Tipos de fundações de edifícios &Como distribuem cargas
Quando uma pessoa comum pensa em uma fundação, as paredes do porão de sua casa provavelmente vêm à mente. Ou pensam naquela pessoa que os chama todos os anos ao mesmo tempo para pedir uma doação… Uma parede do porão, ou muro de fundação, é a parte de uma estrutura que resiste à carga das pressões laterais da terra causadas pelo solo construído contra ela, mas também transfere a carga dos edifícios da estrutura acima para a terra abaixo. Há duas categorias de fundações que são usadas para transferir cargas de edifícios para o solo, fundações rasas e profundas. O tipo de solo e suas condições ajudam os engenheiros estruturais a determinar qual tipo de fundação é mais adequado para uma determinada estrutura.
Fundações pouco profundas são frequentemente encontradas sob estruturas pouco carregadas como uma casa ou um galpão e são encontradas perto da superfície da terra. Um exemplo de uma fundação rasa é uma base de concreto. As fundações de betão estão localizadas debaixo das paredes da fundação e das colunas interiores e são usadas para espalhar a carga da estrutura acima sobre uma área suficientemente grande que limita o movimento no subsolo abaixo. O tamanho de uma sapata necessária depende do tipo de solo que se encontra abaixo. Se uma base é colocada sobre a argila, ela precisa ser muito maior do que se fosse colocada sobre a rocha, pois a base tem uma capacidade de sustentação muito maior.
As fundações pouco profundas são suscetíveis ao movimento, dependendo das condições circundantes e do tipo de solo que suportam. Por exemplo, em Winnipeg, onde vivo, a maioria das fundações das casas são construídas sobre argila que incha quando absorve a humidade. O inchaço do solo faz com que este se desprenda, o que pode levantar a fundação e causar um assentamento diferencial na casa. Se o assentamento diferencial é mínimo, geralmente não é uma questão estrutural e é mais uma preocupação estética. Às vezes o movimento pode ser tão severo que a integridade estrutural do sistema de fundações é comprometida e é necessário reparar ou substituir. Veja neste posto algumas outras causas de movimentos e falhas de fundações rasas.
Lajes de laje e laje sobre grau são dois outros tipos de fundações rasas que são utilizadas na construção e podem ser muito mais econômicas do que fundações profundas se as cargas não forem muito grandes e a estrutura puder tolerar movimentos diferenciais. Existem riscos associados à laje sobre as classes, uma vez que existe um potencial de retracção e inchaço do solo abaixo da laje, o que provocaria movimentos na laje. Se o proprietário se sentir confortável com o movimento da laje, este tipo de laje é a opção mais económica. Se os acabamentos e equipamentos colocados sobre uma laje não toleram movimentos, então uma laje estrutural é frequentemente recomendada. Uma laje estrutural tem um vazio por baixo para que o inchaço e o encolhimento do solo por baixo não afecte a laje. Quando as condições do solo não são ideais para acomodar fundações rasas, fundações profundas precisam ser consideradas.
As fundações profundas são frequentemente encontradas sob edifícios maiores, onde o peso da estrutura é muito alto e onde o movimento da estrutura não é desejado. Estas fundações transferem a carga do solo bem abaixo da superfície da terra. O tipo mais comum de fundações profundas são as estacas. As estacas são longas e esbeltas e transferem a carga de um edifício através do atrito entre o lado da estaca e o solo circundante, e através do rolamento entre o fundo da estaca e os estratos do solo abaixo. As estacas podem ser construídas de aço, madeira ou concreto. As estacas de aço são muitas vezes secções em forma de I laminadas a quente ou estacas de parafuso helicoidais. As estacas de madeira são frequentemente grandes secções de madeira que são tratadas sob pressão e são utilizadas para estruturas temporárias ou permanentes. As estacas de betão ou são estacas hexagonais sólidas ou de forma circular reforçadas com reforço de aço.
Algumas pessoas podem pensar que a profundidade da fundação está correlacionada com a magnitude da carga a ser transferida para o solo, mas normalmente não é esse o caso. Se as cargas são muito grandes, as fundações profundas são instaladas abaixo da superfície da terra até que uma camada de solo forte/densa seja encontrada, tal como rocha-mãe ou lavra glacial. Ambos têm capacidades de sustentação muito altas que solos como argila e cascalho não podem fornecer. Estacas que se estendem até camadas de solo fortes/densas são chamadas de estacas de sustentação final. A localização destas camadas do solo pode variar bastante. Em um local de construção grande é possível que uma pilha encontre uma camada de rocha a 50 pés abaixo do nível do solo em uma extremidade do local, enquanto que uma pilha na outra extremidade do local pode encontrar uma camada de rocha tão profunda quanto 100 pés abaixo do nível do solo!
Quando uma pilha é usada para transferir cargas para o solo ao redor por fricção, elas são chamadas de estacas de fricção. Uma pilha de maior comprimento significa uma maior capacidade de transferir cargas para o solo circundante. As estacas de fricção são utilizadas quando há cargas mais leves que precisam ser transferidas para o solo e quando não é econômico ou viável estender a pilha até uma camada densa de solo. Hoje em dia, as estacas de fricção de betão são frequentemente utilizadas para a fundação de novas casas, uma vez que são muito mais estáveis do que as estacas de fundação.
Fundações são um dos componentes mais importantes de uma estrutura de edifícios. É lamentável que os solos para os quais as cargas do edifício são transferidas possam ser tão variáveis de um local para outro. Para reduzir o risco envolvido nas fundações, é sempre recomendável que um engenheiro geotécnico faça uma investigação dos solos. Eles serão capazes de fornecer uma boa recomendação sobre quais fundações usar com base no tipo de solo encontrado. Para a maioria dos novos edifícios, dependendo da sua jurisdição, você não será capaz de obter uma licença de construção sem um relatório geotécnico ou recomendação baseada na experiência dos engenheiros.
Eficácia que lhe dá alguns conhecimentos básicos sobre as fundações utilizadas para apoiar os edifícios que você vive e vê no seu dia a dia. Se você quiser aprender mais sobre fundações e outras coisas relacionadas à engenharia estrutural, sinta-se à vontade para se inscrever no nosso curso sobre engenharia estrutural básica! Você tem alguma pergunta sobre fundações? Sinta-se livre para deixar um comentário abaixo.
Se você quiser mais informações sobre o básico de engenharia estrutural, sinta-se livre para pegar nosso Guia Final aqui!