Fundações Diretas Rasas Grupo: Anderson Martens Daniel Pereira Ricardo N. Lima Ronaldo Guedes Vitor A. Teruya Vivian R. Pestana Professor Manoel Vitor O que são fundações? Elementos estruturais cuja função é transmitir as cargas da estrutura ao terreno onde ela se apóia. Podem ser enterradas ou não O que são fundações? As fundações devem ter a resistência adequada para suportar as tensões causadas pelos esforços solicitantes. Bem como, o solo necessita de resistência e rigidez apropriadas para não sofrer ruptura e não apresentar deformações exageradas ou diferenciais. Custos Fundações bem projetadas correspondem de 3% a 10% dos custos da obra. Mal projetadas aumentam seus custos em 5 à 10 vezes. Sejam em custos de recuperação da própria, como os custos de recuperação da estrutura, revestimentos e acessórios no geral. Orla de Santos (1950 - 1970) Orla de Santos (1950 - 1970) Orla de Santos (1950 - 1970) Edifício Núncio Malzoni Santos / SP Fundações através da História Ortostatos; Palafita; Pedras (com tijolos entre as pedras); Fundações através da História Fundações através da História Quando se começou a utilizar concreto de origem pozolânica foi possível moldar a fundação. Requisitos p/ Escolha da Fundação Saber a topografia do terreno; Saber as características do solo em que se irá construir; Saber as previsões de carga da estrutura; Ter informações dos terrenos vizinhos. Possíveis Patologias na Fundação Investigação insuficiente; Considerações equivocadas de determinadas cargas e/ou relações de comportamento do solo; Execução inadequada da fundação. Classificação quanto à transmissão de cargas Fundações Diretas Fundações Indiretas Fundações Diretas Blocos Rasas Sapatas Isolada Corrida Associada Alavancada Radiers A céu aberto Profundas Tubulões Ar comprimido Fundações Diretas Tipos de fundações Tipos de cargas Resistência (tipo de solo, capacidade de carga) Blocos Casas térreas / sobrados Solo firme e seco. Sapatas Casas térreas Solo pouco firme. Sobrados Solo firme e seco. Casas térreas / sobrados Solo pouco firme e solo firme. Radier Tubulão a céu aberto Prédios altos, pontes e Quando o lençol freático grandes viadutos é profundo. a ar comprimido Prédios altos, pontes e Quando o lençol freático grandes viadutos e raso ou quando a obra é dentro de rio, lagoa ou mar. Fundações Diretas - Características Caracterizam-se quando a camada de suporte está próxima à superfície; Cota de apoio é inferior à largura do elemento de fundação; Fundações Rasas - Blocos Utilizada quando há atuação de pequenas cargas; Elementos de grande rigidez ligados por vigas baldrames; Não são armadas. Bloco de Alvenaria Fundações Rasas - Blocos Absorvem esforços de compressão simples. Os esforços de tração são absorvidos pelo próprio material. Fundações Rasas - Blocos Materiais: concreto simples (não armado), alvenaria de tijolos comuns ou mesmo em pedra de mão. Tipos de Fundações - Bloco Blocos – Processo de Execução Escavação / abertura da vala; Compactação Lastro de concreto ou de pedra britada; Embasamento Cinta / apiloamento do solo; (fundação) de amarração (absorver esforços não previstos); Impermeabilização Blocos – cuidados na execução Locação do centro dos blocos e das linhas das paredes; Cota de fundo e limpeza da vala. Terrenos declives, fazer alicerces em escada Blocos – Detalhe Sapatas Ao contrário dos blocos não trabalham apenas a compressão simples, mas, também, a flexão, devendo ser executadas com material resistente à tração (armação); São classificadas em: a) isoladas; b) corridas; associadas; e d) alavancadas c) Sapatas Isoladas – Detalhe de Armação Sapatas Isoladas São aquelas que transmitem para o solo, através da sua base, a carga de uma coluna ou de um conjunto de colunas; Executadas armado; em concreto Sapatas Isoladas Modelos de Sapatas Isoladas Sapatas Isoladas – Proc. de Execução Escavação da vala; Limpeza e apiloamento do fundo da vala (soquete ou sapo mecânico) e lançamento do concreto magro, e = 5cm (cimento = 150 kg/m³) Fôrma para o rodapé, com folga de 5cm, para execução do concreto magro; Posicionamento das fôrmas, conforme gabarito de locação; Sapatas Isoladas – Proc. de Execução Colocação da armadura; Posicionamento do pilar em relação à caixa com as armações; Colocação de guias de arame, para acompanhamento da declividade das superfícies de concreto; Concretagem com uso de vibrador. Para o concreto inclinado deverá ser feita uma vibração manual. Sapatas Isoladas – Cuidados na Execução Posicionamento de Sapatas em Diferentes Níveis Sapatas Isoladas Sapatas Isoladas Sapata - Escavação Sapatas Isoladas Sapata – Fôrma da Base e Armação Sapatas Isoladas Sapata – Concretada Sapata Corrida Elementos contínuos que acompanham as linhas das paredes, que lhes transmitem as cargas linearmente; Para cargas pequenas podem ser executadas em tijolos (quando se confundem com os blocos); Sapata Corrida Para profundidades maiores que 1,0m, é adequado e econômico que sejam executadas em concreto armado; Sapata Corrida - Execução Processo idêntico ao da sapa isolada; Limpeza e apiloamento do fundo da vala (soquete ou sapo mecânico) e lançamento do concreto magro, e = 5cm (cimento = 150 kg/m³) Escavação da vala, fôrma para o rodapé, com folga de 5cm, para execução do concreto magro; Posicionamento locação; das fôrmas, conforme gabarito de Sapata Corrida - Execução Colocação da armadura; Posicionamento do pilar em relação à caixa com as armações; Colocação de guias de arame, para acompanhamento da declividade das superfícies de concreto; Concretagem com uso de vibrador. Para o concreto inclinado deverá ser feita uma vibração manual. Sapata Corrida Sapata Corrida Concretagem Sapata Corrida Armação Sapata Corrida Sapata Corrida (concretagem da viga baldrame) Sapata Corrida Sapatas Corridas e Vigas Baldrames Sapata Corrida Sapata Corrida – Cintas de Amarração Sapata Corrida Sapatas Corridas – Cintas de Amarração Sapata Corrida Sapatas Corridas – Detalhe da impermeabilização Sapata Corrida Sapatas Corridas – Impermeabilização Sapata Corrida Sapatas Corridas Reaterradas Sapata Associada Um projeto econômico deve ser executado com o maior número de sapatas isoladas; Mas no caso em que a proximidade dos pilares causaria sobreposição de sapatas, deve-se executar um sapata associada, onde o centro de gravidade da sapata coincide com o centro de aplicação de carga dos pilares. Sapata Associada Sapata Associada Quando não for possível respeitar o centro de gravidade natural, normalmente adota-se uma base trapezoidal, ou sapatas com balanços livres (sapata alavancada); Normalmente projetadas com uma viga de rigidez. Sapata Associada Sapata Alavancada No caso de pilares posicionados junto à divisa, o momento produzido pelo não alinhamento deve ser absorvido por uma viga; Sapata Alavancada Tratam-se de duas sapatas isoladas ligadas por uma viga alavanca para absorver a excentricidade da posição do outro pilar; Sapata Alavancada Detalhes de uma Sapata Alavancada Sapata Alavancada – Cuidados na Execução Locação Cota do centro da sapata e do eixo do pilar; do fundo da vala; Limpeza do fundo da vala; Nivelamento do fundo da vala; Dimensões da forma da sapata; Armadura da sapata e do arranque do pilar. Sapatas Planta de Locações de Sapatas Laje Radier Utilizada quando as áreas da sapata, em relação ao edifício, ultrapassa 50%; Executado em concreto armado, pois absorvem os esforços de compressão e os momentos fletores provenientes dos pilares diferencialmente carregados e, às vezes, a pressão do lençol freático. Laje Radier Executados, a rigor, com espessura de 1,50m e só em grandes obras; Porém é comum executá-la com 12cm, ou mais, logo abaixo da superfície de solos firmes, ou utilizado em solos poucos resistentes, como argila fofa ou areia fofa , para pequenas construções. Laje Radier - Classificação a) Radiers lisos: o mais comum, com grande facilidade de construção; b) Radiers com pedestal: aumenta a espessura sob pilares e melhora a resistência a flexão; c) Radiers nervurados: as nervuras são vigas ligando os pilares; d) Radiers em caixão: executados como uma caixa oca, conseguindo grande rigidez. Laje Radier - Detalhe Detalhes de um Radier em Caixão Laje Radier - Detalhe Detalhes de um Radier Nervurado Laje Radier Vantagens: a) Por ser uma peça interiça, isto lhe confere uma alta rigidez, o que evita grandes recalques diferenciais; b) Serve de plataforma para serviços posteriores; Desvantagem a) Impõe a execução precoce de todos os serviços enterrados, principalmente instalações. Laje Radier – Controle de Execução Locação Cota dos eixos dos pilares; do fundo da escavação; Nivelamento Execução Durante do fundo da escavação; das instalações e passagens enterradas; a execução cuidado redobrado com as juntas (de dilatação, superficiais e de retração) Laje Radier Podem Muito ser executados em concreto protendido; utilizado nos EUA, com cordoalhas engraxadas (ao invés de pasta de cimento) o que barateia o custo (3 mil toneladas por ano); Assim a fundação já desempenha a função de piso pronto Laje Radier Esquema de um Radier Liso Laje Radier Radier Concretado Visita em Obra: Edifício Comercial Av. Angélica nº 2.220 – São Paulo Construtora: Pedra Forte Engenharia. Tubulões e Radiers Visita em Obra: Edifício Comercial Bairro do Ipiranga - São Paulo Construtora: Tropical Engenharia Sapatas (isoladas e alavancadas) Visita em Obra: Edifício Rec Berrini Av. Dr. Luiz Carlos Berrini - São Paulo Construtora: Hochtief do Brasil. Sapatas Bibliografia Sites: • http://usuarios.upf.br/~zacarias/cap-5-fundacoes.pdf • http://www.usp.br/fau/cursos/graduacao/arq_urbanismo/disciplinas/pef0522/ Aula_1-2009.pdf • http://sistemas3.usp.br/tycho/producaoacademica/eesc/sgs/P9.html Livros: • BRITO, José Luiz Wey de. Fundações do Edifício, São Paulo, EPUSP, 1987 • AZEREDO, Hélio Alves de. O Edifício até a sua Cobertura, São Paulo, Ed. Edgar Blucher Ltda., 1977 • BARROS, Mércia. Fundações, São Paulo, EPUSP – Departamento de Engenharia de Construção Civil, PCC-2435, Tecnologia da Construção de Edifícios I, revisão 2003.