Fundações

Código:

EC0073

Sigla:

FUND

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Geotecnia

Ocorrência: 2008/2009 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://paginas.fe.up.pt/sgwww/fundacoes
Unidade Responsável:	Secção de Geotecnia
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Civil

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEC	29	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	5	-	5	60	133

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Conhecimento dos tipos principais de fundações (sapatas, poços, barretas, estacas: isoladas e em grupo), suas particularidades e especificidades condicionadas pelas naturezas dos maciços. Aprofundamento dos processos de reconhecimento geotécnico e métodos de caracterização. Ensino dos princípios e metodologias de dimensionamento geotécnico e estrutural de fundações directas e indirectas, isoladas e em grupo, solicitadas estática e dinamicamente (sismos). Apresentação das técnicas de melhoramento de maciços e reforço de fundações.

Programa

CARACTERIZAÇÃO DE MACIÇOS TERROSOS:
- Sondagens: reconhecimento de solos para fundações de edifícios e estruturas especiais.
- Procedimentos mínimos em implantação e profundidade do reconhecimento.
- Metodologias gerais de sondagens e amostragem e opções de ensaios in situ para caracterização de maciços, em função da sua tipologia.

FUNDAÇÔES DIRECTAS (SAPATAS)
- Critérios de dimensionamento de fundações directas à luz das directivas do Eurocódigo 7: Estado Limite Último (ELU) e Estado Limite de Serviço (ELS).
- Avaliação de assentamentos em carregamentos estáticos.
- - Avaliação de assentamentos de fundações sujeitas a cargas dinâmicas ou transientes.
- Sapatas comuns a vários pilares: introdução aos métodos discretos contínuos (algumas soluções teóricas) e aos aproximados baseados na teoria da viga em apoio elástico (Modelo de Winkler).
- Cálculo estrutural de fundações directas.

FUNDAÇÕES POR BLOCOS

FUNDAÇÕES PROFUNDAS - ESTACAS
- Estacas carregadas axialmente:
- Classificação de estacas;
- Acções do solo sobre as estacas: atrito negativo; acções laterais;
- Considerações sobre o dimensionamento:
- Métodos de dimensionamento tradicionais: base teórica e semi-empírica;
- Solicitações verticais. Capacidade de carga de uma estaca.
- Formulação teórica e formulações semi-empíricas (fómulas estáticas - método de Bustamante e Gianeselli – e fórmulas dinâmicas);
- Solicitações verticais - capacidade de carga de grupos de estacas (eficiência);
- Solicitações verticais: Assentamento de uma estaca isolada e de grupos de estacas;
- Ensaios de carga: seus objectivos para o dimensionamento e especificidades: instrumentação clássica e múltipla;
- Estacas carregadas transversalmente: capacidade de carga e deslocamentos horizontais.
- Solicitações que dão origem a esforços transversais: ênfase para solicitações sísmicas (introdução à definição da acção);
- Deslocamentos horizontais: modelos contínuos e método dos coeficientes de apoio elástico…
- - Dimensionamento de grupos de estacas sob forças horizontais: método de Randolph.
- - Cálculo estrutural de estacas: distribuição de esforços em estacas isoladas e em grupos de estacas definição geométrica e dimensionamento em betão armado; maciços de encabeçamento de grupos de estacas; armadura das estacas sujetas a flexão compasta, considerando várias combinações.
- Técnicas de inspecção da integridade / qualidade de estacas: técnicas destrutivas e não destrutivas; a selecção da técnica apropriada e sua classificação (directas e indirectas, suas variantes); fluxos de opção e medidas de remediação.

RISCO SÍSIMICO: LIQUEFACÇÃO DE MACIÇOS E INTERACÇÃO COM AS FUNDAÇÕES
- Métodos simplificados de avaliação da susceptibilidade de maciços à liquefacção: base em ensaios in situ (SPT, CPT; CH…);
- Caracterização dos maciços e da acção sísmica nacional: análise da susceptibilidade e melhoramento das areias susceptíveis de liquefazer

MELHORAMENTO DE MACIÇOS TERROSOS:
- - Métodos de melhoramento de maciços:
- Vibrocompactação e vibroflutuação; estacas de brita; outros meios de compactação;
- Estacas de compactação;
- Pré-compressão;
- Reforço das fundações;
- Misturas de ligantes e Injecções;
- Diversos.
- Discussão das vantagens e desvantagens das técnicas descritas em maciços mais sensíveis específicos: solos moles; solos expansivos e colapsíveis.
- Reforço e recalce de fundações:
- O reforço de edifícios da era moderna e hodierna;
- O caso particular de monumentos históricos, envolvendo estruturas de alvenaria sensíveis.

Bibliografia Obrigatória

Velloso, D.A. & Lopes, F.R. ; FUNDAÇÕES. Volume 1: Critérios de Projecto – Investigação de Subsolo – Fundações Superficiais, Oficina de Textos, São Paulo, 2004. ISBN: 85-86238-37-6
Mayne, P.W., Christopher, B., Berg, R., and DeJong, J.; Subsurface Investigations -Geotechnical Site Characterization, FHWA-NHI-01-031, National Highway Institute, Federal Highway Administration, Washington, D.C. , 2002
VIana da Fonseca & Silva Cardoso; Textos de Apoio (Fundações e Obras Geotécnicas), 1990-2006 (Sebenta)
Fellenius, Bengt H.; Basics of Foundation Design (Fellenius, B.H. (2002). Basics of foundation design. Electronic Edition. [www.Geoforum.com], 250 pp.)
Roger Frank; Calcul des fondations supercielles et profondes, Ed: Presses de ´'École National des Ponts et Chaussées, Paris, 1999
Velloso, D.A. & Lopes, F.R. ; FUNDAÇÕES. Volume 2: Fundações Profundas, COPPE-UFRJ, Rio de Janeiro, 2002. ISBN: ISBN: 85-285-005137-9
Viana da Fonseca, A. & Santos, J.; International Prediction Event. Behaviour of Bored, CFA and Driven Piles in Residual Soil. ISC’2 experimental site, Os autores (FEUP/IST), 2008. ISBN: ISBN: 978-972-752-104-3/978-989-95625-1-6 (Conveniente adquirir, pelo menos, 6 exemplares. Disponível a partir de: http://paginas.fe.up.pt/sgwww/labgeo/pdf/Book-IPPE-ISC2.pdf)

Bibliografia Complementar

EUROCÓDIGO 7 - Parte 1:, 1994. Projecto Geotécnico. Regras Gerais., Comissão Europeia de Normalizações, Bruxela, 1994
Coelho, Silvério; Tecnologia de Fundações, EPGE/ISEL, 1996
Fang, Hsai-Yang 340; Foundation engineering handbook. ISBN: 0-412-98891-7
Coduto, Donald P.; Foundation design. ISBN: 0-13-589706-8
Wyllie, Duncan C.; Foundations on Rock. ISBN: 0-419-23210-9
Jarbas Milititsky, Nilo Cesar Consoli, Fernando Schnaid; Patologia das Fundações, Oficina de Textos. S. Paulo, 2006. ISBN: 85-86238-45-7
Waldemar Hacchichi, Frederico Falconi, José Luiz Saes, Régis Frota, Celso Carvalho, Sussumu NiYama; Fundações. Teoria e Prática, ABMS/ABEF, Gráficas PINI. São Paulo, Brasil, 1996
Eurocode 7 – Geotechnical Design. Final Draft. prEN 1997-1, Comissão Europeia de Normalizações, Bruxelas, 2004
Fonseca, António Joaquim Pereira Viana da; Geomecânica dos solos residuais do granito do Porto
Poulos, H. G. & Davis, E. H.; Pile Foundation Analysis and Design, John Wiley and Sons, Geotechnical Engineering Series, Singapore, 1980
Fernando Schnaid; Ensaios de Campo e suas aplicações à Engenharia de Fundações, Oficina de Textos, Brasil, 2000. ISBN: 624.150723 (CDD)
Rodrigo Salgado; The Engineering of Foundations, McGraw-Hill Science/Engineering/Math, 2006. ISBN: 0072500581
Gannon;JA, Masterton, GG, Wallace, WA, Muir Wod, D; Piled Fondations in Weak Rock, CIRIA, 1999. ISBN: 0 86017 4948
O´Neil, M. W. & Reese, L. C.; Drilled Shafts: Construction Procedures and Design Methods, Federal Highway Administration, US Dep. Transportation, Washington DC, 1999
Bowles, Joseph E.; Foundation analysis and design. ISBN: 0-07-114052-2

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

O programa é exposto em aulas teóricas de uma hora (duas semanalmente) onde, com recurso a meios audiovisuais correntes, se procura interessar os alunos para os condicionalismos geotécnicos que impõem especificidades das metodologias de caracterização geotécnica de maciços com vista á selecção de fundações mais adequadas ao bom comportamento dos edificios e estruturas em geral. Intervalando esta exposição teórica com algumas visitas a obras de fundações correntes e, muito particularmente, de fundações especiais (com relevo muito especial às estacas), desenvolvem-se as aulas teórico práticas, com duração de duas horas (uma por semana), onde se vão acompanhando as sucessivas matérias introduzidas nas aulas teóricas, sendo resolvidos alguns problemas práticos de casos de fundações directas e indirectas. Os alunos são ainda convidados a realizar dois trabalhos (em grupos de dois a três elementos). Um primeiro cujo objectivo do trabalho consiste em realizar uma análise ao nível dos deslocamentos, tensões, momentos e esforços transversos de uma sapata com quatro pilares pertencente a uma ponte, utilizando para o seu desenvolvimento programas de cálculos disponíveis no DEC. No segundo, os alunos são convidados a definir uma solução em estacas para a fundação do pilar de um ponte de grandes vão, em zona sísmica, devendo a solução ser detalhada até à definição completa das dimensões e armaduras das estacas e do respectivo maciço de encabeçamento. Na parte final do programa, destinam-se algumas horas de aulas teóricas para um módulo informativo (e fortemente ilustrado) sobre reforço de fundações, procurando-se nas últimas duas semanas realizar visitas a obras de reforça de fundações.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Obtenção de frequência

A avaliação é feita com verificaão do tranbalho nas aulas teórico-práticas e pela classificação de dois trabalhos propostos aos alunos (a realizar em grupo de dois a três elementos), em 60 e 40%.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação é feita por exame e pela classificação dos dois trabalhos propostos aos alunos (a realizar em grupo de dois a três elementos), em 60 e 40%, respectivamente, exigindo-se classificação mínima de 50% naquele.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

REGRAS ESPECIAIS PARA ESTUDANTES EM MOBILIDADE:
Domínio da Língua Portuguesa e/ou Inglesa;
Frequência de disciplinas de graduação introdutórias à temática científica versada na presente disciplina;
Avaliação através de exame e/ou trabalho(s) especialmente definidos em face do perfil do estudante.

Observações

VISITAS DE ESTUDO (anos lectivos de 1999-2000 a 2005-2006)
Reconhecendo-se a importância do contacto directo com obras representativas das matérias leccionadas, tem-se organizado frequentes visitas (ocupando meio dia a um dia) a obras de grande impacto, com sejam as que se referem a seguir:
-Ponte de Salgueiro Maia (sobre o Rio Tejo, em Santarém)
-Reforço de fundações com Micro-Estacas do futuro Hotel Carlton (Ribeira, Porto)
-Ponte Europa (sobre o Rio Mondego, em Coimbra)
-Fundações da Casa da Música (no Porto)
-Fundações dos viadutos IC2 (Fátima- Leiria)
-Barragem do Alqueva (execução da fundações e tratamento da falha)
-Parque de estacionamento subterrâneo (Praça da Bolsa, Porto)
-Novas pontes sobre o Rio Douro em Entre-os-Rios: Ponte Hintze-Ribeiro e Variante à EE NN 108 e 224
-Ponte do Infante, nova travessia do rio Douro no Porto
-Estações da Trindade e dos Aliados do Metro Ligeiro do Porto
-Estabilização das Encosta das Fontaínhas Muralha Fernandina (Elevador dos Guindais)
-Estabilização de edifícios nas Ruas do Bolhão, Fernandes Tomás e Bonjardim no Porto, para passagem da Tuneladora – Linha C do Metro do Porto;
- Fundações e estruturas de contenção para a escavação de caves do C.C.Cort Inglês em V.N.Gaia;
- Fundações e estruturas de retenção na variante interna do IC23 em V.N. de Gaia;
- Campo Experimental da FEUP (ISC’2) - ensaio in situ e ensaios de carga verticais e horizontais em estacas moldadas, de trado e pré-moldadas cravadas;
- Viaduto de Santana do Cartaxo – Caminho de Ferro a Norte de Lisboa;
- Nova Travessia no Carregado - ponte e viaduto – no Rio Tejo, a montante de Lisboa.
As soluções adoptadas nestas obras são à priori objecto de uma introdução e após a visita são discutidos os critério que regeram as opções.
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Tempo de trabalho estimado fora das aulas: 4 horas