PROJETO DE FUNDAÇÃO PROFUNDA COM ESTACA HÉLICE CONTÍNUA ESTUDO DE CASO

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1 UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE - UNESC CURSO DE ENGENHARIA CIVIL INDIANARA JOSÉ SEBASTIÃO PROJETO DE FUNDAÇÃO PROFUNDA COM ESTACA HÉLICE CONTÍNUA ESTUDO DE CASO CRICIÚMA, JUNHO DE 2009.

2 INDIANARA JOSÉ SEBASTIÃO PROJETO DE FUNDAÇÃO PROFUNDA COM ESTACA HÉLICE CONTÍNUA ESTUDO DE CASO Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado para obtenção do grau de Engenheiro Civil no curso de Engenharia Civil da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC. Orientador: Prof. Esp. Eng. Alexandre Vargas CRICIÚMA, JUNHO DE 2009.

3 INDIANARA JOSÉ SEBASTIÃO PROJETO DE FUNDAÇÃO PROFUNDA COM ESTACA HÉLICE CONTÍNUA ESTUDO DE CASO Trabalho de Conclusão de Curso aprovado pela Banca Examinadora para obtenção do Grau de Engenheiro Civil no Curso de Engenharia Civil da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC, com Linha de Pesquisa em dimensionamento de Fundações. Criciúma, 19 de junho de BANCA EXAMINADORA Prof. Esp. Alexandre Vargas Engenheiro Civil - (UNESC) - Orientador Prof. M. Sc. Adailton Antônio dos Santos Engenheiro Civil - (UNESC) Prof. Márcio Vito Engenheiro Civil (UNESC)

4 Dedico este trabalho com todo o meu amor, carinho e gratidão a minha Mãe Lindalva, pela compreensão, pela confiança, pelo incentivo e por seu amor incondicional.

5 AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente a Deus por me dar forças e coragem para caminhar sempre em busca dos meus objetivos. A minha mãe, Lindalva José Sebastião, por me mostrar todos os dias o amor, carinho, atenção e dedicação. Por ter me proporcionado à educação, os estudos, o meu futuro, etc. As minhas amigas mais que especiais Liana e Graziela por estarem sempre presentes e fazer parte da minha história. Aos meus colegas formandos de 2009, pelo incentivo e pelos bons momentos que passamos juntos, momentos estes que estarão sempre em minha memória e lembrarei com saudades. À Gisele Tavares e Evelise Zancan, pela amizade, pelas palavras de incentivo e carinho ao longo de todo o curso Aos colegas de curso, pessoas inesquecíveis que com o decorrer do tempo tornaram-se verdadeiros amigos: Aida, Aline Selau, Rozineide, Lúcia, Renata, Maurício, Morgane. Um agradecimento mais que especial ao professor Alexandre Vargas, pela paciência, pela disponibilidade, orientação e, sobretudo, pela valiosa amizade e oportunidade da realização deste trabalho. Ao professor Adailton Antônio dos Santos, um agradecimento especial pelas várias sugestões, orientação e por se colocar sempre a disposição nas várias fases deste trabalho.

6 RESUMO Dimensionadas para serem capazes de suportar e transmitir ao solo todas as cargas geradas pela estrutura, as fundações caracterizam-se por compreender estudos essencialmente distintos como o estudo geotécnico e cálculo das cargas atuantes. Neste presente trabalho, pretende-se elaborar um projeto de fundação profunda do tipo hélice contínua, que atenda as diferentes situações de carregamento, aliando condicionantes de segurança técnica e econômica. Diante do alto custo de permanência de um sistema de rebaixamento do lençol d água, a interrupção do sistema tem seu término pré-determinado, o que acarretará em esforços adicionais sobre a infra-estrutura. O procedimento de dimensionamento foi elaborado a partir de uma criteriosa investigação geotécnica, e interpretação boletim de sondagem pré-estabelecido, seguido de uma elaboração e análise técnica do perfil geotécnico. Posteriormente foi determinada a capacidade de suporte de carga das fundações profundas e por fim, realizado o seu dimensionamento estrutural e apresentação dos resultados. Palavras-chave: Fundações. Dimensionamento de Fundações Profundas. Hélice Contínua.

7 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 - Fluxograma com os métodos de ensaios de campo e suas aplicações Figura 2 - Etapas na execução de sondagem a percussão: (a) avanço de sondagem Figura 3 - Seção esquemática do amostrador para ensaio SPT Figura 4 - Solo retirado do amostrador padrão Figura 5 - Esquema de funcionamento de sonda rotativa Figura 6 - Relação dos tipos de fundações usuais na construção civil Figura 7 - Bloco de fundação Figura 8 Tipos de sapatas: (a) Sapata Isolada, (b) Sapata Associada Figura 9 Tipos de sapatas: (c) Sapata com viga de equilíbrio, (d) Sapata corrida. 31 Figura 10 Radier Figura 11 Viga de Fundação (Baldrame) Figura 12 Grelha Figura 13 - Classificação das Estacas Figura 14 - Seções variadas das estacas pré-moldadas Figura 15 - Seções variadas das estacas pré-moldadas Figura 16 Etapas executivas, Estaca tipo Franki Figura 17 Etapas executivas, Estaca escavada Figura 18 Etapas executivas, estaca raiz Figura 19 - Tubulão executado sob ar comprimido com camisa de aço Figura 20 - Detalhe dos equipamentos empregados na execução da estaca Figura 21 - Etapas da execução da estaca Hélice Contínua Figura 22 - Estaca submetida à carga de ruptura de compressão Figura 23 - Blocos de coroamento de estacas padronizados Figura 24 - Trajetórias principais de compressão Figura 25 - Geometria dos blocos rígidos para uma estaca Figura 26 - Geometria dos blocos rígidos para duas ou mais estacas Figura 27 - Modelo de Biela-Tirante para blocos de coroamento Figura 28 - Mapa do estado de Santa Catarina e do município de Florianópolis Figura 29 - Planta de Localização do Bairro Itacorubi

8 Figura 30 - Área do objeto de estudo localização via satélite Figura 31 Planta de situação da edificação Figura 32 Mapa geológico da região Figura 33 Planta de locação dos furos de sondagem SPT Figura 34 - Planta de locação dos furos de Sondagem Rotativa Figura 35 - Perfil Estratigráfico Estimado (SPT) Figura 36 - Perfil estimado estratigráfico adotado no dimensionamento... 77

9 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Vantagens e desvantagens das estacas Hélice Contínua Tabela 2 - Características nominais das estacas Hélice Contínua Tabela 3 - Características dos equipamentos disponíveis Tabela 4 - Valores dos fatores F 1 e F 2 em função dos diferentes Tabela 5 - Valores dos coeficientes de k e α Tabela 6 - Cargas totais nos pilares Tabela 7 Resumo de sondagem a percussão (SPT) Tabela 8 Resumo de sondagem rotativa Tabela 9 - Capacidade de carga das estacas isoladas Ø30cm (Aoki e Velloso) Tabela 10 Resumo de estacas a tração Tabela 11 Valores de σpr (MPa) Tabela 12 Valores de σprad (MPa) Tabela 13 - Dimensionamento da estacas hélice contínua Tabela 14 - Blocos de coroamento das estacas Hélice Contínua Tabela 15 - Relação do consumo de materiais dos Blocos de coroamento Tabela 16 - Valor por metro de execução das estacas Tabela 17 Quantitativo de estacas Tabela 18 - Relação do consumo de materiais das estacas hélice contínua Tabela 19 - Relação do consumo de materiais dos blocos de coroamento... 86

10 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas. CPT Ensaio de Penetração de Cone. NBR Norma Brasileira. SPT Standard Penetration Test. CPT Sondagem Cone Penetration Test NBR Norma Brasileira NSPT Valor médio da resistência à penetração (SPT)

11 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS qc Resistência de ponta. RL Resistência por atrito lateral. NSPT Valor da resistência à penetração (SPT) média. Ø Diâmetro. σ adm Tensão admissível. σ r Tensão de ruptura. Qr Capacidade de carga do solo. f ck Resistência característica do concreto à compressão. Fs Fator de segurança. Q Carga. Qi Carga do pila. A Área da fundação. B Largura da menor dimensão do elemento de fundação. c Coesão efetiva. Nc, Nq e Ny Fatores de capacidade de carga. m Metro. cm Centímetro. cm² - Centímetros quadrados. mm Milímetro. kg Quilograma. kg/m Quilograma por metro. kg/m³ Quilograma por metro cúbico. kg/cm² - Quilograma por centímetro quadrado. kgf Quilograma força. kgf/cm² Quilograma força por centímetro quadrado. kgf/m² Quilograma força por metro quadrado. kn Quilo Newton. MPa Mega Pascal. tf Tonelada força. Tf/m² Tonelada força por metro quadrado.

12 SUMÁRIO RESUMO INTRODUÇÃO TEMA PROBLEMAS DE PESQUISA JUSTIFICATIVA OBJETIVOS Objetivo geral Objetivos específicos QUESTÕES DE PESQUISA FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Definições Elementos necessários ao projeto de fundação Investigações Geotécnicas Programas de investigação Objetivos dos programas de investigação Etapas do programa de investigação Classificação dos métodos de investigação Processos de investigação geotécnica Sondagem à percussão com SPT (Standard Penetration Test) Sondagem rotativa Lençol freático Tipos de fundações Fundações superficiais Blocos Sapatas Radier Vigas de fundação Grelha Fundações profundas Estacas Estacas de madeira... 35

13 Estacas metálicas Estacas pré-moldadas Estacas mega Estacas tipo broca Estacas tipo franki Estaca strauss Estaca escavada Estaca raiz Tubulões Tubulões a céu aberto Tubulões executados sob ar comprimido Estaca hélice contínua Estaca hélice contínua sem deslocamento do solo Estaca hélice contínua com deslocamento do solo Capacidade de carga de fundações profundas Métodos de dimensionamento de fundação profunda Métodos estáticos semi-empíricos de previsão da capacidade de carga das estacas Método de Aoki e Velloso (1975) Blocos de coroamento Distribuição em planta das estacas Blocos de coroamento sobre uma estaca Método de Biela-Tirante para dimensionamento de blocos rígidos de coroamento sobre duas ou mais estacas METODOLOGIA DO TRABALHO Desenvolvimento da pesquisa Abrangência e limitações do trabalho Sondagem e ensaios laboratoriais Quantitativo e levantamento de custo Localização da Obra Características da obra Concepção estrutural Cargas totais nos pilares... 68

14 3.6 Característica geológica e geotécnicas da região Investigações geotécnicas Sondagem SPT (Standard Penetration Test) Investigações geotécnicas complementares (Sondagem Rotativa) Perfil geotécnico estratigráfico estimado Definição do tipo de fundação Dimensionamento da fundação profunda Intervalos de carga Capacidade de carga das estacas hélice contínua Blocos de coroamento das estacas Quantitativo e levantamento de custo Estacas hélice contínua Blocos de coroamento CONCLUSÃO ANEXOS ANEXO A Planta de carga e locação dos pilares ANEXO B Sondagem a Percussão ANEXO C Sondagem Rotativa ANEXO D Blocos de coroamento ANEXO E Capacidade das estacas hélice contínua ANEXO F Projeto de fundação profunda

15 13 1 INTRODUÇÃO 1.1 TEMA caso. Projeto de fundação profunda com estacas Hélice Contínua Estudo de 1.2 PROBLEMAS DE PESQUISA Atualmente a construção civil é considerada umas das atividades com mais alto risco no Brasil. Este fato deve-se a grande dependência e oscilações econômicas do país. Diante desses fatores, a atividade na área de execução de fundações, conseqüentemente, tem-se pautado fortemente aos fatores econômicos, dividindo-se entre agilidade em termos de prazo e qualidade em termos de custo. É fato que os sistemas de fundação concebidos para a edificação, apresentam influencias significativas no custo total do empreendimento, o que exige uma otimização na oferta de soluções para o dimensionamento deste elemento estrutural. O curto espaço de tempo disponibilizado para a elaboração de projetos impossibilita, muitas vezes, uma análise mais abrangente e diferenciada na implantação do sistema de fundação. A avaliação das diferentes situações de carregamento e diferentes características geotécnicas do solo implica em soluções específicas de fundação. Correlacionando conhecimentos geotécnicos e estruturais, quais análises a serem realizadas para a elaboração e dimensionamento das estruturas de fundação? Diante das informações obtidas através das investigações do subsolo o tipo de fundação abordada mostra-se eficiente? Considerando a tipologia da obra e parâmetros como nível elevado do lençol freático, quais soluções a serem adotadas no contexto técnico e econômico?

16 JUSTIFICATIVA O emprego de fundações profundas, apesar de garantir uma maior segurança, muitas vezes peca por excessos. Estes excessos estão estimados em 5% a 25% do valor total da obra. Sobrecustos como estes, decorrentes de projetos mal executados ou mal elaborados, são fatores que inviabilizam o empreendimento. Esses motivos são os que estabelecem a necessidade de se ampliar os conhecimentos nesta área. Aspectos como interpretações errôneas dos resultados de investigação geotécnicas, adoção inadequada das tensões admissíveis do solo, adoção inconvenientes da capacidade de carga e dos esforços provenientes nas estruturas, resultam em um dimensionamento ineficaz e conseqüentemente danos nas estruturas. As necessidades comerciais de utilização dos subsolos para atender a grande demanda dos empreendimentos, fazem com que pavimentos garagens sejam de fundamental importância nos dias atuais. Segundo especialistas cada unidade chega a corresponder de 3% a 5% do valor do imóvel. Questões como essas implicam na decisão para se obter um projeto de fundação eficiente.

17 OBJETIVOS Objetivo geral Elaborar um projeto de fundação em estaca hélice contínua para um edifício comercial analisando as diferentes condições de dimensionamento, compressão e tração, dos elementos estruturais Objetivos específicos Efetuar um levantamento de dados sobre obra a ser executada; Analisar os resultados das investigações geotécnicas realizadas para o local de estudo; Desenvolver o projeto geotécnico e estrutural de fundação; Dimensionar os elementos estruturais. 1.5 QUESTÕES DE PESQUISA Quais considerações deverão ser realizadas diante do dimensionamento da fundação profunda em estudo? O tipo de fundação adotada mostrou-se eficiente para as condições geológicas e geotécnicas da região?

18 16 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 Definições Fundações são elementos estruturais destinados a transmitir às camadas do terreno subjacentes as cargas da estrutura, capazes de suportá-las sem ocasionar a ruptura do solo e sem sofrer deformações excessivas. São, portanto, elementos de ligação entre a superestrutura e o solo. Conforme Caputo (1996), para que a fundação se comporte de maneira eficaz, são necessários estudos preliminares essencialmente distintos: Cálculo das cargas atuantes sobre a fundação; Estudos do terreno. São parâmetros como estes, que determinam a escolha do tipo de fundação mais adequada à obra. De acordo com Brito (1987) apud Melhado et al (2002, p.1) fundações bem projetadas correspondem de 3% a 10% do custo total do edifício; porém, se forem concebidas e mal projetadas, podem atingir de 5 a 10 vezes o custo da solução mais apropriada para o caso. Fatores como planejamento são condicionantes para a estimativa preliminar do custo do empreendimento. Ainda assim, erros de projetos e conseqüentemente de execução, ocorrem de maneira significativa, impulsionando altos índices de desperdícios e custos adicionais advindos de falhas do processo de elaboração de projeto. MATTOS (2006, p.1), ressalta: obras sem projeto não tem preço nem prazo. 2.2 Elementos necessários ao projeto de fundação Velloso; Lopes (2004, p.13) destacam que os elementos necessários para o desenvolvimento de um projeto de fundação são: a) Topografia da área Levantamento topográfico (planialtimétrico);

19 17 Dados sobre taludes e encostas no terreno (ou que possam vir a atingir o terreno); Dados sobre erosões (ou evoluções preocupantes na geomorfologia). b) Dados geológico-geotécnicos Investigação do subsolo (preliminar e complementar); Outros dados geológicos e geotécnicos (mapas, fotos aéreas e levantamentos aerofotogramétricos, experiências anteriores na área, etc.). c) Dados da estrutura a construir Tipo de uso que terá a nova obra; Sistema estrutural; Cargas (ações nas fundações). d) Dados das construções vizinhas Número de pavimentos, carga média por pavimento; Tipo de estrutura e fundação; Desempenho das fundações; Possíveis conseqüências de escavações e vibrações provocadas pela nova obra. Estes dados são de fundamental importância, devendo ser cuidadosamente avaliados, discutidos e devidamente compatibilizados com os profissionais responsáveis. 2.3 Investigações Geotécnicas Neste capítulo serão relatados os principais processos de investigação do subsolo e sua real importância para fins de projeto e execução de fundações.

20 Programas de investigação Para a elaboração de projetos de fundação é de fundamental importância o real envolvimento do projetista com o processo de investigação incumbido de um conhecimento adequado do solo. Conforme Schnaid (2000, p.1), o reconhecimento das condições do subsolo constitui pré-requisito para elaboração de projetos de fundações seguros e econômicos.. Ainda segundo o autor, o custo desta etapa no Brasil, varia em torno de 0,2 a 0,5% em relação ao custo total da obra, de 0,5 a 1% do custo da estrutura e 0,1 a 2% do custo do projeto. Porém a não execução desta etapa poderá ocasionar prejuízos maiores, como super dimensionamento no projeto e orçamentos majorados. Ao elaborar um projeto de fundação sumariamente eficaz, é necessário proceder-se à identificação e à classificação das diversas camadas componentes do substrato a ser analisado, assim como a avaliação as suas propriedades. (QUARESMA ET AL: IN HACHICHT ET AL, 1998, p. 119). O autor enfatiza que a obtenção de amostras ou a utilização de algum outro processo para a identificação e classificação dos solos exige a execução de ensaios in situ. A partir desses dados é possível definir a estratigrafia do subsolo e obter uma estimativa realista das propriedades geomecânicas dos materiais envolvidos. (SCHNAID, 2000, p.1). De acordo com Velloso; Lopes (2004, p.33) o primeiro passo para uma investigação adequada é a definição de um programa, que irá definir as tapas da investigação e os objetivos a serem alcançados. Estas etapas podem ser classificadas em: Investigação preliminar; Investigação complementar ou de projeto; Investigação para a fase de execução.

21 Objetivos dos programas de investigação Conforme Tsutsumi [s.d.], p. o programa de investigação do subsolo objetiva-se basicamente na obtenção das seguintes informações: Determinação da extensão (ou área em planta), profundidade e espessura de cada horizonte (camada) de solo, além de uma descrição do solo, deve incluir a compacidade se for solo granular e o estado de consistência se o mesmo for coesivo. A profundidade da superfície da rocha e sua classificação, incluindo informações sobre extensão (ou área em planta), profundidade e espessura de cada extrato rochoso, mergulho e direção das camadas, espaçamento de juntas, planos de acamamento, presença de falhas e o estado de alteração e decomposição. Informações sobre a ocorrência de água no subsolo: profundidade do lençol freático e suas variações e lençóis artesianos (caso exista). Coleta de amostras indeformadas que possibilitem quantificar as propriedades mecânicas do solo com que trata a Engenharia: compressibilidade, permeabilidade e resistência ao cisalhamento Etapas do programa de investigação As etapas de um programa de investigação objetivam-se em detectar novas necessidades, diante das análises dos dados obtidos em fases anteriores, permitindo assim uma nova elaboração dos procedimentos minimizando imprevistos durante a execução das etapas seguintes. Velloso; Lopes (2004, p.33) definem as etapas de investigação como: Investigação preliminar: objetiva-se em conhecer as principais

22 20 características do subsolo, através de sondagens (percussão e rotativa), sendo esta executada até a profundidade de característica rochosa ou máximo alcance do equipamento. Investigação complementar: caracteriza-se em definir as propriedades mais importantes do solo, o ponto de vista do comportamento das fundações. Nesta fase são executadas sondagens adicionais, a fim de esclarecer qualquer incerteza quanto à questão executiva e atingir às exigências mínimas de norma. Investigação para a fase de execução: com o objetivo de confirmar as condições de projeto em área críticas, sua solicitação poderá realizarse a partir do projetista e ser ampliada pelo responsável para execução da obra. Os Autores destacam que para a definição da investigação, o projetista deverá ter sempre em mãos: A planta do terreno planialtimétrico; Os dados da estrutura a ser construída e sobre vizinhos que possam ser afetados; Informações geológico-geotécnicas disponíveis sobre a área (plantas, publicações, técnicas etc.) Normas e códigos de obras locais Classificação dos métodos de investigação A classificação dos métodos de investigação transita entre uma investigação estratigráfica do subsolo ou um projeto geotécnico específico, estes seguindo três abordagens distintas: Métodos diretos: São métodos de natureza empírica ou semi-empírica, relacionados diretamente ao desempenho da obra, através de ensaios que permitam a observação do subsolo por amostras coletadas ao

23 21 longo de uma perfuração ou a medição direta de propriedades geotécnicas in situ. Exemplo: escavações, sondagens e ensaios de campo, dentre eles destaca-se o método SPT, aplicando-se a estimativa de recalques e capacidade de carga da fundação. Métodos indiretos: as propriedades geotécnicas dos solos são estimadas indiretamente pela observação à distância ou pela medida de outras grandezas do solo. Exemplo: sensoriamento remoto e ensaios geofísicos. Métodos semi-direto: Conhecido como método complementar ao método direto, caracterizam-se por serem processos que fornecem informações sobre as características do terreno sem, contudo possibilitarem a coleta de amostras. (TSUTSUMI, [s.d.], p.7:4). Exemplo: ensaio CPT (Ensaio de penetração de cone). Figura 1 - Fluxograma com os métodos de ensaios de campo e suas aplicações à Engenharia de Fundações. Fonte: Schnaid, 2000, p.4.

24 Processos de investigação geotécnica No Brasil a avaliação e o estudo das características do subsolo para fins de projeto e execução de fundações resumem-se basicamente em sondagens de simples reconhecimento. Porém a obtenção de dados insatisfatórios requer a utilização de outros tipos de procedimento, sendo eles investigações de campo ou laboratoriais. De acordo com Velloso; Lopes (2004) os principais processos de investigação do subsolo, são: Poços; Sondagens a trado; Sondagens a percussão com SPT ( Standard Penetration Test ); Sondagens a percussão complementado com medidas de torque SPT-T; Sondagens rotativas; Sondagens mistas; Ensaio de penetração de cone CPT; Ensaio de penetração de cone com medida das pressões neutras, ou piezocone - CPT-U; Ensaio pressiométrico (PMT) Sondagem à percussão com SPT (Standard Penetration Test) A sondagem a percussão é também conhecida no Brasil como sondagem de simples reconhecimento ou sondagem SPT Standard Penetration Test, ou seja, teste de Penetração Padrão. Ao realizar-se uma sondagem pretende-se conhecer: Quais as características do solo que estão sob a obra, e a que profundidade que elas se encontram; Qual o nível do lençol freático; Qual é a capacidade de carga do subsolo nas suas diversas

25 23 profundidades; Como o solo se comporta quando submetido a esforços. Desta forma Schnaid (2000, p.9) ao abordar sobre ensaio SPT destaca que a mesma é [...] reconhecidamente a mais popular, rotineira e econômica ferramenta de investigação em praticamente todo o mundo, permitindo uma indicação da densidade dos solos granulares, também aplicado a identificação da consistência de solos coesivos e mesmo de rochas brandas. O SPT é o sistema de reconhecimento do subsolo mais difundido no Brasil e está normalizado pela Associação Brasileira de Normas Técnicas através da Norma NBR 6484 (1980). O ensaio consiste basicamente em uma perfuração, capaz de ultrapassar o nível d água e atravessar solos relativamente compactos ou duros, realizada por tradagem e circulação da água a fim de se obter subsídios que irão definir o tipo e o dimensionamento das fundações a serem executadas, possibilitando a medida da resistência do solo ao longo da profundidade perfurada. Figura 2 - Etapas na execução de sondagem a percussão: (a) avanço de sondagem por desagregação e lavagem; (b) ensaio de penetração dinâmica Fonte: Velloso; Lopes, 2004, p. 36.

26 24 As amostras de solo são coletadas para análise, através da cravação de um amostrador padrão (Figura 3), de 50mm, cravado devido ao impacto de um martelo metálico (peso) de 65 kg caindo em queda livre a uma altura de 75 cm. Figura 3 - Seção esquemática do amostrador para ensaio SPT. Fonte: SCHNAID, O número N, obtidos no processo, é a resistência oferecida pelo solo à cravação do amostrador padrão diante da quantidade de golpes a cada metro. Os valores equivalentes as profundidades, bem como as características visual e tátil das camadas são devidamente registradas. Figura 4 - Solo retirado do amostrador padrão. Fonte: Lazzari, Claudemir Victor, [s.d.], p.18. A cada metro de ensaio realizado, são recolhidas as amostras deformada, do interior do amostrador, Figura 4, para posterior ensaios laboratorial.

27 25 O resultado do ensaio SPT é o número de golpes necessários para cravar os 30 cm finais desprezando-se, portanto, os primeiros 15 cm. Ao término da execução das sondagens as informações são condensadas e apresentadas em um relatório escrito e outro gráfico. Quaresma et al: in Hachich et al (1998, p. 121) complementam: Os perfis individuais ou seções do subsolo devem mostrar todas as camadas ou horizontes de solo encontrados, as posições dos níveis d água, o número de golpes N necessários à cravação dos 30 últimos centímetros do amostrador e demais informações úteis que forem observadas. [...] de posse dos perfis individuais de cada sondagem, desenha-se, para facilitar a visualização, seções do subsolo abrangendo diversas sondagens. Entre as inúmeras vantagens oferecidas pelo método, destacam-se: Custo relativamente baixo; Facilidade de execução em locais de difícil acesso; Coleta e descrição estratigráfica das amostras a diversas profundidades; Fornece um índice de resistência a penetração correlacionável com a compacidade ou a consistência dos solos; Conservação do solo imediatamente abaixo do furo, permanecendo inalterado; Possibilita a determinação do nível freático (com ressalvas). Embora a facilidade de execução do método seja visível, alguns fatores podem influenciar de forma significativa os resultados do SPT. Equipamento: forma, dimensões, conservação, calibragem (peso), etc.; Execução da sondagem: variação da energia de cravação, má limpeza do furo, alargamento do furo insuficientemente, excesso de lavagem, erro na contagem do número de golpes, etc.

28 Sondagem rotativa A sondagem rotativa é um dos mais importantes e eficazes meios de exploração do subsolo, pois permite a extração de amostras de materiais rochosos a grandes profundidades. Com o auxílio de um conjunto motomecanizado projetado para obtenção de amostras, a sondagem rotativa objetiva-se em identificar a descontinuidade do maciço rochoso com localização de falhas e fendas. As principais etapas de um ciclo de operações da sonda são: locação, instalação, seção de brocas e hastes, revestimento, avanço e retirada do testemunho. De acordo com Bastos ([s.d.], p.17), o processo de execução do sistema de sondagem rotativa consiste na instalação da sonda sobre a plataforma e ancoragem da mesma no terreno onde o conjunto (hastes, barrilete e coroa) é acionado junto com o sistema de circulação d água. Esta operação é realizada através de ciclos sucessivos seguido do corte e retirada dos testemunhos. Durante o processo deverão ser detectados os trechos de baixa recuperação, com água ou lama (rochas calcárias e basálticas) e problemas com a operação do barrilete. Figura 5 - Esquema de funcionamento de sonda rotativa Fonte: Velloso; Lopes, 2004, p.38

29 27 TSUTSUMI, [s.d.], p.7:24 destaca que em ambos os casos de investigação geotécnica por sondagem, as apresentações dos dados finais obtidos deverão conter: Perfis individuais: Todos os dados colhidos na sondagem e no ensaio de perda d'água de um determinado furo podem ser resumidos em forma de perfil individual do furo. Além do perfil geológico, o desenho deve indicar o estado mecânico em que se encontram as rochas atravessadas, evidenciando as zonas críticas do maciço; recuperação baixa, zonas muito fraturadas e com altas perdas d'água, etc. Vide Anexo C. Seções geológico-geotécnicas: Com base nos perfis individuais, traçam-se perfis geológico-geotécnicos. Esse tipo de apresentação permite uma visão de conjunto da região pesquisada. O autor enfatiza que [...] no que se refere às aplicações da sondagem rotativa e a percussão para fins de Geologia Aplicada à Engenharia Civil, deve-se salientar a necessidade de desenvolver equipamentos mais eficientes, bem como mão-de-obra especializada. Outra carência que se observa ainda, no Brasil, é a falta de padronização dos equipamentos e especificações para execução das sondagens, fatores muito importantes para trabalhos de correlação entre duas sondagens, principalmente quando executadas por empresas diferentes. 2.4 Lençol freático Do volume total de água doce no planeta, 47% estão distribuídos em lençóis subterrâneos denominados aqüíferos. Estas águas atuantes no subsolo das construções geram recalques e subpressão nas estruturas. As influências provocadas pelo nível do lençol freático ou d água nas estruturas ocasionam o interesse no estudo dos processos de drenagem e rebaixamento do lençol d água na construção civil.

30 28 A solicitação cada vez mais freqüente de construções subterrâneas como garagens, túneis, galerias e fundações (edifícios, pontes, barragens), a presença da água a níveis superficiais ou acima da cota de escavação em que a obra será construída, provoca instabilidade no solo e desmoronamento de taludes, além de tornar o processo construtivo mais dificultoso. Situações como estas exigem tanto uma drenagem por meio de sistemas de rebaixamento de lençol d água, como isolamento por meio de paredes ou cortinas de contenção. Quaresma et al: in Hachich et al (1998) ressaltam que pelo o fato do sistema de rebaixamento induzir uma diminuição das pressões neutras, sobrevém um correspondente aumento de pressões efetivas e podem ocorrer recalques indesejáveis em estruturas localizadas na vizinhança, ou mesmo a grande distancia (digamos 50 a 100m). Estas possibilidades deverão ser analisadas pelo projetista a qual caberá a iniciativa de tomar eventuais medidas cabíveis a fim de evitar possíveis danos à estrutura vizinha e a própria obra. 2.5 Tipos de fundações Os principais tipos de fundação podem ser reunidos em dois grandes grupos: fundações superficiais (rasas ou diretas) e fundações profundas (ou indiretas) (CAPUTO, 1987, p. 173). Entre os vários tipos de fundações a escolha pela mais adequada é função da carga transferidas pela estrutura e da profundidade da camada mais resistente do solo. Outra características das fundações é apresentar resistência para: Suportar as tensões causadas pelos esforços solicitantes; Ter resistência e rigidez apropriadas para que o solo não rompa; Não sofrer ruptura e deformações excessivas ou diferenciadas.

31 29 Bloco Isolada Fundações Sapata Contínua Superficiais Associada Radier Tubulão Céu aberto Pneumático Fundações Profundas Madeira Aço Estaca Concreto Pré-moldada Moldada "in loco" sem camisa Ômega Hélice Contínua Brocas Escavadas Raiz Figura 6 - Relação dos tipos de fundações usuais na construção civil. Fonte: Velloso; Lopes: in Hachich et al, com camisa Strauss Franki Fundações superficiais Caracterizam-se por fundações superficiais (ou rasas ou diretas), elementos que se apóiam e transferem o peso da estrutura diretamente sobre o solo através de sua base a uma pequena profundidade, sem levar o solo a ruptura e sem gerar recalques excessivos. São empregadas onde as camadas do subsolo imediatamente abaixo da estrutura são capazes de suportá-las (CAPUTO, 1996, p.173.). São geralmente utilizadas como primeira solução a serem analisadas no início do estudo técnico do subsolo. Fatores como simplicidade de execução, pouca necessidade de escavação e consumo moderado de concreto para execução das peças, torna a fundação superficial uma opção interessante diante de termos técnicos e econômicos. Como usam camadas superficiais do subsolo para transferir as cargas da construção, as fundações rasas são mais susceptíveis a mudanças na composição

32 30 do solo do que as profundas. Além disso, as sondagens não varrem todo o terreno, podendo ocorrer alterações superficiais não detectadas. As fundações superficiais podem ser divididas basicamente em: Blocos; Sapatas; Radiers; Viga de fundação. Grelha Blocos Elementos de grande rigidez, usualmente constituído de concreto simples, pedras ou tijolos maciços, dimensionados de modo que as tensões de tração nele produzidas possam ser resistidas pelo concreto, sem necessidade de armadura. (NBR 6122/1996, p.2.). Normalmente apresentam-se em formas retangulares ou quadradas e com suas faces verticais, inclinadas ou escalonadas. Figura 7 - Bloco de fundação Fonte: Autor, 2009.

33 Sapatas Elemento de fundação superficial de concreto armado, dimensionado de modo que as tensões de tração nele produzidas não sejam resistidas pelo concreto, mas sim pelo emprego da armadura. As sapatas podem ser divididas em: Sapatas isoladas; Sapatas associadas ou combinadas; Sapatas com vigas de equilíbrio; Sapatas corridas para pilares; Sapatas corridas sob carregamento contínuo; Sapatas para pilares pré-moldados; (a) Figura 8 Tipos de sapatas: (a) Sapata Isolada, (b) Sapata Associada. Fonte: Autor, (b) (c) (d) Figura 9 Tipos de sapatas: (c) Sapata com viga de equilíbrio, (d) Sapata corrida. Fonte: Autor, 2009.

34 Radier A fundação em radier é constituída por um único elemento, laje espessa, que recebe e distribui as cargas dos pilares uniformemente. Esta se comporta como uma sapata associada, extremamente rígida, capaz de suportar esforços de subpressão. Segundo Caputo (1996, p.176.) quanto mais rígido, menores (ou nulos, se o solo for homogêneo) serão os recalques diferenciais. Figura 10 Radier. Fonte: Autor, Vigas de fundação Também conhecido como vigas de baldrame, caracterizam-se por distribuir as cargas como paredes, muros, as quais estão submetidas de forma linear. Figura 11 Viga de Fundação (Baldrame) Fonte: Autor, 2009.

35 Grelha sobre pilares. Elemento estrutural composto pelo conjunto intersecção de várias vigas Figura 12 Grelha. Fonte: Autor, Fundações profundas De acordo com a norma brasileira NBR 6122 (1996) fundação profunda é aquela que transmite a carga ao terreno pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação das duas, e que esta assente em profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão em planta, e no mínimo três metros, salvo justificativa. Neste tipo de fundação incluem-se as estacas, os tubulões e os caixões Estacas Estacas são elementos esbeltos, cilíndricos ou prismáticos, encarregados de transmitir as cargas da superestrutura para as camadas resistentes profundas do terreno (BUENO; LIMA; RÖHM, 1985, p. 1). Estas cargas são transmitidas através do atrito das paredes laterais da estaca contra o terreno e/ou pela ponta (BUENO; LIMA; RÖHM, 1985). A norma brasileira NBR 6122 (1996) salienta que os materiais empregados podem ser: madeira, aço, concreto pré-moldado, concreto moldado in loco ou mistos.

36 34 Velloso; Lopes (2002, p.2.) salientam que as estacas podem ser classificadas segundo vários critérios: a) Material Madeira; Concreto (pré-moldada ou moldadas in loco ); Aço; Mistas. b) De acordo com o processo executivo (segundo o grau de deslocamento do solo). Grande deslocamento; Pequeno deslocamento; Sem deslocamento. A Figura 13 apresenta as divisões e subdivisões da classificação dos principais tipos de estacas executadas no país. Grande deslocamento (cravadas) de madeira de concreto pré-moldada cravadas a percussão cravadas por prensagem moldadas "in loco" tipo Franki de aço tubos de ponta fechada Pequeno deslocamento perfis de aço tipo Strauss moldadas "in loco" concreto com pré-furo tipo Raiz pré-moldadas com pré-furo Sem deslocamento (escavadas) sem suporte ferramentas com uso de lama concreto rotativas com revestimento diafragmadora com uso de lama Figura 13 - Classificação das Estacas Fonte: Velloso; Lopes: vol. II, 2002, p.3.

37 35 Os autores ainda salientam a classificação por Terzaghi e Peck (1967), segundo o qual as estacas podem ser agrupadas em três tipos: Estacas de atrito em solos granulares muito permeáveis; Estacas de atrito em solos finos de baixa permeabilidade; Estacas de ponta Estacas de madeira Já não tão usuais no Brasil, ficando a cargo de quase que exclusivamente em obras provisórias. Constituídas de troncos de árvores, com seções retas ou retangulares com preparação das extremidades ponta e topo para a cravação. Quando mantida permanentemente debaixo d água apresentam duração ilimitada. Para sua utilização de forma permanente as estacas devem ser submetidas a tratamento prévio e atender algumas especificações, dentre elas a durabilidade e resistência ao choque Estacas metálicas Segundo Hachich et al (1998), as estacas metálicas podem ser perfis laminados, perfis soldados, trilhos soldados ou estacas tubulares. Podem ser encontradas em variadas seções utilizadas isoladamente ou associados (duplos ou triplos). Sua utilização de forma generalizada se deve a grandes vantagens como, facilidade de cravação, grande capacidade de carga, elevada resistência na compressão, facilidade de transporte e manuseio e alto índices de aproveitamento. O elevado custo e a corrosão apresentada por este tipo de estaca fazem destes elementos de desvantagem.

38 Estacas pré-moldadas As estacas pré-moldadas são comercializadas com diferentes formatos geométricos. A capacidade de carga é bastante abrangente, podendo ser simplesmente armadas, protendidas, produzidas por vibração, centrifugação ou por extrusão. (JOPPERT JR., 2007). Susceptível a uma fiscalização rigorosa, e geralmente fabricadas por empresas especializadas, as estacas pré-moldadas destacam-se pela alta qualidade do concreto e sua segurança ao transpor camadas muito moles onde a concretagem in loco pode apresentar muitos problemas. Porém é importante ressaltar que apesar das grandes características da estaca fatores como profundidade variável e comprimento real da estaca diferente do previsto, podem ocasionar emendas e cortes poderão ocasionar prejuízos para a empresa. Figura 14 - Seções variadas das estacas pré-moldadas Fonte: Autor, Estacas mega Estaca Mega são estacas pré-moldadas utilizadas quando se deseja evitar vibrações ou para reforços de obras já executadas, finalidades para qual elas foram concebidas. (CAPUTO, 1996, p.267).

39 37 Conforme o autor, a estaca é constituída por elementos de 1,5m, 3m ou 5m que se vão cravando um após o outro, justapostos, até se conseguir o comprimento desejado. Figura 15 - Seções variadas das estacas pré-moldadas. Fonte: Autor, Estacas tipo broca Segundo a norma brasileira NBR 6122/96 estaca tipo broca são fundações profundas executadas por perfuração com trado e posteriormente concretadas Estacas tipo franki As estacas Franki são executadas in loco por meio da cravação de um tubo munido de bucha composta por areia e pedra. A cravação desta estaca se dá pela queda livre de um pilão com peso entre e kg, este peso varia em função do diâmetro da estaca. Com isso a bucha vai penetrando no solo até que seja atingida a camada resistente, que possua boa capacidade de suporte, sendo que esta verificação se dá pela aferição da nega e energias de cravação. Seus maiores inconvenientes dizem respeito à vibração do solo durante a execução, área necessária ao bate-estaca e possibilidade de alterações do concreto

40 38 do fuste, por deficiência do controle. Sua execução é sempre feita por firma especializada (BRITO 1987, s.d). A cravação de estacas tipo Franki pode provocar o levantamento das estacas já instaladas devido ao empolamento do solo circundante que se desloca lateral e verticalmente. A estaca danificada pode ter sua capacidade de carga prejudicada ou perdida devido a uma ruptura do fuste ou pela perda de contato da base com o solo de apoio. Figura 16 Etapas executivas, Estaca tipo Franki. Fonte: Apostila departamento de engenharia de construção civil, Conforme o autor o processo executivo da estaca Franki consiste em: Inicia-se a cravação do tubo no solo, derrama-se uma quantidade de concreto seco e apiloando-se com o pilão, de modo a formar um tampão estanque; Sob os golpes do pilão o tubo penetra no solo e o comprime

41 39 fortemente; Chegando-se a profundidade desejada, prende-se o tubo e sob os golpes do pilão soca-se o concreto tanto quanto o solo suportar, de modo a construir uma base alargada na ponta da estaca; Terminada a execução da base alargada, é colocada a armadura e iniciada a execução do fuste, neste momento começa a retirada do tubo; Continua-se a construção da estaca, socando-se o concreto por camadas sucessivas, mantendo sempre a ponta do tubo abaixo do concreto para garantir que não entre solo ou água no interior do concreto. Ainda conforme Brito (1987) seus maiores inconvenientes dizem respeito à vibração do solo durante a execução, área necessária ao bate-estaca e possibilidade de alterações do concreto do fuste, por deficiência do controle. Sua execução é sempre feita por firma especializada Estaca strauss Estaca tipo Strauss são fundações executadas por perfuração através de balde sonda (piteira), com uso parcial ou total de revestimento recuperável e posterior concretagem. (NBR 6122/1996, p.3) Estaca escavada Estaca executada por escavação mecânica, com uso ou não de lama bentonítica, de revestimento total ou parcial, e posterior concretagem (NBR 6122/1996, p.3). Conforme CAPUTO [s.d.] o processo executivo das estacas escavadas consiste em: Colocação da mureta-guia. Escavação até a cota de projeto com utilização de caçamba e lama

42 40 bentonítica ou polímeros. Desarenação da estaca e colocação da armadura. Concretagem da estaca. Estaca pronta. Figura 17 Etapas executivas, Estaca escavada. Fonte: CAPUTO, Armando Negreiros [s.d.] Estaca raiz Segundo Velloso; Lopes (2002, p. 55), as estacas-raizes também denominadas estacas escavadas com injeção, foram desenvolvidas, em sua origem, para a contenção de encosta. Posteriormente passaram a ser utilizadas em reforços de fundações e atualmente como fundações normais. Sua utilização é indicada para locais com espaços restritos, solos com matacões, rocha ou concreto, locais onde haja necessidade de ausência de ruídos, quando são expressivos os esforços horizontais transmitidos pela estrutura às estacas de fundação, quando há esforços de tração a solicitar o topo das estacas e como citados anteriormente em reforços de fundações e estabilização de encostas. Dentre suas características destacam-se: Estacas de Pequenos diâmetros; Perfuração por processo rotativos, revestidos com circulação de água

43 41 ou lama bentonítica; Sem base alargada; Após a concretagem, o revestimento é retirado. basicamente como: Os autores supracitados descrevem a execução da estaca raiz Perfuração: que se processa através de um tubo de revestimento em que o material escavado é eliminado continuamente por uma corrente fluida (água, lama bentonítica ou ar); Armadura: Após a perfuração realiza-se a instalação das armaduras constituída por uma única barra ou um conjunto delas devidamente estribadas; Concretagem: Utiliza-se uma argamassa de areia e cimento que vai subindo pelo tubo ao mesmo tempo em que são dados golpes de ar comprimido, até 5kgf/cm, que adensam a argamassa contra o solo, o que favorece o atrito lateral. Figura 18 Etapas executivas, estaca raiz. Fonte:

44 42 Dentre as principais vantagens da estaca raiz, destaca-se: As dimensões reduzidas apresentadas por esse sistema; Processo de perfuração evita vibrações, evitando dados nas construções vizinhas; Aplica-se em qualquer tipo de terreno; Possibilidade de execução em estacas inclinadas, permitindo a absorção de esforços horizontais; Como resistem tanto à tração quanto à compressão, pode ser aplicada em estruturas que apresentam esforços alternados como torres de transmissão e pilares de pontes rolantes. Conforme descrito na NBR 6122 as limitações para esse sistema estão na obrigatoriedade da realização do maior número possível de provas de carga Tubulões Tubulões são elementos estruturais de grande porte, com seção circular e que transmitem a carga ao solo resistente por compressão, através da escavação de um fuste cilíndrico e uma base alargada tronco-cônica a uma profundidade, igual ou maior do que em média três vezes o seu diâmetro. O operário pode participar desde a escavação do fuste ou apenas na fase de alargamento da base que poderá ser realizada através de equipamento, sendo a presença do operário requisitado apenas na limpeza e no preparo da base. Os tubulões são indicados onde são necessárias fundações com alta capacidade de cargas (superiores a 500 kn) podendo ser executados acima do nível do lençol freático (escavação a céu aberto) ou até abaixo do nível de água (ambientes submersos), nos casos em que é possível bombear a água ou utilizar ar comprimido. Os tubulões podem ser classificados quanto ao: Uso do revestimento; Método de escavação.

45 43 Quanto ao uso do revestimento os tubulões podem conter ou não o revestimento camisa metálica ou de concreto. De acordo com o método de sua escavação, os tubulões se classificam em: Tubulões a céu aberto (sem ar comprimido); Tubulões a ar comprimido (tubulão pneumático) Tubulões a céu aberto Consiste em um poço aberto manualmente ou mecanicamente em solos coesivos, de modo que não haja desmoronamento durante a escavação, e um fator limitante é que deve ficar abaixo do nível d água. (BARROS, 2002, p. 11). Segundo Velloso; Lopes (2002, p. 68), quando a execução é realizada acima do lençol d água, pode-se prescindir de suporte para as paredes (revestimento), como a utilização de anéis de concreto pré-moldado. Os autores salientam que todos os tipos de tubulão, deverão ter o diâmetro mínimo (interno) de 80cm, sendo a espessura mínima da parede no tubulão com revestimento de concreto de 20cm, salvo na câmara de trabalho que poderá ser reduzida para 10cm Tubulões executados sob ar comprimido O tubulão a ar comprimido é utilizando quando à presença de água, neste caso a escavação é revestida e a injeção de ar comprimido nos tubulões impede a entrada de água. A campânula recebe ar comprimido com uma pressão de no máximo 3 atm, o que impede a entrada de água no interior do tubulão, limitando a profundidade em 30m abaixo do nível d água (Figura 18). Ao atingir a profundidade prevista, é instalado a campânula, aplicada a ar comprimido o que permite que os trabalhos de escavação, alargamento do fuste e concretagem sejam executados normalmente.

46 44 Velloso; Lopes (2002, p. 68) ressaltam que no caso de o fuste ser escavado manualmente, é necessário o emprego do revestimento metálico. Este definidos pela norma como sendo camisa de concreto ou metálica. Ainda conforme os autores lança-se mão dos revestimentos de concreto armado quando o diâmetro do tubulão excede as disponibilidades de revestimento metálico. Figura 19 - Tubulão executado sob ar comprimido com camisa de aço Fonte: Fonte: Joppert Jr. (2007)

47 Estaca hélice contínua Conforme a NBR 6122/96, a estaca hélice contínua é definida como fundação profunda constituída por concreto, moldada in loco e executada por meio de trado contínuo e injeção de concreto pela própria haste do trado. De acordo com Impe (1995 apud Velloso, Lopes 2002), as estacas hélice contínua podem ser divididas quanto à execução em: Estacas hélice contínua sem deslocamento do solo; Estacas hélice contínua com deslocamento do solo Estaca hélice contínua sem deslocamento do solo Entende-se por estaca hélice sem deslocamento do solo ou perfurada, as estacas escavadas cuja perfuração é realizada por meio de um trado com hélice helicoidal e preenchida por concreto. A execução das estacas hélice pode ser dividida em três etapas: perfuração, concretagem simultânea a extração da hélice do terreno, e colocação da armadura, conforme exposto a seguir: Perfuração: consiste na introdução da hélice no terreno por meio de movimentos de rotação contínuo, através da aplicação de um torque apropriado; Concretagem: ao ser alcançada a profundidade desejada, o concreto é bombeado através do tubo central reenchendo a cavidade deixada pela hélice, que é extraída lentamente. O concreto utilizado deverá apresentar resistência característica fck=20mpa, ser bombeável e composto de cimento, areia, pedrisco e pedra 1, com consumo mínimo de cimento de 350 kg/m³, seno facultativa a utilização de aditivos. Ainda conforme a NBR 6122/96. Após a concretagem deve-se promover a limpeza da hélice do solo proveniente da escavação que fica depositado no topo da estaca. Esta pode ser realizada de forma

48 46 manual ou através de um limpador acoplado ao equipamento; Armação: a colocação das armaduras deverá ser realizada manualmente após a concretagem. Quando submetidas a esforços de compressão, as estacas são armadas no topo, em geral, com 2m de comprimento e quando submetida a esforços de tração, é possível a introdução de armadura de comprimentos maiores. Segundo o Eng. José Albuquerque de Almeida, mestre em engenharia civil pela escola politécnica da USP, devido a evolução tecnológicas já é possível a execução de estacas de 120cm de diâmetro e 32 metros de comprimento, aplicados fora do país, porém o autor ressalta a prudência quanto a instalação das mesma. Para instalação da armadura é aconselhável que a mesma se proceda imediatamente após o término da concretagem. Ainda conforme o autor as armaduras podem ser instaladas por gravidade, por compressão de um pilão ou por vibração, sendo esta última recomendada na literatura internacional para grandes profundidades. No Brasil a instalação das armaduras por compressão através de golpes de pilão tem sido a mais utilizada na prática, permitindo a execução de estacas com aproximadamente 19m de comprimento. Os autores Antunes; Tarozzo in Hachich et al (1998) descrevem o equipamento empregado para cravação da hélice (Figura 20): [...] é constituído por uma torre metálica, de altura apropriada a profundidade da estaca, dotada de duas guias nas extremidades, mesa rotativa de acionamento hidráulico com torque apropriado ao diâmetro e profundidade da estaca a ser executada, e guincho compatível com os esforços de arrancamento necessários.

49 47 Figura 20 - Detalhe dos equipamentos empregados na execução da estaca Hélice Contínua. Fonte: Fabrício; Rossignolo, [s.d.], p Estaca hélice contínua com deslocamento do solo Conforme Impe (1995 apud Velloso, Lopes 2002), as estacas hélice contínua com deslocamento do solo são estacas em que a perfuração é realizada por um trado de forma cônica, que perfura o solo como um parafuso e que em vez de ser expelir o material escavado o próprio trado o pressiona contra a parede do furo compactando-o e o induzindo a maior resistência lateral, permitindo desta forma uma redução da profundidade da estaca. Os autores Velloso; Lopes (2002, p. 68) ressaltam, que entre os principais tipos de estacas com deslocamento do solo, destacam-se: Estacas Omega: executadas com diâmetros de 30 a 60cm e de comprimento até 35m. Esta consiste na perfuração do solo por rotação até a profundidade prevista, posteriormente o tubo é preenchido com cimento plástico e injetado simultaneamente a retirada do tudo por

50 48 sistema de rotação. Estacas atlas: também executadas nos diâmetros de 36 a 60cm e de comprimento até 25m. Sua execução se assemelha ao da estaca omega com o diferençada retirada do tubo que é feita por rotação no sentido contrário ao da introdução do mesmo. No Brasil a estaca hélice contínua quando comparadas a os outros tipo de estaca é considerada relativamente nova. A Tabela 1 descreve as principais vantagens e desvantagens relacionadas à sua utilização. Tabela 1 - Vantagens e desvantagens das estacas Hélice Contínua. Vantagens Desvantagens - Rápida execução - Em função do porte do equipamento, as áreas de trabalho devem ser planas e de fácil movimentação - Elevada produtividade, reduzindo significati- - Exige central de concreto nas proximidades do vamente o cronograma da obra com apenas local de trabalho 1 equipe de trabalho - Ausência de vibrações e descompressão do - Necessidade de uma pá carregadeira na obra terreno para remoção e limpeza do material extraído da perfuração para fora da área de trabalho - Adaptabiliddae na maioria dos terrenos, exceto - Limitação nos comprimentos da estaca e da na presença de matacões e rochas armação - Pode ser executada na presença ou não do - Limitação nos comprimentos da estaca e da lençol freático armação - A perfuração não produz detritos poluídos por - Impossibilidade de controle de arrasamento das lama bentonítica, reduzindo os problemas estacas, ocasionando perda excessiva de ligados a disposição final de material resultante concreto (em torno de 20%) da escavação - Do ponto de vista comercial é necessário um número mínimo de estacs compatível com os custos de mobilização dos equipamentos envolvidos Fonte: Antunes; Tarozzo in Hachich et al, 1998, p.28; Nakamura, 2004, p.49. As estacas Hélice Contínua oferecem uma solução técnica e economicamente interessante em obras que demandam rapidez, ausência de barulho e vibrações prejudiciais a obras vizinhas. Porém suas desvantagens, citadas acima, fazem com que alguns cuidados sejam elaborados a ela.

51 49 Figura 21 - Etapas da execução da estaca Hélice Contínua. Fonte: Na Tabela 2 encontram-se as características nominais à compressão das estacas Hélice Contínua. Tabela 2 - Características nominais das estacas Hélice Contínua. Descrição unid. Valores Diâmetro cm Carga admissível Kn estrutural tf Dist. mín. entre eixos cm Dist. eixo-divisa cm Área da seção transv. cm² Perímetro cm Fonte: Geofix fundações, p. 5. disponíveis: A Tabela 3 apresenta as características mínimas dos equipamentos Tabela 3 - Características dos equipamentos disponíveis. Torque Diâmetro Profundidade (knm) (mm) (m) ; 350; a Fonte: Antunes; Tarozzo in Hachich et al, 1998, p. 346.

52 Capacidade de carga de fundações profundas Segundo Cavalcante (2005) em se tratando de capacidade de carga de uma estaca, a primeira coisa a verificar é sua capacidade de resistir aos esforços atuantes sem sofrer fissuras ou se romper. Isto é, sua resistência estrutural. Neste caso, de acordo com suas dimensões e material utilizado, cada tipo de estaca tem uma capacidade de carga estrutural. Uma vez satisfeita sua capacidade estrutural, um sistema estaca-solo submetido a um carregamento vertical irá resistir a essa solicitação parcialmente pela resistência ao cisalhamento gerada ao longo de seu fuste e parcialmente pelas tensões normais geradas ao nível de sua ponta (ALBIERO; CINTRA IN HACHICH ET AL, 1998). Portanto, defini-se como capacidade de carga de um sistema estacasolo (QR) a carga que provoca a ruptura do conjunto formado pelo solo e a estaca (CAVALCANTE, 2005, p. 185). De acordo com a norma brasileira NBR 6122 (1996), essa carga de ruptura pode ser obtida através de métodos estáticos, dinâmicos e provas de carga. Por sua vez, os métodos estáticos se dividem em: Métodos teóricos: utilizam soluções teóricas de capacidade de carga e parâmetros do solo de acordo com a teoria desenvolvida na Mecânica dos solos; Métodos semi-empíricos: se baseiam em correlações com ensaios in situ de penetração, como por exemplo, o SPT ( Standard Penetration Test ); e o CPT (Ensaio de penetração do cone). Figura 22 - Estaca submetida à carga de ruptura de compressão. Fonte: Alonso, 1998.

53 51 Q = Q + Q R s p Em que: Q R = capacidade de carga total da estaca; Q p = capacidade de carga de ponta; Q s = capacidade de carga do fuste (atrito/ adesão lateral). Designando-se por q s e q p as tensões limites de cisalhamento ao longo do fuste e normal ao nível da base e A s e A p respectivamente a área lateral da estaca e da seção transversal de sua ponta, tem-se (ALBIERO; CINTRA IN HACHICH ET AL, 1998): Q Q R R = Q = q s s + Q. A s p + q p. A p Cavalcante (2005, p. 186) salienta que na maioria absoluta dos casos, o peso próprio da estaca é desprezível em virtude da sua pouca representação em relação às cargas atuantes sobre esta. Ainda de acordo com o autor supracitado: No projeto de uma fundação profunda o engenheiro deve se preocupar não só com a segurança em relação à perda de capacidade de carga, mas, e também (embora em menor grau) com a avaliação dos recalques que podem ocorrer sob as cargas de trabalho. A seguir são apresentados os métodos estáticos, semi-empíricos, utilizados para o cálculo ou estimativa da capacidade de carga de estacas, no caso de cargas axiais.

54 Métodos de dimensionamento de fundação profunda Métodos estáticos semi-empíricos de previsão da capacidade de carga das estacas Os métodos teóricos e experimentais e os ensaios de laboratório são imprescindíveis para estabelecer a influência relativa de todos os parâmetros envolvidos nos cálculos de capacidade de carga. Todavia, a utilização dos métodos teóricos na prática da engenharia de fundações é, extremamente restrita, uma vez que a maioria dos parâmetros do solo necessários a essas análises é, muitas vezes, de difícil obtenção (ALBIERO; CINTRA IN HACHICH ET AL, 1998). Em contrapartida, Albiero; Cintra in Hachich et al (1998, p. 273) destacam que correlações entre tensões correspondentes a estados-limites de ruptura e dados de resistências à penetração obtidos de ensaios in situ, são simples e fáceis de serem estabelecidas. As fórmulas semi-empíricas são oriundas de ajustes estatísticos feitos com equações de correlação que têm embutido em sua essência os princípios definidos nos métodos teóricos e/ou experimentais (CAVALCANTE, 2005, p. 200). Albiero; Cintra in Hachich et al (1998, p. 273) afirmam que: No Brasil, dos métodos utilizados para o dimensionamento de fundações em estacas, dois são reconhecidamente os mais empregados: o método de Aoki e Velloso (1975) e o de Décourt e Quaresma (1978). Há ainda métodos desenvolvidos para tipos específicos de estacas, a exemplo do de Velloso (1981) e o de Cabral (1986), este último empregado exclusivamente para estaca-raiz Método de Aoki e Velloso (1975) Esse método foi desenvolvido a partir de um estudo comparativo entre resultados de provas de carga em estacas e dados do ensaio de penetração do cone (CPT), mas pode ser utilizado também, através de dados do ensaio de SPT ( Standard Penetration Test ) (CAVALCANTE, 2005). A equação da capacidade de carga foi concebida relacionando-se a tensão-limite de ruptura de ponta (qp) e de atrito lateral da estaca (qs) à tensão de

55 53 ponta (qc) do ensaio de penetração do cone (CPT). Para levar em conta as diferenças de comportamento entre a estaca (protótipo) e o cone (modelo), os autores propuseram a introdução dos coeficientes F1 e F2 (Tabela 4) (ALBIERO; CINTRA IN HACHICH ET AL, 1998), ou seja: qc q p = F 1 q q s = F Onde: F1 e F2 = fatores que consideram as diferenças de comportamento entre os diversos tipos de estacas. c 2 Tabela 4 - Valores dos fatores F 1 e F 2 em função dos diferentes tipos de estacas. Tipo de estaca F1 F2 Fuste apiloado 2,30 5,00 Franki Fuste vibrado 2,30 3,20 Metálica 1,75 3,50 Concreto Cravada 2,50 3,50 Pré-moldado Prensada 1,20 2,30 Escavada Pequeno diâmetro 3,00 6,00 Grande diâmetro 3,50 7,00 C/ lama bentonítica 3,50 4,50 Strauss 4,20 3,90 Raiz 2,20 2,40 Hélice Contínua 3,00 1,50 Ômega 1,50 2,00 Fonte: Albuquerque, [s,d]. Na ausência dos ensaios de CPT, os valores de q c são estimados, estatisticamente, a partir dos ensaios do SPT, determinando-se N, correspondente ao número de golpes do amostrador padrão (CAVALCANTE, 2005). Portanto: Para tensão-limite de ruptura de ponta (q p ), o valor de q c resulta: N k. q c = p

56 54 Onde: k = coeficiente que depende do tipo de solo e que estabelece a correlação entre o ensaio CPT e SPT (Tabela 5); N p = N spt da base da estaca. Para tensão-limite de atrito lateral da estaca (q s ), o valor de q c resulta: q = α. k. c N médio Onde: k e α = coeficientes que dependem do tipo de solo e que estabelecem a correlação entre o ensaio CPT e SPT (Tabela 5); N médio = média aritmética de Nspt s da camada em análise. Tabela 5 - Valores dos coeficientes de k e α. k α Tipo de solo (kn/m²) (%) Areia ,4 Areia siltosa 800 2,0 Areia silto-argilosa 700 2,4 Areia argilosa 600 3,0 Areia agilo-siltosa 500 2,8 Silte 400 3,00 Silte arenoso 550 2,20 Silte arenoso-argiloso 450 2,80 Silte argiloso 230 3,40 Silte argilo-arenoso 250 3,00 Argila 200 6,00 Argila arenosa 350 2,40 Argila areno-siltosa 300 2,80 Argila siltosa 220 4,00 Argila silto-arenosa 330 3,00 Fonte: Joppert, 2007, p A partir do exposto acima, tem-se para a capacidade de carga da estaca : Sendo que: Q = Q + Q R s p Q = p ( k. N. A ) p F 1 p

57 55 Q s = ( α. k. N. L. U) i i médio i F 2 i Onde: Ap = área da seção transversal da ponta da estaca; Li = profundidade da camada em análise; U = perímetro lateral da estaca. A partir do valor calculado para a capacidade de carga na ruptura, a carga admissível (Qadm.) é obtida mediante aplicação de um coeficiente de segurança adequado, não inferior a 2 (NBR 6122, 1996). Q = adm. Q 2 R Albiero; Cintra in Hachich et al (1998, p. 275) salientam que a maior dificuldade para a correta aplicação desse método é a necessidade da perfeita caracterização do tipo de solo envolvido, o que na prática é quase impossível de se conseguir. 2.6 Blocos de coroamento Segundo a NBR 6118/2003, os blocos de coroamento de estacas são estruturas usadas para transmitir às estacas as cargas dos pilares. Sua utilização é justificada quando não se encontram camadas superficiais de solo resistentes. Desta forma se faz necessário atingir camadas mais profundas que sirvam de apoio à fundação. Os blocos sobre estacas são caracterizados por serem elementos estruturas de ligação entre os pilares e o topo da estaca, com características tridimensionais, ou seja, todas as dimensões têm a mesma ordem de grandeza. O comportamento mecânico do conjunto aço/concreto, a determinação de vinculações e a existência da interação solo/estrutura podem resultar em problemas ao elemento estrutural quando seus dados forem interpretados de maneira erronia.

58 56 É de fundamental importância para o dimensionamento, conhecer os esforços atuantes em cada estaca do grupo. Ainda conforme a norma, os blocos de coroamento podem ser classificados em rígidos ou flexíveis, determinado por critério análogo ao definido para as sapatas. Esta classificação é realizada considerando a relação entre a altura do bloco e a distância do centro da estaca mais afastada até a face do pilar. l H= 2 máx Onde: H = altura do bloco de coroamento de estacas l máx = distância do eixo da estaca mais afastada até a face do pilar. Ainda conforme a norma brasileira NBR 6118 (2003 apud LOPES, 2008) os blocos rígidos têm comportamento estrutural caracterizado por trabalho à flexão nas duas direções com trações essencialmente concentradas nas linhas sobre as estacas; as cargas são transmitidas por meio de bielas de compressão com formas e dimensões complexas; o trabalho ao cisalhamento também se dá nas duas direções, não apresentando ruptura por tração diagonal e sim por compressão das bielas. Esses elementos estruturais, apesar de serem fundamentais para a segurança da superestrutura, geralmente, não permitem inspeção visual, sendo assim, suas considerações no dimensionamento deverão garantir ao mesmo uma eficiente execução Distribuição em planta das estacas. No geral a distribuição em planta das estacas deve ser feita de tal modo que o espaçamento mínimo entre elas seja respeitado.

59 57 Figura 23 - Blocos de coroamento de estacas padronizados. Fonte: Munhoz, (2004, apud, LOPES, 2008) A distribuição das estacas em torno do centro de aplicação da ação do pilar deve ser feita sempre que possível de acordo com os blocos padronizados indicados acima Blocos de coroamento sobre uma estaca Quando o pilar possui carga inferior a capacidade de carga da estaca a utilizar, este terá apenas uma estaca e, para elemento intermediário, bloco de transição. Segundo Munhoz (2004 apud VARGAS, s.d) nos blocos sobre uma estaca as tensões de compressão atuantes no pilar são transmitidas até o topo da estaca por meio da altura do bloco, em trajetórias curvas. Na direção transversal ocorrem tensões de tração que podem causar o fendilhamento, portanto, mesmo em blocos com dimensões e forças atuantes pequenas essas tensões devem ser verificadas.

60 58 Figura 24 - Trajetórias principais de compressão. Fonte: Arquivo do orientador Prof. Alexandre Vargas. Na Figura 25 estão indicadas as condições para a determinação da geometria dos blocos para uma estaca. Figura 25 - Geometria dos blocos rígidos para uma estaca. Fonte: Arquivo do orientador Prof. Alexandre Vargas. Onde: d = 6 cm L = φestaca cm

61 59 H 0,6. l b L φ (30 cm) 0,75 (L d) 0,75 (L b p ) Segundo Rocha (1987 apud VARGAS) o cálculo dos estribos horizontais dos blocos é feito de acordo com o procedimento a seguir. Estimativa da força de tração no bloco proveniente da carga P concentrada da área do pilar. Z= L 0,25.P. b H p Onde: L = largura do bloco de coroamento; bp = largura do pilar; H = altura do bloco de coroamento; P = carga no pilar. seguir Calculada a força de tração, os estribos são determinados pela equação a A = se 1,4. Z 2. f yd horizontal. Cálculo dos estribos verticais, que são enlaçados pela armadura n A sv = 0,008. A c Deve-se também verificar a tensão de tração no concreto e a seção de concreto necessária. Para isto, utilizam-se as equações abaixo.

62 60 σ T Z L. H 15 kg / cm² A n c = 1,4.1,05.P 0,85. f + 0,008.f cd yd Método de Biela-Tirante para dimensionamento de blocos rígidos de coroamento sobre duas ou mais estacas O método utilizado na determinação dos esforços solicitantes e posterior dimensionamento para blocos rígidos é baseado na teoria das bielas e tirantes. Segundo Fusco (1995 apud LOPES, 2008), os blocos de coroamento devem ser elementos suficientemente rígidos para que sua deformabilidade não afete os esforços atuantes na superestrutura nem no próprio terreno de fundação. Ainda de acordo com o autor, admite-se que essa possibilidade exista desde que as bielas fiquem inclinadas de ângulo não inferior a arctg ½ em relação à horizontal. Na Figura 26 estão indicadas as condições para a determinação da geometria dos blocos para duas ou mais estacas. Figura 26 - Geometria dos blocos rígidos para duas ou mais estacas. Fonte: Arquivo do orientador Prof. Alexandre Vargas. Onde: d o 15 cm d = 6 cm

63 a a L d 0,71. L. 2 2 L = 2,5 a 3. φ estaca H 0,6. l b 30 cm Segundo Araújo (2003 apud LOPES, 2008) a força em cada estaca é 0,5.Nd, sendo Nd a carga do pilar acrescida do peso próprio do elemento estrutural de fundação. Ainda conforme o autor o procedimento de cálculo deste modelo, que consiste na determinação da força de tração, que defini a área necessária de aço, e na verificação das tensões de compressão nas bielas, calculadas nas seções situadas junto ao pilar e à estaca. Na figura abaixo, admite-se que o pilar não transmite momentos fletores ao bloco. Figura 27 - Modelo de Biela-Tirante para blocos de coroamento sobre duas estacas. Fonte: Arquivo do orientador Prof. Alexandre Vargas. Para que não haja o esmagamento das bielas de compressão, deve-se considerar a altura Z = d x, sendo x a profundidade do plano horizontal onde a tensão normal é inferior a 0,20. f cd. Simplificadamente, pode-se adotar Z = 0,85. d.

64 62 Do modelo da Figura 27, pode-se escrever: R sd. Z = 0,5. N d. ( l 0,25a) até o eixo do pilar. Onde a é a largura da seção do pilar e l é a distância do eixo da estaca A partir da equação acima se obtém a força de tração no tirante. R sd = 0,5. N d. ( l 0,25a) Z Fazendo Rsd = As. fyd, resulta a área de aço. A s = 0,5. N d. Z. f ( l 0,25a) yd Verificações importantes: Para não haver o esmagamento das bielas do bloco junto às estacas, deve-se limitar σ kest 0,5. N = 0,20. f A compressão na estaca para as cargas de serviço. est ck. Sendo σkest a tensão de Para não haver o esmagamento das bielas do bloco junto aos pilares, a condição σ < 0,20.fcd deve ser atendida. Araújo (2003 apud LOPES, 2008) salienta que nos blocos ainda deve-se dispor uma armadura secundária, para prever possíveis excentricidades construtivas das estacas ou um momento fletor transversal ao bloco transmitido pelo pilar. Essa armadura adicional é constituída de: Uma armadura longitudinal superior prolongada ao longo de todo o

65 63 comprimento do bloco, com área mínima igual a 1/10 da área da armadura principal inferior; Estribos horizontais e verticais dispostos em malha nas faces laterais do bloco. Ainda conforme o autor os estribos verticais devem enlaçar a armadura longitudinal superior e inferior; enquanto que os estribos horizontais devem enlaçar a armadura vertical.

66 64 3 METODOLOGIA DO TRABALHO 3.1 Desenvolvimento da pesquisa Na elaboração do presente trabalho, a princípio, será analisado o perfil geotécnico do solo em estudo, verificando-se os dados provenientes de uma investigação geotécnica por sondagem SPT e sondagem rotativa. A partir dos dados obtidos, será elaborado o perfil estratigráfico estimado a fim de se identificar as diversas camadas do solo, o nível do lençol freático e a cota de apoio da estrutura para o posterior dimensionamento estrutural das fundações. Para a determinação da capacidade de carga, tensão admissível do solo, serão utilizados métodos teóricos geotécnicos, Aoki e Velloso (1975) estabelecido na norma NBR 6122 (1996), com auxilio de planilhas eletrônicas do Microsoft Excel. É importante ressaltar que não fazem parte deste trabalho os ensaios laboratoriais, embora sua importância seja fundamental para a efetiva determinação das características do solo. Numa etapa seguinte será determinada a capacidade de carga (Q adm ) da estaca Hélice Contínua resultante da interação estaca-solo com base no perfil geotécnico adotado. A partir das cargas dos pilares, será quantificado o número mínimo de estacas por pilar necessário para atender as diferentes cargas solicitantes. Posteriormente o trabalho abrangerá o dimensionamento e detalhamento dos respectivos blocos de coroamento das estacas. Após a conclusão destas etapas, análise e dimensionamento, será elaborado o projeto estrutural executivo de fundação, assim como um levantamento dos quantitativos, custo e posterior realização da análise técnica e econômica da solução adotada. 3.2 Abrangência e limitações do trabalho Para a elaboração da pesquisa serão estabelecidos alguns parâmetros e limitação, apresentados a seguir.

67 Sondagem e ensaios laboratoriais Uma vez que este trabalho visa primordialmente, ao dimensionamento dos elementos estruturais de fundação, para o presente trabalho não serão realizados nenhum outro tipo de investigação complementar Quantitativo e levantamento de custo O quantitativo e o levantamento de custo no presente trabalho, estarão limitados aos valores médios de execução dos elementos prontos, não fazendo parte do mesmo o quantitativo detalhado dos materiais. 3.3 Localização da Obra O terreno destinado a implantação da edificação localiza-se no Bairro Itacorubi, na cidade de Florianópolis/SC a uma latitude de S e longitude de O. Figura 28 - Mapa do estado de Santa Catarina e do município de Florianópolis. Fonte:

68 66 Figura 29 - Planta de Localização do Bairro Itacorubi. Fonte: ÁREA DE ESTUDO Figura 30 - Área do objeto de estudo localização via satélite. Fonte:

69 Características da obra Para a elaboração do projeto de fundações deve ser considerada, além das características do subsolo, a complexidade da obra. Desta forma podem-se analisar quais os tipos de fundações que mais se adequam ao sistema, a fim de garantir a eficiência da estrutura diante do custo e peculiaridades da obra. Conforme o levantamento dos dados da obra esta se caracteriza por um edifício comercial, composto por dois pavimentos garagem, térreo, sobreloja, sete pavimentos tipos, cobertura e reservatório. O edifício totaliza 6.899,08m² de área construída. LOTEAMENTO JARDIM DAS GARÇAS LOTE 19 RUA ACELON PACHECO DA COSTA ÁREA DO TERRENO: 1.114,27m² PROJ. EM PLANTA DA EDIFICAÇÃO:377,54m² RUA PROF. AYRTON ROBERTO DE OLIVEIRA Figura 31 Planta de situação da edificação. Fonte: Projeto arquitetônico do Edifício. 3.5 Concepção estrutural software CYPECAD. Os esforços a que está submetida a estrutura foram obtidos a partir do

70 68 As ações consideradas para o dimensionamento estão devidamente regulamentadas pela norma NBR 6118 (2003), considerando-se a influencia de todas as ações que possam produzir efeitos significativos a estrutura Cargas totais nos pilares As cargas resultantes para cada pilar que compõe a estrutura são resultantes do dimensionamento estrutural conforme NBR 6118, definido pelas combinações das ações com a probabilidade de atuar simultaneamente sobre a estrutura. Os valores apresentados na tabela a seguir correspondem a cargas de serviços, por tanto não majoradas. A planta de carga dos pilares encontra-se no Anexo A. Tabela 6 - Cargas totais nos pilares. Pilar Sessão (cm) Carga Permanente (tf) Sobrecarga(tf) Carga Total (tf) P16 20x20 6,20 2,82 9,02 P23 20x40 5,95 3,73 9,68 P55 20x20 10,80 4,23 15,03 P15 20x20 10,97 4,59 15,56 P56 20x20 11,34 4,66 16 P34 20x20 13,01 5,26 18,27 P35 20x20 13,17 5,11 18,28 P54 20x20 13,63 5,61 19,24 P33 20x20 14,57 5,85 20,42 P57 20x20 16,40 6,93 23,33 P1 20x20 26,00 5,82 31,82 P51 40x20 23,73 9,55 33,28 P2 25x25 30,77 10,33 41,1 P64 25x25 37,04 5,60 42,64 P8 20x40 34,41 9,07 43,48 P7 25x25 34,49 9,72 44,21 P17 20x40 36,42 9,53 45,95 P24 25x25 38,39 12,06 50,45 P53 25x25 46,62 10,48 57,1 P32 20x40 45,31 13,25 58,56 P63 20x40 47,46 12,00 59,46 P6 20x40 44,95 14,66 59,61 P3 20x40 45,26 14,73 59,99 P5 20x40 45,61 14,74 60,35 P4 20x40 46,67 14,88 61,55 P19 20x40 43,08 19,31 62,39 P20 20x40 44,51 18,81 63,32 Continua

71 P14 20x40 48,47 16,51 64,98 P43 20x40 53,18 14,54 67,72 P50 40x20 50,74 22,95 73,69 P31 20x40 56,34 19,39 75,73 P22 20x40 53,83 22,01 75,84 P18 20x40 51,23 25,98 77,21 P42 20x40 58,21 19,83 78,04 P9 20x40 50,62 28,48 79,1 P21 20x40 58,62 28,70 87,32 P12 20x40 56,88 33,66 90,54 P13 20x50 57,84 34,99 92,83 P10 20x40 61,96 34,74 96,7 P11 20x40 63,51 33,26 96,77 P52 20x40 73,63 28,15 101,78 P30 30x40 114,11 29,87 143,98 P25 30x50 128,85 27,22 156,07 P58 30x55 130,32 28,63 158,95 P45 40x35 132,96 33,89 166,85 P28 25x60 149,48 22,82 172,3 P27 25x60 152,61 23,42 176,03 P44 45x50 150,79 35,46 186,25 P38 50x35 163,52 34,77 198,29 P48 40x40 164,98 46,82 211,8 P59 45x35 171,16 43,56 214,72 P61 45x35 175,65 43,77 219,42 P60 35x60 188,68 45,94 234,62 P39 50x35 184,61 54,60 239,21 P49 60x35 195,06 53,48 248,54 P26 30x70 196,33 58,81 255,14 P40 40x50 205,12 60,39 265,51 P62 35x55 227,92 40,74 268,66 P41 30x70 232,97 36,54 269,51 P29 35x60 209,55 62,14 271,69 P37 35x60 231,70 48,56 280,26 P36 30x80 248,85 53,50 302,35 P46 20x ,64 66,69 378,33 P47 20x ,30 69,69 379,99 Fonte: Autor,

72 Característica geológica e geotécnicas da região Conforme Santos (1997 apud ZANCHI, 2007), a geologia da ilha de Santa Catarina pode ser descrita como: [...] um conjunto de rochas, cortados localmente por diques de diabásio, sobrepostos por coberturas sedimentares recentes, relativas aos eventos Terciários/ Quaternários. As rochas constituem os morros, anteparos para o acúmulo de material sedimentar, comumente retrabalhados, muitas vezes derivados dos próprios morros. A descrição realizada pelo autor, descreve perfeitamente a área objeto de estudo, que se encontra numa zona de transição litológica denominada Terciário/Quaternário, Figura 32. Figura 32 Mapa geológico da região. Fonte: Marcon, Emanuelle, O autor ressalta que, entre as particularidades apresentadas pelo solo de Santa Catarina, a geologia da região caracteriza-se principalmente por apresentar