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Fundações: tipos e características

A construção de fundações é uma etapa importante e indispensável em qualquer construção, em algumas vezes sendo responsável por cerca de 30% do preço total da obra. Por isso, nós da Alcance Engenharia Júnior resolvemos escrever este blog para que vocês fiquem por dentro dos principais tipos de fundação utilizadas atualmente, assim como algumas de suas características. Assim, na hora da construção da sua casa dos sonhos, você e seu engenheiro podem encontrar juntos a melhor opção de fundação.

As fundações fazem parte do escopo de projetos estruturais e, basicamente, são elementos que suportam e distribuem a carga gerada pelos esforços e carregamentos da estrutura até as camadas resistentes do solo.

A norma brasileira que instrui o processo de levantar uma edificação é a NBR 6122, que padroniza projetos e execução de fundações. O cumprimento dessas instruções garante a segurança no alicerce da obra.

Cada modelo de construção e solo exigem um tipo específico de fundação, por isso uma empresa especializada deve fazer a sondagem do solo para que um engenheiro consiga utilizar os dados coletados para avaliar propriamente o melhor tipo de fundação a ser utilizado.

Existem vários tipos de fundações, sendo elas classificadas em diretas, que são aquelas que transferem a carga para o solo predominantemente pela base, e as indiretas que transmitem a carga pelas superfícies laterais. Além disso, há outra forma de classificação, que se define em dois grandes grupos: fundações rasas e fundações profundas, grupos esses que serão abordados mais especificamente neste blog.

Fundações Rasas

Uma fundação é dita rasa quando a sua profundidade de assentamento é menor que o dobro da menor dimensão de base e possui cota de apoio de até dois metros. Na execução deste tipo de fundação, grandes equipamentos não são necessários, o consumo de concreto não é elevado devido à baixa profundidade destas fundações, e vibrações no solo são raras no processo de construção.

Dentro desse grupo há subdivisões, e nós vamos apresentar as mais comuns:

Vigas Baldrame/ Alicerces:

Viga baldrame é um tipo de fundação rasa direta a qual, como o nome sugere – é um conjunto de vigas, que distribui as cargas do solo juntamente com algum outro tipo de fundação, por exemplo, pode ser usada juntamente com sapatas (imagem 2.1).

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2. 1 -Viga baldrame combinada com sapatas para distribuição de cargas. Fonte: Desconhecida.

Existem muitas formas de construir uma viga baldrame, mas os métodos mais conhecidos são utilizando formas de madeira (imagem 2.2) ou canaletas pré-moldadas (imagem 2.3).

2. 2 - Formas de madeira para viga baldrame. Fonte: Desconhecida.
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2. 3 - Canaletas pré-moldadas para viga baldrame. Fonte: Desconhecida.

Nos dois casos as ferragens são posicionadas antes de ser feita a concretagem. O método de escolha depende de muitas variáveis e deve ser pensado para cada caso em específico por um profissional da área. Na sequência de serviço para a viga baldrame, após a concretagem é necessário fazer a impermeabilização da fundação (imagem 2.4) para que não ocorra o problema de umidade nas paredes após o término da obra (imagem 2.5), problema que ocorre quando a umidade do solo nas fundações “sobe” para as paredes por capilaridade.

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2. 4 - Impermeabilização de viga baldrame utilizando pintura asfáltica. Fonte: Desconhecida.
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2. 5 - Umidade ascendente. Fonte: Desconhecida.

Blocos

Bloco é um tipo de fundação rasa direta que consiste basicamente de blocos de concreto sem armadura com bases geralmente quadradas ou retangulares.

O dimensionamento dos blocos de construção não necessita de armadura pois as tensões atuantes são resistidas pelo concreto devido às dimensões do bloco.

Este tipo de fundação é recomendado para obras pequenas em solos com boa capacidade de suporte. Os tipos de materiais mais utilizados para a construção dos blocos de fundação são: concreto simples, usinado e ciclópico. 

Segundo a NBR 6122, os blocos de fundação não devem ter dimensões menores do que 60 cm. Os blocos devem ser dimensionados por meio de cálculo estrutural e geométrico por um engenheiro calculista.

Sequência de serviços para execução de blocos de fundação

  1. Escavação e preparação da base;
  2. Execução de lastro em concreto magro;
  3. Locação e posicionamento;
  4. Montagem da fôrma de madeira e das armaduras;
  5. Arrasamento das estacas;
  6. Concretagem da peça estrutural;
  7. Desforma.

Sapata

Sapata é um tipo de fundação direta rasa bem conhecida que contém muitas variações. Neste blog, detalharemos as sapatas: isolada, alavancada e a sapata corrida.

Vale pontuar que para a escolha das formas e dos tipos de armadura, a alternativa recomendada é recorrer ao seu engenheiro que fará os cálculos necessários para a melhor escolha na sua construção.

Sapata isolada:

São recomendadas para terrenos com solo firme e boa resistência. Cada sapata é um “cubo” com dimensões calculadas para suportar cargas de um pilar, que por sua vez recebe as cargas de toda uma estrutura (imagem 4.1).

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4. 1 - Esquema 2D de distribuição de cargas em uma estrutura utilizando sapatas isoladas. Fonte: "Tipos de fundações", Blog PraConstruir.

Os tipos mais comuns de sapatas isoladas (imagem 4.2) são as sapatas em forma de cubo (ou com base quadrada e topo reto) e as sapatas em forma piramidal (ou com base quadrada e topo inclinado).

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4. 2 - Geometrias mais comuns para sapatas isoladas. Fonte: "Sapata isolada", Blog PraConstruir.

Sapata alavancada:

Uma sapata alavancada pode ser construída quando uma sapata isolada ou de divisa não está suportando a carga que está recebendo, então uma segunda sapata isolada é construída e é feita a união das duas com uma viga (imagem 4.3). Desta forma, parte da carga recebida em cada sapata isoladamente é transferida para a outra por meio da viga.

Sapata Corrida:

A sapata Corrida (imagem 4.4), assim como as vigas baldrame, são elementos lineares/contínuos que acompanham a linha das paredes, as quais lhes transmitem a carga. Mas as sapatas corridas diferem de vigas baldrame por sua geometria mais robusta e por serem assentadas diretamente no solo.

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4. 4 - Ilustração de fundação sapata corrida. Fonte: Desconhecida.

Radier

Radier é um tipo de fundação rasa direta recomendada para solos com baixa resistência. A forma desta fundação se parece com uma laje construída no chão (imagem 5.1), feita de concreto protendido ou concreto armado, que sustenta a estrutura da casa com distribuição de carga uniforme (imagem 5.2). É necessário que as instalações hidráulicas e elétricas que passam por baixo da estrutura estejam prontas antes da concretagem para evitar “quebra-quebra”. 

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5. 1 - Fundação radier pronta. Fonte: Desconhecida.
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5. 2 - Esquema 2D de distribuição de cargas utilizando sapata radier. Fonte: "Tipos de fundações", Blog PraConstruir.

Para construir uma fundação radier é necessário um processo de escavação do local onde ficará a estrutura, a compactação do solo, a impermeabilização do local escavado e compactado, a colocação das instalações hidráulicas e elétricas, o posicionamento da armação de aço e por fim, a concretagem.

Fundações Profundas

As fundações profundas são aquelas que transmitem suas cargas principalmente de forma indireta. Esse tipo de elemento estrutural possui cota mínima de apoio de três metros e seu assentamento necessita de uma profundidade superior a duas vezes a menor dimensão em planta.

Uma questão que deve ser considerada na hora de executar esse processo são as vibrações, pois com esse método elas podem vir a ocorrer e é melhor se atentar para não desencadear prejuízo às obras vizinhas.

Dentre os vários tipos de fundações dessa classificação, as mais comuns são:

Tubulão

Os tubulões são fundações profundas diretas que necessitam da descida de uma pessoa para finalizar o processo, limpando e alargando a base. Segundo a NBR 6122 a altura máxima da base do tubulão deve ser de 1,8m e deve ter um rodapé de 20cm com uma inclinação “β” máxima de 60° (imagem 6.2).

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6. 1 - Componentes da fundação tubulão. Fonte: TecConcursos.
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6. 2 - Base tubulão e posicionamento do ângulo “β”. Fonte: TecConcursos.

Os dois métodos construtivos mais utilizados para a construção da fundação tubulão são tubulão a céu aberto e tubulão com ar comprimido:

Tubulão a céu aberto:

No tubulão a céu aberto a escavação pode ser manual ou mecânica em solos coesos, quando há tendência ao desmoronamento o fuste é revestido com concreto ou aço. A escavação é feita acima do nível da água e logo após a abertura da base se inicia a concretagem.

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6. 3 - Processo construtivo tubulão a céu aberto. Fonte: Drilling.

Tubulão com ar comprimido:

Utilizar o tubulão com ar comprimido se torna necessário quando a escavação é executada abaixo do nível da água. Neste processo é feito um poço primário que é revestido com uma camisa metálica. Quando a próxima etapa da escavação chega ao nível da água é introduzido um equipamento de ar comprimido que “assopra” a água para as laterais do poço, em outras palavras, o equipamento bombeia a água e libera espaço para os operários trabalharem na base do tubulão.

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6. 4 - Ilustração de fundação tubulão sendo construída utilizando ar comprimido. Fonte: Desconhecida.

Estacas

As estacas podem ser cravadas ou perfuradas e são elementos de grande comprimento com pequenas seções transversais. Devido ser uma fundação profunda, as estacas são uma grande opção para locais com nível de água mais elevado, mas também para grandes edificações.

Esse tipo de fundação possui vários modelos, cada qual se adapta melhor a um tipo de solo e a necessidade de suportes de cargas, esses tipos são classificados conforme a maneira que são inseridas no solo, se são pré-moldados ou produzidas in loco, ou ainda de acordo com seu material. Alguns exemplos:

Estacas trado mecânico

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7. 1 - Ilustração de processo executivo para estacas utilizando trado mecânico. Fonte: DCC, UFPR.

Estaca Franki

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7. 2 - Ilustração de processo executivo para estacas Franki. Fonte: DCC, UFPR.

Barrete com seção retangular

7. 4 - Ilustração do processo de construção de estacas utilizando barrete com seção retangular. Fonte: Desconhecida.

Hélice contínua

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7. 3 - Ilustração do processo de construção de estacas de fundação utilizando hélice contínua. Fonte: DCC, UFPR.

Estaca metálica

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7. 5 - Estacas metálicas já instaladas no solo. Fonte: Eroico, Estacas Pré-Fabricadas.

Estaca de madeira

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7. 6 - Ilustração de estacas de madeira instaladas no solo. Fonte: Desconhecida.

 

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