Há um grande número de tipos de fundações utilizados em estruturas de construção. Sem dúvida, precisamos de pelo menos um tipo de fundação para construir uma estrutura.
Conforme discutido no artigo Como determinar o tipo de fundaçãopodemos escolher o tipo de fundação mais adequado.
Existem basicamente dois tipos de fundações.
- Fundações rasas
- Fundações profundas
Então, vamos discutir cada tipo de fundação em detalhes.
Fundações rasas
Como o nome sugere, as fundações rasas são construídas a uma profundidade específica.
A fundação rasa também é chamada de fundação em faixa.
Embora a fundação seja construída a uma profundidade rasa, pode ser necessária uma profundidade significativa de escavação para a fundação devido às fracas condições do solo.
As melhorias do solo podem ser realizadas conforme recomendado no relatório de teste de solo para fundações superficiais. Isso aumenta muitas vezes a profundidade da escavação.
As fundações superficiais podem ser divididas em duas categorias principais.
- Fundações de superfície que não sejam fundações em esteira
- Fundações em esteira/fundações em laje
Fundações de superfície que não sejam fundações em esteira
Existem muitos tipos de fundações que podemos discutir neste contexto.
Vamos discutir brevemente cada tipo com as informações necessárias.
1. Fundações individuais
Também é chamada de fundação isolada.
O tipo de fundação mais comumente usado para edifícios de pequeno e médio porte.
O tipo mais simples de fundação de concreto. É muito fácil de construir e devido à sua simplicidade também há menos chances de erros de projeto e construção.
Ao contrário de outros tipos de fundações, a construção de fundações individuais é muito simples. Para fazer isso, siga as etapas abaixo.
- Assumindo que a carga axial é “N” (limite de utilização), a capacidade de carga admissível do solo é “BC”.
- Araras da Fundação; A=N/BC
- O comprimento/largura da fundação é √A
- Calcule a carga de ruptura “UL”, que consiste em carga permanente, carga viva, carga de vento, etc. Cada carga é multiplicada pelos fatores correspondentes.
- Calcule a pressão máxima sob a fundação = UL/A
- Como conhecemos a pressão, o momento fletor pode ser calculado. O momento fletor na superfície do pilar é levado em consideração no projeto da fundação.
- Estime a profundidade da fundação e calcule a armadura.
- Verifique se há cisalhamento e puncionamento na linha vertical. Isto significa que as tensões de cisalhamento são verificadas na superfície do pilar ou a 1,5 x profundidade efetiva. Esta faixa de cisalhamento pode variar de padrão para padrão. O artigo Projeto de punçoamento Para mais informações você pode entrar em contato conosco.
- A profundidade da fundação é escolhida de forma que não seja necessária a formação de elementos de cisalhamento.
O exemplo criado para o Eurocode Projeto de uma única fundação Para mais informações você pode entrar em contato conosco.
2. Fundações combinadas
Uma combinação de dois suportes através de uma única fundação pode ser chamada de fundação combinada. Se os apoios estiverem próximos, a área da fundação aumentará devido à baixa capacidade de carga, etc., que também são motivos para combinar as fundações.
As fundações combinadas diferem ligeiramente em sua construção das fundações individuais.
O artigo Fundação combinada de design representa um exemplo prático para o Eurocode 2.
3. Fundação de tira conectada à coluna
O que é uma base em tira? Quando as fundações em faixa devem ser construídas?
A fundação em faixa é um tipo de fundação combinada, onde as duas fundações não estão conectadas entre si, mas por uma viga.
Se os apoios estiverem na borda ou muito próximos da borda, não poderão ser colocados no centro da fundação.
Coloque a coluna na borda da fundação para criar um momento de desequilíbrio que provoque flutuações de pressão sob a fundação.
O aumento da pressão perto da coluna pode causar recalque excessivo na fundação. Portanto, para minimizar a rotação da fundação, projetamos uma viga conectando duas fundações e pilares.
A construção de fundações não é tão fácil quanto a de fundações individuais. Requer mais cálculos e atenção.
4.Base do cinto com contrapeso
A viga serve para transferir a rotação da fundação para o outro pilar por meio de força cortante e momento fletor. A reação ascendente à contracoluna equilibra o sistema.
Em vez de um pilar, podemos construir ou colocar uma massa de concreto para equilibrar a reação ascendente.
O tamanho do bloco a ser construído depende da máxima reação vertical ascendente.
Além disso, uma viga de cinta pode ser suportada por um corpo confinante, como paredes de concreto, bases, etc., conforme indicado na figura acima.
5. Tirar fundações
As fundações em faixa são erguidas quando a distância entre os pilares é pequena ou a carga aplicada não pode ser suportada por fundações isoladas ou combinadas.
A construção de uma fundação em faixa aumenta a área e reduz a pressão exercida sobre o solo.
Esses tipos de fundações são mais adequados para solos com baixa capacidade de carga.
Existem basicamente dois métodos para projetar fundações em tiras.
- Design como uma base rígida
Este método calcula a média das cargas aplicadas pelos apoios ao longo do comprimento e leva em consideração a pressão uniforme no projeto.
- Como uma base flexível
Teorias como viga sobre base elástica são levadas em consideração no projeto. A variação da pressão sobre o solo sob a base é levada em consideração. Além disso, a construção da fundação como suporte reduz os diferentes recalques.
O cálculo manual é um pouco difícil porque temos que fazer mais trabalho de cálculo.
Software de computador pode ser usado para realizar a análise. O solo pode ser modelado como uma mola usando o método de reação subterrânea. Além disso, também podemos usar a mola de linha. Então a faixa de fundação deve ser vista como um elemento de linha.
O método mais adequado é modelar a fundação com elementos de superfície e o piso com elementos de mola.
A suspensão do solo ou a reação do solo Ks podem ser calculadas usando a seguinte equação.
Ks = (FS) x 40 x BC
Onde,
FS: Fator de segurança aplicado ao solo para calcular a capacidade de carga admissível (poderíamos usar o valor na faixa de 2-3)
BC: Capacidade de suporte admissível do solo.
Se fizermos a análise usando softwares como SAP2000, Etabs, Safe, etc. podemos encontrar os momentos fletores e as forças de cisalhamento que podem ser usados para projetos posteriores.
6. Fundamentos do “T” invertido
Um desenvolvimento adicional das fundações em faixa são as fundações do tipo “T invertido”. Com o aumento das cargas axiais dos pilares, precisamos fornecer maiores espessuras de fundação.
Esta não é uma forma económica de aumentar a rigidez do subleito.
Portanto, as vigas são construídas junto com a fundação para proporcionar rigidez adicional.
Assim, a viga, juntamente com a fundação, proporciona a rigidez no meio do vão e suporta as forças de flexão e cisalhamento nos apoios.
Reduzir a espessura da fundação através da introdução de designs de vigas e fundações para o efeito cantilever da viga.
Um procedimento de análise semelhante ao discutido para fundações em faixa também poderia ser usado para analisar fundações em T invertido.
Fundações em esteira/fundações em laje
Uma fundação em esteira, também conhecida como fundação em laje, é uma subestrutura combinada que cobre toda a área da fundação.
Esses tipos de fundações são mais adequados para solos com baixa capacidade de carga.
Além disso, à medida que a carga axial aumenta, a área da fundação aumenta. Com o aumento da área da fundação, não podemos criar uma base de fundação isolada.
Existem diferentes tipos de bases de esteira.
- Placa plana
A fundação da laje plana é uma laje espessa de concreto. Possui espessura uniforme em toda a superfície. Este é o tipo de fundação mais preparado, pois é fácil de construir em comparação com outros tipos.
Devido à sua simplicidade, é um tipo de fundação comparativamente barato.
- Laje plana e fundação espessada sob os pilares
Fundação sujeita a forças de flexão e cisalhamento. Em geral, as forças cortantes e os momentos fletores na ligação da fundação do pilar são maiores.
O artigo À prova de punçoamento Pode valer a pena ler isto para aprender mais sobre a seleção da faixa de cisalhamento.
Portanto, é necessário aumentar a espessura da fundação. Além disso, não faz sentido do ponto de vista económico aumentar a espessura de toda a fundação. Portanto, a espessura da fundação aumenta em direção à parte inferior do pilar.
Aumentar a espessura para baixo é um tanto difícil do ponto de vista do projeto. Não podemos aumentar a espessura para cima se o piso (nível superior da balsa) for utilizado para outros fins como estacionamento de veículos ou similares.
- Laje plana e fundação espessadas em direção ao topo
O aumento na espessura ocorre conforme descrito acima. Se não houver restrições ou se o nível superior da fundação da laje não for utilizado para outros fins ou se a distância livre das bases for suficiente para o efeito, podem ser construídas bases voltadas para cima.
- Painéis de vigas e lajes
Com o aumento da carga axial na fundação da laje, não é mais possível prosseguir com uma laje de fundação lisa sem aumentar significativamente a espessura.
Além disso, aumentar a espessura da laje de fundação não é uma opção econômica. As vigas que ligam os apoios aumentam a rigidez da fundação da laje e a espessura comparativamente pequena da laje plana pode ser mantida.
A viga pode ser projetada para cima ou para baixo dependendo da necessidade.
Embora a construção de vigas inferiores seja mais difícil, devemos prosseguir se o piso for utilizado para uma finalidade específica.
- Jangada celular
Um aumento adicional nas cargas axiais do pilar requer um aumento na altura da viga em uma viga e laje. Além disso, aumentar a altura da viga não é uma opção tão econômica.
Por esta razão, é construída uma placa superior que forma uma jangada de placa celular. A balsa de placa celular possui maior rigidez em comparação com outros tipos de balsas.
- Jangada
Geralmente, as estacas são conectadas à superestrutura por meio de blocos sobre estacas.
À medida que a altura do edifício aumenta, as cabeças das estacas também ficam maiores. Se não houver uma grande distância entre os cabeçotes das estacas, conectamos todos os cabeçotes e construímos placas de estacas.
Se a estaca não estiver apoiada na rocha nem ancorada no solo, são erguidas lajes de estaca para fornecer suporte no solo.
Nestas situações, tanto a estaca como a laje de estaca suportam as cargas aplicadas da superestrutura. Baseia-se na interação entre solo e fundação.
Conforme mostrado na figura acima, as cargas são mobilizadas quando a placa de estaca é assentada. Primeiro, a estaca começa a absorver as cargas e gradativamente a pressão da laje aumenta. À medida que a carga da estaca aumenta, ela mobiliza toda a sua capacidade e a pressão da placa aumenta. Então a estaca e a laje atingem a capacidade máxima correspondente à carga máxima.
O artigo apareceu como Fundação de laje de estaca poderia ser encaminhado para maiores informações.
Fundações profundas
Os tipos de fundações construídas mais profundamente do que as mais rasas se enquadram nesta categoria.
Na maioria das vezes tentamos construir edifícios em fundações pouco profundas porque o custo de construção é demasiado elevado, o controlo e a garantia de qualidade são difíceis, o projecto é atrasado pelo tempo necessário para completar a fundação, etc.
Existem basicamente três tipos de fundações profundas.
- Fundações de estacas
- Paredes de diafragma
Vamos discutir cada atividade individualmente.
Fundações de estacas
Em comparação com outros tipos de fundações, este é o método de construção de estruturas mais utilizado. Dependendo do tipo de construção, podemos utilizar diferentes tipos de fundações por estacas.
É feita essencialmente uma distinção entre os seguintes tipos de fundações por estacas:
- Estacas escavadas fundidas no local
- pilha cravada (estacas pré-fabricadas)
- Microestacas
- Paredes de estaca-prancha
- postes de madeira
O artigo Fundações de estacas Discuta os aspectos de projeto, construção e teste de fundações por estacas.
Paredes de diafragma
Em comparação com outros tipos de fundações profundas, as paredes diafragma representam um desenvolvimento moderno na tecnologia de construção de fundações.
É uma parede de concreto construída verticalmente para baixo e ancorada na rocha.
Embora se trate de uma parede, o processo construtivo é mais semelhante ao das estacas perfuradas de concreto moldadas no local.
A construção de paredes diafragma oferece outras vantagens:
- Eles podem ser usados como elementos de construção para suportar cargas.
- Poderia ser usado para proteger o solo em porões.
- Pode atuar como uma parede à prova d'água
- Em comparação com outros métodos de construção, as vibrações e os níveis de ruído são mais baixos.
A construção de uma parede de estacas secantes é mais difícil e dispendiosa em comparação com paredes diafragma. Além disso, a construção também economiza comparativamente tempo.
