Na construção um elemento de suma importância e a fundação, pois e ela que vai suportar todo o peso da obra e a deixa fixa e nivelada ao terreno. Fica totalmente enterrada no solo, e serve para apoiar a edificação ao terreno.
A fundação varia de acordo com cada tipo de solo. A primeira coisa é tentar conhecer o tipo e a capacidade de suporte do solo, após o qual é definido o tipo de fundação a ser executada. Uma sondagem e essencial, pois ela permite saber qual é a fundação mais indicada para cada solo. A maneira mais confiável, e mandar uma amostra das camadas do solo para firmas especializadas fazerem os estudos. Às vezes, mesmo que o solo e bastante rígido, e necessário uma fundação muito resistente devido à construção que pode ser de um prédio de 20 andares, por exemplo.
Se a fundação não estiver de acordo com as cargas que ela deve suportar, toda a segurança da obra estará comprometida, trazendo outros problemas para a estrutura, com paredes entortando, vigas se partindo, e pilares afundando.
É importante a união entre os projetos estrutural e o projeto de fundações num
grande e único projeto, uma vez que mudanças em um provocam reações imediatas no outro, resultando obras mais seguras e otimizadas.
São vários parâmetros a serem seguidos para uma boa escolha da fundação. Deve-se avaliar a topografia, para saber se cortes ou aterros serão feitos. Analisar a característica do solo, classificando em resistentes, rochosos, moles. Pesquisar qual a profundidade da água que corre sob este terreno. Levar em consideração o tipo de construção que será feita, se será uma casinha, ou um shopping center, e os parâmetros econômicos. Uma pesquisa na vizinhança para saber qual o tipo de fundação feita por eles, e seu comportamento ao longo do tempo, ajuda ao profissional a ter dados mais completos.
As fundações são classificadas em dois grupos, que levam em consideração a complexidade que e feita, e a carga que terá que suportar. São as fundações rasas e as fundações profundas, ou seja, direta e indireta, respectivamente.
As fundações rasas transmitem a carga do edifício ao terreno através das pressões distribuídas sob a base da fundação. Mais utilizadas em pequenas construções para solos rígidos e rochosos. As fundações superficiais estão assentadas a uma profundidade de até duas vezes a sua menor dimensão em planta. Os principais tipos de fundação superficial são: bloco, sapata e radier.
O bloco e um elemento de fundação composto por concreto simples, dimensionado de maneira que as tensões de tração nele produzidas possam ser resistidas pelo concreto, sem necessidade de armadura. Utilizadas em solos de alta resistência, com o custo mais baixo em relação as outros tipos de fundação. E de simples execução e não requer muito tempo.
A sapata e um elemento de fundação de concreto armado, de altura menor que o bloco, utilizando armadura para resistir a esforços de tração. Feita em solos resistentes, com um custo baixo. Pode assumir diversas formas geométricas para facilitar o apoio de pilares excêntricos, ou seja, que ficam no canto do terreno, formados por apenas a metade da sapata, precisa de uma viga de equilíbrio a ligando com outra sapata para que fique estável.
A sapata isolada tem geralmente formato de tronco de pirâmide e uma viga baldrame ligando umas as outras. Recebem uma camada de concreto magro embaixo para fazer um isolamento com o solo, assim evitando que ele absorva água do concreto.
Outro tipo de sapata e a sapata corrida, que se instala ao longo de toda a construção, embaixo de todas as paredes. O concreto e colocado numa vala feita embaixo de onde serão feitas as paredes. As cargas devem ser sempre transmitidas horizontalmente. Consome muito material.
A fundação rasa do tipo radier trata-se de uma laje de concreto que e feita sobre o solo ao longo de toda a construção. Utilizada em solos de baixa resistência, com uma camada fraca profunda. A laje recebe carga de todos os pilares, e deve ser feita usando armadura. Tem um custo muito elevado, pois utiliza muito material. Uma lona plástica pode ser estendida sob a laje para garantir impermeabilização.
Já para solos mais instáveis ou obras muito grandes, que depositaram muita carga ao terreno, a fundação tem que ser profunda, que fica muito abaixo do solo. Em terreno arenoso é só bater a estaca pré-moldada no solo, enquanto em terrenos mais firmes deve ser feita a retirada da terra e depois a concretagem do burraco.
Dois tipos de fundações profundas são as estacas e os tubulões:
Os tipos de estacas mais comuns são:
Estacas de Madeira: As estacas de madeira são troncos de árvores cravados com bate-estacas de pequenas dimensões e martelos leves. Antes da difusão da utilização do concreto, elas eram empregadas quando a camada de apoio às fundações se encontrava em profundidades grandes. Característica de preço baixo; fácil emenda; resiste a cravação e transporte; fácil corte; são leves comparadas com outros materiais. Porem é atacável por micro-organismos; aplicável somente para solos submersos em obras permanentes; quando cravadas através de solos moles ou água para atingir um estrato firme estão sujeitas a romperem sem ser visível o dano; não admitem carga de trabalho elevada; vulnerável a deterioração quando não tratada em situação submersa intermitentemente.
Estacas Metálicas: Indicadas para transmitir cargas horizontais muito resistentes; causam pouca vibração (penetração fácil); adequadas para penetrar em rochas brandas ou através de materiais duros com esforço e tempo mínimo; não necessitam de procedimentos auxiliares de cravação 9jateamento, etc.); podem ser cravadas em locais de altura restrita; podem ser cravadas próxima de estruturas existentes. As desvantagens são de alto custo; atacável por águas agressivas; atacável por solos corrosivos.
Estacas Strauss: tipo de fundação profunda executada por perfuração através de balde sonda (piteira), com uso parcial ou total de revestimento recuperável e posterior concretagem. Tem baixo custo, uso de revestimento, diâmetro de até 50 cm; capacidade de carga média; causam pouca vibração; não causam danos às construções vizinhas quando bem executadas. Em geral controle inadequado; não são recomendadas executá-las abaixo do nível d’água, principalmente em solos arenosos, nem em argilas moles.
Estacas tipo Franki: as estacas tipo Franki são executadas enchendo-se de concreto perfurações previamente executadas no terreno, através de cravação de tubo de ponta fechada, recuperado. Este fechamento pode ser feito no inicio da cravação do tubo ou em etapa intermediária, por meio de material granular ou peça pré-fabricada de aço ou de concreto. Possui boa qualidade de execução; boa e alta capacidade de carga; execução permite controle; solos coesivos são compactados durante a cravação; o comprimento pode ser ajustado de acordo com a variação do nível da camada resistente. Porem seu comprimento é limitado; pouca eficiência do equipamento; vibração na cravação; exigem cuidados durante a cravação do revestimento para que as estacas adjacentes não sejam danificadas; em certas condições a execução de uma estaca provoca o levantamento das adjacentes.
Estacas Hélice Contínua: Evitam a necessidade de revestimento (e problemas associados); evitam ruídos; rapidez de execução; evitam vibração; são econômicas; desenvolvem elevado atrito lateral. Exige mão-de-obra especializada; não indicada para solos compressíveis.
Estacas Raiz: é uma estaca de pequeno diâmetro concretada “in loco”, cuja perfuração é realizada por rotação ou por rotopercussão, em direção vertical ou inclinada. Essa perfuração se processa com um tubo de revestimento e o material escavado é eliminado continuamente, por uma corrente fluida (água, lama bentonítica ou ar) que introduzida através do tubo refluí pelo espaço entre o tubo e o terreno. Completada a perfuração, coloca-se a armadura ao longo da estaca, concretando-se à medida que o tubo de perfuração é retirado. Usam-se normalmente concretos especiais auto-adensáveis com agregados com granulométrica fina. Alta capacidade de carga; equipamento com acesso fácil; mínima perturbação; usam volumes pequenos de materiais; não provocam vibração ou choque na execução. Necessita de equipamento especial e necessidade de controle construtivo apurado.
O tubulão é empregado em locais de solo pouco resistentes ou que apresentam abundância de água. É empregado também para fundações dentro d'água como as fundações de pontes. A construção de um tubulão pode ser feita pelo método "a céu aberto" ou pelo método "a ar comprimido". Possui uma forma cilíndrica, e em pelo menos na etapa final ha a descida de um operário na escavação.
O concreto utilizado para fundações com tubulões também não exige especificações mais severas. Em geral, pode ser utilizado um concreto de 20 MPa, com pedra 2, tanto para o fuste quanto para a base.
A fundação do tipo tubulão a céu aberto e simples; não pode ser executado abaixo do nível d´água. Dispensa escoramento em terreno coesivo, mostrando-se uma alternativa econômica para altas cargas solicitadas, superior a 250 Tf. Limitado pelo nível da água. Se for encontrada água em pouca quantidade, ela pode ser tirada com uma bomba que a suga. Uma vantagem da fundação do tipo tubulão e que não provoca vibrações que possam incomodar a vizinhança ou mesmo movimentar o terreno.
Em contraste, a pelo método a ar comprimido, e utilizado em terrenos que apresentam dificuldade de empregar escavação mecânica ou cravação de estacas, como em áreas com alta densidade de matações, lençóis d´água elevados ou cotas insuficiente entre o terreno e o apoio da fundação. Nesse tipo de fundação, pode-se utilizar uma camisa metálica ou de concreto. Atinge uma profundidade do tubulão a 34 m abaixo do nível d´água. Custo elevado, de ate cinco vezes mais que uma fundação a céu aberto, e riscos de acidentes no trabalho altíssimos. A campânula, o compressor de ar, os guinchos e o encamisamento são equipamentos utilizados para execução de tubulões a ar comprimido.
O tubulão deverá permanecer comprimido durante 6 horas após a concretagem da base visando preservar a qualidade do concreto lançado, que poderá ser danificado por pressões do lençol freático ou presença de interferências geradas pela presença de ar comprimido de escavações próximas.
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