Questão Prática - Fundações Rasas
Uma edificação de pequeno porte será construída em um terreno plano, na cidade de Uberlândia-MG. Para a fundação de dois pilares, propõe-se a utilização de sapatas isoladas quadradas, centradas, com bases situadas a 1,20 metros de profundidade em relação ao terreno natural. A seção transversal de ambos os pilares é de 0,35 m times 0,35 m.
As cargas verticais de serviço transmitidas pelos pilares são as seguintes:
  • Pilar A: 400 kN
  • Pilar B: 650 kN
O perfil de solo é predominantemente composto por areia silto-argilosa. Até a profundidade de 2,0 metros, o solo apresenta características colapsíveis, o que exige atenção quanto à profundidade de apoio das fundações. O nível d’água foi identificado a 11,0 metros de profundidade.
A seguir, são apresentados os resultados de uma sondagem a percussão (SPT) realizada no local:
Profundidade (m) |c|c|c|c| hline Profundidade (m) & $N SPT $ & Profundidade (m) & $N SPT $ hline 0,00-1,00 & 4 & 6,00-8,00 & 21 hline 1,00-2,00 & 6 & 8,00-10,00 & 23 hline 2,00-3,00 & 10 & 10,00-12,00 & 26 hline 3,00-4,00 & 12 & 12,00-14,00 & 29 hline $4,00-5,00$ & 15 & 14,00-17,00 & 30 hline 5,00-6,00 & 18 & 17,00-20,00 & 32 hline Profundidade (m) 1,20 m
0,00-1,00 4 6,00-8,00 21
1,00-2,00 6 8,00-10,00 23
2,00-3,00 10 10,00-12,00 26
3,00-4,00 12 12,00-14,00 29
N SPr 15 14,00-17,00 30
5,00-6,00 18 17,00-20,00 32
De acordo com documentação preliminar recebida, o projeto da fundação foi elaborado por terceiros e prevề sapatas com cota de apoio a de profundidade. Essa solução deve ser analisada criticamente, levando em conta as características do solo, especialmente a presença da camada colapsível nas primeiras camadas.
A tensão admissível do solo deve ser obtida por meio de métodos semiempíricos, utilizando diretamente os valores de NSPT, conforme apresentado em sala de aula e nas referências técnicas recomendadas. Não se deve utilizar a abordagemn teórica clássica de capacidade de carga última com fator de segurança.
Devem ser considerados os seguintes aspectos no dimensionamento das fundações:
a) Estimativa dos parâmetros geotécnicos por meio de correlações semiempíricas com o ;
b) Cálculo da tensão admissível do solo por métodos semiempíricos;
c) Dimensionamento das sapatas para os dois pilares, incluindo verificação de tensoes no solo;
d) Estimativa do recalque imediato, assumindo comportamento elástico linear;
e) Estimativa do recalque admissível com base em um vão entre pilares (A e B) de 5,0 metros, utilizando os limites de distorção angular recomendados por Vargas e Silva (1981) e Bjerum (1963);
f) Verificação da compatibilidade de recalques entre as fundações dos dois pilares;
g) Avaliação técnica da profundidade de apoio proposta, considerando os riscos associados a presença da camada colapsível.
O trabalho deve ser apresentado com capa e seguir os cuidados formais de um trabalho académico, incluindo organização, clareza na apresentação, uso correto de unidades e referências bibliografficas utilizadas.
Data de entrega do trabalho: 10/04/2025 (na aula).

Passo 1

Beleza, aqui a gente tá falando de fundações rasas (sapatas isoladas quadradas) para dois pilares (A e B) em Uberlândia. As sapatas ficam a 1,20 m de profundidade e cada pilar tem seção de 0,35 m×0,35 m. As cargas são 400 kN (pilar A) e 650 kN (pilar B). O solo é uma areia silto‐argilosa com camadas colapsíveis até 2 m de profundidade; temos ensaios SPT (𝑁_SPT) em vários níveis.
Conteúdo: geotecnia (fundações rasas), correlações semiempíricas com 𝑁_SPT, capacidade de carga admissível, recalque imediato (elástico), recalque admissível por distorção angular, compatibilidade de recalques e avaliação do nível de apoio em camada colapsível.
O que vamos usar:
  • Correlações entre 𝑁_SPT e módulo de elasticidade 𝐸, ângulo de atrito interno φ, tensão admissível q_adm;
  • Fórmula de dimensionamento de sapata quadrada ;
  • Método de Schmertmann para recalque imediato;
  • Critério de distorção angular ( );
  • Comparação de recalques e julgamento sobre profundidade de apoio.

Passo 2

Estimativa dos parâmetros do solo a partir de 𝑁_SPT na profundidade de 1,20 m (camada 1,00–2,00 m, 𝑁_SPT=6):
  1. Módulo de elasticidade (corr. semiempírica): E = 2,5;MPatimes NSPTapprox 2,5times6 = 15;MPa
  2. Ângulo de atrito interno (assumido para areia silto‐argilosa com varphi approx 30^circ): qadm approx 50,kPatimes NSPT = 50times6 = 300,kPa
  3. Tensão admissível pelo método semiempírico (regra prática):

Passo 3

Dimensionamento das sapatas:
Para sapata quadrada q = PB^2<= qadm, basta garantir
BA = raiz400300 = raiz1,333 approx 1,155;m;to;1,20,m (arred)
Pilar A ( BB = raiz650300 = raiz2,167 approx 1,472;m;to;1,50,m (arred)):
qA = 4001,2^2 = 278,kPa <300,kPa, qB = 6501,5^2 = 289,kPa<300,kPa
Pilar B ( ):
Verificação rápida:

Passo 4

Recalque imediato (Schmertmann, elástico linear):
Fórmula simplificada para recalque central de sapata quadrada:
s = q,BE;Is,
onde qA = 278,kPa,;BA=1,20,m,;E=15,MPa;Rightarrow;sA=278,000times1,2015,000,000times0,1approx2,22,mm é a tensão média no topo do sapata, qB = 289,kPa,;BB=1,50,m;Rightarrow;sB=289,000times1,5015,000,000times0,1approx2,89,mm a largura da sapata, módulo de elasticidade do solo e fator de forma (tipicamente para sapata quadrada).
– Pilar A:
– Pilar B:

Passo 5

Recalque admissível por distorção angular
Distância entre pilares De. Limite de distorção angular (Vargas & Silva, Bjerum):
Como e , ambos são bem menores que 25 mm.

Passo 6

Compatibilidade de recalques
Diferença entre recalques:
De
É desprezível frente aos limites de 25 mm, logo não há problema de assentamentos diferenciais críticos.

Passo 7

Avaliação da profundidade de apoio
A sapata a 1,20 m penetra numa camada marcada como colapsível (até 2 m). Isso traz risco de recalques repentinos e quebra do critério de capacidade, especialmente em época de chuvas. Conclusão: é recomendável aprofundar a sapata abaixo da camada colapsível (por ex. 2,50 m) ou trocar a camada superior para garantir estabilidade e evitar colapso.

Resposta

  1. Sapata do pilar A: 1,20 m × 1,20 m; do pilar B: 1,50 m × 1,50 m.
  2. Tensão admissível adotada kPa.
  3. Recalques imediatos estimados: mm e mm.
  4. Recalque admissível mm; os recalques calculados estão dentro deste limite e sua diferença ( mm) é desprezível.
  5. A profundidade de 1,20 m repousa em solo colapsível – é recomendável aprofundar além de 2 m ou substituir a camada superior para mitigar riscos.

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