Sistema estrutural fundações rasas e profundas

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3.1.2- SAPATAS

As sapatas de fundação podem ter altura constante ou variável. A adoção de altura variável proporciona uma economia considerável de concreto nas sapatas maiores. Em plantas, as sapatas podem tomar as formas mais diversas, desde as retangulares e círculos ate polígonos irregulares. As sapatas em geral tem uma rigidez elevada. Na pratica de projeto de edifícios, geralmente se adota uma altura para as sapatas, considerando que a distancia entre o eixo da armação e o fundo da sapata é de 5 cm, para dimensionamento pelo método das Bielas, o que lhes confere rigidez elevada.

Fora dos projetos de edifícios, fundações superficiais isoladas com alturas pequenas em relação às dimensões horizontais são adotadas para torres ou equipamentos industriais como chaminés. Essas fundações são, às vezes, chamadas de sapatas flexíveis ou placas. Preferimos classificá-las como radiers. Quanto à forma ou sistema estrutural, os radiers são projetados segundo quatro tipos principais: radiers lisos; radiers com pedestais ou cogumelos; radiers nervurados; ou radiers em caixão; ou radiers em abóbadas invertidas, pouco comuns no Brasil.

O calculo de recalques das sapatas é feito como um elemento isolado rígido, ou seja, sem necessidade de uma analise posterior a flexibilidade da fundação ou da interação solo-fundação. Caso haja excentricidade no carregamento, o se ao recalque calculado com carga vertical suposta centrada.

Uma sapata é dita centrada quando o resultante do carregamento passa pelo centro de gravidade da área da base, uma situação de excentricidade comum na prática de projeto de edifícios é a das fundações de pilares junto à divisa, uma situação problemática, já que a sapata excêntrica impõe flexão ao pilar. Uma obra de escavação no vizinho que quase uma descompressão do terreno aumentará a excentricidade e, consequentemente, a flexão no pilar. Essa foi à causa do colapso de um prédio no centro do Rio de Janeiro, em 1955.

É importante conhecer as pressões de contato, especialmente nos casos de carga excêntrica, seja para dimensionamento estrutural, seja para verificação se as tensões admissíveis estimadas para o terreno não são ultrapassadas. As pressões do contato podem ser calculadas segundo três critérios: hipótese de Wilnkler; considerando a área efetiva; como meio elástico contínuo.

3.2- FUNDAÇÕES PROFUNDAS

Com relação às fundações profundas, o conceito já foi estabelecido, conforme a norma NBR 6122: fundação profunda transmite a carga ao terreno pela base resistência de ponta, por sua superfície lateral resistência de fuste ou por uma combinação das duas, esta assente em profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão em planta e, no mínimo, a 3m. Nesse tipo de fundação incluem-se as estacas, os tubulões, e os caixões.

3.2.1 ESTACAS

Atualmente é grande a variedade de estacas empregadas como elementos de fundação nas obras civis correntes, diferindo-se entre si basicamente pelo método executivo e materiais de que são constituídas.

Vários são os critérios para a classificação das estacas, dentre os quais se destacam:

Efeito produzido no solo:

Grande deslocamento;

Pequeno deslocamento;

Sem deslocamento;

Processo de execução:

Estacas moldadas in loco:

Estacas tipo Franki;

Estacas sem lama bentonítica: estacas tipo Strauss, estacas escavadas mecanicamente com trado helicoidal, estacas tipo broca, etc;

Estacas tipo hélice contínua;

Estacas escavadas com lama bentonítica;

Estacas injetadas: microestacas e as estacas-raiz;

Estacas pré-moldadas:

Estacas de concreto;

Estacas de madeira;

Estacas metálicas, etc.

Forma de funcionamento:

Estacas de ponta: trabalham basicamente pela resistência de ponta;

Estacas de atrito ou flutuante: trabalham somente por atrito lateral desenvolvido no fuste;

Estaca mista;

Forma de carregamento:

Estacas de compressão;

Estacas de tração;

Estacas de flexão;

3.2.1.1- TIPOS DE ESTACAS

3.2.1.1.1 ESTACA DE CONCRETO PRÉ MOLDADAS

A grande vantagem das estacas de concreto pré-moldadas é sua qualidade superior controlada em canteiro, sendo vibradas e curadas à sombra, resultando num corpo homogêneo de elevada resistência. Para a cravação das estacas, o processo mais usual é o emprego do bateestaca os quais podem ser divididos de acordo com o martelo usado, nos seguintes grupos: bate-estacas de gravidade de simples efeito e de duplo efeito. Bate-estacas de gravidade são aqueles cuja energia para cravação da estaca é transmitida à mesma pela queda livre de um peso (martelo ou macaco) a uma altura determinada. No final da cravação é feita a NEGA, isto é, a penetração da estaca para os dez últimos golpes, medindo-se o quanto a estaca deve entrar. Com isso, constata-se se todas as estacas estão atingindo determinada camada resistente e obtêm-se dados para o cálculo da capacidade de carga. Quando o comprimento da estaca não for suficiente para a obtenção da NEGA é preciso emendá-la, sendo que, a sembladura deverá ser para esforços de compressão.

3.2.1.1.2 ESTACAS DE MADEIRA

São utilizadas abaixo do nível d’água. O topo da estaca de madeira deve ter diâmetro maior do que 25 cm e devem ser protegidos para não sofrerem danos durante a cravação. Já a ponta da estaca de madeira deve ter diâmetro maior do que 15 cm e devem ser protegidas com ponteira de aço quando for necessário penetrar camadas resistentes do solo. A cravação é geralmente