Grupo de Materiais de Construção 1

Transcrição

1 Grupo de Materiais de Construção 1

3 Fundações: O que são? São elementos estruturais cuja função é a transferência de cargas da estrutura para a camada resistente de solo IMPORTÂNCIA ESTRUTURAL!!! Grupo de Materiais de Construção 3

4 Fundações 4 a 10% do custo global da edificação Podem chegar a 20%. IMPORTÂNCIA ECONÔMICA!!! Podem inviabilizar o empreendimento. Grupo de Materiais de Construção 4

5 Fundações: Classificação Quanto à transmissão das cargas: Fundações Diretas Fundações Indiretas As fundações se classificam em diretas e indiretas, de acordo com a forma de transferência de cargas da estrutura para o solo onde ela se apóia. Grupo de Materiais de Construção 5

6 Fundações: Classificação Quanto à transmissão das cargas: Fundações Diretas Aquelas em que a transmissão da carga para o solo é feita preponderantemente pela base. Ferragem Alvenaria Concreto Lastro de concreto magro Grupo de Materiais de Construção 6

7 Fundações: Classificação Quanto à transmissão das cargas: Fundações Diretas A transmissão das cargas é feita através da base do elemento estrutural da fundação, considerando apenas o apoio da peça sobre a camada do solo, sendo desprezada qualquer outra forma de transferência das cargas. (BRITO, 1987). Grupo de Materiais de Construção 7

8 Fundações: Classificação Quanto à transmissão das cargas: Fundações Indiretas Aquelas em que a transmissão da carga para o solo é feita preponderantemente pela superfície lateral. Atrito lateral Grupo de Materiais de Construção 8

9 Fundações: Classificação Quanto à transmissão das cargas: Fundações Indiretas São aquelas que transmitem as cargas por efeito de atrito lateral do elemento estrutural com o solo e por efeito de ponta. Grupo de Materiais de Construção 9

10 Fundações: Classificação Quanto à transmissão das cargas: Fundações Indiretas As fundações indiretas são sempre profundas, devido a forma de transmissão de cargas ao solo (atrito lateral) que exige grandes dimensões dos elementos de fundação. Grupo de Materiais de Construção 10

11 Fundações: Classificação Quanto à profundidade da cota de apoio Rasas Profundas Grupo de Materiais de Construção 11

12 Fundações: Classificação Quanto à profundidade da cota de apoio Fundações Rasas Aquelas em que a cota de apoio está até 2 m de profundidade Exemplo: Saparas Laje Radier Blocos de fundação Grupo de Materiais de Construção 12

13 Fundações: Classificação Quanto à profundidade da cota de apoio Fundações Profundas Aquelas em que a cota de apoio está a mais de 2 m de profundidade Exemplo: Estacas Grupo de Materiais de Construção 13

14 Fundações: Classificação Quanto à profundidade da cota de apoio Fundações Profundas: Quando usar? Solos superficiais pouco resistentes e/ou cargas estruturais elevadas Solos superficiais sujeitos a erosão Fundações em locais alagados ou abaixo do nível do lençol freático Possibilidade de escavações futuras próximas ao local Grupo de Materiais de Construção 14

15 Fundações: Classificação RESUMINDO: As fundações podem ser: Rasas Profundas Diretas Indiretas Grupo de Materiais de Construção 15

16 Fundações diretas rasas Fundações diretas profundas Quadro resumo Universidade Federal do Paraná Departamento Blocos de e Construção alicerces Civil Sapatas Radiers Tubulões Corrida Isolada Associada Alavancada Céu aberto Ar comprimido Abordaremos Fundações indiretas Brocas Estacas de madeira Estacas de aço Estacas de concreto pré-moldadas Estacas de concreto moldadas in loco Strauss Franki Hélice contínua Grupo de Materiais de Barrete/Estacão Construção 16

18 Em construção damos apenas uma noção geral: 5º semestre TC033 Laboratório de mecânica dos solos 7º semestre TC066 Obras geotécnicas 10º semestre Optativas 6º semestre TC035 - Mecânica dos Solos 8º semestre TC066 Geotecnia de fundações

20 Blocos e alicerces Este tipos de fundações são utilizados quando há atuação de pequenas cargas, ligados por vigas denominadas baldrames. Grupo de Materiais de Construção 20

21 Blocos: São elementos estruturais de grande rigidez, ligados por vigas baldrames. Bloco de alvenaria de tijolos Grupo de Materiais de Construção 21

22 Blocos: Suportam predominantemente esforços de compressão simples provenientes das cargas dos pilares. Exemplo: Bloco de alvenaria de tijolos Grupo de Materiais de Construção 22

23 O que isso significa? Sem a necessidade de armação. Grupo de Materiais de Construção 23

24 Blocos: Eventuais esforços de tração (pequenos) são absorvidos pelo próprio material do bloco. Geralmente, usa-se blocos quando a profundidade da camada resistente do solo está entre 0,5 e 1,0 m de profundidade. (BRITO, 1987). Grupo de Materiais de Construção 24

25 Blocos: Concreto simples Alvenaria de tijolos comuns Pedra de mão (argamassadas ou não) Bloco de alvenaria de tijolos Grupo de Materiais de Construção 25

26 Faces: verticais, inclinadas ou escalonadas Altura: relativamente grande (necessário para que trabalhem essencialmente à compressão). Planta: seção quadrada, retangular, triangular ou mesmo poligonal. Grupo de Materiais de Construção 26

27 Alicerces: São também denominado de blocos corridos Utilizados em construções de pequenas cargas provenientes de paredes estruturais. Grupo de Materiais de Construção 27

28 Alicerces: Podem ser de: Concreto Alvenaria Pedra Grupo de Materiais de Construção 28

29 Seqüência executiva Blocos e alicerces Escavação Cuidado: verificar se há formigueiros e raízes de árvores no momento desta atividade. Compactação da camada do solo resistente (apiloamento do fundo) Grupo de Materiais de Construção 29

30 Seqüência executiva Grupo de Materiais de Construção 30

31 Seqüência executiva Blocos e alicerces Colocação de um lastro de concreto magro > 9 MPa 5 a 10 cm Grupo de Materiais de Construção 31

32 Seqüência executiva Blocos e alicerces Execução do embasamento Concreto Alvenaria Pedra Construção de cinta de amarração (concreto armado) Finalidade: absorver esforços não previstos, suportar pequenos recalques, distribuir o carregamento e combater esforços horizontais. Grupo de Materiais de Construção 32

33 Seqüência executiva Blocos e alicerces Cinta de amarração Embasamento Grupo de Materiais de Construção 33

34 Seqüência executiva Blocos e alicerces Camada de impermeabilização Finalidade: Evitar a subida de umidade por capilaridade para a alvenaria de elevação. Deve-se evitar descontinuidades que poderão comprometer seu funcionamento. Grupo de Materiais de Construção 34

35 Seqüência executiva Blocos e alicerces Camada de impermeabilização São comuns: Argamassa polimérica Emulsão asfáltica Emulsão acrílica Grupo de Materiais de Construção 35

36 Seqüência executiva Blocos e alicerces Grupo de Materiais de Construção 36

37 Seqüência executiva Blocos e alicerces Grupo de Materiais de Construção 37

38 Seqüência executiva Grupo de Materiais de Construção 38

40 Sapatas Ao contrário dos blocos e alicerces, as sapatas não trabalham apenas à compressão simples. Trabalham também à flexão Isso significa que precisam ser feitas de algum material que suporte tração. Concreto armado Grupo de Materiais de Construção 40

41 Sapatas Grupo de Materiais de Construção 41

42 Sapatas Sapata de edifício de grande porte PCC-USP Grupo de Materiais de Construção 42

43 Sapatas - tipos Sapatas isoladas São aquelas que transmitem ao solo (através da sua base) a carga de um pilar. Sapatas isoladas Grupo de Materiais de Construção 43

44 Sapatas - tipos Podem ser pré-moldadas Grupo de Materiais de Construção 44

45 Sapatas - tipos Sapatas isoladas Quanto à forma: Grupo de Materiais de Construção 45

46 Sapatas corridas São elementos contínuos que acompanham a linha das paredes, as quais lhes transmitem a carga por metro linear. Grupo de Materiais de Construção 46

47 Sapata associada Usada quando a proximidade de dois ou mais pilares é tanta que as suas sapatas isoladas se superpõem. Grupo de Materiais de Construção 47

48 Sapata associada Neste caso usa-se uma sapata única onde se apóiam 2 ou mais pilares (sapata associada) Grupo de Materiais de Construção 48

49 Sapata alavancada Caso de pilares de divisa ou próximos a obstáculos onde não é possível fazer com que o centro de gravidade da sapata coincida com o do pilar. Grupo de Materiais de Construção 49

50 Sapata alavancada Nestes casos usa-se uma viga alavanca ligada entre duas sapatas de modo que um pilar absorva o momento resultante da excentricidade da posição do outro pilar. Grupo de Materiais de Construção 50

51 Seqüência executiva Sapatas Escavação da vala Pelo menos 10 cm de folga para permitir o trabalho de operários dentro dela Fôrma para o rodapé, com folga de 5 cm para o concreto magro Posicionamento das fôrmas Grupo de Materiais de Construção 51

52 Seqüência executiva Sapatas Preparo da superfície de apoio Limpeza do fundo da vala (materiais soltos e lama) Apiloamento com soquete ou sapo mecânico Execução do concreto magro ou lastro de concreto Função: regularizar a superfície de apoio Isolar a armadura do solo Grupo de Materiais de Construção 52

53 Seqüência executiva Sapatas Isolar a armadura do solo Grupo de Materiais de Construção 53

54 Seqüência executiva Sapatas Posicionamento da armação Grupo de Materiais de Construção 54

55 Seqüência executiva Sapatas Posicionamento do pilar em relação à caixa com as armações Grupo de Materiais de Construção 55

56 Seqüência executiva Sapatas Concretagem A base pode ser vibrada normalmente mas para a parte inclinada é necessário compactar manualmente Grupo de Materiais de Construção 56

57 Seqüência executiva Vibrar? Grupo de Materiais de Construção 57

58 Seqüência executiva Sapatas Grupo de Materiais de Construção 58

59 Seqüência executiva Sapatas Grupo de Materiais de Construção 59

60 Seqüência executiva Sapatas Controle de execução Locação do centro da sapata e do eixo do pilar Cota 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 Grupo de Materiais de Construção 60

61 Seqüência executiva Arranque? Grupo de Materiais de Construção 61

62 Radier A utilização de sapatas corridas é adequada economicamente enquanto sua área em relação à da edificação não ultrapassa 50%. Caso contrário, é mais vantajoso reunir todas as sapatas num só elemento de fundação denominado radier. (BRITO, 1987). Grupo de Materiais de Construção 62

63 Radier. O que é? Grupo de Materiais de Construção 63

64 Radier. O que é? Grupo de Materiais de Construção 64

65 Radier. O que é? PCC-USP Grupo de Materiais de Construção 65

66 Radier Executado em concreto armado Devido a atuação de esforços de compressão e tração. O radier é uma peça inteiriça, o que pode lhe conferir uma alta rigidez (muitas vezes evita grandes recalques). (BRITO, 1987). Grupo de Materiais de Construção 66

67 Radier Desvantagem: impõe a necessidade de execução precoce de todos os serviços enterrados (instalações sanitárias, etc). Grupo de Materiais de Construção 67

68 Seqüência executiva Radier Aparelho de nível Régua graduada Preparo da base com lastro de brita PCC-USP Grupo de Materiais de Construção 68

69 Seqüência executiva Radier Posicionamento das armaduras Sistemas de instalação Caminhos para a concretagem PCC-USP Grupo de Materiais de Construção 69

70 Seqüência executiva Radier PCC-USP Posicionamento das armaduras Sistemas de instalação Caminhos para a concretagem Grupo de Materiais de Construção 70

71 Seqüência executiva Radier Posicionamento de espaçadores PCC-USP Grupo de Materiais de Construção 71

72 Seqüência executiva Radier Concretagem Grupo de Materiais de Construção 72

73 Seqüência executiva Radier Acabamento PCC-USP Grupo de Materiais de Construção 73

74 Radier Controle de execução Locação dos eixos dos pilares Cota do fundo da escavação Nivelamento do fundo da vala Posicionamento dos componentes das instalações enterrados Grupo de Materiais de Construção 74

75 Fundações indiretas profundas 1. Pré-moldadas 2. Moldadas in loco Grupo de Materiais de Construção 75

76 Concreto Armado Protendido Aço Perfil Trilho Madeira (está em desuso) Estacas Pré-moldadas Grupo de Materiais de Construção 76

77 Fundações indiretas profundas 1. Pré-moldadas 2. Moldadas in loco Grupo de Materiais de Construção 77

78 Estacas moldadas in loco Broca Trado mecânico Strauss Franki Hélice contínua Escavada ou estacão Barrete = Abordaremos apenas esta Grupo de Materiais de Construção 78

79 Fundações indiretas profundas Brocas São executadas in loco sem molde. Casos com baixa intensidade de cargas Terrenos com menor capacidade superficial Grupo de Materiais de Construção 79

80 Fundações indiretas profundas Brocas Limitações Só pode ser executada acima do lençois freático Não tem garantia de verticalidade Há perigo de mistura solo-concreto Baixa capacidade de carga (geralmente 4 a 5 tf) Comprimento máximo 6 m (comum: 3,0 a 4,0 m) Trabalha apenas à compressão (as vezes utiliza-se uma armadura para fazer a ligação com outros elementos) Grupo de Materiais de Construção 80

81 Seqüência executiva Fundações indiretas profundas Brocas Escavada com trado e preenchida com concreto Φ da broca entre 15 e 30 cm (usual 20 cm) Grupo de Materiais de Construção 81

82 Seqüência executiva Fundações indiretas profundas Brocas Broca do trado é composta de 4 facas Acoplado a tubos de aço galvanizado Grupo de Materiais de Construção 82

83 Seqüência executiva Fundações indiretas profundas Brocas Tubos são modulados em 1,2 m de comprimento PCC-USP Trado manual Grupo de Materiais de Construção 83

84 Seqüência executiva Fundações indiretas profundas Brocas Perfuração é feita por rotação/compressão Trado manual PCC-USP Grupo de Materiais de Construção 84

85 Seqüência executiva Fundações indiretas profundas PCC-USP Brocas Armação da cabeça da broca para ligação com o bloco PCC-USP Furo preparado com trado manual Broca concretada Grupo de Materiais de Construção 85

86 Seqüência executiva Fundações indiretas profundas Brocas Bloco de coroamento das brocas PCC-USP Grupo de Materiais de Construção 86

87 Seqüência executiva Fundações indiretas profundas Brocas Grupo de Materiais de Construção 87

88 Seqüência executiva Fundações indiretas profundas Brocas Grupo de Materiais de Construção 88

89 Fundações indiretas profundas Brocas Controle de execução Locação do centro das estacas Profundidade de escavação Tipo de solo retirado como amostra Grupo de Materiais de Construção 89

91 Referências: Apostila de fundações da disciplina: Tecnologia da construção de edifícios 1. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Material de aula da disciplina Tecnologia da construção de edifícios 1. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Leal, U. Fundações Rasas. Revista Téchne. N. 83, HACHICH, W. et al. Fundações Teoria e Prática. Editora Pini. 2. ed JOPPERT Jr., I. Fundações e Contenções de Edifícios. Editora Pini. 1. ed Grupo de Materiais de Construção 91