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AOL5 – ATIVIDADE CONTEXTUALIZADA – MECÂNICA DOS SOLOS APLICADA Antonio Azael Terceiro Pinto 01383116 Engenharia Civil Considere que você foi contratado como engenheiro civil para uma obra construtiva que contém uma estrutura de muro de suporte e uma estrutura de radier. A obra faz parte da construção de um restaurante de grande porte, contendo rampas de acesso, estacionamento e dispondo de um espaço térreo e um andar elevado. Você deve levar em consideração todas as etapas construtivas, econômicas, ambientais e sociais, do planejamento à finalização da obra. Analisando essas informações, juntamente com os conhecimentos adquiridos em mecânica dos solos e em outras matérias e aprendizagens ao longo de sua formação, esquematize as etapas fundamentais para cada tipo de construção / estrutura citada acima (muro de suporte radier). Crie uma resolução para o problema em formato de fluxograma ou em tópicos, ramificando ou subdividindo cada um deles caso haja necessidade. Para a estrutura de arrimo utilize cinco itens / tópicos e para o radier utilize quatro. Devemos levar em considerando as seguintes informações: Quais os tipos de fundações, quais as etapas construtivas, econômicas, ambientais e sociais do planejamento à finalização da obra. Radier como construção de uma laje de concreto sobre o solo, além de apoiar sua casa, o radier já funciona como contrapiso e calçada. Mas o radier só pode ser usado se o terreno todo tiver o mesmo tipo de solo. Se uma parte for firme e a outra fraca, o radier não pode ser utilizado. A estrutura de arrimo é um tipo de construção forte, capaz de conter forças, como barrancos, e equilibrar a pressão de um terreno. Trata-se de uma técnica que pensa na estabilidade que o muro pode proporcionar. Também conhecido como muro de contenção, sendo uma ferramenta de segurança em terrenos com inclinações. As etapas para estrutura de arrimo considerando o projeto acima relacionado e as informações necessárias para a execução da obra, temos com isso: Na etapa 1 – reconhecimento do local: Onde a estrutura será implantada. A estrutura dos muros e das construções dos confinantes O suporte de cargas de empuxo ativo do solo e as pressões hidrostáticas do nível d’agua As sobrecargas da estrutura Se outras edificações serão construídas nas proximidades Prever as cargas atuantes Coletar informações sobre o maciço a ser arrimado Ensaios de sondagem, como por exemplo: Sondagem por Percursão (Standard Penetration Test) Na etapa 2 – saber: A técnica construtiva necessária para arrimar o solo Se a estrutura de arrimo será por gravidade ou flexão Se a estrutura de arrimo for de flexão, ela poderá ser constituída de concreto armado, com contraforte, vigas, pilares. O espaçamento entre os pilares e vigas Viabilidade técnica e custos Fatores ambientais e sociais Sistema construtivo e sistema de segurança como por exemplo: os subsistemas de impermeabilização e drenagem. Sistema de drenagem de forma adequada bem dimensionado e executado. Na etapa 3 – conhecer a caracterização do solo que será arrimado: O modelo matemático e o esquema estático que melhor representa a estrutura para que os esforços atuem em cada elemento da estrutura possam ser estimados. Na etapa 4 – realizar: Dimensionar cada elemento da estrutura conforme as normas vigentes. Hipóteses de cálculo Combinações de esforços Detalhamento para que as pranchas de projeto possam ser facilmente interpretadas na obra, evitando erros de leitura e interpretação. Na etapa 5 – conferir: As armaduras dos pilares e vigas de fundações As ancoragens dos pilares e vigas conforme o projeto estrutural Os cobrimentos das fundações, que deve ser no mínimo 5 cm, deve ser atendida sempre para evitar corrosão das armaduras. A qualidade do concreto O sistema de drenagem Sobre este projeto, deve-se estudar as propriedades e as características do solo, tanto o solo a ser contido quanto o solo que receberá a fundação do muro de arrimo devem ser analisados, a fim de conhecer as cargas aplicadas e resistência do sistema estrutura-solo. Além do mais, certos parâmetros devem ser analisados tais como: camadas de solo, peso específico, coesão, ângulo de atrito, adesão e ângulo de atrito entre o solo e a estrutura, presença de água. As cargas também devem ser consideradas: Empuxo de Terra (Teoria de Coulomb); Estado Ativo é a pressão lateral exercida pelo solo no muro, consequência de uma distensão horizontal do maciço. Estado Passivo é a pressão lateral exercida pelo muro no solo, ocasionando uma compressão no maciço. Peso próprio da estrutura; Pressões hidrostáticas ou de percolação; Sobrecargas externas. É fundamental a verificação quanto ao deslizamento, é feito isso, comparando as forças horizontais exercidas pelo solo contido e demais cargas, que tendem a empurrar a a estrutura de arrimo, com as forças que resistem à ação, obtidas pelo empuxo passivo e a força de atrito entre o concreto da base do muro e o solo da fundação. A tensão admissível do solo abaixo da fundação, avaliada através de sua capacidade de carga deve ser, no mínimo, 3 vezes maior que a tensão máxima aplicada pela fundação. Já, para a segurança do conjunto muro-solo, na possibilidade de ruptura do terreno segundo uma superfície de escorregamento, também deve ser considerada, pois deve-se utilizar os conceitos de análise da estabilidade geral, que consiste na verificação de um mecanismo de ruptura global do maciço, em que o muro de arrimo é considerado como um elemento interno à massa de solo, podendo potencialmente se deslocar como um corpo rígido. No que diz respeito as tensões de compressão e flexão no material da estrutura também são consideradas. O detalhamento para execução deve ser feito de forma compreensível a fim de evitar erros e questões indefinidas, que acabarão sendo decididas durante a obra, gerando custos extras e falhas de execução. Todo dimensionamento, cálculo de estabilidade e cuidados na execução serão inúteis caso o sistema de drenagem não seja eficaz, pois a água que penetra no solo contido pelo muro de arrimo causa um aumento das cargas e pode levar a estrutura ao colapso. Em perímetros urbanos podem ocorrer infiltrações causadas por vazamentos em tubulações de água e/ou esgoto. Uma das soluções possíveis é utilizar um concreto permeável entre a estrutura de contenção e o solo. Para o projeto proposto a estrutura de concreto é uma boa alternativa, pois são estruturas esbeltas que utilizam, além do próprio peso, armadura dimensionada para resistir a flexão. No entanto, o custo é mais elevado e possui limitação na altura, sendo conveniente a utilização de contrafortes acima de 5m e podem também ser ancorados na base com tirantes ou chumbadores para melhorar sua condição de estabilidade. As etapas fundamentais para estrutura de radier considerando o projeto acima relacionado e as informações necessárias para a execução da obra, temos que considera uma fundação rasa ou direta, sendo muito utilizada em casa térreas. É composta por lajes de concreto armado que abrangem toda a projeção da edificação. 1º: A execução de um radier é realizada a partir do levantamento topográfico do terreno em questão. É necessária nos serviços de terraplanagem, uma limpeza superficial do terreno, nivelamento e compactação. O nivelamento deve ter uma variação máxima de entre 1 e 2 centímetros, isso vai garantir gastos desnecessários com concreto. Nessa fase é importante que seja feito um acompanhamento, tendo o projeto da edificação em mãos. O radier geralmente ocupa meio metro a mais que a área da residência, com isso a escavação deve ser feita com base no projeto estrutural.Logo após a escavação e compactação se coloca uma camada de brita protegida com lona plástica, com objetivo de proteger a armadura do radier. Em alguns casos são utilizadas após a compactação mantas impermeabilizantes. Isso para assegurar que o concreto não perca água ou que a umidade presente no solo entre em contato com o concreto. 2º: Aqui, o radier consiste na colocação de elementos das instalações de água e esgoto, além das caixas e dutos de passagem para as instalações elétricas da edificação. Para a instalação desses elementos, é de suma importância que se acompanhe os projetos complementares, assim serão evitadas possíveis complicações nas demais etapas da obra. Com os elementos devidamente instalados, devem-se fechar as tubulações, para que quando ocorrer a concretagem do radier, não caia concreto dentro das mesmas. 3º: Já, no entorno da fundação de radier deverão ser colocadas as fôrmas, para a concretagem de acordo com os calculos. Essas fôrmas podem ser metálicas ou de madeira. Com a caixaria pronta, as malhas de aço, tanto simples como as protendidas são posicionadas, atendendo sempre as áreas de aço previstas em projeto. As armaduras complementares também são posicionadas nessa fase. Para garantir o correto posicionamento das armaduras e cobrimento do concreto, devem ser utilizados espaçadores na montagem. Com as armaduras todas posicionadas, são fixados também as armaduras de arranque dos pilares, para que possam ser concretadas juntamente com o radier. 4º: Logo, com todas as etapas anteriores prontas e devidamente conferidas, é realizada então a concretagem do radier. O concreto pode ser feito “in loco” ou comprado pronto, o importante é que devem obedecer às especificações de resistência característica prevista no projeto estrutural. Durante a concretagem, é importante que sejam feitos os devidos testes para garantir a qualidade do material que está sendo utilizado. Após o espalhamento da massa, deve ser realizado o acabamento superficial do radier, onde o concreto deve ser sarrafeado e desempenado. Quanto ao processo de cura do concreto, deve-se seguir as recomendações de procedimentos e cuidados para isso. Passados 7 dias, é essencial que o concreto apresente uma cor homogênea, não possua furos e nem armaduras expostas. A conclusão da execução do radier se dá pela impermeabilização da superfície da laje de fundação. FONTES Denise M. S. G. Contenção: Teoria e Aplicações em Obras. Editora Oficina de Textos; 2ª edição, 2019. Denise M. S. G. Estabilidade de Taludes. Editora Oficina de Textos; 2ª edição, 2016. GERSCOVICH, D. Apostila Estruturas de Contenção: Muros de Arrimo. Rio de Janeiro: Universidade do Estado do Rio de Janeiro – UERJ, 2011. MARCHETTI, O. Muros de Arrimo. São Paulo: Editora Blucher, 2008. THOMAZ, Eduardo Christo Silveira. Notas de aula – Muro de Arrimo. Rio de Janeiro: Instituto Militar de Engenharia – IME, 2008. http://www.eng.uerj.br/~denise/pdf/muros.pdf https://engenhariacivilunip.weebly.com/uploads/1/3/9/9/13991958/aula_4- muros_de_arrimo.pdf http://www.eng.uerj.br/~denise/pdf/muros.pdf https://engenhariacivilunip.weebly.com/uploads/1/3/9/9/13991958/aula_4-muros_de_arrimo.pdf https://engenhariacivilunip.weebly.com/uploads/1/3/9/9/13991958/aula_4-muros_de_arrimo.pdf
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