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Um guia completo para construir fundações: Definição, Tipos, e usos

Índice

Definição de Fundação do Edifício

As fundações transferem forças de sistemas estruturais para alguma fonte externa, normalmente o solo. O solo tem estabilidade essencialmente infinita, o que o torna um ótimo lugar para transferir as cargas de sua estrutura.

Em um modelo estrutural, As fundações são frequentemente representadas como Apoia, ou condições de contorno. Eles atuam como um endpoint para um caminho de carga.

As fundações servem a vários propósitos, Incluindo:

  • A curto prazo, estabilizar e apoiar a estrutura.
  • A longo prazo, resistir ao assentamento diferencial e aumentar a vida útil da estrutura.
  • Distribuir cargas de colunas para uma área maior.
  • Redistribuir cargas estruturais irregulares.
  • Proteja a estrutura contra a erosão do solo sob a fundação.
  • Auxiliar na estabilidade lateral contra cargas laterais, como vento e terremotos.

O solo onde fica a fundação, ou é empilhado em, é um aspecto crítico do projeto de uma fundação e deve ser analisado e verificado quanto à sua estabilidade. Diferentes tipos de solo, como argila, se comportam de maneira muito diferente de outros, como areia. Essas diferenças comportamentais são expressas por meio de valores físicos, como coesão do solo e ângulo de atrito..

Tipos de Fundações

Geralmente, sistemas de fundação são divididos em fundações rasas e profundas. sistemas de fundação são divididos em fundações rasas e profundas. sistemas de fundação são divididos em fundações rasas e profundas raso profundidades, abaixo da elevação do solo. Eles são mais fáceis de construir, mais barato, e, Portanto, geralmente uma opção de design mais popular para estruturas menores.

Figura 1: Sistemas de Fundação

Diferença entre 'Bases’ e "Fundações’

Os termos fundação e fundação são comumente confundidos um pelo outro.

Uma fundação’ é um termo geral usado para denotar uma parte de uma estrutura que transfere a carga da superestrutura para o solo de apoio. Pode ser classificada como uma fundação rasa ou profunda.

Um 'pé’ é uma parte de uma fundação em contato com o solo. Tipicamente, as sapatas estão associadas apenas a fundações rasas. Consulte o diagrama de Sistemas Fundamentais acima. Todas as fundações são consideradas fundações, mas nem todas as fundações são alicerces.

Diferença entre fundações profundas e rasas

As fundações rasas são usadas principalmente quando a carga será transferida para um solo de suporte localizado em uma raso profundidade (tão pequeno quanto 1 metro ou 3 pés). Fundações profundas são usadas quando a carga é transferida para estratos profundos (variando de 20-65 metros ou 60-200 pés).

Fundações profundas são mais comumente encontradas em locais onde as condições do solo são desfavoráveis. Por exemplo, a maioria dos projetos marítimos usará fundações profundas para estabilidade adicional. O processo de construção de uma fundação profunda é mais complexo e caro. Requer equipamentos mais pesados, mão de obra qualificada, e gestão de tempo adequada. Fundações profundas podem ser cravadas no solo ou lançadas contra a terra, o solo é muito mais difícil de escavar, e a pressão do solo aumenta à medida que você vai mais fundo. Uma fundação profunda fornece suporte lateral, resiste à elevação, e suporta cargas maiores. Baseia-se no rolamento de extremidade e na fricção da pele.

Por comparação, fundações rasas são mais baratas, exigindo menos mão de obra, equipamento, e materiais. Eles dependem principalmente do rolamento final no solo. O reforço em fundações rasas ajuda a resistir ao tombamento e à flexão da fundação.

Fundações Rasas

Rodapés Isolados

Fundamentos isolados, também conhecido como sapatas ou sapatas, são o tipo mais simples e comum de fundação. Cada sapata suporta sua coluna da qual recebe a carga e a espalha no solo sobre o qual está se apoiando. As sapatas isoladas são quase sempre quadradas ou retangulares. Isso os torna mais fáceis de analisar e construir. As dimensões da sapata são estimadas com base nas cargas da coluna, a capacidade de carga segura, e assentamento excessivo do solo.

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Figura 2: Base Isolada

Cada sapata suporta sua coluna da qual recebe a carga e a espalha no solo sobre o qual está se apoiando

Fundações de parede, também conhecido como strip footings, suportar o peso de paredes de suporte e não estruturais. Semelhante a sapatas isoladas, quanto maior a área do pé, quanto maior a capacidade da sapata para limitar o assentamento. As sapatas de tira são úteis no suporte de paredes de suporte de carga, pois resistem não apenas a cargas mortas da estrutura, mas também outras cargas de projeto. As sapatas de parede também são moldadas com concreto simples ou armado e às vezes são pré-moldadas antes de serem trazidas para o local.
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Figura 3: Cada sapata suporta sua coluna da qual recebe a carga e a espalha no solo sobre o qual está se apoiando

O que é uma pilha de concreto

Como fundamentos isolados, a base combinada é construído quando as colunas carregam cargas estruturais. Isso é usado quando duas ou mais colunas estão tão próximas umas das outras que suas sapatas isoladas se sobrepõem. A construção de sapatas combinadas pode ser mais econômica quando os materiais da sapata (concreto) são mais baratos do que o trabalho para formar duas bases separadas. As sapatas combinadas podem ser retangulares, trapezoidal, ou em forma de tee, dependendo do tamanho e localização das colunas suportadas pela sapata.

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Figura 4: Base Combinada

Cada sapata suporta sua coluna da qual recebe a carga e a espalha no solo sobre o qual está se apoiando

Sapatas de cinta, também conhecido como sapatas cantilever, são duas sapatas isoladas conectadas com uma viga de cinta.

Vigas de cinta comumente conectam duas sapatas que suportam colunas que resistem a forças laterais significativas. A viga central da cinta ajudará a reduzir os efeitos da carga lateral sem colocar pressão de gravidade adicional no solo, que ocorreria se uma sapata combinada fosse usada.
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Figura 5: Fundação da cinta

Base de tapete

Como o nome implica, uma base de tapete, também conhecido como fundação de jangada, é um tipo de fundação espalhada inteiramente por toda a área do edifício suportando cargas pesadas de colunas ou paredes, semelhante a uma laje no chão. É mais frequentemente usado na construção do porão, onde toda a laje do porão atua como fundação. A fundação da esteira é escolhida quando o edifício é suportado por solo fraco. Assim, as cargas de construção são espalhadas por uma área extremamente grande. Isso evita o assentamento diferencial que seria predominante com sapatas isoladas. Isso é mais adequado e econômico para uso quando a área do edifício é relativamente pequena ou se as colunas estão próximas umas das outras, limitando o custo do material. por outro lado, fundações de esteira não são desejáveis ​​para construir quando a água subterrânea está localizada acima da superfície de apoio do solo.
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Figura 6: fundações de esteira não são desejáveis ​​para construir quando a água subterrânea está localizada acima da superfície de apoio do solo

Deep Fundações

fundações de esteira não são desejáveis ​​para construir quando a água subterrânea está localizada acima da superfície de apoio do solo

fundações de esteira não são desejáveis ​​para construir quando a água subterrânea está localizada acima da superfície de apoio do solo. fundações de esteira não são desejáveis ​​para construir quando a água subterrânea está localizada acima da superfície de apoio do solo. As pilhas variam em diâmetro, mas são muito mais profundas do que largas. A carga da superestrutura é transferida das estacas através dos estratos de solo fracamente compressíveis até solos mais rígidos ou rochas duras. Eles podem ser feitos de aço, madeira, fundido no lugar, ou concreto pré-moldado. As estacas de concreto moldado no local são feitas escavando um furo na terra usando uma broca rotativa longa e enchendo esse furo com reforço de aço e concreto. Se as paredes do poço não puderem se sustentar, Cada sapata suporta sua coluna da qual recebe a carga e a espalha no solo sobre o qual está se apoiando. As estacas pré-moldadas são cravadas no solo verticalmente ou em ângulo com a vertical usando um martelo de estacas preso a máquinas pesadas. Às vezes, as estacas são lançadas juntas em sua elevação superior usando um bloco de estacas, basicamente, uma base isolada, para criar um grupo de pilhas que possa suportar uma coluna grande (Veja a figura 7)

Vantagens de usar fundações de estacas:

  1. As estacas podem ser pré-moldadas em qualquer especificação exigida ou requisito de projeto em um ambiente controlado.
  2. As estacas pré-moldadas são enviadas para o local e imediatamente aptas para instalação, resultando em um progresso mais rápido do trabalho.
  3. As estacas de concreto moldadas no local podem suportar estruturas grandes e altas, como arranha-céus, onde uma fundação rasa não seria suficiente.
  4. As estacas cravadas também podem ser usadas em locais onde não é aconselhável fazer furos devido a lençóis freáticos pressurizados.
  5. As fundações de estacas podem ser usadas em locais onde as condições do solo impossibilitam outros tipos de fundação.

Desvantagens do uso de fundações de estacas:

  1. As estacas de concreto precisam ser reforçadas adequadamente para sustentar as tensões se cravadas no solo
  2. Planejamento e equipamentos são essenciais para o correto manuseio e cravação de estacas no solo
  3. O levantamento do solo ou uma estaca já cravada pode aparecer quando uma estaca é cravada no solo com baixa ou má qualidade de drenagem.
  4. A cravação de estacas gera vibração, afetando a integridade de estruturas adjacentes.

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Figura 7: Cada sapata suporta sua coluna da qual recebe a carga e a espalha no solo sobre o qual está se apoiando

Cais (Caixa) Fundação

As fundações de cais ou caixões são semelhantes a uma fundação de estaca única, mas com um diâmetro de coluna “estaca” maior. As fundações de caisson também são instaladas de forma diferente. Ao contrário da fundação da pilha, as fundações do cais são construídas escavando ou dragando o solo abaixo do solo e enchendo-o com concreto e reforço de aço. Caixões também podem ser perfurados no leito rochoso ou repousar em estratos do solo, mas uma seção transversal “em sino” é necessária para distribuir a carga por uma área mais ampla (como mostrado na figura 8). Por causa da presença de água, as fundações do píer contam com o rolamento final para resistir às cargas da superestrutura, contrário à fundação da pilha, que transfere cargas através do rolamento de extremidade e fricção da pele. Tipicamente, fundações de estacas são instaladas quando não há estratos firmes em uma profundidade alcançável, Cada sapata suporta sua coluna da qual recebe a carga e a espalha no solo sobre o qual está se apoiando.

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Figura 8: Fundação Pier ou Caisson com Pile Cap

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