Fundações Rasas

Fundações Rasas
INICIACAO-PROFISSIONAL

Introdução
Neste artigo será abordar os assuntos referentes; ás Fundações Rasas, especificações, desde sua história até os dias atuais. A apresentação do histórico da matéria se propõe a propagar as mais diversas informações sobre o assunto decorrente. As fundações ou infraestruturas são coisas que não subsistem por si só, são sempre fundações de alguma coisa, superestruturas. Daí o histórico condensado precisar também necessariamente, incluir algo sobre superestruturas, embora de maneira mais singela e mais concisa ainda.

Considerar-se que as práticas tanto, super como de infraestrutura sempre tiveram forte conotação cultural, resulta claro, de tudo isso, que uma história técnica das fundações deve ser mais conceitual e factual; no sentido de que ligada à cultura o homem desde a pré-história, foi formando seu conceito de síntese de toda uma vasta e multimilenar experiência construtiva.
Sabe-se que só no século passado tal experiência recebeu significativas contribuições de ciências afins (mesmo sem esquecer os valiosos subsídios gerais de sábios do Renascimento, como Leonardo e Galileu, e até da Antiguidade, como Arquimedes), e só neste século XX foi cientificamente teorizada na Engenharia. A chamada Geotecnologia, como coroamento de tudo e como parte da ciência e da arte do engenheiro, é do presente momento.

Definição
Chama-se fundação a parte de uma estrutura que transmite ao terreno subjacente à carga da obra. Para fins deste procedimento, entende-se por fundação em profundidade aquela em que pressões se transmitem ao solo pelas seguintes formas:
• Atrito lateral da fundação, sendo desprezível a parcela correspondente a transmissão pela base (estacas flutuantes);
• Atrito lateral da fundação e pela base, tendo essas suas duas parcelas comparáveis.
• Base, no caso, ponta da estaca (estacas carregadas).
Preliminares
O presente procedimento servirá como base para decisão em casos de estrutura de terrenos com características comuns e, como tal, permitindo que se proceda à previsão do seu comportamento com relativa margem se segurança, tendo em vista as experiências na bibliografia especializada.

A escolha do sistema de fundações será efetuada à vista do perfil de sondagens de reconhecimento do subsolo. O tipo de sapata em bloco somente é econômico quando o nível puder ser fixado em profundidade inferior a 3 metros.

Em terreno compressível, é possível o emprego de fundação em superfície quando for econômico aprofundarem-se as fundações de tal forma que o peso do terreno escavado e retirado, para a construção, seja aproximadamente igual ao peso total da construção.

Histórico das Fundações
Mais sensível ao clima que outros animais Paleolíticos, o homem procurou abrigar-se primeiro em cavernas e, onde não existiam, pois alguns tinham os seus pisos a mais de 2m abaixo do nível do terreno adjacente, enquanto outros eram escavações verticais, como poços rasos. Assim, é provável que, no Neolítico, quando o homem que na idade anterior já aprendera a lascar a pedra, agora sedentário, construiu suas primeiras cabanas, já tivesse alguma noção empírica sobre a resistência e a estabilidade dos materiais da costa terrestre.

A propósito, das palafitas, acredita-se, hoje que não ficavam estacas sobre estacas dentro d’água, mas sobre andas (espécie de “pernas de pau”) às margens dos lagos, pois foram encontradas várias de suas plataformas sobrepostas, sugerindo reconstrução após a ruptura ou apodrecimento de suas pernas de sustentação. Essa prática de superposição, mas como aproveitamento de algo já feito, estendeu-se a fundações de obras da Antiguidade.

Os terrenos que recebiam suas construções maiores e mais pesadas em geral cediam e as construções ruíam ou eram demolidas, com posterior aproveitamento dos escombros, uma vez que não havia fundações preparadas, como em épocas mais modernas se passou a fazer. Assim, obras como palácios e templos eram assentes sobre fundações arrumadas com resto de outras estruturas ou paredes, misturados com terra e tudo socado.

A História, não como simples descrição, mas como registro, o quanto possível completo, dos fatos imparciais analisados, tem sido chamada de “Mestra da Vida”. Pois a História das Fundações representa um magnífico exemplo asserção. Tanto que chamamos de “histórico de casos” tem sido apresentados em reuniões técnicas gerais, como já foram objetos de congressos só a eles dedicados.

Solo Colapsíveis
Alguns solos não saturados apresentam uma considerável e rápida redução do volume quando submetidos a um aumento busco de umidade, sem que varie a tensão total a que estão submetidos. Tais solos são chamados solos colapsíveis. A norma NBR 6122/96, recomenda cuidados especiais com solos expansivos e solos colapsíveis. Eles têm sido objeto de investigação em todo o país, em virtude da frequência com que são encontrados e da importância do fenômeno para fundação de pequenas edificações e para as obras de canalização.

Trabalhos descrevendo experiências locais sobre o assunto se encontram nos anais dos congressos de mecânica dos solos, em geral, ou nos específicos sobre solo não saturados. O Fenômeno da colapsibilidade é geralmente estudado em ensaios de compressão edométrica, por representarem adequadamente a situação do terreno abaixo de elementos de fundação superficial. Diversos corpos de prova são ensaiados em diferentes situações: no estado natural, inundados em diferentes estágios de carregamento, ou saturados, conforme proposto originalmente por Jennings e Knigth (1957).

Especificação e Tipos de Fundação Rasas ou Diretas:
As fundações do tipo rasa ou direta é executada quando a resistência de embasamento pode ser obtida no solo superficial numa profundidade que pode variar de 1,0 a 3,0 metros. Nesse caso, pode-se executar alicerces ou sistemas de sapatas interligadas por vigamentos, levando em conta os seguintes cuidados na execução:

Executar o escoramento adequado na escavação das valas com profundidades maiores que 1,5 m, quando o solo for instável;
• consolidar o fundo da vala, com a regularização e compactação do material;
• executar o lastro de concreto magro, para melhor distribuir as cargas quando se tratar de alicerces de alvenaria de tijolos ou pedras, ou proteger o concreto estrutural, quando se tratar de sapatas;
• determinar um sistema de drenagem para viabilizar a execução, quando houver necessidade;
• utilizar sistema de ponteiras drenantes (Well Points), dispostas na periferia da escavação com espaçamento de 1,0 a 3,0m, interligadas por meio de tubo coletor a um conjunto de bombas centrífugas, que realizam o rebaixamento do lençol freático em solos saturados e arenosos;
• determinar um processo de impermeabilização da alvenaria acima do solo, para não permitir a permeabilidade da umidade por capilaridade. As fundações de uma obra devem alcançar uma camada de solo com resistência média.

Tipo de Fundações:
Alicerces
Os alicerces são estruturas executadas pelo assentamento de pedras ou tijolos maciços recozidos, em valas de pouca profundidade (entre 0,50 a 1,20m), e largura variando conforme a carga das paredes.

Quanto à forma, elas são usualmente de base quadrada, retangular, circular ou poligonal. Em teoria, sapatas, blocos e radiers são os elementos de fundação mais simples de projetar e executar, mas não é bem assim. Apoiados a pequenas profundidades em relação ao nível do solo, certos tipos de fundação requerem pouca escavação e consumo moderado de concreto para execução das peças. Apesar disso, a suposta simplicidade dos blocos e sapatas? É preciso cuidado ao projetar e executar esses elementos que são à base da estrutura.

Como usam camadas superficiais do subsolo para transferir as cargas da construção, as fundações rasas estão mais suscetíveis a mudanças na composição do solo do que as profundas. Além disso, as sondagens não varrem todo o terreno, podendo ocorrer alterações superficiais não detectadas. "Não se pode menosprezar o risco", afirma o projetista de fundações Daniel Rozenbaum, da Fundacta. "Só dá para saber exatamente o que estará abaixo de uma sapata na hora de executá-la."

Caiu por terra o conceito de que todas as sapatas devem receber a mesma pressão, muito comum no meio técnico algumas décadas atrás. "O que deve ser uniforme é o desempenho da edificação, não as cargas sobre cada sapata", comenta Hachich. O principal motivo é a redução no consumo de concreto, pois, ao contrário de uma sapata com altura regular, não haveria subaproveitamento do material. Além disso, sapatas em outros formatos, como arredondado ou escalonado, costumam exigir mais trabalhos com fôrmas.

Um cuidado importante é o de garantir que a umidade do solo não atacará a armadura da sapata. Para isso, é feito um lastro de 5 cm de concreto magro sob a sapata. Outro cuidado é manter o fundo da vala limpo, sem lama ou materiais soltos. "Como a sapata espraia as tensões de toda a estrutura para o solo, um concreto com problemas pode prejudicar o desempenho de todo o sistema", explica Rozenbaum.

Na execução deve-se fazer uma cinta de amarração para absorver esforços acidentais e distribuir as cargas, que normalmente são impermeabilizadas com camada de argamassa com hidrofugante e pintura com emulsão asfáltica para evitar a ascensão capilar de umidade. Os alicerces são estruturas executadas pelo assentamento de pedras ou tijolos maciços recozidos, em valas de pouca profundidade (entre 0,50 a 1,20 m), e largura variando conforme a carga das paredes.

Sapatas Alavancadas
Caso o projeto, prevê uma sapata, em divisa de terreno ou com algum obstáculo, a peça não consegue ter o centro de gravidade e o centro de cargas coincidentes. Para compensar a excentricidade das cargas, é necessário transferir parte dos esforços para uma sapata próxima por meio de uma viga alavancada.

Elemento estrutural, que recebe as cargas de dois pilares (ou pontos de carga) é o dimensionamento de modo a transmiti-las centradas às suas fundações.

Radier
Quando todos os pilares de uma estrutura transmitirem as cargas ao solo através de uma única sapada, tem o que se denomina uma fundação em Radier. Dadas as suas proporções, envolvendo grandes volumes de concreto armado, o radier é uma solução relativamente onerosa e de difícil execução em terrenos urbanos e confinados, ocorrendo por isso pouca frequência.

O radier é um sistema de fundação superficial que reúne num só elemento de transmissão de carga, que abrange um conjunto de pilares. Consiste em uma placa contínua em toda a área da construção com o objetivo de distribuir a carga em toda superfície, assemelhando-se a uma laje de concreto armado e executado sobre a superfície do terreno nivelado.

A espessura do radier pode variar de acordo com as cargas da obra e as resistências compatíveis com o porte da construção.

Seu uso é indicado para solos fracos e cuja espessura da camada é profunda. Podem ser executados dois sistemas de radier: sistema constituído por laje de concreto (sistema flexível) e sistema de laje e vigas de concreto (sistema rígido). Tipos de radier; flutuante, radier nervurado, radier celular.

Sapatas Corridas
Recebem as cargas direto nas paredes. A transferência de carga é feita linearmente. As sapatas corridas são sucedâneas dos alicerces, para paredes mais carregadas ou solos menos resistentes. As sapatas são estruturas de concreto armado, de pequena altura em relação às dimensões da base. São estruturas "semiflexíveis" e, ao contrário dos alicerces que trabalham a compressão simples, as sapatas trabalham a flexão.

É uma pequena laje armada colocada ao longo da alvenaria, que recebe o peso das paredes, distrubuindo- por uma faixa maior no terreno. Ambos os elementos são indicados para a composição de fundações assentadas em terrenos firmes.

Disposições Construtivas discriminadas abaixo;
• A largura da base da sapata ser, no mínimo, o dobro, da largura da parede que sobre ela repousa.
• A altura, deste a base da sapata até a base da parede, ser pelo menos igual a 2/3 da espessura da parede na sua base.
• Abaixo da base da sapata de alvenaria, ser executada uma placa de concreto armado, em trechos em nível, moldada in loco, de no mínimo 10cm de espessura, sobressaindo pelo menos 10cm de cada lado da sapata de alvenaria. Antes da execução da placa acima citada, o fundo da vala será cuidadosamente nivelado e energicamente apiloado e, revestindo com uma camada de 5cm de concreto simples, de consumo de 150kg cimento/m3.

Sapatas Isoladas
São sapatas individuais que sustentam uma coluna ou pilastra independentes. Recebem as cargas de apenas um pilar. É a solução preferencial por ser, em geral, mais econômica porque consome menos concreto. As sapatas podem ter vários formatos, mas o mais comum é o cônico retangular, pois consome menos concreto e exige trabalho mais simples com a fôrma. No caso de pilares de formato não retangular, a sapata deve ter seu centro de gravidade coincidindo com o centro de cargas.

É um elemento de concreto de forma piramidal construído nos postos que recebe carga dos pilares. Como ficam isoladas, essas são interligadas pelo baldrame, designação genética dos alicerces de alvenaria que ocorre sobre qualquer tipo de fundação. Peças de madeira que se apoiam nos alicerces de alvenaria q que recebe o vigamento do assoalho (piso).

A viga baldrame percorre a distância entre dois pilares (coluna de sustentação) e sustenta as paredes de fechamento. Esse tipo de fundação direta é recomentado para obras com qualquer número de pavimentos, pois suporta o peso dos pilares. Nos casos dos pilares de edifícios, a dimensão mínima é da ordem de 80cm. Fazendo uma comparação com as sapatas corridas, adota-se um mínimo de 60cm de largura.

Sapatas Associadas
Sapada comum a vários pilares, cujos centros, em planta, não estejam situados em um mesmo alinhamento.

Utilizadas quando há pilares muito próximos e as sapatas isoladas se sobreporiam. Além disso, podem ser necessárias quando as cargas estruturais forem grandes. Como nas sapatas isoladas, o posicionamento da peça de fundação deve respeitar o centro de cargas dos pilares.
Quando as cargas estruturais forem muito altas em relação à tensão admissíveis, poderá ocorrer o caso de não ser possível projetar-se sapadas isoladas para cada pilar, tornando necessário o emprego de uma sapata única para dois ou mais pilares. Neste caso a sapada será centrada no centro de cargas dos pilares, procedendo-se então à escolha das dimensões, de cada maneira a obter um equilíbrio entre as proporções da viga de rigidez e os balaços da laje.

A sapada associada será evitada, sempre que for possível uma solução com sapada isolada, mesmo a custo de distorcer o formato lógico das sapatas. Via de regra, duas ou mais sapadas isoladas serão mais econômicas e mais fáceis de executar do que a sapata associada.

A medida que a concentração de cargas aumenta, a liberdade de escolha do tipo e dimensões das sapadas diminui. O problema de projeto torna-se então o de encontrar sapatas de qualquer forma, que caibam dentro da área disponível para a fundação. Sapatas associadas três ou mais pilares poderão, então, torna-se necessárias, respeitando-se sempre a coincidência do CG (centro de gravidade) da sapada com o centro de cargas dos pilares envolvidos.

Considerações Sobre o Dimensionamento das Fundações
No processo de dimensionamento de fundações o estudo compreende preliminarmente duas partes essencialmente distinta:
• estudo do solo, por meio da sondagem, com a aplicação do estudo da Mecânica dos Solos e Rochas;
• cálculo das cargas atuantes sobre a fundação, com a aplicação do estudo da análise das estruturas.

Com esses dados, passa-se à escolha do tipo de fundação, tendo-se ainda presente que:
As cargas da estrutura devem ser transmitidas às camadas de solo capazes de suportá-las sem ruptura:
• as deformações das camadas de solo subjacentes às fundações devem ser compatíveis com a da estrutura;
• a execução das fundações não deve causar danos às estruturas vizinhas;
• ao lado do aspecto técnico, a escolha do tipo de fundação deve atender ao aspecto econômico;

Finalmente, segue-se o dimensionamento e detalhamento, estudando-se a fundação como elemento estrutural.

Conclusão

Ao terminar esse artigo científico, pode concluir várias teorias e descobrir coisas novas do nosso cotidiano, com isso pode-se aprofundar nossos conhecimentos, ampliando assim diversos horizontes, como também refletir melhor nesse universo, chamado Fundações Rasas.

É necessário, ainda ser incluídos métodos disponíveis para verificação dos impactos ambientais, relacionados com a execução das obras de fundação.

Contudo, deve-se sempre estar atento a qualquer alteração ou modificação sofrida, seja no projeto como em execução, a mesma pode prejudicar o bom andamento da obra, como um todo, sendo uma fase extremamente importantíssima, seja em uma obra de pequeno, médio ou grande porte.

Referências Bibliográficas
Livros:
CHING, Francis D. K., Dicionário Visual de Arquitetura. Tradução: FISCHER, Júlio. – São Paulo. Editora: Martins Fontes. Ano: 1999.
GODOY, Nelson Silveira; HACHICH, Vera Fernandes e Vários autores técnicos. Fundações: Teoria e Prática. – 2º edição – São Paulo. Editora: PINI. Ano: 1998. ABMS e ABEF.
NETO, Antonio Dias F. Napoles; VARGAS Milton; TEIXEIRA, Alberto Henriques;
YAZIGI, Walid. A técnica de Edificar. – 3ºedição – São Paulo. Editora: PINI. SindusCon-SP, Ano: 2000.

Normas Técnicas / ISO:
NBR – 9122/96 – Projeto e Execução de Fundações.
NBR ISO 9000/1994: Normas de gestão da qualidade e da garantia da qualidade.
NBR ISO 9002/1994: Sistemas da qualidade-modelo para garantia da qualidade em projeto, desenvolvimento, produção, instalação e serviço.
NBR ISO 9003/1994: Gestão da qualidade e elementos do sistema da qualidade.
NBR ISO 9004/1994: Sistemas da qualidade-modelo para garantia da qualidade em inspeção de ensaios finais.

Internet (Site):
www.uepg.br/denge/aulas/fundacao/conteudo.html

Raquel
Sou formada em Engenharia Civil e Arquitetura e Urbanismo. Tenho os cursos do Ofice 2007 (avançado), AutoCAD2000, Corel Draw x3, Internet, MS-DOS, Windows , Revit Architeture 2011, Visio 2003, MS- Project 2007. Nível de Ingles: Intermediário. Possuo cursos na área de Engenharia Civil, participo de palestras. E concluí 2 cursos de Pós Graduação.
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