de 2012

Edifícios com Pilares na Divisa.

No caso de edifícios sem subsolo mas que se estendem até as divisas, é necessário um tratamento especial dos pilares junto às divisas ama vez que ali o elemento de fundação (sapata ou estaca) nào poderá ter seu centro de gravidade coincidente com o do pilar. Nestes pilares há que se prever vigas de equilíbrio que os ligarão a pilares internos próximos. A fundação associada que resulta tem carregamento centrado em relação aos elementos de fundação.

Na Figura 6.8 estão mostradas alternativas de  fundação para um prédio sem subsolo e que se estende às divisas. Na primeira alternativa, constituída por fundações superficiais isoladas (blocos ou sapatas), estão indicadas as vigas de equilíbrio. Quando as duas sapatas que serão ligadas pela viga de equilíbrio se aproximam muito, é preferível adotar uma fundação combinada (sapata associada ou viga de fundação). O caso extremo será a fundação em radier, em que nào há necessidade da viga de equilíbrio (trata-se de uma
fundação capaz de absorver momentos). Na terceira alternativa, em fundações profundas (estacas ou tubulòes), também sào necessárias as vigas de equilíbrio.

No caso de fundação superficial (sapatas ou radier), as escavações próximas às divisas precisam ser escoradas. No caso de fundação profunda, temse que considerar quando da escolha do tipo, as passíveis conseqüências do processo executivo. 

Fig. 6. 8 - Edifícios com pilares na divisa

segunda-feira, 8 de outubro de 2012

Edifícios sem Subsolo e Afastados das Divisas.

No caso de edifícios sem subsolo e afastados das divisas, nào há condicionantes especiais e o projetista precisa considerar, apenas, os critérios gerais mencionados no item 6.4. Na Figura 6.7 estão mostradas alternativas de fundação para um prédio sem subsolo e afastado das divisas. A primeira alternativa é constituída por fundações superficiais isoladas (blocos ou sapatas) indicandose duas possibilidades de profundidade de implantação. A segunda alternativa é constituída por fundação superficial combinada (radier, p. ex.), tambiém com duas possibilidades dc implantação. Na terceira, sào adotadas fundações profundas (estacas ou tubulõcs).

No caso de escollia de fundação superficial (sapatas ou radier), as escavações para sua implantação podem
ser taludadas, sem necessidade de escoramento. No caso de fundação profunda, tem-se uma maior liberdade de escollia do tipo a ser executado.

Fig. 6. 7 • Edifícios sem subsolo e afastados das divisas

quinta-feira, 4 de outubro de 2012

CONCEPÇÃO DE PROJETO E CONDICIONANTES ESPECIAIS - Edifícios.

Comforme discutido no item anterior, é interessante estudiar mais de uma alternativa de fundaçào e comparar custos e prazos de execução. Entretanto, a obra pode apresentar condicionantes especiais que influenciarão desde o início a concepção do projeto. Estes condicionantes especiais podem ser, por exemplo, a existência de pilares junto às divisas ou de pavimentos de subsolo no prédio. Passamos, nos próximos itens, a discutir a concepção ou escolha de solução de fundação, inicialmente quando nào há condicionantes especiais e em seguida quando os há.

1 Edifícios sem Subsolo e Afastados das Divisas
2 Edifícios com Pilares na Divisa
3 Edifícios em Zona Urbana e com Subsolos
4 Edifícios em Encostas
5 Edifícios Industriais
6 Pontes e Viadutos

segunda-feira, 1 de outubro de 2012

Fundações Profundas - Escolha do Tipo de Estaca.

Exisle hoje uma variedade muito grande de estacas para fundações. Com uma certa freqüência, um novo tipo de estaca é introduzido no mercado e a técnica de execução dc estacas está cm permanente evolução.

A execução dc estacas é uma atividade especializada da Engenharia, c o projetista precisa conhecer as firmas executoras e seus serviços para projetar fundações dentro das linhas de trabalho destas firmas.

A Tabela 1 abaixo apresenta uma classificação dos tipos mais comuns de estacas, enfatizando o método executivo, no que diz respeito ao seu efeito no solo.

O Apêndice 2 apresenta uma relação dos tipos mais comuns dc estacas c suas cargas de trabalho
usuais, que pode servir para estudo dc alternativas. Na consulta a este apêndice é preciso ter em
mente os seguintes pontos:

a) as caigas ali indicadas consideram apenas o aspecto estrutural da estaca (estas caigas poderão não ser atingidas cm função dc características do terreno);

b) essas cargas não sào específicas dc nenhuma firma executora mas representam uma prática co-
mum; para efeito de projeto executivo, as cargas devem ser verificadas junto às firmas executoras.

Tabela 11 Classificação dos principais tipos de estacas pelo método executivo 


Escolha do Tipo de Estaca

Na escolha do tipo dc estaca é preciso levar em
conta os seguintes aspectos:

(1) esforços nas fundações, procurando distinguir:
• nível das cargas nos pilares;
• ocorrência de outros esforços além dos de com-
pressão (traçào e flexào).

(2) características do subsolo, em particular quanto à ocorrência de:
• argilas muito moles, dificultando a execução de estacas de concreto moldadas in-situ;
• solos muito resistentes (compactos ou com pedregulhos) que devem ser atravessados, difi-
cultando ou mesmo impedindo a cravação de estacas de concreto pré-moldadas;
• solos com inatações, dificultando ou mesmo impedindo o emprego de estacas cravadas de qi alquer tipo:
• nível J o lençol d'ãgua elevado, dificultando a execução de estacas de concreto moldadas in-situ sem revestimento ou uso de lama;
• aterros recentes (em processo tle adensamento) sobre camadas moles, indicando a possibilida-de de atri.o negativo; neste caso, estacas mais lisas ou com tratamento betuminoso sào mais indicadas.

(3) características do local da obra, em particular:
• terrenos acidentados, dificultando o acesso de
equipamentos pesados (bate-cstacas etc.);
• local com obstrução na altura, como telhados e
lajes, dificultando o acesso de equipamentos altos;
• obra muito distante de um grande centro, enca-
recendo o transporte de equipamento pesado;
• ocorrência de lâmina d'água.

(4) características das construções vizinhas, em particular quanto a:
• tipo e profundidade das fundações;
• existência dc subsolos;
• sensibilidade a vibrações;
• danos já existentes.

Esses sào alguns aspectos a considerar. Entre-tanto, nào ha regras para escolha do tipo de esta-ca, e vale muito a experiência local.

Postagem em destaque

Problemas Relativos à Concepção Sistema Estrutural

O colapso de uma estrutura dúctil, quando solicitada por um sismo, dá-se não pela capacidade resistente das secções aos esforços actuantes, ...

Entradas populares