1) O documento discute tipos de fundações, incluindo fundações superficiais como sapatas e fundações profundas como estacas, e fatores a serem considerados em seu projeto e construção. 2) É destacada a importância de investigações geotécnicas para caracterizar o solo e determinar o tipo adequado de fundação. 3) São definidos conceitos como recalque, pressão admissível e atrito lateral importantes para dimensionar fundações de forma segura e evitar danos à estrutura.

1. FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS
FTC- ITABUNA
Prof. EGBERTO MELGAÇO FERREIRA
Fonte: Materiais diversos, como livros, sites e catálogos técnicos indicados nas referências.
FUNDAÇÕES E OBRAS DE TERRA

2. Fundações
“É verdade que experiência em fundações não se transfere,
mesmo que se queira, mas adquiri-se na vida prática pela
vivência. Também é importante se ter bons mestres como tudo na
vida”.
Eng. Ferdinando Ruzzante N

3. Introdução
As cargas de uma estrutura são transferidas para o solo
através de uma fundação. Assim podemos dizer que fundação é
uma estrutura, normalmente construída em concreto armado,
simples , aço ou madeira.
As fundações devem ter resistência adequada para suportar às
tensões causadas pelos esforços solicitantes. Além disso, o solo
necessita de resistência e rigidez apropriadas para não sofrer
ruptura e não apresentar deformações exageradas ou
diferenciais.
Os recalques devem estar dentro dos limites toleráveis em
norma.

4. 1- Investigações geotécnicas
geológicas e observações locais
Devemos fazer sondagens de simples reconhecimento
(sondagem à percussão), mas dependendo do porte da
obra ou se as informações obtidas não forem satisfatórias,
outros tipos de pesquisas serão executados (por exemplo,
poços exploratórios, ensaio de penetração contínua,
ensaio de palheta).
Características como: número de pontos de sondagem,
seu posicionamento no terreno (levando-se em conta a
posição relativa do edifício) e a profundidade a ser atingida
são determinadas por profissional capacitado, baseado em
normas brasileiras e na sua experiência (BRITO,1987).

5. 1.1 Sondagens de reconhecimento(SPT)

6. 2 – Tipos de Fundações
2.1 Fundação superficial (ou rasa ou direta)
Elementos de fundação em que a carga é transmitida ao
terreno, predominantemente pelas pressões distribuídas
sob a base da fundação, e em que a profundidade de
assentamento em relação ao terreno adjacente é inferior a
duas vezes a menor dimensão da fundação. Incluem-se
neste tipo de fundação as sapatas, os blocos, os radier, as
sapatas associadas, as vigas de fundação e as sapatas
corridas.

7. 2.2 Sapata
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. Pode possuir espessura
constante ou variável, sendo sua base em planta
normalmente quadrada, retangular ou trapezoidal.

8. 2.3 Bloco
Elemento de fundação superficial de concreto,
dimensionado de modo que as tensões de tração nele
produzidas possam ser resistidas pelo concreto, sem
necessidade de armadura. Pode ter suas faces verticais,
inclinadas ou escalonadas e apresentar normalmente em
planta seção quadrada ou retangular.

9. 2.4 Radier
Elemento de fundação superficial que abrange todos os
pilares da obra ou carregamentos distribuídos. Os radiers
são elementos contínuos que podem ser executados em
concreto armado, protendido ou em concreto reforçado
com fibras de aço.

10. Sapata comum a vários pilares, cujos centros, em planta,
não estejam situados em um mesmo alinhamento.
2.5 Sapata associada (ou radier parcial)

11. 2.6 Viga de fundação
Elemento de fundação superficial comum a vários pilares,
cujos centros, em planta, estejam situados no mesmo
alinhamento.

12. Sapata comum a vários pilares, cujos centros, em planta,
não estejam situados em um mesmo alinhamento
2.7 Sapata corrida

13. 2.8 Fundação profunda
Elemento de fundação 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 está assente em profundidade superior ao dobro de
sua menor dimensão em planta, e no mínimo 3 m, salvo
justificativa. Neste tipo de fundação incluem-se as estacas,
os tubulões e os caixões.
Nota: Não existe uma distinção nítida entre o que se
chama estaca, tubulão e caixão. Procurou-se nesta Norma
seguir o atual consenso brasileiro a respeito.
NBR 6122

14. 2.9 Estaca
Elemento de fundação profunda executado inteiramente
por equipamentos ou ferramentas, sem que, em qualquer
fase de sua execução, haja descida de operário. Os
materiais empregados podem ser: madeira, aço, concreto
pré-moldado, concreto moldado in situ ou mistos.

15. 2.10 Estaca tipo broca
Tipo de fundação profunda executada por perfuração com
trado e posterior concretagem.

16. 2.11 Estaca apiloada
Tipo de fundação profunda executada por perfuração com
o emprego de soquete. Nesta Norma, este tipo de estaca é
tratado também como estaca tipo broca.
Nota: Tanto a estaca apiloada como a estaca escavada,
com injeção, incluem-se em um tipo especial de estacas
que não são cravadas nem totalmente escavadas.

17. 2.12 Estaca tipo Strauss
Tipo de fundação profunda executada por perfuração
através de balde sonda (piteira), com uso parcial ou total
de revestimento recuperável e posterior concretagem.

18. 2.13 Estaca tipo Franki
A Estaca Franki é uma estaca moldada no solo em
concreto armado. Um tubo metálico com ‘ponta fechada’
por meio de ‘bucha seca’ é cravado dinamicamente no
local de execução e é recuperado simultaneamente à
concretagem da estaca.

19. 2.13 Estaca tipo Franki

20. 2.14 Estaca "hélice contínua"
Tipo de fundação profunda constituída por concreto,
moldada in loco e executada por meio de trado helicoidal
contínuo e injeção de concreto pela própria haste do trado.

21. 2.15 Cota de arrasamento
Nível em que deve ser deixado o topo da estaca ou
tubulão, demolindo-se o excesso ou completando-o, se for
o caso. Deve ser definido de modo a deixar que a estaca e
sua armadura penetrem no bloco com um comprimento
que garanta a transferência de esforços do bloco à estaca.

22. Elemento de fundação profunda, cilíndrico, em que, pelo
menos na sua etapa final, há descida de operário. Pode
ser feito a céu aberto ou sob ar comprimido (pneumático) e
ter ou não base alargada. Pode ser executado com ou sem
revestimento, podendo este ser de aço ou de concreto.
No caso de revestimento de aço (camisa metálica), este
poderá ser perdido ou recuperado.
2.16 Tubulão

23. 2.17 Tubulão a céu aberto

24. 2.18 Tubulão a ar comprimido

25. 3 Pressão admissível de uma fundação
superficial
Tensão aplicada por uma fundação superficial ao terreno,
provocando apenas recalques que a construção pode
suportar sem inconvenientes e oferecendo,
simultaneamente, segurança satisfatória contra a ruptura
ou o escoamento do solo ou do elemento estrutural de
fundação.

26. 3.1 Carga admissível sobre uma estaca ou
tubulão isolado
Força aplicada sobre a estaca ou o tubulão isolado,
provocando apenas recalques que a construção pode
suportar sem inconvenientes e oferecendo,
simultaneamente, segurança satisfatória contra a ruptura
ou o escoamento do solo ou do elemento de fundação.
Nota: As definições de 3 e 3.1 esclarecem que as
pressões e as cargas admissíveis dependem da
sensibilidade da construção projetada aos recalques,
especialmente aos recalques diferenciais específicos, os
quais, de ordinário, são os que podem prejudicar sua
estabilidade ou funcionalidade.

27. 4 Recalque
Movimento vertical descendente de um elemento
estrutural. Quando o movimento for ascendente,
denomina-se levantamento. Convenciona-se representar o
recalque com o sinal positivo.
4.1 Recalque diferencial específico
Relação entre as diferenças dos recalques de dois apoios
e a distância entre eles.

28. 5 Fundação sobre rocha
Para a fixação da pressão admissível de qualquer
fundação sobre rocha, deve-se levar em conta a
continuidade desta, sua inclinação e a influência da atitude
da rocha sobre a estabilidade. Pode-se assentar fundação
sobre rocha de superfície inclinada desde que se prepare,
se necessário, esta superfície (por exemplo:
chumbamentos, escalonamento em superfícies
horizontais), de modo a evitar deslizamento da fundação.

29. 6 Pressões básicas (σo)
c) Para rochas alteradas ou em decomposição, têm que ser levados em conta a
natureza da rocha matriz e o grau de decomposição ou alteração.

30. 7 Dimensão mínima
Em planta, as sapatas ou os blocos não devem ter
dimensão inferior a 80 cm sapata isola e 60 cm sapata
corrida.
7.1 Profundidade mínima
A base de uma fundação deve ser assente a uma
profundidade tal que garanta que o solo de apoio não seja
influenciado pelos agentes atmosféricos e fluxos d’água.
Nas divisas com terrenos vizinhos, salvo quando a
fundação for assente sobre rocha, tal profundidade não
deve ser inferior a 1,5 m.

31. 7.2 Lastro
Em fundações que não se apoiam sobre rocha, deve-se
executar anteriormente à sua execução uma camada de
concreto simples de regularização de no mínimo 5 cm de
espessura, ocupando toda a área da cava da fundação.
7.3 Fundações em cotas diferentes
No caso de fundações próximas, porém situadas em cotas
diferentes, a reta de maior declive que passa pelos seus
bordos deve fazer, com a vertical, um ângulo α como
mostrado na Figura 5, com os seguintes valores:
a) solos pouco resistentes: α ≥ 60°;
b) solos resistentes: α = 45°;
c) rochas: α = 30°.

32. 7.4 Fundações em cotas diferentes
A fundação situada em cota mais baixa deve ser
executada em primeiro lugar, a não ser que se tomem
cuidados especiais.
Fundações próximas, mas em cotas diferentes

33. 8 Atrito lateral
O atrito lateral é considerado positivo no trecho do fuste da
estaca ou tubulão ao longo do qual o elemento de
fundação tende a recalcar mais que o terreno circundante.
O atrito lateral é considerado negativo no trecho em que o
recalque do solo é maior que o da estaca ou tubulão. Este
fenômeno ocorre no caso de o solo estar em processo de
adensamento, provocado pelo peso próprio ou por
sobrecargas lançadas na superfície, rebaixamento de
lençol d’água, amolgamento decorrente de execução de
estaqueamento, etc.

34. 8.1 Estaca por atrito
São estacas que não chegam com sua ponta na
camada de solo impenetrável, ou o solo mais
resistente.

35. 8.2 Estaca de suporte
São estacas que sua ponta chegam na camada de solo
impenetrável, e ou penetram no solo mais resistente,
transferindo parte de sua carga a ele.

36. 9 Execução
9.1 Sapata isolada
Normalmente usada em solos com uma boa resistência
mecânica, sem ligação com outra sapata, dimensionada em
função do carregamento de um único pilar.
Sua forma geralmente é em pirâmide ou tronco e ligadas entre
se por cintas ou vigas baldrame.
Sob as sapatas devemos colocar uma camada de concreto
magro, com a finalidade de isolar o fundo da sapata, reduzindo-
se a perda de água do concreto da fundação, sapata ou radier.

37. 9.2 Sapata corrida em concreto
São executadas em terrenos com uma boa resistência, de
edificações médias e pequenas, com paredes com função
estrutural.
Em terrenos inclinados devemos manter a sapata em nível
horizontal, escalonando-a para distribuir as tensões a esse
plano.

38. 9.3 Estacas
9.3.1 Nega de uma estaca é igual a média do comprimento
cravado dos últimos 10 golpes do bate estacas.
Altura de queda do martelo :
Ideal – 1,5 a 2,0m
Abaixo – falsa nega
Acima quebra da estaca

39. 9.3.2 Arrasamento da estaca
• Após a cravação da estaca, de acordo projeto, procede-
se o corte da sobra da cabeça da estaca.

40. 10 Bloco de fundação ou bloco de estaca
Nas fundações profunda a transmissão da carga dos
pilares é feita através de blocos rígidos de concreto
armado sobre as estacas.

41. 10.1 Formas e dimensões dos blocos
Os blocos de coroamento das estacas dependem da forma
e das dimensões dos pilares, assim como do números de
estacas e sua distribuição sob o pilar.

42. 11 Noções básicas de mecânica dos solos
Os solos tem sua origem das rochas, onde sofreram
variações mecânicas, físicas e químicas, gerando grãos com
tamanhos muito pequenos, com isso formando diversas
características de solos.
O diâmetro dos grãos de argila é inferior a 0,002 mm, e
chega a diâmetros da ordem de 10 angstrom(0,000001 mm).
O silte tem diâmetro acima de 0,002 mm, até 0,075 mm.
Devemos diferenciar o silte da argila fazendo um teste, que
consiste em pegarmos uma porção de solo e moldar-se com
facilidade sem que ele se desagregue, podemos afirmar que
o solo é uma argila. Caso contrário se trata de um silte.

43. 11.1 Noções básicas de mecânica dos solos
Outra forma de se diferenciar argila do silte, é que a argila
ao ser queimada dando origem a cerâmica, sem fissuras e
trincas, já com o silte ao ser queimado apresentará trincas.
11.2 Areia
De fácil identificação visual, seus grãos são geralmente
grandes, a partir de 0,075 mm até 2,00 mm.
11.3 Pedregulho
De fácil identificação visual seu diâmetro é de 2,00 mm até
5,00 cm.

44. 12 Origem dos solos
Dependem das rochas que as originou.
O quartzo é um material bastante resistente à
decomposição, dando origem ao silte e as areias.
O feldspatos são responsáveis pela formação das argilas,
por ser um material que se desagrega com mais facilidade.
As argilas apresentam-se com várias composições
químicas, sendo assim diferentes comportamentos,
absorvendo mais ou menos água.

45. 13 Identificação táctil - visual

46. 14 Seleção técnica de solos

47. 15 Patologias nas fundações
Acidentes que envolvem as obras em solo invariavelmente
são de grandes proporções e muitas vezes levam à ruína
total das edificações que estão implantadas no local.
Destacam-se as patologias em edificações ocupados por
pessoas tais como edifícios residenciais ou comerciais pois
eles normalmente causam maiores traumas devido ao seu
uso e exposição ao público.
A recuperação dessas patologias resultam em custos de
elevados, pois além dos valores diretos da recuperação da
edificação tais como como reforços da estrutura e
fundações, existem os custos indiretos decorrentes das
ações judiciais por parte dos proprietários dos imóveis,
necessidade de interdição e desocupação dos imóveis
com consequente acomodação dos moradores das
edificações envolvidas em hotéis, etc.

48. 15.1 Ruptura de edifício na China

49. 15.2 Ruptura de muro de arrimo

50. 15.3 Empuxo não previsto na fundação

51. 15.4 Ruptura das estacas de silo de grãos

52. 15.5 Ruptura das fundações

53. 15.6 Estaca pré-moldada rompida

54. 15.7 Desconfinamento de fundação vizinho

55. 16 Causas de patologias nas fundações
As patologias causadas por fundações são ocasionadas
por recalques e/ou ruptura dessas estruturas enterradas
que recebem as cargas da superestrutura e as transmitem
para o solo. As causas dos recalques podem ser a
deficiência na interação solo / estrutura e/ou deformações
do solo de apoio devido ao acréscimo de tensões
provocados pela edificação ou elementos exteriores.
Algumas trincas na estrutura e desaprumos são sinais
característicos de recalques nas fundações tais como:

56. 16.1 Recalque do pilar central

57. 16.1 Recalque dos pilares de canto

58. 16.2 Recalque de um único pilar

59. 17 Investigação deficiente do subsolo
1) Ausência de investigações do subsolo (sondagem tipo
SPT, sondagem a trado, poço de prova, etc) que identifique
as características do solo onde serão implantadas as
fundações (granulometria, resistência, lençol freático).
2) Quantidade de sondagens ou ensaios insuficientes
induzindo a generalização das soluções de fundações
quando na realidade existe variação do tipo de solos.

60. 17.1 Investigação deficiente do subsolo
3) Erros na execução das investigações tais como:
Nas sondagens tipo SPT: peso e altura de queda não
padronizado, uso de amostrador não padronizado, uso de
perfuração com lavagem sem necessidade, erro na
interpretação dos dados de campo
• Classificação táctil visual deficiente induzindo a adoção
de parâmetros de solos errados.
• Erro na determinação do nível do lençol freático,
• Má fé por parte do executor da sondagem que, por
exemplo, aumenta o comprimento das perfurações, etc.

61. 17.1 Camada orgânica não detectada na
sondagem

62. 17.2 Vazios não interceptados nas sondagens

63. 18 Deficiência nos projetos
1) Interpretação errada das sondagens e ensaios
complementares devido a erro na execução ou na adoção
dos parâmetros de resistência do solo errados.
2) Escolha inadequada da solução técnica do tipo de
fundações gerando problemas executivos (comprimento de
estacas insuficientes, etc.).
3) Dimensionamento errado das fundações no que se
refere à capacidade de carga dos elementos projetados,
falta de análise dos recalques e projeto estrutural das
fundações deficiente.

64. 18.1 Deficiência nos projetos
4) Detalhamento deficiente do projeto de fundações
gerando dúvidas e erros na execução devido à falta de:
• Capacidade de carga adotada nos elementos de
fundações (cargas e tensões admissíveis).
• Previsão das cotas de ponta das fundações.
• Especificações dos materiais a serem utilizados no que
se refere a bitolas, comprimento, resistência à
compressão, tração e flexo-compressão.
• Especificações técnicas e construtivas incluindo etapas
executivas de cada fase da obra.
• Elementos de referência tais como planta de carga,
sondagens, etc.

65. 18.2 Deficiência no acompanhamento da obra
5) Acompanhamento técnico da execução da obra
deficiente devido a :
• Falta de engenheiro de solos acompanhando e
adequando as fundações às condições locais.
• Falta de controle de qualidade na execução das
fundações. Retiradas de negas das estacas e ensaios de
prova de carga dinâmico e/ou estático.
• Falta de controle de qualidade dos materiais, a exemplo
dos ensaios de resistência do concreto e aço.
• Falta de controle geométrico (excentricidade,
profundidade, bitola e desaprumo).
• Falta do as built final das fundações para análise de
eventual patologia, caso haja necessidade.

66. 19 FUNDAÇÃO DIRETA OU SUPERFICIAL
19.1 Critério para escolha
• Análise técnica e econômica das várias alternativas
• Verificar edificações vizinhas à obra
• Sondagem de reconhecimento do subsolo (SPT)
• Mão de obra para execução da fundação escolhida

67. 19.1 Resistência do solo em função do SPT
• Algumas fórmulas empíricas de correlação com o SPT.
Porém a fórmula acima não leva em consideração o tipo
de solo. Já estas abaixo considera o solo.

68. 20 Tabela de resistência do solo pelo (IPT)

69. 21 Tensão admissível
• Podemos expressar a tensão admissível do solo e o
SPT pela fórmula:
média aritmética dos SPTs na base da
sapata e final do bulbo de pressão.
2,0 B ≤ L ≤3,0B
L – profundidade do bulbo de pressão
B – menor dimensão da sapata

70. 22 SPT médio no bulbo de pressão

71. 23 Sapata isolada
• Na prática quando o número do SPT for igual ou
superior a 8 golpes, e a fundação for assentada no
máximo a 2 m de profundidade. Abaixo temos dois perfis
de sondagens para análise.

72. 24 Bulbo de tensão
• Para que o critério do SPT ≥ 8 seja válido, é
necessário que os números dos golpes do SPT
dentro do bulbo de tensões sejam iguais ou
maiores que N 8.

73. 25 Correlação entre SPT com as características
dos solos - argilas.

74. 26 Correlação entre SPT com as características
dos solos - areias.

75. 27 Tabela de solo e sua denominação

76. 28 Exemplo de sapata isolada
1°) Dimensionar uma fundação para o pilar com as
características abaixo:
• P = 97 Tf
• Seção do pilar (20x40) cm
• Concreto Fck = 250 Mpa = 250 Kgf./ cm²
• Sondagem: silte arenoso com pedregulhos, cor
variegada, na cota de 1,5 m e com SPT (N = 8)
• Na cota de 2,0 m Alteração de rocha, muito compacta,
cor variegada.
• Na cota de 2,20 m impenetrável a percussão por
número de golpes

77. 28.1 Dimensionamento de sapata isolada
• Utilizando-se fórmulas empíricas para determinar a
tensão admissível do solo como:
σ adm= √8- 1 = 1,8 Kgf./ cm² ou
σ adm= N/5
σ adm= 8/5 =1,6 Kgf./ cm²

78. 28.2 Utilizando tabelas
• Silte arenoso:SPT 5 a 8; taxa do solo de 1,0 a 2,0 Kgf./ cm²
• Variação dos golpes: 8 – 5= 3
• Variação da resistência: 2,0 – 1,0= 1,0 Kgf./ cm²
• No intervalo, cada golpe: 1/3 = 0,33 Kgf. / cm²
• Assim, para N=8
• σ adm= 1 + 3 x 0,33 = 2,0 Kgf. / cm²
• A área da sapata projetada deve ser maior ou igual á relação
da carga do pilar(N) e a tensão admissível (σs)

79. 28.3 Dimensionamento
• Ssap = (97 000 )/1,5=64 666,67 cm²
• Pilar : a = 20 cm; b = 40 cm
• B = 30 + 254,49 = 284,49 cm , adoto: 285 cm
• A = Ssap / B = 64 666,67/ 285 = 226,90 cm
• h= 30% do lado maior
• h= 0,30 x 285 = 85,5 cm
• Para não haver punção, a tensão de cisalhamento deve ser
inferior a:
B=
𝑏−𝑎
2
+
𝑏−𝑎 2
4
+ Ssap
B=
40−20
2
+
40−20 2
4
+ 64666,67