Ao longo do tempo, a seleção do tipo de fundação mais adequado para um determinado projeto tem sido orientada por fatores técnicos e econômicos, aliados à experiência do projetista na compreensão do comportamento do solo e dos recalques das estruturas. Ele poderá fornecer sugestões técnicas para a solução de fundação e estimar o custo total do tipo de fundação a ser construída.
Justificativa
Sistematização
O segundo capítulo apresenta a revisão da literatura, abordando temas relacionados a tipos de solos, levantamentos e perfis geotécnicos, fundações superficiais e fundações profundas. O quinto capítulo apresenta a conclusão do trabalho, bem como a importância dos dados do levantamento e comparações de estabilidade das fundações.
Objetivos
Objetivos gerais
No terceiro capítulo são apresentados dados de estudos de caso, com passo a passo de dimensionamento de fundações superficiais e profundas, consolidação de dados de volume de concreto, volume de escavação, fôrma, reaterro e reaterro, e estimativa detalhada para cada tipo de fundação. .
Objetivos específicos
Metodologia
Características dos solos
Areia e Pedregulho
Siltes
Argila
Métodos de Investigação do Solo
Sondagens à Percussão SPT
Para fundações, o cálculo da tensão admissível do solo é baseado no número de golpes para perfurar os últimos 30 cm (Nspt), acrescenta o autor. Quanto às características das amostras, existe uma classificação tátil-visual do solo, que determina as características do solo.
Interações Solo-Estrutura
Definições de fundações
Segurança nas fundações
Estados-Limite último (ELU)
Os estados limites últimos são determinados pelo esgotamento da capacidade de suporte e pelos requisitos de projeto, onde os colapsos da estrutura são significativos.
Estados-Limites de serviço (ELS)
C é o limite de serviços permitidos onde é solicitado o efeito de ações conjuntas (exemplo: repressão de aceitabilidade visual).
Fundações superficiais
- Aspectos Construtivos
- Mecanismos de ruptura do solo de acordo com sua característica
- Capacidade de carga
- Tensão admissível em fundações por sapatas
- Correlação entre SPT e outras características dos solos
- Caracterização geral das sapatas
- Quanto à rigidez
- Quanto ao posicionamento
- Quanto às Solicitações
A equação (2.2) apresenta a derivação das tensões admissíveis do solo em fundações do tipo sapata superficial. As dimensões da sapata isolada são predeterminadas pela carga aplicada e pela resistência do solo.
Critérios de dimensionamento de sapatas
Determinação das dimensões em planta
- Sapatas isoladas
- Sapata de divisa
- Vigas de equilíbrio
- Sapata associada
O dimensionamento é realizado preliminarmente, garantindo que as tensões no solo não excedam a velocidade do solo e que pelo menos 2/3 da superfície da fundação esteja apoiada no solo para garantir a estabilidade entre os momentos máximo e mínimo (Figura 22). . Cada vez que o tamanho do calçado muda, o centro de gravidade muda (Figura 23). Rebello (2008) enfatiza que o centro de gravidade das cargas do pilar deve coincidir (Figura 26) com o centro de gravidade da fundação, visando uma distribuição uniforme das tensões no terreno.
Rebello (2008) nos casos em que os pilares apresentam cargas diferentes (Figura 27), o centro de gravidade das cargas pode ser determinado através da equação (2.15). Este comportamento corresponde ao de duas placas cantilever apoiadas numa secção onde se encontra o centro de gravidade (Figura 28). A ABNT NBR 6118/2014 diz que para esta condição a altura da sapata deve corresponder à equação (2.4) e deve ser verificada nas direções x e y.
Dimensionamento das armaduras longitudinais - Método das bielas e tirantes
Dimensionamento ao cisalhamento de sapatas rígidas
Alva (2007) sugere que a fratura é controlada por pressão diagonal e não necessita de armadura transversal que funcione com cisalhamento. Para verificar a tensão de cisalhamento, na qual não há momento fletor aplicado, especificada pela ABNT NBR, a Equação (2.22) deve ser atendida. Bastos (2016) consolida isso verificando a tensão de cisalhamento aplicada (τ sd) nas superfícies críticas (Equação 2.23) com a resistência à compressão diagonal (τ Rd2) (Equação 2.24).
A ABNT NBR indica que para dispensar a armadura transversal que resista às forças de tração derivadas da força cortante, a equação (2.27) deve ser respeitada.
Fundações profundas
Estacas pré-moldadas ou pré-fabricadas em concreto armado
Tais estacas são segmentos de concreto armado ou protendido de seção quadrada, ortogonal, circular, vazada ou não, inseridos no solo com o auxílio de estacas." (Campos, 2015). O ponto 3.10 da ABNT NBR define que são compostas por estacas pré-moldadas de concreto. de segmentos pré-moldados ou pré-fabricados de concreto e são cravados no solo por gravidade, detonação, choques hidráulicos ou martelo vibratório (Figura 34).De acordo com o manual da Associação Brasileira das Empresas de Engenharia de Fundações (ABEF, 2011), as estacas pré-moldadas podem ser confeccionadas de concreto armado ou protendido, vibrado ou centrifugado e concentrado em formas horizontais ou verticais.
Devem ser confeccionadas com concreto adequado e sofrer o reforço necessário para instalação, bem como resistência a possíveis solos agressivos, atendendo às especificações da ABNT NBR 6118/2014 e NBR Projeto e execução de estruturas pré-moldadas de concreto. Pilares pré-moldados de concreto podem ser unidos, portanto deve-se atentar para o anexo D da ABNT NBR para alterações, quando necessárias, e estas devem ser realizadas por meio de anéis soldados e de forma a garantir a perfeita transferência de esforços e também, a axialidade dos elementos unidos. O ponto 22.5 da ABNT NBR 6118/2003 afirma que no grupo de blocos e pilares rígidos, com espaçamento de 2,5Ø a 3Ø (onde Ø é o diâmetro da estaca), pode-se presumir que a distribuição da carga nos pilares é seja plano. .
Capacidade de carga
Para blocos flexíveis ou casos extremos de estacas curtas, apoiadas num substrato muito rígido, esta hipótese pode ser revista. Segundo Cintra (2010), “a capacidade de carga (r) de um elemento de fundação por estaca isolada corresponde à resistência máxima oferecida pelo sistema ou à condição de ruptura, do ponto de vista geotécnico”. O mesmo autor afirma que a capacidade de carga de uma estaca pode ser determinada pela soma de duas variáveis, a resistência lateral da estaca (rl), que é devida ao atrito entre o solo e o fuste da estaca, e a resistência de ponta (rp) do poste, que nada mais é do que uma tensão resistiva normal à base ou ponta do poste.
Velloso e Lopes (2010) afirmam que a capacidade de carga de uma estaca pode ser calculada através de métodos estáticos, baseados em fórmulas que estudam a estaca que mobiliza toda a resistência ao cisalhamento estático do solo. Racionais ou teóricos: São aqueles que utilizam soluções teóricas de capacidade de carga e parâmetros do solo; Segundo Cintra (2010), as fórmulas teóricas existentes propostas para determinação da capacidade de carga em estacas não são muito confiáveis, por isso alguns autores propuseram métodos baseados em correlações empíricas com resultados in situ ajustados com ensaios de carga.
Carga admissível
Como resultado, foram criados vários métodos ditos semi-empíricos, entre os quais se destacam o método Meyerhof (1976), o método Aoki-Velloso (1975), o método Décourt-Quaresma (1978) e o método Teixeira (1996).
Dimensionamento das estacas pelo Método Aoki-Velloso (1975)
Determinação da capacidade de carga
Porém, caso o teste CPT não esteja disponível, o método permite uma correlação com os resultados do teste SPT conforme equações (2.32) e (2.33). Portanto, com as equações anteriores, temos então as equações finais correlacionadas com o SPT, conforme descrito nas equações (2.34) e (2.35).
Determinação da carga admissível
Blocos de coroamento
O método strut-lie é um dos processos aproximados frequentemente usados no projeto de blocos. Este processo foi inspirado no trabalho de Lebelle (1936) apud Blévot e Frémy (1967) proposto para o cálculo de fundações diretas. Blévot e Frémy (1967) realizaram uma série de testes de blocos, cujos resultados ainda hoje são utilizados como modelos computacionais e detalhes de construção.
Para o estudo de caso, foi escolhida a fundação de um edifício residencial, em construção, localizado na esquina da Rua Princesa Isabel com a Rua Professor Olinto, centro, Caratinga, Minas Gerais. Nos casos de fundações do tipo sapata sobrepostas, deverá ser considerado o dimensionamento das sapatas associadas; As tensões admissíveis do solo deverão estar de acordo com o item 2.7.1 (Determinação das tensões admissíveis – Método semi-empírico de correlação com SPT); .. f) A utilização de viga de alavanca entre os blocos de coroamento é válida quando necessária;
Dimensionamento de fundação superficial
- Determinação da tensão admissível
- Sapatas de divisa
- Vigas de equilíbrio
- Sapatas associadas
- Determinação da altura das sapatas
- Dimensionamento das armaduras para os esforços de tração das sapatas
- Dimensionamento das armaduras das vigas de equilíbrio
Nestes casos, o software Cypecad considera os esforços com trave de equilíbrio com momentos transversais e esforços necessários para fins de equilíbrio, mas não permite cargas sobre eles. A Tabela 10 apresenta a relação entre os pilares e suas respectivas vigas de equilíbrio, cujas dimensões correspondem ao item (2.7.1.2) deste estudo. As vigas de equilíbrio são projetadas sob a condição de que possam receber forças de uma extremidade ou de ambas.
O tamanho da armadura atende aos requisitos das normas vigentes, sendo importante ressaltar que a revisão bibliográfica está condizente com o relatório de cálculo do software Cypecad. Os ajustes das armaduras são então verificados com espaçamento mínimo, a memória de cálculo do Cypecad possui um valor prático de 10 cm para ser armazenado. As vigas de equilíbrio apresentam as verificações e dimensões como um elemento de concreto armado, uma vez que as tensões são semelhantes às vigas comuns.
Quantitativos de materiais e serviços
- Volume de escavação
- Tempo de escavação
- Quantitativo de fôrmas
- Volume de concreto
- Volume de reaterro
- Volume bota-fora
- Quantitativo de aço
- Orçamento detalhado da fundação superficial
O volume de escavação é dividido pelo desempenho do trabalhador, para sapatas e vigas de equilíbrio (Tabela 20). As perdas na fôrma podem ser elevadas, devido à hidráulica e ao nivelamento incorreto, fazendo com que o crescimento do concreto e da armadura seja distribuído de forma desigual. Cálculo comum utilizado em lajes de concreto provenientes de usinas, onde os cálculos devem ser detalhados.
Para o lastro de concreto foi utilizado o valor padrão do software (Figura 41) conforme instalação padrão de 5 cm para sapatas e vigas de equilíbrio mencionada acima na obra investigada. A Cypecad possui três “tipos de concreto”: Uso normal, onde (γf=1,4) realizado sob dosagens rigorosas no local de execução com macas e similares, com condições adversas (γf=1,5) realizado sob condições locais de execução preparadas por trabalhadores que dosam concreto conforme recipientes de medição local, geralmente latas de dezoito litros e processado com rigoroso controle (γf=1,3) este último é o que mostra nosso estudo atual, principalmente pela precisão de sua dosagem e em obras de grande porte é o mais adequado. O agregado magro do concreto é dado pela área da sapata com a espessura de nivelamento para o projeto.
Dimensionamento da fundação profunda
- Capacidade de carga das estacas
- Blocos sobre estacas
- Dimensionamento das armaduras
- Armadura dos blocos de coroamento
- Armadura das vigas de equilíbrio
- Quantitativos de materiais e serviços
- Volume de escavação
- Quantitativo de fôrmas
- Tempo de escavação
- Serviço de estaqueamento
- Volume de reaterro
- Volume do bota-fora
- Quantitativo de aço
- Orçamento detalhado da fundação profunda
O dimensionamento da armadura dos blocos de coroamento citados acima será descrito detalhadamente na tabela 32 abaixo:. cm) Layout da pista de bloco (mm). Para cálculo do volume de escavação dos blocos de fundação profunda foi considerada a profundidade em função da altura de cada bloco, acrescentando 5 cm ao nível de demolição das estacas definido em projeto, o que determina a quantidade total de volume escavado para os blocos (Tabela 34). Na tabela 35 podemos identificar os resultados obtidos quanto ao volume de escavação das vigas de equilíbrio.
A quantidade de fôrmas para fundações profundas pode ser analisada nas Tabelas 36 e 37 de fôrmas para blocos e vigas de equilíbrio. Os valores obtidos para o volume de concreto magro dos blocos e vigas de equilíbrio são apresentados nas Tabelas 40 e 41. A lista abaixo corresponde ao detalhamento de cada etapa de execução dos blocos de coroamento e estacas pré-moldadas.
Sapatas X Blocos com estacas pré-moldadas
Para elaboração deste trabalho baseou-se em um estudo crítico de pré-viabilidade de soluções de projeto de fundações realizado na cidade de Caratinga, Minas Gerais. Os procedimentos utilizados para o estudo foram orientados por fatores técnicos e econômicos, que colocaram em pauta um grande projeto com cargas em pilares que geram altas exigências de resistência do solo nos elementos de fundação. Mas ainda não substitui o papel do engenheiro de questionar os resultados e garantir um projeto básico que atenda a todos os requisitos necessários.
Em uma obra de grande porte leva-se em conta a importância das estacas, pois são executadas por empresas que garantem excelência na execução, controle tecnológico e segurança dos projetos de fundações. Para trabalhos futuros recomenda-se avaliar outras opções de fundações profundas e também a opção de jangada para a superfície, para este e outros diferentes perfis geotécnicos, para orientar as decisões dos profissionais da área. Estudo de pré-viabilidade sobre especificação de estacas escavadas ou fundações isoladas em edifícios multifamiliares, 2014.
ANEXO A - PROJETO ARQUITETONICO E LOCAÇÕES
ANEXO B - ENSAIO DE SOLO SPT
ANEXO C - DETALHAMENTO DAS ARMADURAS
ANEXO D - RESUMO DE MEDIÇÃO DO CONSUMO DE AÇO
ANEXO E - TABELAS PARA ORÇAMENTO
