Tipos de fundações: Quais são e como escolher a melhor opção

Tipos de fundações podem ser divididos em fundações rasas (direta ou superficial) e fundações profundas.

Fundações são elementos estruturais que têm a função de receber as cargas oriundas da superestrutura de uma edificação e transmiti-las ao solo.

A norma que especifica os requisitos a serem observados no projeto e execução de fundações de todas as estruturas da engenharia civil é a NBR 6122/2019.

A escolha certa entre os tipos de fundações

Fundação rasa (direta ou superficial)

As fundações rasas ou fundações diretas são aquelas em que a carga é transmitida ao solo por meio de elementos superficiais, sem a necessidade de equipamentos de grande porte para a cravação ou escavação de seus componentes.

É um elemento de fundação cuja base está assentada em profundidade inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação, recebendo aí as tensões distribuídas que equilibram a carga aplicada;

Fundação profunda

Elemento de fundação que transmite a carga ao terreno ou pela base (resistência de ponta) ou por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação das duas, sendo sua ponta ou base apoiada em uma profundidade superior a oito vezes a sua menor dimensão em planta e no mínimo 3,0 m; Neste tipo de fundação incluem-se as estacas e os tubulões.

Tipos de Fundações Rasas (diretas ou superficial)

Sapata Isolada

A sapata isolada é a mais comum nas edificações, sendo aquela que transmite ao solo as ações de um único pilar. As formas que a sapata isolada pode ter, em planta, são
muito variadas, mas a retangular é a mais comum.

Figura 1 – Sapata Isolada

Figura 2 – Sapata Isolada Executada

Sapata associada

Comum a dois pilares; a denominação se aplica também a sapata comum a mais do que dois pilares, quando não alinhados e desde que representem menos de 70% das cargas da estrutura.

Figura 3 – Sapata Associada

Sapata corrida

Sujeita à ação de uma carga distribuída linearmente ou de três ou mais pilares ao longo de um mesmo alinhamento, desde que representem menos de 70% das cargas da estrutura.

Figura 4 – Sapata Corrida

Radier

Elemento de fundação rasa dotado de rigidez para receber e distribuir mais do que 70 % das cargas da estrutura.

Figura 5 – Radier

Bloco

Mais uma opção entre os tipos de fundações. É um elemento de fundação rasa de concreto ou outros materiais tais como alvenaria ou pedras, dimensionado de modo que as tensões de tração nele resultantes sejam resistidas pelo material, sem necessidade de armadura.

Os blocos de fundação devem ser dimensionados de tal maneira que o ângulo β, mostrado na Figura 6, seja maior ou igual a 60º.

Figura 6 – Ângulo β dos Blocos

Figura 7 – Bloco

Profundidade mínima

Nas divisas com terrenos vizinhos, salvo quando a fundação for assente sobre rocha, a profundidade de apoio não pode ser inferior a 1,5 m. Em casos de obras cujas sapatas ou blocos tenham, em sua maioria, dimensões inferiores a 1,0 m, essa profundidade mínima pode ser reduzida.

A cota de apoio de uma fundação deve ser tal que assegure que a capacidade de suporte do solo de apoio não seja influenciada pelas variações sazonais de clima ou por alterações de umidade.

Generalidades

A grandeza fundamental para o projeto de fundações rasas é a tensão admissível, que é a máxima tensão que, aplicada ao terreno pela fundação rasa ou pela base de tubulão, atende, com fatores de segurança predeterminados, aos estados limites últimos (ruptura) e de serviço (recalques, vibrações etc.).

Fatores a serem considerados para a determinação da tensão admissível ou da Tensão Admissível:

Características geomecânicas do subsolo;
Profundidade da fundação;
Dimensões e forma dos elementos de fundação;
Influência do lençol d’água;
Eventual alteração das características do solo (expansivos, colapsíveis etc.) devido a agentes externos (encharcamento, contaminação, agressividade etc.);
Alívio de tensões;
Características ou peculiaridades da obra;
Sobrecargas externas;
Inclinação da carga;
Inclinação do terreno;
Estratigrafia do terreno;
Recalques.

Tipos de Fundações Profundas

O que é uma Estaca?

Elemento de fundação profunda executado inteiramente por equipamentos ou ferramentas, sem que, em qualquer fase de sua execução, haja trabalho manual em profundidade. Os materiais empregados podem ser: madeira, aço, concreto pré-moldado, concreto moldado in loco, argamassa, calda de cimento, ou qualquer combinação dos anteriores.

Broca

Fundação profunda perfurada com trado manual, preenchida com concreto, com comprimento mínimo de 3,0m, utilizada para pequenas construções, com cargas limitadas a 10 ton.

Figura 8 – Broca

Estaca Escavada Mecanicamente

Estaca executada por perfuração do solo por trado mecânico, sem emprego de revestimento ou fluido estabilizante.

Figura 9 – Equipamento de Estaca Escavada

Figura 10 – Estaca Escavada Concretada

Tipos de fundações: Tubulão

Elemento de fundação profunda em que, pelo menos na etapa final da escavação do terreno, faz-se necessário o trabalho manual em profundidade para executar o alargamento de base ou pelo menos para a limpeza do fundo da escavação, uma vez que neste tipo de fundação as cargas são resistidas preponderantemente pela ponta.

Figura 11 – Tubulão em processo de Concretagem

Tipos de fundações: Estaca Franki

Moldada in loco executada pela cravação, por meio de sucessivos golpes de um pilão, de um tubo de ponta fechada por uma bucha seca constituída de pedra e areia, previamente firmada na extremidade inferior do tubo por atrito. Esta estaca possui base alargada e é integralmente armada.

Figura 12 – Estaca Franki

Estaca Hélice Contínua Monitorada

Estaca de concreto moldada in loco, executada mediante a introdução no terreno, por rotação, de um trado helicoidal contínuo no terreno e injeção de concreto pela própria haste central do trado, simultaneamente à sua retirada, sendo a armadura introduzida após a concretagem da estaca.

Figura 13– Tipos de fundações: Estaca Hélice Continua Monitorada

Estaca Pré-moldada ou Pré-fabricada de Concreto

Constituída de segmentos de pré-moldado ou pré-fabricado de concreto e introduzida no terreno por golpes de martelo de gravidade, de explosão, hidráulico ou por martelo vibratório.

Figura 14– Tipos de fundações: Cravação de Estaca Pré-moldadas com Martelo Hidráulico

Estaca Metálica

Cravada, constituída de elemento estrutural metálico produzido industrialmente, podendo ser de perfis laminados ou soldados, simples ou múltiplos, tubos de chapa dobrada ou calandrada, tubos com ou sem costura e trilhos.

Figura 15 – Perfis metálicos cravados

Estaca Raiz

Armada e preenchida com argamassa de cimento e areia, moldada in loco executada por perfuração rotativa ou rotopercussiva, revestida integralmente, no trecho em solo, por um conjunto de tubos metálicos recuperáveis.

Figura 16 –Tipos de fundações: Execução de Estaca Raiz

Estaca Strauss

Executada por perfuração do solo com uma sonda ou piteira e revestimento total com camisa metálica, realizando-se gradativamente o lançamento e apiloamento do concreto, com retirada simultânea do revestimento.

Figura 17 – Execução de Estaca Strauss

Estaca Hélice de Deslocamento Monitorada

De concreto moldada in loco que consiste na introdução no terreno, por rotação, de um trado especial dotado de aletas, sem que haja retirada de material, o que ocasiona um deslocamento do solo junto ao fuste e à ponta. A injeção de concreto é feita pelo interior do tubo central, simultaneamente à sua retirada por rotação. A armadura é sempre introduzida após a concretagem da estaca

Figura 18 – Execução de Estaca Hélice de Deslocamento Monitorada

Tipos de fundações: Estaca Escavada com uso de fluido estabilizante

Estaca moldada in loco, sendo a estabilidade da perfuração assegurada pelo uso de fluido estabilizante (ou água, quando houver também revestimento metálico). Recebe a denominação de estacão quando a perfuração é feita por uma caçamba acoplada a uma perfuratriz rotativa, e estaca barrete quando a seção for retangular e escavada com utilização de clamshell

Figura 19 -Tipo de fundação: Execução de Estaca com uso de fluido estabilizante

Estaca de Reação (mega ou prensada)

De concreto ou metálica introduzida no terreno por meio de macaco hidráulico reagindo contra uma estrutura já existente ou criada especificamente para esta finalidade.

Figura 20 – Estaca Mega