UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI
OSVALDO SOARES DE SANTANA
FUNDAÇÕES RASAS PARA RESIDÊNCIAS
POPULARES
SÃO PAULO
2011
2
OSVALDO SOARES DE SANTANA
FUNDAÇÕES RASAS PARA RESIDÊNCIAS
POPULARES
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado como exigência parcial
para a obtenção do título de Graduação
do Curso de Engenharia Civil da
Universidade Anhembi Morumbi
Orientador: Prof. Ilan Davidson Gotlieb
SÃO PAULO
2011
3
OSVALDO SOARES DE SANTANA
FUNDAÇÕES RASAS PARA RESIDÊNCIAS
POPULARES
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado como exigência parcial
para a obtenção do título de Graduação
do Curso de Engenharia Civil da
Universidade Anhembi Morumbi
Trabalho apresentado em:
______________________________________________
Prof. Ilan Davidson Gotlieb
Comentários:_________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
4
“Não basta ensinar ao homem uma especialidade, porque se tornará assim uma máquina
utilizável e não uma personalidade. É necessário que adquira um sentimento, um senso
prático daquilo que vale a pena ser empreendido, daquilo que é belo, do que é
moralmente correto."
(Albert Einstein)
5
Esta obra é dedicada aos mestres que me apoiaram e me acompanham nesta luta
constante pelo aprendizado e aplicação da Engenharia Civil.
6
RESUMO
Este trabalho é o resultado de uma pesquisa efetuada sobre concepções de fundações
rasas ou diretas para construção de residências populares sobre diversos tipos de solos.
A pesquisa foi desenvolvida para buscar soluções técnicas para execução de fundações
rasas, que satisfaçam a um publico de baixa renda e que atendam as normas técnicas de
fundações rasas na construção de residências populares.
Com as políticas habitacionais dos governos municipais, estaduais e federal, atualmente,
observa-se um mercado crescente na construção de habitações populares. Essa
demanda crescente trouxe também problemas técnicos para que a engenharia civil
busque por soluções econômicas e tecnicamente corretas. Nesse mercado de
construções populares têm sido observados vários problemas de patologias, uso intenso
de materiais de baixa qualidade, método executivo inadequado entre outras deficiências.
Um desses problemas corriqueiros são os serviços e projetos de fundações de
condomínios populares que requerem soluções técnicas de baixo custo.
As fundações são os primeiros serviços de uma construção civil, que ao apresentar
deficiências podem tornar a edificação inabitável. A adoção de soluções técnicas de
recuperação para fundações de edificações já erguidas ficam impraticáveis pelo alto
custo. Tratando-se de residências populares, avalia-se que o custo do reparo possa
ultrapassar o custo da própria edificação.
7
É para evitar tais problemas que o presente estudo foi desenvolvido visando à construção
tecnicamente correta de condomínios populares.
No estudo de caso, são apresentadas todas as etapas de uma obra, partindo da escolha
da fundação de acordo com as características geotécnicas do solo de fundação, até a
conclusão da edificação e seus benefícios por utilizar a fundação rasa.
Palavra-chave: Fundações rasas ou diretas, execução de fundações rasas.
8
ABSTRACT
This work is the result of a research on shallow foundations for low costs housing on
various soil types. The research was developed to access low-costs solutions that fulfill the
technical needs for popular buildings and houses.
With the housing policies of cities, state and federal governments, currently, there is a
growing market on low-cost housing. This growing demand has also brought difficulties for
the engineers to create technical solutions that are both, technically and economically
correct. In this popular market, buildings have showed several problems such as,
pathologies, excess use of low quality materials, and inadequate executive methods
among other deficiencies. One of these common problems is the execution and designing
of foundation for popular high-rise condominiums that require low-cost technical solutions.
The foundations are the first services of a construction, which may have deficiencies that
can make a building uninhabitable. The strengthening of deficient foundations of buildings
already erected is impractical due to its high costs. In the case of popular residences, it is
estimated that the cost of repair may exceed the cost of the building itself.
In order to avoid such problems, that this study was developed, trying to establish the best
technical solution for low cost housing constructions. In the case study is presented every
stage of a work, from the choice of foundation according to the geotechnical
characteristics of the supporting soil, until the completion of the building and its benefits by
using the shallow foundation.
9
Keyword: direct or shallow foundations, soil characteristics.
10
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Principais tipos de fundações rasas: (a) bloco, (b) sapata, (c) viga, (d) radier. . 25
Figura 2 – Fundação em Bloco escalonado....................................................................... 26
Figura 3 – Formato da sapata isolada, em pescpectiva..................................................... 28
Figura 4 – Planta de uma sapata. Notar a localização do centro de gravidade. ................ 28
Figura 5 – Desenho esquemático de uma sapata corrida.................................................. 29
Figura 6 – Execução da estrutura de uma sapata corrida. ................................................ 29
Figura 7 – Sapata corrida finalizada. ................................................................................. 30
Figura 8 – Esquema de uma sapata corrida. ..................................................................... 31
Figura 9 – Projeto de uma sapata associada..................................................................... 32
Figura 10 – Esquema de uma sapata associada. .............................................................. 32
Figura 11 – Perspectiva de uma sapata alavancada. ........................................................ 33
Figura 12 – Preparação do terreno para a execução da fundação do tipo radier. ............. 34
Figura 13 – Colocação da armadura metálica para execução da fundação do tipo radier.34
Figura 14 – Fundação do tipo radier já executada............................................................. 35
Figura 15 – Planta com a locação dos furos de sondagens. ............................................. 41
Figura 16 – Perfil geológico e geotécnico individual do subsolo – furo SP 01. .................. 42
Figura 17 – Perfil geológico e geotécnico individual do subsolo – furo SP 02. .................. 43
Figura 18 – Perfil geológico e geotécnico individual do subsolo – furo SP 02. .................. 44
Figura 19 – Escavações prontas para receber as sapatas. ............................................... 45
Figura 20 – Esquema de fundação direta em sapata. Procedimento executivo. ............... 47
Figura 21 – Estrutura da sapata pronta para receber o concreto. ..................................... 48
Figura 22 – Sapata estruturada após a concretagem. ....................................................... 49
Figura 23 – Pilar concretado .............................................................................................. 49
Figura 24 – Sapata finalizada ............................................................................................ 51
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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABGE
Associação Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambiental
NBR
Norma Brasileira
ABNT
Associação Brasileira de Normas Técnicas
CCP
Chemical Churning Pile (Colunas de solo-cimento moldadas no local com
injeção de calda de cimento sob alta pressão)
SD
Side Drifts (Galerias Laterais)
SPT
Standard Penetration Test (Ensaio de Penetração Padrão)
NA
Nível d’água
12
SUMÁRIO
1.
INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 14
2.
OBJETIVOS ............................................................................................................... 15
2.1
Objetivo Geral........................................................................................................................................ 15
2.2
Objetivo Específico ............................................................................................................................... 15
3.
MÉTODO DE TRABALHO ......................................................................................... 16
4.
JUSTIFICATIVA ......................................................................................................... 17
5.
FUNDAÇÕES ............................................................................................................. 18
5.1
Conceitos Sobre Fundações ............................................................................................................... 18
5.2
Tipos de fundações .............................................................................................................................. 22
5.3
Fundações rasas ou diretas ................................................................................................................ 24
5.3.1
Blocos ............................................................................................................................................. 25
5.3.2
Sapatas .......................................................................................................................................... 26
5.3.2.1
Sapatas Isoladas ....................................................................................................................... 27
5.3.2.2
Sapatas Corridas ....................................................................................................................... 28
5.3.2.3
Sapatas Associadas .................................................................................................................. 31
5.3.2.4
Sapatas com vigas de equilíbrio ................................................................................................ 32
5.3.2.5
Sapata Corrida em Alvenaria ..................................................................................................... 30
5.3.3
Radiers ........................................................................................................................................... 33
6.
FUNDAÇÕES RASAS PARA RESIDÊNCIAS POPULARES .................................... 36
6.1
Dados da Obra / Projeto ....................................................................................................................... 36
6.2
Investigação do Terreno ...................................................................................................................... 37
6.2.1
Perfis das Sondagens .................................................................................................................... 37
6.2.2
Metodologia adotada ...................................................................................................................... 39
6.2.3
Apresentação do resultado: ........................................................................................................... 39
6.2.4
Normas obedecidas: ...................................................................................................................... 40
13
6.3
Escavações............................................................................................................................................ 45
6.4
Execução das Fundações .................................................................................................................... 46
7.
ANÁLISE CRÍTICA DOS RESULTADOS .................................................................. 52
8.
CONCLUSÕES .......................................................................................................... 53
9.
RECOMENDAÇÕES .................................................................................................. 54
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 56
ANEXO A .......................................................................................................................... 58
ANEXO B .......................................................................................................................... 59
14
1. INTRODUÇÃO
A cidade de São Paulo é conhecida nas últimas décadas como a maior metrópole da
América Latina. A desordem urbanística que caracterizou a ocupação da superfície da
cidade, também marcou seu subsolo, devido à necessidade de fornecimento de melhores
condições de infraestrutura, tais como: redes de telefonia, água, esgoto e gás. Esses
serviços são garantidos por empresas prestadoras de serviço, que têm instalado no
subsolo da cidade, mais de 100 mil quilômetros de redes (CONVIAS, 2011).
O crescimento desordenado da cidade de São Paulo traz consigo o crescimento da
população, em sua maioria de baixa renda, que necessita de emprego e moradia. A
quantidade de moradias a ser feita é proporcional ao grande número dessa população, o
que compromete a qualidade das habitações, pois ao atribuir mais qualidade, às vezes o
preço também aumenta, atingindo mais rapidamente a verba disponível.
É por essas razões que, o processo de criação e produção das habitações para a
população de baixa renda precisa ser revisto. Além de economizar com a mão de obra e
com os materiais utilizados, em algumas vezes os projetistas acabam escolhendo
soluções de fundação visando somente à economia e assim, comprometendo a
durabilidade destas construções.
Felizmente, este processo já começou a ser revisto, e os projetistas agora fazem
levantamentos e análises de solo para que as fundações rasas ou diretas atendam as
exigências da norma e segurança.
É nesse contexto que o presente trabalho é desenvolvido para apresentar soluções
técnicas de baixo custo na execução de fundações rasas para condomínios e residências
populares.
A presente pesquisa foi realizada fundamentando-se nas bibliografias técnicas disponíveis
e em estudo prático de obras de condomínios populares, nas quais se procuraram aplicar
a teoria sobre execução técnica de fundações rasas.
15
2. OBJETIVOS
Este trabalho tem como objetivo pesquisar os aspectos mais relevantes nos processos de
definição e execução de fundações rasas ou diretas para construção de edificações
populares.
2.1 Objetivo Geral
Estudar os diferentes tipos de fundações rasas ou diretas, como blocos, sapatas, vigas e
radiers, utilizados nas construções de obras civis com finalidade de identificar aspectos
práticos para definir o método mais adequado e barato para execução das fundações
rasas para residências populares.
2.2 Objetivo Específico
Pesquisar seqüências de estudos de investigação do terreno para definição de tipos de
fundações mais adequados no caso de residências populares, fundamentado em caso
prático de obras construídas na cidade de São Paulo.
Demonstrar as vantagens da execução das fundações rasas para habitações populares,
ressaltando a simplicidade na execução e o baixo custo das mesmas quando comparadas
com as fundações profundas utilizadas em edificações de pequeno porte. Comprovar por
meio do estudo de caso, a exeqüibilidade de fundações rasas para residências populares
escolhidas a partir do resultado de investigação geotécnica do solo.
16
3. MÉTODO DE TRABALHO
O desenvolvimento do estudo apresentado foi baseado na coleta de informações teóricas,
retiradas de bibliografias técnicas e em documentos de obras.
Para a obtenção da bibliografia necessária, realizou-se vasta pesquisa em livros da área
de Fundações e Mecânica dos Solos, busca em manuais e catálogos de empresas
conceituadas no mercado, bem como pesquisa de teses e dissertações relacionadas ao
tema.
Após a coleta e a organização da bibliografia, foi feita uma análise crítica do material, com
o objetivo de direcionar o foco dos estudos e buscar as informações mais pertinentes ao
tema.
Concluída esta etapa, passou-se então para a fase de coleta de informações sobre o
estudo de caso. Buscou-se reunir a maior quantidade de informações possíveis sobre a
obra como a investigação do terreno por meio de relatórios de sondagem e definição de
fundações rasas adotadas pelo projetista, a fim de adquirir conhecimentos mais
aprofundados sobre a execução das fundações rasas adotadas para a obra abordada no
estudo de caso.
17
4. JUSTIFICATIVA
A estabilidade das edificações sempre foi um dos principais desafios dos profissionais da
construção civil.
Apesar dos cuidados específicos que são tomados, algumas edificações, com o passar
dos anos, estão sujeitas ao aparecimento de recalques, sejam por comportamento
anômalo dos solos, interferência subterrânea para execução das fundações, deficiência
nos projetos ou ainda, mudança de uso na forma de ocupação das edificações.
Para evitar problemas como os apresentados anteriormente, como fissuras, e
movimentações bruscas das alvenarias, é necessário profundo conhecimento das
técnicas, materiais e equipamentos utilizados na execução dos diferentes tipos de
fundações.
Sendo assim, acredita-se que este trabalho possa servir de grande auxílio na consulta
sobre as fundações rasas ou diretas uma vez que estas fundações são as mais baratas e
de simples execução que existem na construção civil, pois dispensam equipamentos
sofisticados para a sua execução.
Outro aspecto importante e que motivou a realização do estudo, foi colocar em pauta o
assunto fundações, em especial as do tipo rasas ou diretas, para promover discussões
que resultem em adoções de técnicas corretas na definição dos suportes de edificações
populares de baixo custo.
18
5. FUNDAÇÕES
Nos itens que seguem são discutidos os conceitos de fundações, as normas vigentes, os
tipos de fundações rasas e os métodos de execução.
5.1 Conceitos Sobre Fundações
Fundação é um termo utilizado na engenharia para designar as estruturas responsáveis
por transmitir as solicitações das construções ao solo. Existem diversos tipos de
fundações e são projetadas levando em consideração a carga que recebem e as
características geotécnicas dos solos que as suportarão (MILTON VARGAS, 2002).
Fundações superficiais (rasas ou diretas) são 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
os blocos, as sapatas (isoladas, corridas, associadas, alavancadas, vigads de fundação) e
os radiers, conforme NBR 6122 (ABNT, 2010)
Caputo (1974) também diz que a fundação é a parte de uma estrutura que transmite ao
terreno a carga da obra edificada ou a edificar. O autor afirma, ainda, que o estudo da
fundação compreende preliminarmente duas partes essencialmente distintas:
a)
Cálculo das cargas atuantes sobre a fundação:
 As cargas da estrutura devem ser transmitidas às camadas do terreno
capazes de suportá-las sem ruptura;
 As deformações das camadas de solo subjacentes às fundações devem ser
compatíveis com a estrutura.
b)
Estudo do terreno:
19
 A execução das fundações não deve causar danos às estruturas vizinhas;
 A escolha do tipo de fundação deve atentar-se ao aspecto econômico.
Finalmente, atendendo as premissas descritas e atendidos os aspectos técnicos seguemse com o estudo para o detalhamento e dimensionamento da fundação como elemento
estrutural (CAPUTO, 1974).
Segundo Hachich (2000), os elementos necessários para o desenvolvimento de um
projeto de fundação são:
a)
Topografia da área:
 Levantamento topográfico: representação - planimétrica ou altimétrica - em
carta ou planta dos pontos notáveis assim como dos acidentes geográficos e
outros pormenores de relevo de uma porção de terreno;
 Dados sobre taludes e encostas no terreno: saber se o talude ou encostas
suportam as causas naturais e a ação de cargas adicionais caso haja
alguma obra próximo ao local;
 Dados sobre erosões: estudar o processo de desagregação e remoção de
partículas do solo ou fragmentos de rocha, pela ação combinada da
gravidade com a água, vento, gelo ou organismos.
b)
Dados geológicos / geotécnicos:
 Investigação do subsolo: fazer estudos de ocorrências existentes com
poços, sondagens a trado, sondagens à percussão com SPT, sondagens
rotativas, sondagens mistas, ensaio de cone, ensaio pressiométrico entre
outros tipos de ensaios;
20
 Outros dados geológicos e geotécnicos: sondagens no local de interesse e
ensaios laboratoriais e de campo.
c)
Dados da estrutura a construir:
 Tipo e uso que terá a nova obra: tamanho e complexidade funcional do local,
considerando seu entorno e tipo de vizinhança;
 Sistema estrutural: resistência dos materiais e da estrutura a ser utilizada
para o uso em questão;
 Cargas: estudo de cargas diárias que devem ser suportadas pelas
fundações.
d)
Dados sobre construções vizinhas:
 Tipo de estrutura e fundações;
 Número de pavimentos, carga média por pavimento;
 Desempenho das fundações;
 Existência de construções no subsolo;
 Avaliar as possíveis conseqüências de escavações e vibrações provocadas
pela nova obra.
Os carregamentos que uma estrutura suporta e transmite para as fundações podem ser
classificados de diferentes maneiras, segundo Hachich (2000):
a)
Cargas vivas, separadas em:
21
 Cargas operacionais: sistema de controle do fluxo operacional do local;
 Cargas ambientais: estudos dos sismos, o vento, as cheias, as ondas etc.
 Cargas acidentais: cargas verticais de uso da construção (NBR 6120, ABNT,
2000), cargas móveis considerando o impacto vertical, impacto lateral, força
longitudinal de frenagem ou aceleração e força centrífuga.
b)
Cargas mortas ou permanentes:
No Brasil, a norma NBR 8681 (ABNT, 2004) classifica as ações nas estruturas em:
 Ações permanentes: ocorrem com valores constantes durante praticamente
toda a vida da obra;
 Ações
variáveis:
ocorrem
com
valores
que
apresentam
variações
significativas em torno da média;
 Ações excepcionais: tem duração extremamente curta e muito baixa
probabilidade de ocorrência durante a vida da obra, mas que precisam ser
consideradas no projeto de determinadas estruturas.
A norma NBR 8681 (ABNT, 2004) estabelece critérios para combinações destas ações na
verificação dos estados limites de uma estrutura:
a) Estados limites últimos (associados a colapsos parciais ou totais da obra);
b) Estados limites de utilização (quando ocorrem deformações, fissuras, etc).
Segundo Hachich (2000), os requisitos básicos a que um projeto de fundações deverá
atender são:
22
a)
Deformações
aceitáveis
sob
as
condições
de
trabalho:
deformações
excessivas, colapsos do solo, tombamentos, colapsos estruturais;
b)
Segurança adequada ao colapso do solo de fundação: estabilidade externa;
c)
Segurança adequada ao colapso dos elementos estruturais: estabilidade
interna.
Para Hachich (2000), as fundações são convencionalmente separadas em dois grandes
grupos:
a)
Fundações superficiais, rasas ou diretas;
b)
Fundações profundas.
A distinção entre estes dois tipos é feita segundo o critério (arbitrário) de que uma
fundação profunda é aquela cujo mecanismo de ruptura de base não atinge a superfície
de terreno. Como os mecanismos de ruptura de base atingem, acima da mesma, até duas
vezes sua menor dimensão, a norma NBR 6122 (ABNT, 2010) estabeleceu que
fundações profundas são aquelas cujas bases estão construídas em profundidade maior
que duas vezes sua menor dimensão, e a pelo menos três metros de profundidade.
5.2 Tipos de fundações
Segundo a NBR 6122 (ABNT, 2010), as fundações são convencionalmente separadas em
dois grandes grupos:
23
a) Fundações Rasas ou Diretas:
Tecnicamente, as fundações rasas ou diretas são aquelas em que a profundidade de
escavação é inferior a três metros, sendo mais utilizadas em casos de cargas leves, como
residências, ou no caso de solo firme.
b) Fundações Profundas:
São mais utilizadas em casos de edifícios altos em que os esforços do vento se tornam
consideráveis, e/ou nos casos em que o solo só atinge a resistência desejada em grandes
profundidades.
Os tipos mais comuns de fundação profunda são as estacas escavadas e as estacas
cravadas. As estacas cravadas podem ser de madeira, metálicas e concreto armado.
As fundações em geral, devem ser projetadas de modo a garantir as seguintes
características:
a) Segurança:
A fundação, como conjunto elemento estrutural-solo, deve resistir às cargas da
superestrutura levando-se em conta os coeficientes de segurança determinados por
norma.
b) Funcionalidade:
Cada estrutura tem uma finalidade específica, e em função desta finalidade, podem
admitir recalques menores ou maiores, dentro de limites toleráveis tecnicamente. A
fundação deverá trabalhar de forma a não ultrapassar os recalques permitidos para cada
tipo de estrutura, de modo a não danificar as características para que foram projetadas.
24
c) Durabilidade:
A fundação deverá apresentar vida útil mínima igual à vida útil da estrutura, e o
desempenho das fundações será refletido pela forma como as condições de segurança,
funcionalidade e durabilidade serão atendidas.
5.3 Fundações rasas ou diretas
As fundações rasas ou diretas, tema deste trabalho, são assim denominadas por se
apoiarem sobre o solo a uma pequena profundidade, em relação ao solo circundante.
Segundo Melhado (2002), as fundações diretas são aquelas que transferem as cargas
para camadas do solo capazes de suportá-las, sem deformar-se exageradamente.
Esta modalidade de fundação pode ser dividida, segundo o ponto de vista estrutural em
blocos, sapatas e radiers, e suas características principais podem ser verificadas no
Quadro 5.1. Já na Figura 01 pode-se observar o croqui dos tipos de fundações rasas:
(VELLOSO; LOPES, 1998).
Quadro 5.1 – Características das fundações diretas ou rasas
Fonte: Velloso e Lopes (1998)
25
Figura 1 – Principais tipos de fundações rasas:
a) bloco, (b) sapata isolada, (c) sapata associada, (d) radier.
Fonte: Velloso e Lopes (1998)
5.3.1 Blocos
São elementos de apoio construídos de concreto simples, possuem alturas relativamente
grandes, resistem principalmente aos esforços de compressão, como mostra a Figura 2.
Assumem a forma de bloco escalonado, ou pedestal, ou de um tronco de cone.
São interligados por vigas de fundação para atuação de pequenas cargas, suportam
esforços de compressão simples provenientes das cargas dos pilares.
26
Figura 2 – Fundação em Bloco escalonado.
Fonte: Bastos (2011)
5.3.2 Sapatas
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, conforme NBR 6122, (ABNT,
2010).
As sapatas requerem pouca escavação e consumo de concreto moderado para a
execução das peças. Apesar da suposta simplicidade nas construções feitas com
sapatas, é preciso cuidado para projetar e executar esses elementos que são as bases
das estruturas.
Usadas nas camadas superficiais do subsolo para transferir cargas da construção, estão
susceptíveis a mudanças na composição do solo, podendo ocorrer alterações não
detectadas, já que à medida que descem a mudança do tipo de solo pode não ser
adequada às sapatas. Importante lembrar que, se o solo não for adequado para esse tipo
27
de estrutura, não adianta mudar as características da peça, por exemplo: aumentar a
resistência do concreto.
A construção das sapatas precisa ser acompanhada de perto pelo projetista da obra, para
que não ocorram erros que possam danificar a estrutura e a segurança da construção.
Exemplo: se uma peça estiver mais profunda que as demais, o pilar deverá ser menos
esbelto, uma vez que quanto mais esbelto for o pilar, maior o risco de ocorrer flambagem.
Hoje a forma mais econômica e prática de fazer a fundação do tipo sapata é a retangular
ou a piramidal, em pontos que não apresentem limitações de espaço. O principal motivo é
a redução no consumo de concreto, pois, ao contrário de uma sapata com a altura
regular, não haverá sub-aproveitamento do material. Além disso, as sapatas em outros
formatos, como arredondado ou escalonado, costumam exigir mais trabalho com as
fôrmas.
O cuidado importante ao construir sapatas, é garantir que a umidade do solo não atacará
a armadura da mesma durante sua vida útil. Assim, é feito um lastro de 5 cm de concreto
magro sob a sapata. Também é importante manter o fundo da vala limpo, sem lama ou
materiais soltos. "Como a sapata espraia as tensões de toda a estrutura para o solo, um
concreto com problemas pode prejudicar o desempenho de todo o sistema", comenta
Rozenbaum (2008).
5.3.2.1 Sapatas Isoladas
Recebem as cargas de apenas um pilar, e esse tipo de sapata costuma ser bastante
utilizado por consumir menos concreto, sendo em geral mais econômicas. Podem ter
vários formatos, mas o mais comum é o tronco piramidal retangular, que exige um
trabalho mais simples com as fôrmas.
No caso de pilares de formato não retangulares, a sapata deve ter seu centro de
gravidade coincidindo com o centro de cargas (TÉCHNE, 2004).
28
Figura 3 – Formato da sapata isolada, em pescpectiva.
Fonte: Téchne (2004)
Figura 4 – Planta de uma sapata isolada. Notar a localização do centro de gravidade.
5.3.2.2 Sapatas Corridas
Sapatas corridas são aquelas que recebem carga direta das paredes e sua transferência
é feita linearmente. São sucedâneas dos alicerces, para paredes mais carregadas ou
solos menos resistentes (TÉCHNE, 2004), como mostram as Figuras 5 a 7.

A sapata corrida é o tipo mais comum dentre as fundações rasas.
Constitui-se de uma viga, que pode ser de alvenaria, de concreto simples
ou concreto armado construída diretamente no solo, dentro de uma
pequena vala.
29
Figura 5 – Desenho esquemático de uma sapata corrida.
Fonte: Téchne (2004)
Figura 6 – Execução da estrutura de uma sapata corrida.
Fonte: Téchne (2008)
30
Figura 7 – Sapata corrida finalizada.
Fonte: Téchne (2008)
5.3.2.3 Sapata Corrida em Alvenaria
As sapatas corridas em alvenaria são muito utilizadas em edificações de pequenas
cargas, como sobrados. São apoiadas em lastro de concreto magro aproximadamente de
5cm de espessura, trabalham principalmente à compressão (ao contrário das sapatas,
que resistem à tração), como descreve Ubiratan Leal na Téchne (2004).
Execução: deve-se fazer uma cinta de amarração para absorver esforços acidentais e
distribuir as cargas, que normalmente são impermeabilizadas com camada de argamassa
com hidrofugante e pintura com emulsão asfáltica para evitar a ascensão capilar de
umidade (Figura 8).
31
Figura 8 – Esquema de uma sapata corrida em alvenaria.
Fonte: Téchne (2004)
5.3.2.4 Sapatas Associadas
São utilizadas quando há pilares muito próximos e as sapatas isoladas chegam a se
sobrepor. Além disso, podem ser necessárias quando as cargas estruturais forem
elevadas, e o posicionamento da peça de fundação deve respeitar o centro de cargas dos
pilares (TÉCHNE, 2004), conforme mostram as Figuras 9 e 10.
32
Figura 9 – Projeto de uma sapata associada.
Fonte: Fabrício e Rossignolo (2001)
Figura 10 – Esquema de uma sapata associada.
Fonte: Téchne (2004)
5.3.2.5 Sapatas com vigas de equilíbrio
São sapatas de pilares de divisa ou próximos a obstáculos onde não seja possível fazer
com que o centro de gravidade da sapata coincida com o centro de carga do pilar.
Caso o projeto preveja uma sapata em divisa de terreno ou com algum obstáculo a peça
não conseguirá ter o centro de gravidade e o centro de cargas coincidindo. Para
compensar a excentricidade das cargas, é necessário transferir parte dos esforços para
33
uma sapata próxima por meio de uma viga de equilíbrio (TÉCHNE, 2004), como está
apresentado na Figura 11.
Figura 11 – Perspectiva de uma sapata com viga de equilíbrio
Fonte: Téchne (2004)
5.3.3 Radiers
São placas de concreto armado, que devem resistir a esforços de compressão, momentos
provenientes de pilares com cargas diferentes e ocasionalmente a pressões do lençol
freático.
Trata-se de uma laje que recebe cargas de todos os pilares e por consumir um volume de
concreto relativamente alto (conforme Figura 14), é mais viável em obras com grande
concentração de cargas.
Embora o consumo de concreto seja elevado, em habitações populares, quando a
característica do terreno requer solução prática e rápida, este processo de fundação é um
dos utilizados. As Figuras 12 a 14 mostram parte das etapas construtivas de uma
fundação com laje de concreto do tipo radier.
34
Figura 12 – Preparação do terreno para a execução da fundação do tipo radier.
Fonte: Téchne (2008)
Figura 13 – Colocação da armadura metálica para execução da fundação do tipo radier.
Fonte: Téchne (2008)
35
Figura 14 – Fundação do tipo radier já executada.
Fonte: Téchne (2008)
36
6. FUNDAÇÕES RASAS PARA RESIDÊNCIAS POPULARES
O estudo de caso que fundamenta a pesquisa teórica efetuada é um conjunto habitacional
composto por três casas de três pavimentos, cujas fundações e estruturas foram
elaboradas pela ESTICON – Engenharia de Estrutura. O projeto da arquitetura foi
desenvolvido pela equipe técnica do Engº Paulo César Callegari Jabali.
6.1 Dados da Obra / Projeto
A obra em questão está localizada na Rua Pedro Rodrigues Pereira, ocupando os lotes H
e I da Quadra 3, Bairro Jardim Capelinha, São Paulo, capital.
Estes lotes localizam-se no Jardim Capelinha, cuja zona de uso está classificada como
sendo do tipo ZM-2/01.
Trata-se de três casas geminadas em um terreno de 292,72m², para uso residencial, com
salas de estar e jantar, cozinha, lavanderia e lavabo no piso térreo. No piso superior
localizam-se dois dormitórios sendo uma suíte, banho e varanda. Projeto arquitetônico
representado no ANEXO A.
Para executar essas obras, seguiu-se o processo tradicional, cujas principais etapas
executivas foram:

Elaboração do Projeto Preliminar;

Execução de sondagens no terreno para identificação e caracterização
geotécnica dos solos e elaboração dos Projetos Básicos;

Elaboração de todos os Projetos Executivos;

Preparação do terreno;
37

Escavação do terreno para execução das fundações;

Execução das fundações, e seguida das atividades para execução das
estruturas e alvenaria;

Execução das redes de infraestrutura, acabamento e pintura.
O presente estudo aborda apenas a etapa da execução das fundações rasas, projetadas
para as três residências.
Tais residências são compostas por três pavimentos:
a)
Pavimento Inferior: depósito, salão de festas, dormitório de empregada e
jardim;
b)
Pavimento Térreo: sala de jantar, sala de estar, copa cozinha, área de serviços
e lavabo;
c)
Pavimento Superior: suíte, dormitório, banheiro social e terraço.
6.2 Investigação do Terreno
Para a obra em questão foi feita uma única campanha de sondagens a percussão para
reconhecimento do solo, cujos resultados foram apresentados em um relatório técnico
que contém:
6.2.1 Perfis das Sondagens
No relatório técnico é apresentada a planta de localização das sondagens a percussão e
os respectivos perfis individuais das sondagens.
Nesses perfis, no tamanho A4, as principais informações técnicas contidas são:
38

Gráfico do SPT (Standart Penetration Test);

Número de golpes do ensaio SPT a cada metro de avanço das sondagens;

Consistência ou compacidade do solo amostrado;

Interpretação Geológica;

Perfil Geológico;

Profundidade das camadas atravessadas e a profundidade final;

Descrição dos solos

Nível d´água;

Método de avanço;

Lavagem por tempo;
Além dessas informações técnicas, os perfis apresentam ainda:

Número da sondagem;

Cota e Coordenadas;

Nome do responsável pelo perfil e do desenhista;

Cliente e nome da empresa executora;

Escala e data;
39
No caso da obra estudada, o total perfurado com as sondagens a percussão foi de
38,90m.
6.2.2 Metodologia adotada
A sondagem foi iniciada utilizando-se trado concha até 1 metro de profundidade,
seguindo-se a instalação do primeiro tubo de revestimento, de diâmetro 2 1/2”, até essa
profundidade.
Até atingir o nível d’água utilizou-se trado espiral. A partir daí, a perfuração prosseguiu por
meio de circulação de água, ou lavagem.
Para coleta de amostra a partir de 1 metro de profundidade, empregou-se o barrilete
amostrador de diâmetro externo de 2” (50,8mm) e diâmetro interno de 1 3/8” (35,0mm),
portanto, trata- se do amostrador do tipo Terzaghi – Peck
O ensaio de penetração foi executado por meio da cravação do barrilete amostrador, por
meio de golpes sucessivos efetuados por um martelo de 65 kg., caindo em queda livre de
uma altura de 75 cm.
O número de queda livre corresponde ao número de golpes necessários à cravação de 45
cm. do amostrador, sendo que a cada 15 cm., anotou-se, separadamente, o número de
golpes.
6.2.3 Apresentação do resultado:
Resultados constantes do presente relatório:
Planta de locação dos furos de sondagem e da Referência de Nível (R.N.) adotada, em
escala conveniente.
40
Perfil transversal do subsolo ou perfil transversal individual, de cada furo executado, com
as indicações:

Cotas em relação ao R.N. adotado;

Golpes necessários a penetração do barrilete amostrador (30cm);

Ocorrência ou não N.A. até as profundidades sondadas;

Descrição do material encontrado, de acordo com a Terminologia de Rochas e
Solos NBR 6502 TB-3 (ABNT, 1995).

Cor do solo e designação relativa a compacidade das areias e consistência das
argilas;

Avanço do revestimento e indicação do processo de perfuração.
6.2.4 Normas obedecidas:
Os serviços foram executados conforme as normas brasileiras vigentes NBR 8036 NB-12
(ABNT, 1983), NBR 6502 TB-3 (ABNT, 1995) e NBR 14931 (ABNT, 2004)
Todas as atividades desenvolvidas na execução das estruturas de concreto, ou seja,
sistema de fôrmas, armaduras, concretagem, cura e outras, bem como as relativas à
inspeção e documentação de como construído, incluindo a análise do controle de
resistência do concreto.
O presente relatório foi executado e disponibilizado pelo Eng. João Antonio Desenzi –
CREA 0600537335, representado nas Figuras 15 a 18.
41
Figura 15 – Planta com a locação dos furos de sondagens.
42
Figura 16 – Perfil geológico e geotécnico individual do subsolo – furo SP 01.
43
Figura 17 – Perfil geológico e geotécnico individual do subsolo – furo SP 02.
44
Figura 18 – Perfil geológico e geotécnico individual do subsolo – furo SP 02.
45
6.3 Escavações
A escavação foi executada conforme projeto e recomendações do projetista na cota
99,43m, pois houve presença de água na cota 100,33m, tomou-se o cuidado de proteger
a cava contra eventual escorregamento do solo.
Durante a escavação não foi necessário escoramento provisório para garantir a
estabilidade e a segurança dos trabalhadores.
Como houve presença do lençol freático na cota 100,33m, portanto acima do nível do
fundo da escavação, cota 99,33m, foi necessário rebaixamento através de drenos
superficiais com esgotamento das águas por bombas.
Evitou-se a deposição de material solto, resultante das escavações, junto à área de
trabalho, para não acarretar a instabilidade da cava.
Não foi necessária a movimentação de terra (Figura 19), com aterros e escavações mais
profundas, pois o projeto segue o terreno levemente inclinado.
Figura 19 – Escavações prontas para receber as sapatas.
46
6.4 Execução das Fundações
A fundação adotada para esta obra foi à sapata isolada, conforme figuras 21 a 24, por ter
sido a fundação mais econômica para este tipo de edificação e solo, de acordo com o
relatório de sondagem e definido pelo projetista. As cotas de apoio da fundação e
profundidade adotadas estão descritas no projeto estrutural de fundações apresentado no
ANEXO B.
Como as fundações foram apoiadas na cota 99,43m sobre solo com baixa resistência
conforme (rel. de sondagem pagina 43), foi-se implantado, anteriormente à execução, um
lastro de concreto simples de regularização de, no mínimo, 5 centímetros de espessura,
ocupando toda a área da cava da fundação, conforme a Figura 20. Sua finalidade é
regularizar e proteger o terreno de apoio da fundação, de movimentações de
trabalhadores, intempéries, etc., e garantir a limpeza adequada da fôrma, armadura e a
não contaminação do concreto.
O lastro foi aplicado o mais breve possível, após a escavação e a liberação do terreno. O
concreto utilizado foi preparado com resistência compatível com a tensão de trabalho da
fundação, conforme indicado em projeto.
47
Figura 20 – Esquema de fundação direta em sapata. Procedimento executivo.
A fôrma utilizada, no caso de sapatas, foi executada somente para o rodapé, com guias
laterais que funcionam como gabarito para a regularização do concreto e formação de
suas faces inclinadas, conforme figura 21. Evitou-se fôrmas acima dos rodapés das
sapatas, pois dificultam o lançamento e adensamento do concreto.
A armadura seguiu o projeto estrutural, sendo montada após a limpeza e remoção das
impurezas, garantindo assim a aderência com o concreto. Os arranques de pilares foram
posicionados após a locação exata de projeto. Garantiu-se o cobrimento mínimo de
projeto com pastilhas de concreto sobre o lastro, conforme figura 20.
48
Figura 21 – Estrutura da sapata pronta para receber o concreto.
A concretagem foi executada após a limpeza geral do lastro, da fôrma e da armadura
colocada. O concreto lançado seguiu as recomendações do projetista, conforme projeto
estrutural. Na execução do concreto, seu abatimento (“slump”) permitiu a trabalhabilidade
necessária para execução das faces laterais através de regularização com a
desempenadeira, conforme figura 22.
49
Figura 22 – Sapata estruturada após a concretagem.
Figura 23 – Pilar concretado
O reaterro da cava, após a concretagem e retirada da fôrma, foi executado com solo
compactado em camadas. A adequação do solo, espessura da camada lançada e o
equipamento leve de compactação seguiram as recomendações de projeto.
50
Os serviços para execução de fundações foram feitos o mais breve possível, evitando-se
que a cava permanecesse aberta mesmo após a execução do lastro de concreto, de
modo que evitasse estufamentos do solo, infiltrações e, conseqüentemente, perda de sua
qualidade inicial.
Em resumo, para a segurança e garantia da qualidade da obra deu-se importância aos
seguintes itens:

Cotas de apoio mínimas, dimensões e locações das fundações;

Segurança das escavações;

Confirmação da qualidade do terreno de apoio;

Correta execução do lastro;

Verificação da armadura e limpeza;

Concretagem e características do terreno;

Compactação do reaterro;

Execução dos elementos estruturais previstos em projeto.
51
Figura 24 – Sapata finalizada
Fonte: Téchne (2008)
52
7. ANÁLISE CRÍTICA DOS RESULTADOS
Analisando os trabalhos de execução de fundações rasas para residências populares
notaram-se alguns aspectos a serem mencionados, descritos abaixo:

A empresa selecionada para a realização dos serviços com larga experiência
em obras de fundações rasas foi de grande importância nos resultados obtidos;

Por terem sido adotadas fundações rasas na execução da obra foram utilizados
materiais e técnicas simples;

Com o nível do lençol freático na cota 100,33, na execução das escavações
das fundações foi necessário o rebaixamento do lençol freático por meio de
bomba de imersão, devido ao nível de assentamento das sapatas está na cota
99,33m, portanto abaixo do nível d’água indicado na planta de sondagem;

Os resultados obtidos foram qualificados como satisfatórios em termos de
qualidade e prazos, segundo o engenheiro projetista estrutural de fundações
responsável pela obra;

Do ponto de vista acadêmico, uma oportunidade ímpar de conhecer e
acompanhar as etapas de conceito, elaborações construtivas, planejamento
das atividades, seleção dos produtos e equipamentos utilizados nos serviços e
execução de fundações rasas para residências populares.
53
8. CONCLUSÕES
Este trabalho mostrou como as fundações rasas para residências populares podem ser
definidas devido as baixas cargas pontuais e apoiadas em um solo que não apresente
baixa resistência.
As fundações rasas foram executadas de maneira simples e eficaz sem a necessidade de
utilização de equipamentos complexos e alto custo, não deixando de lado a qualidade e
segurança da obra.
Com o desenvolvimento da revisão bibliográfica e o estudo de caso, podemos avaliar
como há uma elevada diversidade de fundações rasas utilizadas na construção civil
desde a utilização em residências de baixas cargas pontuais a utilização de fundações
rasas em grandes empreendimentos devido à alta resistência do solo e não necessidade
de fundações profundas.
O trabalho de pesquisa incentiva à reflexão para o uso de fundações rasas em
residências populares na construção civil no Brasil.
Verificou-se que as fundações rasas para residências populares são muito utilizadas na
construção civil no Brasil, e isto se dá devido ao baixo custo e não necessidade de mão
de obra especializada.
54
9. RECOMENDAÇÕES
Como o principal controle, do ponto de vista geotécnico, para apoiar as fundações diretas
sobre o solo previsto no projeto, é conveniente que a escavação se inicie próxima a uma
sondagem para permitir a comparação do terreno previsto com o terreno “in loco”.
Pode-se encontrar a necessidade de alterações de cotas, previamente indicadas no
projeto, entre os vários elementos de fundação, tendo em vista a eventual variabilidade
das características do solo de apoio.
As cavas das sapatas deverão ser inspecionadas uma a uma para testar a uniformidade
do solo de apoio. Nessa inspeção, deve-se dar atenção especial à eventual ocorrência de
poços, fossas ou buracos de formigueiro, que devem ser tratados adequadamente.
Para a segurança e garantia da qualidade das obras devem-se observar aos seguintes
itens:

as cotas de apoio mínimas, dimensões e locações das fundações;

a segurança das escavações;

a confirmação da qualidade do terreno de apoio;

a correta execução do lastro;

a verificação da armadura e limpeza;

a concretagem e características do terreno;

a compactação do reaterro;
55

a execução dos elementos estruturais previstos em projeto (vigas alavanca e
de travamento, blocos, etc.).
Deve-se procurar monitorar as construções vizinhas durante a execução das fundações,
principalmente, em casos de rebaixamento do nível d’água, a critério de inspeção,
atendendo às orientações do projetista.
56
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6122: Projeto e
execução de Fundações. Rio de Janeiro, 2010.
__________ NBR 6120: Cargas para o cálculo de estruturas de edificações. Rio de
Janeiro, 2000.
__________ NBR 6502 (TB-3): Rochas e solos. Rio de Janeiro, 1995.
__________
NBR
8036
(NB-12):
Programação
de
sondagens
de
simples
reconhecimento do solos para fundações de edifícios - Procedimento. Rio de
Janeiro, 1983.
__________ NBR 8681: Ações e segurança nas estruturas - Procedimento. Rio de
Janeiro, 2004.
BASTOS, Pedro Kopschitz Xavier. Tecnologia das Construções II: Contrução de
Edifícios. São Paulo: Ufjf, 2011. 226 p.
CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas aplicações: Fundamentos. 3. ed.
Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1988. 1 v.
CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas aplicações: Fundamentos. 3. ed.
Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1974. 2 v.
CONVIAS (São Paulo). Prefeitura de São Paulo. Departamento de Controle de Uso de
Vias Públicas: Subterrânea. Disponível em: <http://www.http://www.prefeitura.sp.gov.br/
cidade/secretarias/infraestrutura/convias/organizacao/historico/>. Acesso em: 17 ago.
2011.
57
FABRÍCIO, Márcio M.; ROSSIGNOLO, João A.. Tecnologia das Construções II. Rio de
Janeiro: Escola de Engenharia, 2001.
HACHICH, Waldemar Coelho. Fundações – teoria e prática. 2. ed. São Paulo: Pini,
2000.
MELHADO, Silvio Burrattino. Fundações. São Paulo: Escola Politécnica da Universidade
de São Paulo, 2002. 33 p.
MILTON VARGAS (São Paulo). Associação Brasileira De Geologia De Engenharia e
Ambiental. Evolução das Investigações geológicas: Os solos da cidade de São Paulo:
Histórico das pesquisas. São Paulo: Paulo´s, 2002. 152 p.
ROZENBAUM, Daniel. Fundações Rasas. Disponível em: <http://pcc2435.pcc.usp.br/
textos%20t%C3%A9cnicos/Fundacoes/fundacoes_rasas_artigo.pdf>. Acesso em: 16 abr.
2008.
TÉCHNE, Revista. Fundações: Fundações Rasas. Fundações, São Paulo, n. 83, p.38-43,
16 fev. 2004. Texto Original de Ubiratan Leal.
TÉCHNE, Revista. Fundações: Sapatas de concreto. Industrialização do Concreto, São
Paulo, n. 137, p.54-56, 16 ago. 2008. Texto Original de Juliana Nakamura.
VELLOSO, Dirceu A.; LOPES, Francisco R.. Concepções de Obras de fundações:
Fundações Teoria e Prática. São Paulo: Pini, 1998. 226 p.
58
ANEXO A
Projeto de Arquitetura completo
59
ANEXO B
Projeto de fundações