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
.
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)
Profundidade (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
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).
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
As cargas verticais de serviço transmitidas pelos pilares são as seguintes:
A seguir, são apresentados os resultados de uma sondagem a percussão (SPT) realizada no local:
Profundidade (m) |
|
Profundidade (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 |
|
15 | 14,00-17,00 | 30 |
5,00-6,00 | 18 | 17,00-20,00 | 32 |
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:
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):
- Módulo de elasticidade (corr. semiempírica):
- Ângulo de atrito interno (assumido para areia silto‐argilosa com
): - Tensão admissível pelo método semiempírico (regra prática):
Passo 3
Dimensionamento das sapatas:
Para sapata quadrada , basta garantir
Para sapata quadrada
Pilar A (
):
Pilar B (
):
Verificação rápida:
Passo 4
Recalque imediato (Schmertmann, elástico linear):
Fórmula simplificada para recalque central de sapata quadrada:
Fórmula simplificada para recalque central de sapata quadrada:
onde
é a tensão média no topo do sapata,
a largura da sapata,
módulo de elasticidade do solo e
fator de forma (tipicamente
para sapata quadrada).
– Pilar A:
– Pilar A:
– Pilar B:
Passo 5
Recalque admissível por distorção angular
Distância entre pilares . Limite de distorção angular
(Vargas & Silva, Bjerum):
Distância entre pilares
Como
e
, ambos são bem menores que 25 mm.
Passo 6
Compatibilidade de recalques
Diferença entre recalques:
Diferença entre recalques:
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.
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
- Sapata do pilar A: 1,20 m × 1,20 m; do pilar B: 1,50 m × 1,50 m.
- Tensão admissível adotada
kPa. - Recalques imediatos estimados:
mm e mm. - Recalque admissível
mm; os recalques calculados estão dentro deste limite e sua diferença ( mm) é desprezível. - 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.