F
UNDAÇÕES
1
Aula 02: Cuidados no projeto de fundações e
prospecção geotécnica
Prof. Washington Moura de Amorim Jr.
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
O P
ROJETODE
F
UNDAÇÕES
Fundações 1
2
De um modo geral há basicamente três maneiras de solucionar um
problemageotécnico:
1.Enfrentar,verificandoquaisosmodelosqueseaplica,calculando.Exemplos:
•Recalquedeumaobra,estabilidadedeumtalude,etc.;
2.Contornaroproblemaevitando‐o.Exemplos:
•Barragens de Itaipú, Orós, Açu, Santa Cruz do Apodí: nelas o eixo das
barragens são curvos – gastando mais material, porém evitando falhas
geológicaseoutrasdificuldadescujotratamentoseriamuitooneroso;
•PostodegasolinaqueseriaconstruídonofinaldaAv.Caxangáecasaque
seria construída perto da Ilha do Retiro: onde a existência de espessa
camada de argila mole e/ou turfaexigiria fundação profunda de custo
proibitivoparaaimportância/custototaldaobra,etc.;
Fundações 1
3
Figura 1 – Barragem de Orós. Fonte: DNOCS
3. Convivercomoproblema.
•Aterros de acesso em fundação direta e o viaduto ou ponte em
fundação profunda, prédio no México projetadocom pêndulo que
comanda bombeamentoque desloca volumes em caixas de água na
coberturapara“aprumar”oedifício;
•Linha férrea na planície amazônica, onde a solução foi colocar camada
impermeável pararetardar ainda mais o tempo de adensamento,
fazendo com que os consertos devido aos recalques ocorressem em
tempos compatíveis com o retorno do investimento devido às cargas
transportadas.
Funda
ç
ões 1 4
O P
ROJETODE
F
UNDAÇÕES
1. Asvezesháinteressedoclienteemaceleraraexecuçãodaobra,mesmo
que para isso tenha que utilizar soluções mais dispendiosas. Exemplo:
utilização de fundação em estacas, de mais rápida execução, em vez da
solução em fundação superficial mais econômica, porém com tempo de
execuçãomaior,oquefariaperderasvendasdefimdeanodoshopping
emexecução.
2. Outrasvezessedesejaoinverso,comonocasodasfundaçõesdeedifício
deumcondomíniofechadoemFortalezaondesepreferiuafundaçãoem
sapatas, neste caso mais dispendiosas porque seriam executadas muito
mais lentamente (abrir escavação, formas, concreto magro, ferragens,
concretagem), recordando ainda que para aquela profundidade e solo a
solução em estaca era mais econômica –com a lenta execução o
desembolso também é mais lento, cabendo dentro do recebimento
mensaldocondomínioenãonecessitandodeonerosoempréstimo/juros.
Funda
ç
ões 1 5
O
BSERVAÇÕES
1. Qualaprofundidadeemquesedevemapoiarasfundações?
2. Há necessidade decortinas de estacas prancha e/ou escoramentona
escavaçãopara aexecução das fundações?(para evitardesmoronamento
dostaludesedanosnasobrasvizinhas,atençãoàsnormas).
3. Hánecessidadedorebaixamentodoníveld’águaduranteostrabalhosde
execução das fundações? Em caso afirmativo, qual o método mais
adequadoeotempoemquedeveráestaratuando?
4. Haveráperigo/danosparaasobrasvizinhas?Nãosódevidoaostrabalhos
de execução da obra (deslocamentos/carreamento de material devido às
escavações e/ou rebaixamento, recalque por adensamento de camadas
inferiores de argila mole devido ao rebaixamento, etc.) como pelos
recalquesprovocadosnasobrasvizinhasdevidoàsuperposiçãodecargas,
deslocamentodesolosmolespelaassimetriadecarregamento,etc.
Fundações 1 6
P
ERGUNTAS
B
ÁSICASEM
P
ROJETOS
D
E
F
UNDAÇÕES
S
UPERFICIAIS
5. Qualorecalquedaobraesuadistribuição?Asdistorçõesangularesestão
dentro dos limites da obra? Qual a distribuição dos recalques com o
tempo?
6. A distribuição dos recalques implicará em cuidados especiaisno projeto
da estrutura? Como a estrutura se comportará:rígida ou flexível?A
maioria dos edifícios de apartamentos comporta‐se como flexível até a
quartalaje,passandoarígidodaípordiante.
7. Foiestudadaasoluçãodemelhoramentodosoloparaousodafundação
superficial?
8. Há necessidade deinstrumentação de controle de recalque ?Nestecaso
qualomáximoadmissível?
Fundações 1 7
P
ERGUNTAS
B
ÁSICASEM
P
ROJETODE
F
UNDAÇÕES
S
UPERFICIAIS
Fonte: Lambe e Whitman (1969)
1. Qualtipodeestacautilizar?
2. Qualacargadetrabalhodecadaestaca?
3. Qualadistribuiçãodoestaqueamento?Foiestudadooefeitodegrupo?
4. Qual ométodo de execuçãodeve‐se utilizar? Há necessidade de
instrumentaçãodecontrole?
5. Qual a variação permitida deverticalidade e excentricidadepara esta
obra?
6. Hánecessidadedesequênciaespecialdeexecuçãodoestaqueamento?
7. Oestaqueamentoemexecuçãoteminfluênciasobreasobrasvizinhas?
8. Foram verificados os efeitos doatrito negativo,efeito Tschebotarioff,
necessidadedeexecutarinicialmenteaterro,etc.?
Fundações 1 8
P
ERGUNTAS
B
ÁSICASEM
P
ROJETODE
F
UNDAÇ
. P
ROFUNDAS
Fonte: Lambe e Whitman (1969)
Fundações 1 9
E
XEMPLOSDE
F
UNDAÇÕES
Fonte: Lambe e Whitman (1969)
Fundações 1 10
E
XEMPLOSDE
R
ECALQUESEM
G
RANDES
Á
REAS
Figura 2 – Palacio de las Bellas Artes, Cidade do México. O recalque
diferencial de 2 m entre a rua e o prédio à direita necessitou degraus que
foram acrescentados a medida que o recalque acontecia. A subsidência gera l
dessa parte da cidade é 7 m. Fonte: Lambe e Whitman (1969).
1. Em Long Beach, Califórnia, uma área
de41.5km²,apresentavarecalquesda
ordem de 7,5 mem 1976, devido a
extração de petróleo, tornando
necessáriaaconstruçãodeadaptações
na indústria naval e nos diques secos
aliexistentes;
2. NacidadedoMéxico,devidoaretirada
d’água e os recalques por adensa‐
mento, apresenta regiões com defor‐
maçõesdaordemde14mem2002;
Fundações 1 11
E
XEMPLOSDE
R
ECALQUESEM
G
RANDES
Á
REAS
3.Devido aosaterroscolocados sobre os antigos
mangues (grandes depósitos de argila muito mole e
turfas),acidadedoRecifepossuihojeáreasqueficam
abaixodasmarésaltas,amaisconhecidalocaliza‐seno
ParqueAmorim,próximoaoMcDonald'seBomPreço,
tornandonecessária a construção de comportasno
Canal Derby‐Tacaruna: uma junto ao Hospital
PortuguêseoutrajuntoaoShoppingTacaruna.
Fundações 1 12
C
OMPORTA NO
C
ANAL
D
ERBY
‐T
ACARUNA
(C
ONSTRUIDA EM
1998‐99
JUNTO AO
H.P
ORTUGUES
)
Fundações 1 13
A
TENÇÃO
E
SPECIALAO
R
ESOLVER
P
ROBLEMAS
G
EOTÉCNICOS
1. Osolonãopossuiumarelaçãotensão‐deformaçãoúnicaoulinear;
2. Ocomportamentodosolodependedapressão,tempoemeiofísico;
3. O solo é praticamentediferente em cada lugar, ainda que em alguns
casosmuitopróximo;
4. Em quase todos os casos, a massa de solo que intervém no problema
estáabaixodasuperfície,enãopodeserobservadaemsuatotalidade,
devendo‐se estuda‐la a partir depequenas amostras obtidas em
pontos localizados;
5. Amaioriadossolossãomuitosensíveisaoamolgamentoporocasiãoda
amostragem, por issoo comportamento medido em laboratório pode
sermuitodiferentedoqueocorrerianosoloinsitu.
Fundações 1 14
A
TENÇÃO
E
SPECIALAO
R
ESOLVER
P
ROBLEMAS
G
EOTÉCNICOS
Deve‐serecordarqueoengenheirogeotécnicodeve
projetar as obras não somente para as propriedades
existentesnosoloporocasiãodoprojeto,comoparatodo
operíododetrabalhodamesma.
É necessário portanto conhecercomo variam estas
propriedadesaolongodotempo,recordandoquealguma
delasocorremdevidoaobra,masoutrasindependemda
açãodohomem.
Fundações 1 15
F
ATORES QUE
I
NFLUEMSOBREOCOMPORTAMENTODOSOLO
Fatores que influem na formação
do solo
Fatores que dão lugar a mudanças
de comportamento
Solo sedimentar:
•Naturezado sedimento;
•Tipo de transporte e sedimentação;
•Natureza do meio em que se realiza
a sedimentação
•Esforços
•Tempo
•Água
•Entornofísico
•Perturbação
Solo compactado:
•Naturezado solo
•Umidade de compactação
•Energia e tipo de compactação
Fundações 1 16
F
ATORES QUE
I
NFLUEMSOBREOCOMPORTAMENTODOSOLO
Em resumo as propriedades dos solos de um perfil
dependem:
•Danaturezadoscomponentesdossolos;
•Domododeformaçãodossolos;
•Dasalteraçõesocorridasapóssuaformação.
•(Verificar se os processos executivos provocam
modificações).
Fundações 1 17
C
OLETADEDADOS
/ T
IPOSDE
I
NFORMAÇÃO
EnsaiosdeCampo:
•Oprogramadeinvestigaçãodeumterrenodependedotipode
obra,desuaimportânciaeconômica,doriscoassociadoedos
tiposdesolosdolocal.(Umacasapopularou2milidênticas?)
•Umedifício muito altopor exemplo, requer umainvestigação
mais detalhadado subsolo do que um conjunto de galpões
industriaisparapequenascargas.
•Umespessodepósitodeargilamuitomolerequermaisestudos
que depósitos de areias e pedregulhos de média a alta
compacidade.Casosnãofrequentes:conchas,turfas,lixo,etc.
Fundações 1 18
M
ÉTODOSDE
I
NVESTIGAÇÃODO
T
ERRENO
1. Reconhecimento
•Inspeçãovisual–importânciadavisitaaoLSIeatençãoàsreportagens
•Fotografiadaárea–exemplodasfotosdeAngola,Amazonas,Triunfo.
•Informesemapasgeológicos–teses,TCCs,reportagens,etc.
•Informaçõesdeobrasvizinhas–visitaaolocal,googlemaps,etc.
2. Exploração
•Geofísica
•Elétrica
•Poços(amostragememblocoseensaios)–cravarbarradeaço,retro.
•Sondagens(amostragememshelbyoublocos)eensaios)
Fundações 1 19
Fonte: BERBERIAN (1971)
Standard
penetrationtest
Fundações 1 20
Fonte: LIMA (1979)
Standard Penetration Test–
errosmaisfrequentes:
•Pesoforadopadrão,
•Alturadequedainferior,
•Amostrador desgastado ou
ponta“rombuda”,
•Bomba sem potencia ou
falhando,
•Deixarparaanotar“nofinal”,
•Amostrassemetiquetas,
•Pedirasamostras.
Fundações 1 21
Fonte: LIMA (1979)
T
RADOSMANUAIS
•Utilização:
•amostrasamolgadasempesquisadejazidaspermitindocaracteriz.
•determinaçãodoníveld’águaesuavariação–exemplodoPatteo
•mudançadecamadas;
•Vantagens:
•processomaissimples,rápidoeeconômicoparaasinvestigações
preliminares–exemplodeF.Noronhaparau.geraçãofotoelétrica,
•avançodaperfuraçãoparaensaiodepenetração.
•Desvantagens:
nãopermiteavançoabaixodon.d’águaouemareiaslimpas,
lentoabaixode5m
Fundações 1 22
Fonte: LIMA (1979)
T
RADOSMANUAIS
Equipamento:
•Hastes de ferro galvanizado
(½’’ ou ¾’’) com roscas e
luvas nas extremidades –
segmentosde1,2e3m.
•Barraderotaçãoeluvas”T”;
•Brocas–podemserdotipo
cavadeira, helicoidal ou
torcida com diâmetro de 2
½’’,4”ou6”.
•Chaves de grifo, sacos/ vi‐
drosp/amostras,etiquetas.
Fundações 1 23
Fonte: LIMA (1979)
Fig.2 – Aparelho de “vane test”
(Bureau of Reclamation)
•há vários tipos/marcas
•permite verificar anisotropia
•indispensável p/agilas SPT<1 EnsaiodePalheta
(“Vanetest”)
Fundações 1 24
R
EFERÊNCIAS
B
IBLIOGRÁFICAS
BERBERIAN,D.ProspecçãodoSubsolo:Notassobreinvestigaçãodosubsolo
para fins de Engenharia.Coordenação dos Programas de Pós‐graduação de
EngenhariadaUniversidadeFederaldoRiodeJaneiro,1971.
DEPARTAMENTONACIONALDEOBRASCONTRAASSECAS.BarragemdeOrós.
Disponívelem:<https://www.dnocs.gov.br/barragens/oros/oros.htm>
LAMBE,T.W.;WHITMAN,R.V.SoilMechanics.NewYork:JohnWiley&Sons,
1969.
LIMA,M.J.C.P.A.de.Prospecção geotécnica do subsolo.104p. Rio de
Janeiro:LivrosTécnicoseCientíficos,1979.