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CURSO SUPERIOR DE ENGENHARIA CIVIL MÁRCIO PEIXOTO DA SILVA COMPARATIVO DOS MATERIAIS DAS COMPOSIÇÕES DO SINAPI EM RELAÇÃO AOS MATERIAIS LEVANTADOS EM PROJETO Estudo de caso dos serviços de infraestrutura em obra pública de pequeno porte Porto Alegre 2021 MÁRCIO PEIXOTO DA SILVA COMPARATIVO DOS MATERIAIS DAS COMPOSIÇÕES DO SINAPI EM RELAÇÃO AOS MATERIAIS LEVANTADOS EM PROJETO Estudo de caso dos serviços de infraestrutura em obra pública de pequeno porte Trabalho apresentado para o Curso de Engenharia Civil, da Faculdade de Engenharia da FTEC como parte dos requisitos para avaliação da unidade curricular de TCC. Orientadora: Prof. Me. Márcia Elisa Jacondino Pretto Porto Alegre 2021 MÁRCIO PEIXOTO DA SILVA COMPARATIVO DOS MATERIAIS DAS COMPOSIÇÕES DO SINAPI EM RELAÇÃO AOS MATERIAIS LEVANTADOS EM PROJETO Estudo de caso dos serviços de infraestrutura em obra pública de pequeno porte Trabalho apresentado para o Curso de Engenharia Civil, da Faculdade de Engenharia da FTEC como parte dos requisitos para avaliação da unidade curricular de TCC. Aprovado em ___/____/____ BANCA EXAMINADORA ___________________________________________ Professor Orientador: Me. Márcia Elisa Jacondino Pretto __________________________________________ Professor Avaliador: Dra. Bárbara Jordani __________________________________________ Professor Avaliador: Me. Tacia Daniele Scharff Porto Alegre 2021 AGRADECIMENTOS O tanto quanto eu peço, eu também agradeço a Deus por todas as oportunidades que surgiram e ainda irão surgir na minha jornada, que realmente não posso me queixar, ele sempre foi muito bom para mim. Agradeço a minha amada mãe Sra. Rejane Natalice, pois ela foi quem me incentivou a sempre estudar e me dedicar na busca do conhecimento. Meu pai Sr. Telmo que desde que sou criança me ensinou o valor do trabalho e da honestidade. Sou eternamente grato as pessoas que mais me deram oportunidade na construção civil, minha irmã Letícia e seu marido Alexandre, não tenho palavras para expressar minha gratidão aos grandes momentos que já vivenciamos. A minha esposa Katielen que além de me dar o maior presente do mundo, a pessoa que mais amo, nosso filho Léo, sempre me surpreende com sua dedicação a nossa família. Por último não menos importante agradeço a todos os professores pela dedicação ao trabalho mais puro que é a transmissão do conhecimento. “O homem técnico não deve se perder em sua própria tecnologia. Ele deve ser capaz de apreciar a vida; e a vida é arte, drama, música e, o mais importante, pessoas.” (Fazlur Rahman Khan) COMPARATIVO DOS MATERIAIS DAS COMPOSIÇÕES DO SINAPI EM RELAÇÃO AOS MATERIAIS LEVANTADOS EM PROJETO Estudo de caso dos serviços de infraestrutura em obra pública de pequeno porte Autor: Márcio Peixoto da Silva marciopeixotodasilva@gmail.com Orientadora: Prof. Me. Márcia Elisa Jacondino Pretto marciapretto@acad.ftec.com.br Resumo: Os levantamentos de quantitativo de materiais para execução de obras civis são de extrema importância para viabilizar os projetos, principalmente quando se tratam de obras de órgãos públicos a qual são contratadas por intermédio de licitação de concorrência pública. Este trabalho tem por objetivo analisar os quantitativos de materiais indicados pelo órgão público licitante através de composições do SINAPI em relação às quantidades de materiais levantadas em projeto disponibilizado pela licitante para execução da infraestrutura de uma obra de pequeno porte. A obra escolhida para o estudo é uma licitação elaborada pela Comissão Regional de Obras – 3 do Exército Brasileiro, sendo a construção de um mezanino em estrutura convencional de concreto armado dentro de um pavilhão existente no quartel da 6ª Brigada de Infantaria Blindada localizada na cidade de Santa Maria – RS. Com os resultados apresentados neste estudo pode-se realizar uma avaliação comparativa entre as diferenças encontradas dos materiais previstos em orçamento para execução da infraestrutura da obra analisada e os quantitativos de materiais levantados com os documentos disponíveis para a licitação. Palavras-chave: Materiais. Levantamento. Quantitativo. SINAPI. Infraestrutura. Orçamento. LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Tipos de obras de construção: Obras civis e de infraestrutura. ................ 16 Figura 2 - Etapas na resolução de problemas e projetos em engenharia civil. ......... 18 Figura 3 - Esquema de obtenção do custo unitário. .................................................. 24 Figura 4 - Exemplo de sapata isolada de formato retangular. ................................... 31 Figura 5 - Bloco de fundação convencional. ............................................................. 32 Figura 6 - Bloco de fundação escalonado. ................................................................ 32 Figura 7 - Radier. ...................................................................................................... 33 Figura 8 - Viga de fundação. ..................................................................................... 33 Figura 9 - Forma básica para viga baldrame. ............................................................ 34 Figura 10 - Sequência de cravação estaca Strauss. ................................................. 35 Figura 11 - Esquema de cravação de estaca de concreto pré-moldado. .................. 37 Figura 12 - Sequência de perfuração da estaca hélice. ............................................ 38 Figura 13 - Sequência de execução da estaca tipo Franki. ....................................... 39 Figura 14 - Sequência de perfuração da estaca raiz. ................................................ 41 Figura 15 - Foto de satélite da área da 6° Brigada. ................................................... 42 Figura 16 - Local da Oficina Centralizada. ................................................................ 43 Figura 17 - Planta Baixa do térreo (Arquitetura). ....................................................... 44 Figura 18 - Planta Baixa do 1º pavimento (Arquitetura). ........................................... 45 Figura 19 - Planta de forma do pavimento térreo. ..................................................... 47 Figura 20 - Levantamento da quantidade de estacas do projeto em estudo. ............ 53 Figura 21 - Detalhamento dos Blocos B1, B2, B3, B8 e B9. ..................................... 56 Figura 22 - Detalhamento do Bloco B4. .................................................................... 57 Figura 23 - Detalhamento dos Blocos B5, B6 e B7. .................................................. 57 Figura 24 - Corte esquemático do Bloco B4 (Exemplo de disposição e travamento de formas para blocos sobre estacas). .................................................................... 59 Figura 25 - Legenda de ferragem em projetos estruturais. ....................................... 64 Figura 26 - Detalhamento da armação do bloco B4. ................................................. 65 Figura 27 - Detalhamento da armação do pilarete P4. .............................................. 67 Figura 28 - Corte esquemático da Viga V1 (Exemplo de disposição e travamento de formas para as vigas). ........................................................................................ 76 Figura 29 - Detalhamento de armadura da Viga V3 do térreo. .................................. 79 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Principais características de cada etapa da Elaboração de planos, estudos e projetos segundo o projeto de norma ABNT NBR 16633-1(2017). ... 19 Tabela 2 - Exemplo de unidades e materiais para o levantamento de quantitativos. 25 Tabela 3 - Exemplo de materiais classificados quanto à permanência. .................... 25 Tabela 4 – Densidade linear de massa dos fios e barras para concreto armado. ..... 29 Tabela 5 - Materiais indicados pelo SINAPI para execução das estacas da obra. .... 49 Tabela 6 - Materiais indicados pelo SINAPI para execução dos blocos sobre estacas da obra. ............................................................................................................... 50 Tabela 7 - Materiais indicados pelo SINAPI para execução das vigas da obra. ....... 51 Tabela 8 - Massa Específica e Unitária dos materiais utilizados para execução de concreto. ............................................................................................................. 55 Tabela 9 - Dimensão detalhada da área de forma lateral dos pilaretes. ................... 63 Tabela 10 - Levantamento do quantitativo de aço para os blocos. ........................... 66 Tabela 11 - Levantamento do quantitativo de aço para os pilaretes. ........................ 68 Tabela 12 - Resumo do aço para os blocos e pilaretes. ........................................... 69 Tabela 13 - Levantamento do volume de concreto pré-misturado para blocos e pilaretes. ............................................................................................................. 71 Tabela 14 - Dimensões das Vigas do Térreo. ........................................................... 73 Tabela 15 - Dimensões das Vigas do Superior. ........................................................ 75 Tabela 16 - Levantamento do quantitativo de aço para as vigas do térreo. .............. 80 Tabela 17 - Levantamento do quantitativo de aço para as vigas do superior. .......... 81 Tabela 18 - Levantamento do quantitativo de aço para as vigas do superior (Continuação). .................................................................................................... 82 Tabela 19 - Resumo do aço para as vigas. ............................................................... 83 Tabela 20 - Materiais quantificados nos projetos para execução da infraestrutura da obra..................................................................................................................... 87 Tabela 21 - Comparativo dos materiais indicados pela licitante em comparação aos levantados nos projetos da obra para execução das Estacas. ........................... 88 Tabela 22 - Comparativo dos materiais indicados pela licitante em comparação aos levantados nos projetos da obra para execução dos Blocos e Pilaretes. ........... 89 Tabela 23 - Comparativo dos materiais indicados pela licitante em comparação aos levantados nos projetos da obra para execução das Vigas. ............................... 90 Tabela 24 - Comparativo dos materiais indicados pela licitante em comparação aos levantados nos projetos da obra para execução das Vigas (Continuação). ....... 91 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS µ: Massa Unitária γ: Peso Específico Ø: Diâmetro A36: Aço com limite de escoamento mínimo de 290 a 345 Mpa A572 Grau 50: Aço com limite de escoamento mínimo de 345 Mpa A/C: Fator água / cimento no concreto AF: Árvore de Fatores, representação gráfica para variações de composições do SINAPI ART: Anotação de Responsabilidade Técnica ASTM: American Society for Testing and Materials C: Consumo C20: Concreto com resistência característica a compressão de 20 MPa C25: Concreto com resistência característica a compressão de 25 MPa CA-25: Aço com resistência ao escoamento característica de 250 MPa CA-50: Aço com resistência ao escoamento característica de 500 MPa CA-60: Aço com resistência ao escoamento característica de 660 MPa CEF: Caixa Econômica Federal CM: Centímetro CMDO 6ª BDA INF BLD: Comando da 6ª Brigada de Infantaria de Blindados CRO3: Comissão Regional de Obras da 3ª Região Militar DM³: Decímetro Cúbico E: Espessura H: Altura IBGE: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística KG: Quilograma KG/DM³: Quilo por Decímetro Cúbico KG/M: Quilograma por metro KG/M²: Quilograma por metro quadrado KN: Quilonewton, unidade padrão de força no Sistema Internacional de Unidades, a unidade de grandeza “Quilo” indica a potência 10³ L: Litro M: Metro M/KG: Metros por quilo. M²: Metro quadrado M³: Metro cúbico MM: Milímetro Mpa: Mega Pascal, unidade padrão de pressão e tensão no Sistema Internacional de Unidades, a unidade de grandeza “Mega” indica a potência OM: Organização Militar ORSE: Sistema de Orçamento de Obras de Sergipe SINAPI: Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil TCU: Tribunal de Contas da União T: Tonelada SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS ................................................................................................... 6 LISTA DE TABELAS .................................................................................................. 7 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ..................................................................... 8 1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 12 2 OBJETIVOS ........................................................................................................... 14 2.1 OBJETIVOS GERAIS .......................................................................................... 14 2.1.1 Objetivos específicos ..................................................................................... 14 3 JUSTIFICATIVA ..................................................................................................... 15 4 ETAPAS ................................................................................................................. 16 4.1 PROJETO ........................................................................................................... 17 4.2 MEMORIAL DESCRITIVO, ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS E CADERNO DE ENCARGOS ....................................................................................................... 21 4.3 ORÇAMENTO ..................................................................................................... 22 4.3.1 Levantamento dos quantitativos .................................................................. 24 4.3.2 Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil (SINAPI) .................................................................................................................... 26 5 ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO .......................................................... 27 5.1 Infraestrutura ....................................................................................................... 30 5.1.1 Fundação ........................................................................................................ 30 5.1.1.1 Fundações Diretas ou Superficiais ................................................................ 30 5.1.1.2 Fundações Profundas ................................................................................... 34 6 METODOLOGIA .................................................................................................... 42 6.1 LOCAL DA OBRA ............................................................................................... 42 6.2 DESCRIÇÃO DA OBRA ...................................................................................... 43 6.3 IDENTIFICAÇÃO E LEVANTAMENTO DOS MATERIAIS DA INFRAESTRUTURA ........................................................................................... 46 6.3.1 Planilha orçamentária inicial ......................................................................... 48 6.3.2 Levantamento dos materiais .........................................................................51 5.3.2.1 Estacas .......................................................................................................... 52 6.3.2.2 Blocos sobre estacas e pilaretes de ligação às vigas do térreo .................... 56 6.3.2.3 Vigas ............................................................................................................. 73 7 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS ........................................... 88 8 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................... 92 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 94 ANEXOS ................................................................................................................... 99 12 1 INTRODUÇÃO A indústria da construção civil hoje é um dos setores mais importantes para o desenvolvimento econômico mundial. Não somente pela variedade de serviços prestados como a construção de edificações, estradas, indústrias, entre outros, mas por movimentar a sociedade como um todo gerando um aglomerado de benefícios ao local em que esteja ocorrendo. A obra influenciará direta e/ou indiretamente em diversas vantagens e desvantagens de abrangência variada, podendo afetar uma micro região até em um contexto internacional. Assim como em qualquer indústria, a construção civil necessita de matéria prima e mão de obra para fabricar o seu produto final, neste caso uma obra. A matéria prima é chamada insumo. O rápido avanço da tecnologia gera novos insumos, antigos são substituídos e muitos adaptam-se a novas necessidades que surgem. Para melhor atender a demanda que a obra estará sendo exigida, o projetista deverá indicar nas especificações técnicas, projetos, memorial descritivo e demais documentos quais são as características dos insumos que foram previstos durante a elaboração do projeto para atender tal solicitação. A partir desse conjunto concluído é elaborada uma planilha orçamentária com todos os itens e quantidades necessárias para a execução do objeto. No Brasil há bancos nacionais de registro de composições de serviços diversos da construção civil para elaboração desta planilha. Nestas bases de registro as composições são alimentadas com as quantidades de material, equipamento e mão de obra e seus devidos custos. Muitas vezes uma composição registrada em uma base nacional utilizada na planilha orçamentária não se enquadra na realidade de fornecimento de materiais do local onde a construção será realizada. Portanto há necessidade de um levantamento de insumos necessários para atendimento do projeto de acordo com a veracidade encontrada no local previsto da construção. Buscando a redução de custos e a otimização da compra dos insumos para a execução da obra. Neste trabalho serão analisados os insumos somente de material dos itens indicados para execução da infraestrutura de concreto armado da planilha orçamentária fornecida para a concorrência pública da Comissão Regional de Obras da 3ª Região Militar para a construção de um mezanino dentro da Garagem Centralizada do Comando da 6ª Brigada de Infantaria Blindada localizada na Av. 13 Borges de Medeiros, 1515 - Centro, Santa Maria/RS. Os documentos para esta análise foram divulgados com livre acesso ao público no site da Organização Militar em 25 de setembro de 2019, denominado Tomada de Preços nº 018/2019 - Serviço de Adequação das Instalações da Oficina Centralizada do Comando da 6ª Brigada de Infantaria Blindada (Cmdo 6ª Bda Inf Bld), em Santa Maria – Rio Grande do Sul. Com a elaboração desta análise é esperado que consiga-se um melhor desempenho no processo de planejamento da obra. Visando a utilização de insumos mais adequados para a execução do objeto, redução do custo e do desperdício. Há expectativa de que com este estudo possa ser realizados levantamento para elaboração de licitações com mais fidelidade ao que irá ser executado. 14 2 OBJETIVOS Busca-se divergências entre o previsto e o necessário para execução do serviço indicado. 2.1 OBJETIVOS GERAIS O presente trabalho tem como propósito determinar a diferença entre os insumos indicados em planilha orçamentária com base de banco de dados nacional com os insumos que serão utilizados para execução da obra. 2.1.1 Objetivos específicos Identificar os itens da planilha orçamentária fornecida através do edital de concorrência pública da CRO3, indicados para a execução da infraestrutura da obra. Realizar o levantamento dos materiais necessários para execução dos itens de infraestrutura conforme orientações do Memorial Descritivo e Projeto Executivo, otimizando, conforme a região e insumos disponíveis no mercado local. Análise comparativa dos insumos levantados com os insumos da planilha orçamentária inicial. 15 3 JUSTIFICATIVA Para aumentar os lucros de uma indústria, neste caso da construção civil, é essencial que seja otimizada a produção e minimizado o desperdício, tanto em custos fixos da empresa quanto da matéria prima, mão de obra e serviços diversos utilizados para obtenção do produto final. Além da vantagem para a empresa, estes fatores, principalmente redução do desperdício de material, trás a diminuição da geração de resíduos, que no Brasil segundo Marques Neto (2005) representa aproximadamente de 51% a 70% dos resíduos sólidos urbanos coletados. A escolha correta dos materiais empregados na obra assim como suas quantidades é indispensável para minimizar erros, evitando retrabalhos ou utilização de materiais incorretos em desconformidade ao projeto em execução. A orçamentação de obras e serviços de engenharia públicas federais é realizada através da seleção das composições presentes no banco de dados do Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil (SINAPI) que sejam compatíveis com a execução do objeto e as quantidades pertinentes de cada item (GOVERNO FEDERAL – CASA CIVIL, 2013). Os bancos nacionais de composições para construção civil refletem uma média nacional de materiais, equipamentos e mão de obra necessários para a execução dos serviços em análise. Como as composições são uma média nacional em cada região onde são utilizados, deve-se adaptar a planilha de insumos conforme a disponibilidade do local em que a obra será executada. Esta compatibilização é realizada em busca da otimização da compra dos materiais acompanhando o cronograma da obra, visando redução do desperdício, e maximizando o lucro do executante. É almejado com este trabalho a elaboração de levantamentos e análises dos materiais para execução de serviços da construção civil para otimizar a performance do planejamento de obra. Estes assuntos previamente abordados na disciplina de Orçamento demonstram a necessidade de um estudo detalhado de cada caso isolado, pois representa uma etapa muito importante para máximo desempenho da construção civil. 16 4 ETAPAS A Engenharia Civil pode ser dividida entre algumas atividades, dentre elas podemos destacar a Engenharia de Edificações e a Engenharia de Estruturas. A de Edificações ligada a Arquitetura e as formas e funções de sistemas relacionados ao abrigo do homem no ambiente que vive e a de Estruturas referente a integridade dos sistemas materiais da Construção Civil durante seus prazos de vida útil. Independentes da atividade podem ser classificados em quatro fases os procedimentos da Engenharia; Planejamento; Projeto; Construção e Operação (FUSCO E ONISHI, 2017). Conforme Martins et. al. (2017) as obras na Engenharia Civil são divididas em obras de infraestrutura e civis. Deve-se atentar a diferenciação entre obras de infraestrutura e a etapa de infraestrutura de uma obra, conforme pode-se observar na figura 1. Figura 1 - Tipos de obras de construção: Obras civis ede infraestrutura. Fonte: MARTINS et. al (2017, p. 14). 17 Martins et. al. (2017) explica que as obras de infraestrutura compreendem elementos como tratamento de esgoto, transmissão de energia, barragens, rodovias, etc. São obras que tem caráter social e melhoram algum tipo de serviço para os cidadãos, de certo modo tem objetivo de trazer mais qualidade de vida para população. As obras civis consistem em construções de prédios, casas, habitações em geral, entre outros. Conforme Pinheiro et. al. (2004) obras de pequeno porte são definidas como estruturas regulares simples de no máximo quatro pavimentos, que não possuam protensão, com cargas de uso de no máximo 300kgf/m², vãos entre lajes de no máximo 4 m e 2 m quando laje em balanço e vãos entre pilares de no máximo 6 m. 4.1 PROJETO Conforme Dym et al. (2010, p. 31), “o projeto é um processo pensado que pode ser entendido”. Para Neumann (2017) elaborar um projeto pode-se dividi-lo em etapas e organizar estas em tarefas onde se pode trabalhar uma equipe que cada um deve focar sua atenção nas suas atribuições previamente combinadas. Na solução de problemas de engenharia civil adota-se o pensamento crítico, onde este envolve as etapas do método científico para resolução de problemas, incluindo análise de dados, síntese de resultados e utilização do conhecimento obtido a partir da experiência, observação, raciocínio ou comunicação. 18 Figura 2 - Etapas na resolução de problemas e projetos em engenharia civil. Fonte: NEUMANN (2017, p. 86). O mesmo autor destaca que as etapas do processo de projeto não são rigorosamente lineares, elas interagem entre si. Isso quer dizer que esta elaboração pode iniciar em todas as etapas simultaneamente, desde que todo problema do projeto tenha sido suficientemente compreendido. Todas as etapas podem ser repassadas de acordo com a necessidade e normalmente isto tende a aumentar conforme as alternativas são criadas e avaliadas. 19 Tabela 1 - Principais características de cada etapa da Elaboração de planos, estudos e projetos segundo o projeto de norma ABNT NBR 16633-1 (2017). Etapas Conceito Principais características Planos de engenharia, arquitetura e urbanismo São estudos técnicos multidisciplinares, de grande abrangência, que têm por objetivo a definição de diretrizes, recomendações e instruções para implementação de ações ou intervenções de curto, médio e longo prazos. a) caracterização e diagnóstico da situação atual b) avaliação da expectativa de evolução c) proposta de intervenções com base na análise de diferentes cenários e estabelecimento de prioridades d) definição de objetivos e metas de curto, médio e longo prazos e) definição de programas, ações e projetos necessários para atingir os objetivos e metas estabelecidos f) programação física, financeira e institucional da implantação das intervenções definidas g) programação de revisão e atualização do plano Estudo de viabilidade É o trabalho de avaliação da viabilidade de implantação de um empreendimento, sob os diversos aspectos pertinentes, como técnico, estético, legal, econômico-financeiro, ambiental, social, mercadológico, entre outros. a) caracterização inicial do empreendimento b) avaliação da infraestrutura, da disponibilidade de insumos e serviços e da logística, existentes e necessárias para a implantação, e operação do empreendimento c) identificação dos possíveis impactos ambientais (positivos e negativos), e licenças e outorgas necessárias d) estimativa inicial paramétrica dos custos e) avaliação da viabilidade técnica, estética, econômico-financeiro, ambiental, social, mercadológica, entre outras, de implantação, operação e manutenção do empreendimento f) consolidação do estudo de viabilidade com o registro dos elementos considerados, atividades desenvolvidas e conclusão Estudo de concepção O estudo de concepção é o trabalho técnico que tem por objetivo a conceituação e a definição das características gerais do empreendimento, sob os pontos de vista qualitativo e quantitativo, contemplando as diferentes partes constituintes, e considerando os aspectos: físico, funcional, técnico, estético, legal, social, ambiental, econômico e de segurança. O estudo de concepção permite a racionalização do programa, a definição das soluções tecnológicas, o dimensionamento funcional do objeto e de suas partes, e define de forma integral o empreendimento, possibilitando o desenvolvimento das etapas subsequentes de projetos e a estimativa dos investimentos necessários. a) refinamento e confirmação do levantamento de dados, dos programas e do atendimento das normas e legislação incidente, efetuados na etapa anterior b) execução de levantamentos e investigações de campo preliminares c) definição de critérios e parâmetros de projeto e das etapas de implantação d) pré-dimensionamento e definição preliminar das características do empreendimento (unidades constituintes, dimensões básicas, traçados, modelagem, materiais, metodologias construtivas etc.), estudos de alternativas e análise comparativa, envolvendo os diversos aspectos de interesse para seleção da melhor alternativa para atendimento do objetivo do empreendimento Fonte: MARCHIORI E CARVALHO (2019 p. 54). 20 Tabela 1 - Principais características de cada etapa da Elaboração de planos, estudos e projetos segundo o projeto de norma ABNT NBR 16633-1 (2017) (Continuação). Etapas Conceito Principais características Anteprojeto O anteprojeto é a representação técnica do detalhamento preliminar do empreendimento e de seus elementos, instalações e componentes, em conformidade com as definições aprovadas no estudo de concepção, destinado a possibilitar a caracterização do empreendimento como um todo, demonstrando e justificando adequadamente as soluções escolhidas, identificando com clareza os seus elementos constitutivos e as definições necessárias ao inter-relacionamento das atividades técnicas de projeto, englobando as várias especialidades envolvidas. Deve atender as legislações pertinentes, além de conter as informações que possibilitem a identificação dos projetos legais e os processos de licenciamento e obtenção de outorgas necessárias. a) a demonstração e a justificativa do programa de necessidades, definido nas etapas de projetos anteriores b) a discriminação dos parâmetros de adequação aos requisitos estabelecidos pelo contratante c) a explicitação dos elementos que compõem a concepção estética, construtiva, funcional e operacional, definida no estudo de concepção d) a representação dos elementos técnicos que permitam a verificação das condições de solidez, segurança e durabilidade e) o pré-dimensionamento e as especificações técnicas das principais unidades constituintes f) a definição do empreendimento como um todo, a elaboração de um cronograma estimativo e o orçamento preliminar com indicação das referências de custos e quantitativos estimados g) as definições quanto ao nível de serviço desejado. Complementarmente, devem constar no anteprojeto, quando necessário, os seguintes documentos técnicos: a) projetos anteriores ou estudos preliminares que embasaram a concepção adotada b) levantamento topográfico e cadastral c) estudos ambientais, geológicos, geotécnicos, hidrológicos e outros d) indicação e análise preliminar quanto à qualidade, quantidade, localização e caracterização dos equipamentos e das fontes de materiais para construção e) memoriais descritivos dos elementos construtivos Projeto básico Projeto básico é o conjunto de documentos técnicos necessários e suficientes para a completa definição da obra a ser executada, abrangendo todas as disciplinas envolvidas e atendendo às normas técnicas e à legislação vigente a) é elaborado com base nos resultados obtidos nasetapas de estudos e licenciamentos anteriores b) o projeto básico deve estabelecer, com precisão, por meio de seus elementos constitutivos, todas as características, dimensões, especificações e quantidades de materiais, equipamentos e serviços, custos e prazos necessários para a implantação do empreendimento c) compreende, também, o projeto e a quantificação das intervenções provisórias e/ou complementares d) deve conter o orçamento detalhado do preço global da obra e) deve conter as informações que possibilitem a contratação das obras ou serviços e a elaboração dos processos de licenciamento e obtenção das autorizações e outorgas necessárias Fonte: MARCHIORI E CARVALHO (2019 p. 54). 21 Tabela 1 - Principais características de cada etapa da Elaboração de planos, estudos e projetos segundo o projeto de norma ABNT NBR 16633-1 (2017) (Continuação). Etapas Conceito Principais características Projeto executivo Projeto executivo é o conjunto de documentos técnicos elaborados a partir do projeto básico, de acordo com as normas pertinentes, contendo os detalhamentos construtivos necessários. É considerado o detalhamento final do projeto básico. Deve conter os desenhos de todos os projetos específicos, especificações técnicas, caderno de encargos, memoriais descritivos, requisitos de desempenho, metodologias e todos os demais detalhes necessários à completa execução da obra e serviços. a) não altera as definições e quantificações contidas no projeto básico, e restringe-se ao detalhamento de metodologias ou procedimentos construtivos, previamente estabelecidos Projetos legais Compreendem os projetos, documentos e processos necessários para subsidiar a análise e aprovação, por parte dos órgãos e entidades competentes, dos pedidos para a obtenção das autorizações para implantação do empreendimento e dos licenciamentos das obras correlatas, bem como das outorgas necessárias. a) devem ser elaborados com base nas definições dos estudos e projetos, em atendimento às exigências estabelecidas nas legislações municipal, estadual e federal Fonte: MARCHIORI E CARVALHO (2019 p. 54). O decreto Nº 7.983 (GOVERNO FEDERAL - CASA CIVIL, 1993) também determina que o projeto executivo seja o conjunto de elementos necessários e suficientes para execução completa de uma obra e executado de acordo com as normas pertinentes da Associação Brasileira de Normas Técnicas. 4.2 MEMORIAL DESCRITIVO, ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS E CADERNO DE ENCARGOS Conforme Marchiori e Carvalho (2019) o Memorial Descritivo contém informações e soluções técnicas descritas na forma de texto com objetivo de trazer detalhes e complementar as informações contidas nos projetos. Martins et. al. (2017) também orienta que este documento contenha cálculos e dados fundamentais para uma boa construção. Os mesmos autores indicam itens importantes que devem 22 compor o Memorial Descritivo: Proprietário; Finalidade da obra; Tipo e estilo da obra; Localização do terreno; Área do terreno; Área de cada pavimento e compartimento; Número de pavimentos; Tipos de pavimentos; Instalação da obra; Descrição do projeto arquitetônico e Projeto e execução. As Especificações Técnicas definem o modo como serão executados cada um dos serviços e quais materiais utilizados na obra, como por exemplo: Profundidade e tipo da fundação; Tipo de bloco ou tijolo a ser utilizado na alvenaria, inclusive o tipo e traço da argamassa; Qual o tipo de telha e madeiramento da cobertura; Material utilizado para o forro; Tipos de revestimentos empregados na obra; Instalações hidráulicas e elétricas; Modelos de esquadrias; etc. (MARTINS et. al. 2017). De forma geral Marchiori e Carvalho (2019) orientam que as Especificações Técnicas devem possuir de forma qualitativa a descrição dos materiais utilizados, com seus devidos padrões de acabamento, critérios de aceitação dos insumos e características dos materiais. O Caderno de Encargos é elaborado pelo contratante a fim de padronizar as ações dos construtores, projetistas e fiscais de obra. É a referencia para ser obedecida na concepção e execução da obra. Os itens que normalmente estão contidos no Caderno de Encargos são: Lista para verificação de itens para fiscalização em campo; Padronização de procedimentos de serviços; Detalhes construtivos; Requisitos para aceitação ou recusa de serviços; Critérios para pagamento e medição da obra; E outras definições (MARCHIORI E CARVALHO, 2019). Martins et. al. (2017) destacam que este documento pode ser utilizado em várias obras de um determinado padrão, e que contém as normas para as possíveis contratadas seguirem para poder participar de uma concorrência. 4.3 ORÇAMENTO Segundo Limmer (1997) a atividade de orçar pode ser descrita como uma determinação dos custos necessários para a elaboração de um projeto, conforme um plano de execução previamente estabelecido, custos esses apresentados em termos quantitativos. Marchiori e Carvalho (2019) relatam que as empresas de construção de edificações têm ao menos duas atividades distintas, o gerenciamento dos respectivos departamentos (administração e contabilidade da empresa) e a gestão 23 do projeto (o produto, neste caso a obra). Os custos relacionados à gestão do projeto diferem da contabilidade da empresa, pois se refere ao valor gasto para a construção e gerenciamento do empreendimento, este valor é responsável pela saúde financeira da organização. As mesmas autoras ressaltam a importância do conhecimento de fatores que possam alterar o custo final do orçamento. Tendo ciência destes fatores torna a tomada de decisão mais consciente sobre itens que irão afetar os custos nas planilhas orçamentárias. O orçamento contém a discriminação dos diversos serviços que irão compor a obra, suas quantidades e o custo unitário de execução. O orçamento contém o custo de cada uma das partes da obra, tal custo é obtido a partir de projetos, memoriais, análises in loco, entendimento do contexto, tempo e local em que se dará a construção (MARCHIORI E CARVALHO, 2019. p. 3). A eficiência do orçamento é comprovada pelo fato deste não ser responsável somente pelo custo que a obra irá gerar, mas principalmente para indicar qual tipo de material deverá ser adquirido, quando e qual a sua quantidade. As informações obtidas no orçamento são muito importantes para a organização e gerenciamento da obra, a partir destes itens é possível criar umas uma estrutura de atividades que irão compor o planejamento e são essenciais para o monitoramento e controle da obra (MARCHIORI E CARVALHO, 2019). Tem-se o orçamento como um documento que compõe o projeto de obra, assim observa-se a exigência de ART para este conforme Acordão 2029/2008 e Súmula nº 260 (TCU, 2008), onde o gestor tem o dever de exigir a apresentação de ART referente à além da execução, projeto, fiscalização e supervisão de serviços e obras de engenharia, como a indicação do responsável pela elaboração de plantas, especificações técnicas, cronograma físico-financeiro, orçamento-base, composições de custos unitários e outras peças técnicas. “Quando o orçamento for elaborado com a finalidade de apresentar uma proposta técnica/ comercial para participar de uma licitação pública ou privada, o orçamentista deve conhecer todas as regras do certame, que são descritas no edital e nos respectivos anexos” (MARCHIORI E CARVALHO, 2019, p. 68). 24 Conforme a NBR 16633-1 (ABNT, 2017) os projetos, estudos técnicos, especificações, planejamento construtivo e logístico, origem e destinação dos materiais, cronograma físico e as condições contratuais são itens mínimos necessários para a elaboração de orçamentos. A norma também apresenta as seguintes metodologias para a execução de orçamento; Formação do custo com base no quantitativo e preço unitário dos insumos utilizados;Formação do custo com base nos quantitativo e preço unitário de serviços prestados ou produtos elaborados; Formação do preço com base no valor de custo do empreendimento. Figura 3 - Esquema de obtenção do custo unitário. Fonte: MARCHIORI E CARVALHO (2019, p.43). Segundo a mesma norma um dos documentos que deve compor a apresentação do orçamento é o memorial de cálculo dos quantitativos dos serviços. 4.3.1 Levantamento dos quantitativos Conforme Mattos (2006) o levantamento dos quantitativos é uma das etapas de maior importância em um orçamento, pois o custo total da obra está diretamente relacionado às quantidades de serviço e insumos que o compõe. “Não basta saber quais os serviços, é preciso saber também quanto de cada um deve ser feito” (MATTOS, 2006, p. 44). O mesmo autor orienta que a quantificação dos serviços e insumos deve ser 25 baseada nos projetos, detalhes técnicos e demais documentos que são fornecidos pelo projetista responsável da obra. Os processos do levantamento das quantidades de todos os materiais devem sempre ter uma memória de cálculo de fácil entendimento e manipulação, para que terceiros possam conferi-las. Além disso, o memorial de cálculo deve ser elaborado de forma que alterações do projeto não acarretem em um segundo levantamento completo, para isso pode-se utilizar formulários padronizados de acordo com cada empresa e/ou orçamentista. Para realização dos orçamentos deve-se ter atenção na dimensão de cada atividade que será inserida no quantitativo de forma que o orçamento fique coerente com as unidades empregadas sejam de área, linear, peso, adimensional, volumétrica, etc. O quantitativo é definido a partir do projeto com a elaboração de cálculos conforme os serviços existentes, como: área de telhado, volumes de concreto, quantidades de esquadrias (portas e janelas), quantidade de ferragem, volumes de corte de aterro e reaterro, áreas de pintura, etc. (XAVIER, 2008). Tabela 2 - Exemplo de unidades e materiais para o levantamento de quantitativos. Dimensão Unidade Exemplo Adimensionais - Luminárias, Postes, etc. (Serviços de simples contagem). Lineares m Muros, Rodapé, Tubulação, etc. Peso kg ou t Armação, Estrutura Metálica, etc. Superficiais / Área m² Alvenaria, Pintura, Piso, etc. Volume m³ Concreto, Escavação, etc. Fonte: XAVIER (2008). Segundo Mattos (2006) além das unidades, os materiais também podem ser classificados em permanentes e não permanentes, conforme exemplifica a tabela abaixo: Tabela 3 - Exemplo de materiais classificados quanto à permanência. Classe Característica Exemplo Não Permanentes São utilizados durante a fase de construção e removidos em seguida Desmoldante, tubulações provisórias, madeiramento para fôrmas e escoramentos, etc. Permanentes Ficam incorporados ao produto final Areia, aço, tinta, concreto, etc. Fonte: MATTOS (2006). 26 Mattos (2006) destaca que o orçamentista deve levar em consideração um fator de cálculo devido às perdas que possam ocorrer com os materiais que são provenientes de armazenagem incorreta, roubo, carga/descarga malfeita, etc. Observando cada serviço individualmente o orçamentista deve considerar este percentual de perdas pelo método empírico, para isto, também deve-se buscar informações a respeito das formas de medição e pagamento a ser adotado pelo cliente e as especificações técnicas de forma que o quantitativo seja o mais próximo do real. Tisaka (2006) destaca a importância de plataformas de informática para auxiliar o trabalho do orçamentista para realizar os levantamentos de material de forma manual. Deve-se organizar as informações obtidas de modo que estas fiquem guardadas em planilhas em forma de memorias de cálculo. Os dados devem estar organizados, pois caso necessário possibilitem possíveis alterações de dimensão e isto não influencie o levantamento a ponto de ter de refazê-lo por completo. A forma manual de realizar levantamento de quantitativo de material de uma obra é a mais tradicional. É um procedimento sujeito a falha humana, pois depende da concentração do orçamentista, além da alta demanda de tempo empregada para realização deste serviço (SABOL, 2008). 4.3.2 Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil (SINAPI) Segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) (c2021) o Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil (SINAPI) tem o objetivo da produção de séries mensais de: Custos e índices para o setor de habitação; Salários medianos para mão de obra e preços medianos de máquinas, materiais, equipamentos e serviços da construção civil. Estas séries são elaboradas para os setores de habitação, infraestrutura e saneamento básico. O instituto produz este sistema em ação conjunta com a Caixa Econômica Federal (CEF), por meio de um acordo de cooperação técnica, onde o IBGE tem a responsabilidade de apuração, cálculo e coleta, e a CEF a manutenção e definição dos aspectos de engenharia, como: composições de serviços, projetos, etc. Os índices produzidos propiciam a atualização de valores das despesas em orçamentos e contratos. Os custos e preços possibilitam a análise, avaliação e elaboração de 27 orçamentos. O SINAPI é fundamental para programação de investimentos principalmente para o setor público (IBGE, c2021). Conforme o Art. 102 do Capítulo X da Lei 12.708 (GOVERNO FEDERAL - CASA CIVIL, 2012) todos os custos globais de obras e serviços de engenharia contratados e executados com recursos da União devem ser obtidos através de composições de custos unitários provenientes do SINAPI (exceto para obras e serviços rodoviários onde é utilizada a tabela do Sistema de Custos de Obras Rodoviárias). 5 ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO Fusco e Onishi (2017), explicam que na antiguidade os materiais considerados os mais importantes nas construções eram a pedra e o tijolo. Os romanos desenvolveram o tijolo cerâmico criando arcos de alvenaria, no entanto, a construção de obras portuárias exigia uma outra alternativa, que resultou na fabricação do concreto no qual o cimento era formado por pozolanas que são materiais constituídos por insumos ricos em sílica ativa (SiO2). A cal com adição de pozolanas é chamada de cal hidráulica por endurecer ao ter contato com água. Com o fim do Império Romano, o ocidente voltou a ser uma civilização rural e as cidades foram nascendo ao final da idade média. Com a revolução industrial, os mesmos autores destacam que surgiu o cimento Portland e o aço laminado. Em meados do século XIX surge o concreto armado, caracterizado por ter alta durabilidade devido suas propriedades físico- químicas. Historicamente no Brasil, houve grande influência europeia na escola do concreto estrutural, principalmente da França e Alemanha, onde os nossos primeiros especialistas tiverem contato técnico com a área. Em um momento mais recente também consideramos a participação da Inglaterra, Espanha e Estados Unidos neste grande apanhado de conhecimento sobre as estruturas de concreto. (TEATINI, 2016). O concreto é um material da construção civil constituído por cimento, agregado miúdo, agregado graúdo, água e eventualmente aditivos químicos e adições. Estes aditivos são utilizados com a finalidade de melhorar, salientar ou 28 inibir, determinadas reações, propriedades e características do concreto em seu estado fresco e endurecido, segundo França (2004). Martins et al. (2017) considera o cimento um dos materiais mais importantes em uma obra. O cimento portland é um material em pó fino com propriedades ligantes, que sob a ação da água endurece. Após endurecido o cimento, mesmo que seja novamente colocado em contato com a água ele não se decompõe. Conforme a NBR 7211 (ABNT, 2005) os agregados podem ser de origem natural, já encontrados fragmentadosou resultantes da britagem de rochas, obtidos por processos industriais, como subprodutos de materiais reciclados ou também da mistura desses agregados. A areia é um agregado miúdo, a NBR apresenta a seguinte definição: Agregado cujos grãos passam pela peneira com abertura de malha de 4,75 mm e ficam retidos na peneira com abertura de malha de 150 µm, em ensaio realizado de acordo com a ABNT NBR NM 248, com peneiras definidas pela ABNT NBR NM ISO 3310-1 (ABNT, 2005, p. 3). A mesma norma define o agregado graúdo aquele cujos grãos passam através da peneira com malha de abertura 75 mm e ficam contidos na peneira com malha de abertura 4,75 mm. Os procedimentos deste ensaio devem seguir os termos da ABNT NBR NM 248 e as peneiras definidas conforme a ABNT NBR NM 3310-1. Segundo Valverde (2001) o uso de agregados incorretos tem causado rápida deterioração nas estruturas em que se utiliza principalmente em condições severas de temperatura. Portanto é essencial a seleção adequada dos agregados para atingir o desempenho desejado da estrutura. Além de os agregados possam ter propriedades que permitam ao sistema em que serão utilizados funcionarem satisfatoriamente, também precisam atender características que atenderão aos processos construtivos. Os agregados devem ter propriedades para que possam ser manuseados durante o transporte e estocagem, misturados com o ligante, colocação da mistura e cura da mistura. A NBR 7480 (ABNT 2008) especifica o aço destinado a armaduras para estruturas de concreto armado como fios e barras. As barras são produtos de diâmetro igual ou maior de 6,3 mm nervuradas ou lisas fabricadas exclusivamente 29 por laminação a quente com ausência de processo posterior de deformação mecânica. Os fios podem ser lisos, nervurados ou entalhados e são classificados como aqueles de diâmetro igual ou inferior a 10,0 mm obtidos por laminação a frio ou a partir de fio-máquina por trefilação. A mesma norma apresenta conforme o diâmetro nominal os valores correspondentes de massa por unidade de comprimento (considerando aço com densidade de 7.850 kg/mm³) de acordo com a tabela abaixo: Tabela 4 – Densidade linear de massa dos fios e barras para concreto armado. FIOS BARRAS Diâmetro Nominal (mm) Massa Nominal (kg/m) Diâmetro Nominal (mm) Massa Nominal (kg/m) 2,4 0,036 6,3 0,245 3,4 0,071 8,0 0,395 3,8 0,089 10,0 0,617 4,2 0,109 12,5 0,963 4,6 0,130 16,0 1,578 5,0 0,154 20,0 2,466 5,5 0,187 22,0 2,984 6,0 0,222 25,0 3,853 6,4 0,253 32,0 6,313 7,0 0,302 40,0 9,865 8,0 0,395 9,5 0,558 10,0 0,617 Fonte: ABNT (2008) Bauer (2019) explica que os fios e barras redondas de aço para concreto armado são chamados de vergalhões, estes são classificados de acordo com sua característica mecânica de resistência a tração e ao escoamento. As classes de vergalhão são: Barras de aço Lisas CA-25 (escoamento mínimo de 250 MPa) e Nervuradas CA-50 (escoamento mínimo de 500 MPa) e os Fios de aço CA-60 (escoamento mínimo de 660 MPa), de acordo com seu valor característico de resistência ao escoamento. Este valor é obtido no ensaio de tração onde são observadas deformações plásticas significativas no aço. De acordo com Gusmão (1990) todas as edificações são constituídas por três 30 partes, sendo: terreno de fundação, infraestrutura e superestrutura. 5.1 Infraestrutura A infraestrutura é definida como as instalações físicas que sustentam e apoiam a comunidade e normalmente incluem materiais como concreto, aço e outros materiais que são utilizados em grandes quantidades (NEUMANN, 2017). 5.1.1 Fundação Albuquerque e Garcia (2020 p. 3) define fundação como “um sistema formado pelo terreno (maciço de solo) e pelo elemento estrutural de fundação e que transmite a carga ao terreno pela base ou fuste, ou combinação das duas”. De acordo com o autor, as obras de engenharia precisam ter uma base sólida e estável para serem sustentadas, ou seja, é um apoio que proporciona condições seguras quanto às rupturas e deformações. Conforme Danziger e Lopes (2021, p. 10) para execução de um bom projeto de fundação deve-se verificar quatro requisitos essenciais: i. As cargas da estrutura, e aquelas decorrentes da ação do próprio maciço, devem ser transmitidas às camadas de solo capazes de suportá-las com segurança (sem ruptura). ii. As deformações das camadas de solo subjacentes à fundação devem resultar em deslocamentos, no nível do topo das fundações, compatíveis com os tolerados pela estrutura específica. iii. A execução das fundações não deve causar danos às obras vizinhas. iv. O projeto deve atender aos aspectos econômico e de prazo. Segundo a NBR 6122 (ABNT, 1996), as fundações são divididas em duas categorias, sendo elas: as fundações diretas ou superficiais e as fundações profundas. 5.1.1.1 Fundações Diretas ou Superficiais As fundações diretas ou superficiais são aquelas em que a carga é 31 transmitida ao terreno predominantemente pelas tensões distribuídas sob a base do elemento estrutural de fundação e a profundidade de assentamento da fundação superficial em relação ao terreno adjacente é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação. (ABNT, 1996). Nestas enquadram-se: sapatas, blocos, radiers, sapatas associadas e sapatas corridas. Para Albuquerque e Garcia (2020), a sapata é um elemento de concreto armado, que pode ser rígida necessitando apenas de armadura mínima ou flexível. Então, é necessário montá-las de forma que resista às tensões de tração geradas pela flexão. As sapatas possuem menor altura que os blocos de fundação e sua composição é constituída pelas proporções em planta e corte (conforme imagem abaixo) e podem ser: circulares, quadradas, retangulares e corridas. Figura 4 - Exemplo de sapata isolada de formato retangular. Fonte: ALBUQUERQUE E GARCIA (2020 p.6). Guimarães e Peter (2018) caracterizam o bloco de fundação como um elemento em concreto simples dimensionado de maneira que as tensões de tração geradas sejam resistidas sem necessidade de armadura. Em contrapartida, Albuquerque e Garcia (2020) indicam que os blocos necessitam de uma armadura mínima, considerando que possuem altura relativamente elevada, conforme imagem abaixo: 32 Figura 5 - Bloco de fundação convencional. Fonte: ALBUQUERQUE E GARCIA (2020 p.7). Para redução do volume de concreto dos blocos de fundação, também é possível a utilização da geométrica em escalonamento, tronco de cone ou pedestal. (ALBUQUERQUE E GARCIA, 2020) Figura 6 - Bloco de fundação escalonado. Fonte: ALBUQUERQUE E GARCIA (2020 p.7). Segundo Guimarães e Peter (2018), o radier é um elemento de fundação que abrange todos os pilares da obra e pode ser do tipo flexível ou mais rígido. Albuquerque e Garcia (2020) complementa que o radier pode ser caracterizado como um elemento de fundação que recebe e distribui mais de 70% das cargas da estrutura que são propagadas diretamente ao solo através de uma grande área em forma de laje. 33 Figura 7 - Radier. Fonte: GUIMARÃES E PETER (2018 p. 21). Botelho (2015) indica o Radier como solução para diminuição da tensão transferida dos pilares ao solo quando este ser pouco resistente na camada superficial. Figura 8 - Viga de fundação. Fonte: CORREA (2018, p. 62) As vigas de fundação também conhecidas como Baldrames ou Sapatas Corridas são assentados no mesmo alinhamento os pilares da estrutura, suas 34 armaduras variam de acordo com a necessidade, em alguns casos recebem armadura apenas na parte inferior. Geralmente as vigas são assentadas diretamente no solo ou sobre estacas, de acordo com a carga e o tipo de solo (SALGADO, 2018). Figura 9 - Forma básica para viga baldrame. Fonte: SALGADO (2018, p. 67) Conforme Salgado (2018) as Baldrames podemter formato quadrado, retangular ou trapezoidal, sendo a básica a forma retangular. 5.1.1.2 Fundações Profundas Segundo Albuquerque e Garcia (2020) o Bloco de Coroamento é um elemento estrutural de fundação responsável por transmitir as cargas dos pilares para os elementos da fundação profunda. As fundações profundas são utilizadas quando o lençol freático está muito alto ou o solo superficial não resiste aos esforços solicitantes. Admitindo o uso de estacas como solução de fundação profunda há dois aspetos a serem considerados para seu dimensionamento, são: Atrito lateral e; Atrito de ponta de estaca. O atrito lateral se dá ao longo de todo corpo da estaca (fuste), este atrito gera a resistência contra a penetração no solo. O atrito de ponta de estaca gerado somente na extremidade inferior da estaca também contribui para resistência contra penetração no solo. Normalmente as fundações profundas são mais caras que as fundações rasas (BOTELHO, 2015). As estacas podem ser classificadas de acordo com o tipo de execução de deslocamento ou de substituição. Estacas de deslocamento são aquelas cujo 35 volume ocupado por ela após a execução é obtido por deslocamento do solo, ou seja, o solo é deslocado e não retirado. Neste tipo de estaca destacam-se as estacas pré-moldadas de concreto e de aço cravadas e estacas tipo Franki. As estacas de substituição são as que o seu volume após a execução é obtido por remoção de solo. Neste tipo de estaca destacam-se as estacas tipo raiz, hélice comuns e escavadas em geral. (DANZIGER E LOPES, 2021). A fundação profunda mais utilizada no Brasil é a estaca Strauss, considerada uma evolução das brocas, permite a transmissão de cargas elevadas para o solo, sendo assim pode ser utilizada em prédios de vários pavimentos. Seu uso é inviabilizado quando no local de execução encontra-se um lençol freático em nível muito elevado. A sequência de execução se dá através da cravação de um pilão (tubo perfurante no solo). Após o pilão penetrado alguns metros, utiliza-se um elemento perfurante que corta o solo e o retira de dentro do tubo gerando um espaço confinado pelo tubo. Quando solo muito rígido utiliza-se água para amolecer o solo que será retirado. O processo continua com a cravação do pilão e a remoção do solo até a profundidade determinada em projeto, quando esta é alcançada inicia- se o lançamento do concreto cuidadosamente até o preenchimento total do furo gerando uma estaca moldada no local (BOTELHO, 2015). Figura 10 - Sequência de cravação estaca Strauss. Fonte: BOTELHO (2015, p. 98) Segundo Botelho (2015) quando o lençol freático estiver em um nível muito 36 alto atrapalhará, pois irá encher o furo executado de água antes do lançamento do concreto. Os equipamentos para execução da estaca Strauss possuem pouco peso o que facilita sua locomoção dentro da obra e também sua facilidade de execução faz com que esta seja uma solução muito utilizada no país. Conforme Danziger e Lopes (2021) as estacas cravadas podem ser de madeira, aço ou concreto. As estacas de madeira muito utilizadas no passado, hoje são restritas para uso em estruturas provisórias. Estacas de aço podem ser utilizadas em diversos formatos e o tipo de aço mais utilizado é o ASTM A36 e o A572 Grau 50, em alguns casos é adicionada uma porcentagem de cobre, que trás mais resistência à corrosão atmosférica (aço tipo patinável). Os principais benefícios do uso de estacas de aço são: Peso relativamente baixo e elevada resistência mecânica, fáceis de transportar, manipular e cravar, permitem ajustes que podem ser feitos no canteiro de obra, possibilidade de reaproveitamento de peças cortadas que podem ser soldadas, entre outros. Porém as desvantagens do uso deste tipo de material para fundações são o custo elevado e a corrosão (DANZIGER E LOPES, 2021). Os mesmos autores relatam que o processo de corrosão nas estacas cravadas de aço não evolui quando a película desenvolvida de óxido de ferro (ferrugem) não é removida, não afetando a vida útil da fundação. Quando este material é utilizado em trechos acima do solo ou em contato direto com a água, por exemplo, gera a contínua remoção da película de proteção do aço onde se faz necessário a aplicação de pintura de proteção, encamisamento da estaca com concreto ou adota-se a proteção catódica (esta com custo muito elevado). Danziger e Lopes (2021) observam que as estacas cravadas de concreto pré-moldado também podem ter diversos formatos, os autores orientam o uso de um reforço na armadura transversal nas extremidades da peça em função das tensões dinâmicas que ali surgem durante o processo de cravação. A maior vantagem do uso deste tipo de estaca de concreto ao invés da estaca de concreto moldado no local é o controle tecnológico do concreto que compõem a peça. Em contra partida como desvantagem tem-se a necessidade de cuidados especiais na cravação e manipulação das peças. 37 Figura 11 - Esquema de cravação de estaca de concreto pré-moldado. Fonte: BOTELHO (2015, p. 99) Os autores orientam que na cravação as tensões geradas devem sempre ser inferiores a tensão característica do concreto (recomendado inferior a 0,85 fck). Como estas tensões geradas na cabeça da estaca no instante do impacto são diretamente relacionadas à altura da queda do martelo, evitam-se danos na estaca utilizando alturas menores de queda (não maiores de 1,00 m) e martelos mais pesados, em geral utiliza-se martelos com 40 kN. Pode-se adotar um coxim de amortecimento na face de impacto da estaca. Conforme a NBR 6122 (ABNT 1996) recomenda-se o uso de martelo com, no mínimo, 75 % do peso total da estaca e pelo menos 20 kN. Segundo Botelho (2015) outro tipo de fundação muito utilizado no Brasil é a estaca hélice, onde um trado hélice motorizado faz a escavação do terreno e om o furo executado é lançado o concreto. Este tipo de estaca é de rápida execução podendo alguns executores chegar a produzir até 15 estacas por dia e não produz vibrações o que geralmente incomoda os vizinhos. É estimado em um pré- dimensionamento capacidade de carga de 5,88 Mpa. Os diâmetros de perfuração variam de 300 mm a 1000 mm. 38 Figura 12 - Sequência de perfuração da estaca hélice. Fonte: BOTELHO (2015, p. 104) Conforme Danziger e Lopes (2021) há estacas perfuradas com trado manual ou mecânico, denominadas estaca tipo broca, não fazem uso de revestimento ou fluido estabilizante, onde estas logo após a perfuração são cheias de concreto. Se utilizadas ferramentas especiais também podem ter a base alargada, porém este procedimento não é usual em nosso país. Este tipo de estaca é utilizado quando a base não atinge o nível do lençol freático, ou onde se garante a secagem do furo antes da concretagem. O diâmetro desta fundação varia entre 20 cm a 40 cm e quando utilizada, a armadura normalmente possui barras longitudinais amarradas com estribos em espiral ligando-se ao bloco de coroamento. A NBR 6122 (ABNT, 1996) recomenda que o diâmetro máximo das estacas tipo broca não ultrapasse 50 cm. A concretagem deve seguir com o lançamento do concreto do topo com auxilio de funil e o concreto não deve possuir fck inferior a 15 MPa e o consumo de cimento deve ser superior a 300 kg/m³ com consistência plástica. As estacas tipo Franki têm sua base alargada o que se torna vantajosa por ter menos comprimento gerando menos custo de execução. Por ser realizada com pilão, que varia de 1 t a 4 t, caindo de vários metros de altura gera vibrações e barulho que incomoda vizinhos quando executada nos centros urbanos (DANZIGER E LOPES, 2021). 39 Figura 13 - Sequência de execução da estaca tipo Franki. Fonte: DANZIGER E LOPES (2021, p. 25) A execução segue as seguintes etapas (DANZIGER E LOPES, 2021, p. 24): 1. Cravação do tubo – Colocado o tubo verticalmente,ou segundo a inclinação prevista, derrama-se nele uma determinada quantidade de brita e areia, que é socada de encontro ao terreno por um pilão de 1 a 4 toneladas (dependendo do diâmetro da estaca), caindo de vários metros de altura. Sob os golpes do pilão, a mistura de brita e areia forma na parte inferior do tubo uma “bucha” estanque, cuja base penetra ligeiramente no terreno e cuja parte superior, energicamente comprimida contra as paredes do tubo, o arrasta por atrito no seu afundamento. Impelido pelos golpes do pilão, o tubo penetra no terreno e o comprime fortemente. Graças à bucha, a água e o solo não podem entrar no tubo, de maneira que, quando a cravação é concluída, o interior do tubo está seco. 2. Execução da base alargada – Terminada a cravação do tubo, inicia-se a fase da expulsão da bucha e execução da base alargada da estaca. Para isso, o tubo é ligeiramente levantado e mantido fixo aos cabos do bate- estacas, expulsando-se a bucha por meio de golpes de grande altura do pilão. Imediatamente após a expulsão da bucha, introduz-se concreto seco que, sob os golpes do pilão, vai sendo introduzido no terreno, formando a 40 base alargada. 3. Colocação da armadura – Pronta a base alargada, coloca-se no tubo a armadura prevista. Essa colocação é feita de maneira que a armadura fique situada entre o tubo e o pilão e de tal forma que esse possa trabalhar livremente no interior da armadura. Nas estacas de tração ou quando se prevê “levantamento do terreno”, a armadura é colocada antes do término do alargamento da base, de sorte a ancorá-la na base. 4. Concretagem do fuste da estaca – Uma vez colocada a armadura, passa- se à execução do fuste, apiloando-se concreto (fator água/cimento 0,40 a 0,45) em camadas sucessivas de espessura conveniente, ao mesmo tempo em que se retira correspondentemente o tubo, tendo-se o cuidado de nele deixar uma quantidade suficiente de concreto para que a água e o solo nele não penetrem. Conforme os mesmos autores também podem encontrar outros quatro tipos de estacas Franki, são: a) Cravada com ponta aberta; Faz-se uma escavação interna para cravar o tubo, onde este tubo é forçado para baixo através dos cabos de aço, enquanto um trado ou piteira continua a escavação interna até determinada profundidade. Após este procedimento é retomado o processo normal Franki. b) Com fuste vibrado; O diferencial deste processo é a colocação do concreto em todo furo com concreto de slump de 8 a 12 cm e após cheio adapta-se um vibrador com vibração unidirecional vertical, onde este é retirado de forma contínua com o esforço do próprio bate-estacas. c) Tubada; Utilizado um fuste em tubo de aço que é introduzido após o alargamento da base, este tubo é perdido, pois a concretagem é realizada totalmente dentro do tubo, amplamente utilizada em fundações de pontes e obras marítimas. d) Mista; Utiliza-se um fuste pré-moldado instalado na base alargada do processo Franki. Este fuste tem na extremidade pontas de vergalhão que permite ancoragem com um concreto de ligação. Após isto retira-se o tubo de cravação e a estaca está concluída. A estaca raiz foi desenvolvida inicialmente para contenção de encostas e para reforço de fundações. Este tipo de fundação é caracterizada pela perfuração rotopercussiva ou rotativa, utilização de revestimento recuperável, uso de armação ao longo de todo comprimento, injeção de ar comprimido e preenchimento do orifício 41 com argamassa de cimento e areia que é adensada com auxílio de pressão dada pelo ar comprimido (DANZIGER E LOPES, 2021). Figura 14 - Sequência de perfuração da estaca raiz. Fonte: ALBUQUERQUE E GARCIA (2020, p. 211) Segundo Albuquerque e Garcia (2020) o uso da estaca raiz é necessário em grandes centros urbanos, pois para execução trata-se de um maquinário de pequeno porte, não gera ruídos excessivos e vibrações. Quando há embutimento em rocha emprega-se o martelo de fundo com diâmetro menor do que o do revestimento, quando este procedimento é executado gera mais custo e demanda mais tempo. Estacas raiz podem ser executadas até níveis abaixo do nível d’água e chegar até 100m de profundidade. Os diâmetros de perfuração variam de 10 cm a 50 cm. 42 6 METODOLOGIA Este trabalho apresenta metodologia quantitativa para demonstração das diferenças entre os materiais indicados na planilha SINAPI com os materiais levantados em projeto para execução da infraestrutura da obra escolhida. 6.1 LOCAL DA OBRA O projeto em estudo será executado na cidade de Santa Maria no estado do Rio Grande do Sul dentro do quartel do exército brasileiro Comando da 6ª Brigada de Infantaria Blindada, endereço: Av. Borges de Medeiros, 1515 - Centro, Santa Maria - RS, CEP: 97015-680. Figura 15 - Foto de satélite da área da 6° Brigada. Fonte: Google Maps, (2021). Dentro do Cmdo 6ª Bda Inf Bld há um pavilhão denominado Oficina Centralizada onde é realizada manutenção de veículos militares. 43 Figura 16 - Local da Oficina Centralizada. Fonte: Google Maps, (2021). A construção é no interior do pavilhão da Oficina Centralizada. Esta edificação possui 321,00m², sendo 10,00m X 32,10m, e foi construída aproximadamente no ano de 2002. Sua estrutura é constituída de um Radier de 20cm de espessura, pilares em perfil metálico, tesouras metálicas de cobertura, telha de fibrocimento e os panos de fechamento são de chapas metálicas dupla com revestimento interno termo acústico. A altura livre entre o piso acabado e a tesoura metálica é de 6,00m. 6.2 DESCRIÇÃO DA OBRA Trata-se de adequações do pavilhão existente, Oficina Centralizada, para melhor atendimento as necessidades dos usuários. A construção do mezanino é em estrutura convencional de concreto armado e deve servir como depósito no térreo e escritório no 1º pavimento. A implantação da obra é com uma das faces voltada para o menor lado do pavilhão que mede 10,00m e seu comprimento varia entre 3,80m e 4,80m conforme pode-se observar nas figuras abaixo: 44 Figura 17 - Planta Baixa do térreo (Arquitetura). Fonte: CRO3 (2019). 45 Figura 18 - Planta Baixa do 1º pavimento (Arquitetura). Fonte: CRO 3 (2019). Como trata-se de uma obra pública faz-se necessário a contratação de uma empresa para executar a construção por meio de licitação pública. Todos os projetos, planilhas, memoriais e documentos da obra foram elaborados pela Comissão Regional de Obras 3, que é o órgão licitante. Um dos documentos obrigatórios que compõe este edital é o orçamento, este é elaborado com base nos projetos e estudos realizados pelo engenheiro projetista da CRO3. O orçamento é realizado com itens da SINAPI de data vigente a elaboração do mesmo e com isso tem-se o valor denominado Preço de Oferta para ser utilizado como valor máximo a ser gasto para execução deste projeto. 46 6.3 IDENTIFICAÇÃO E LEVANTAMENTO DOS MATERIAIS DA INFRAESTRUTURA Os arquivos pertinentes a essa obra encontram-se disponibilizados no site oficial da Comissão Regional de Obras 3 na seção “Editais e Licitação”, “Editais e Licitações Encerrados”, na postagem realizada na data de 25/09/2019 às 11 horas e 42 minutos, denominada “Tomada de Preços nº 018/2019 - Serviço de Adequação das Instalações da Oficina Centralizada da 6ª Brigada de Infantaria Blindada (6ª Bda Inf Bld), em Santa Maria – RS”. Na página do site da CRO3 é possível realizar o download dos documentos utilizados para a elaboração da licitação. O acesso e download destes arquivos para elaboração deste estudo foi realizado em 17/03/2021. Os documentos anexados no site para esta licitação são: 19PB003_RTSM - Projeto Básico 19PB003_RTSM - Anexo I - Justificativas Técnicas 19PB003_RTSM - Anexo II - Especificações Técnicas 19PB003_RTSM - Anexo III – Orçamento 19PB003_RTSM- Anexo IV - Composição do BDI 19PB003_RTSM - Anexo V – Cronograma ART 10279961 – SAVANA ART 10280256 – JEFERSON 19PB003_RTSM - Anexo VII - Conformidade Ambiental 19PB003_RTSM - Anexo VIII - Estudos Preliminares Projeto 1- Arquitetônico_Planta_Garagem_Centralizada_REV03 Projeto 2- Planta_Eletrico_Garagem_Centralizada_R00 Projeto 3- Planta _Hidrossanitário_Garagem Centralizada-REV00 Projeto 4- Logica_Garagem_Centralizada_R00 Projeto 5- Plantas_Estrutural_Garagem_Centralizada_REV00 Dentre estes documentos podemos destacar o Anexo III – Orçamento, o qual contém os itens, quantidades e valores respectivos necessários para execução do projeto por completo para servir como base de custo para ser realizada a licitação pública. Para composição deste orçamento a CRO3 leva em conta as especificações 47 técnicas e os projetos previamente elaborados com estudos realizados no local, verificação das necessidades dos usuários, condições para emprego das estruturas e materiais escolhidos, técnicas construtivas, viabilidade financeira, entre outros. Os itens de infraestrutura deste projeto são compostos por estacas, blocos e vigas de fundação. Figura 19 - Planta de forma do pavimento térreo. Fonte: CRO 3 (2019). 48 As estruturas de fundação estão estabelecidas conforme dimensionamento e orientações da CRO3, licitante, conforme arquivos disponibilizados para licitação pública e posterior execução da obra. 6.3.1 Planilha orçamentária inicial Na planilha orçamentária anexa aos documentos de licitação pode-se observar os seguintes itens relacionados para execução da infraestrutura: 5. Estacas 6. Blocos 8. Vigas e Lajes Observação: O Item “8. Vigas e Lajes” contêm além dos quantitativos para execução das vigas de fundação, os quantitativos referentes a vigas e das lajes do segundo pavimento. No anexo A pode-se observar a parte da planilha divulgada pela licitante onde constam os itens da infraestrutura e as quantidades de cada composição para execução da obra. Nota-se que é anexada às documentações da licitação somente a planilha sintética das composições para elaboração do orçamento onde não são exibidas as descrições e quantidades dos insumos nelas contidos. Deve-se analisar o que está sendo considerado de material, mão de obra e equipamento, para formar este valor de orçamento. A partir desta planilha oriunda dos anexos da licitação e com dados obtidos no site oficial da CEF é possível montar uma planilha analítica (Anexo B) destes itens, onde são observados todos os insumos de material, mão de obra e equipamento considerados pelas composições do SINAPI para possibilitar a orçamentação e a posterior execução da obra. Com base na planilha analítica é possível visualizar todos os materiais, equipamentos e mão de obra necessários para execução do projeto de fundações da obra em estudo. A partir deste escopo detalhado proveniente do SINAPI é possível que a empresa que esteja interessada em participar da licitação consiga realizar um orçamento e um estudo de viabilidade técnica e financeira para possível 49 participação nesta concorrência pública. Os itens 8.8, 8.9, 8.10, 8.11 e 8.12 do orçamento disponibilizado pela licitante não estão relacionados na tabela do Anexo B, pois estes são indicados para o serviço laje, o que não compreende o segmento de infraestrutura, base do estudo apresentado. Nota-se que as vigas de fundação (denominado “Térreo”) estão incluídas no mesmo projeto das vigas do conjunto da superestrutura (denominado 1º pavimento). Na planilha orçamentária os dois conjuntos de vigas (térreo e 1º pavimento) estão agrupados no mesmo item “8. Vigas e Lajes”. Portanto para um correto levantamento dos itens pertencentes às vigas da infraestrutura deve-se realizar o levantamento dos materiais dos dois conjuntos de vigas. A partir da tabela analítica (Anexo B) de todos os itens que compreendem a infraestrutura da obra resumiu-se os materiais relacionando-os por serviço à ser executado, conforme tabela abaixo: Tabela 5 - Materiais indicados pelo SINAPI para execução das estacas da obra. Descrição dos Insumos Unidade Quantidade Armação de estruturas de concreto armado, exceto vigas, pilares, lajes e fundações, utilizando aço CA-50 de 16,0 mm - montagem. Af_12/2015 kg 186,45 Armação de estruturas de concreto armado, exceto vigas, pilares, lajes e fundações, utilizando aço CA-50 de 8,0 mm - montagem. Af_12/2015 kg 74,58 Concreto fck = 20MPa, traço 1:2,7:3 (cimento/ areia média/ brita 1) - preparo mecânico com betoneira 600 l. Af_07/2016 m³ 4,13 Corte e dobra de aço CA-50, diâmetro de 12,5 mm, utilizado em estruturas diversas, exceto lajes. Af_12/2015 kg 138,67 Fonte: Autor. 50 Tabela 6 - Materiais indicados pelo SINAPI para execução dos blocos sobre estacas da obra. Descrição dos Insumos Unidade Quantidade Arame recozido 16 BWG, d = 1,65 mm (0,016 kg/m) ou 18 BWG, d = 1,25 mm (0,01 kg/m) kg 1,99 Areia media - posto jazida/fornecedor (retirado na jazida, sem transporte) m³ 0,15 Cimento portland composto CP II-32 kg 38,16 Concreto usinado bombeavel, classe de resistencia C25, com brita 0 e 1, slump = 100 +/- 20 mm, exclui servico de bombeamento (NBR 8953) m³ 2,19 Corte e dobra de aço CA-50, diâmetro de 10,0 mm, utilizado em estruturas diversas, exceto lajes. Af_12/2015 kg 38,34 Corte e dobra de aço CA-50, diâmetro de 12,5 mm, utilizado em estruturas diversas, exceto lajes. Af_12/2015 kg 8,1 Corte e dobra de aço CA-60, diâmetro de 5,0 mm, utilizado em estruturas diversas, exceto lajes. Af_12/2015 kg 33,3 Desmoldante protetor para formas de madeira, de base oleosa emulsionada em agua l 0,32 Espacador / distanciador circular com entrada lateral, em plastico, para vergalhao *4,2 a 12,5* mm, cobrimento 20 mm un 85,81 Pedra britada n. 1 (9,5 a 19 mm) posto pedreira/fornecedor, sem frete m³ 0,1 Prego de aco polido com cabeca 15 x 18 (1 1/2 x 13) kg 1,12 Prego de aco polido com cabeca 17 x 24 (2 1/4 x 11) kg 3,33 Prego de aco polido com cabeca dupla 17 x 27 (2 1/2 x 11) kg 0,19 Sarrafo *2,5 x 7,5* cm em pinus, mista ou equivalente da regiao - bruta m 323,63 Tabua nao aparelhada *2,5 x 30* cm, em macaranduba, angelim ou equivalente da regiao - bruta m 89,68 Umidificação de material para valas com caminhão pipa 10000l. Af_11/2016 m³ 0,55 Fonte: Autor. 51 Tabela 7 - Materiais indicados pelo SINAPI para execução das vigas da obra. Descrição dos Insumos Unidade Quantidade Arame recozido 18 BWG, 1,25 mm (0,01 kg/m) kg 6,45 Concreto usinado bombeavel, classe de resistencia C25, com brita 0 e 1, slump = 100 +/- 20 mm, exclui servico de bombeamento (nbr 8953) m³ 3,92 Corte e dobra de aço CA-50, diâmetro de 10,0 mm, utilizado em estruturas diversas, exceto lajes. Af_12/2015 kg 53,37 Corte e dobra de aço CA-50, diâmetro de 12,5 mm, utilizado em estruturas diversas, exceto lajes. Af_12/2015 kg 56,76 Corte e dobra de aço CA-50, diâmetro de 6,3 mm, utilizado em estruturas diversas, exceto lajes. Af_12/2015 kg 0,9 Corte e dobra de aço CA-50, diâmetro de 8,0 mm, utilizado em estruturas diversas, exceto lajes. Af_12/2015 kg 86,94 Corte e dobra de aço CA-60, diâmetro de 5,0 mm, utilizado em estruturas diversas, exceto lajes. Af_12/2015 kg 60,03 Desmoldante protetor para formas de madeira, de base oleosa emulsionada em agua l 1,05 Espacador / distanciador circular com entrada lateral, em plastico, para vergalhao *4,2 a 12,5* mm, cobrimento 20 mm un 186,72 Fabricação de escoras do tipo pontalete, em madeira. Af_12/2015 m 116,08 Fabricação de fôrma para vigas, com madeira serrada, e = 25 mm. Af_12/2015 m² 25,89 Prego de aco polido com cabeca dupla 17 x 27 (2 1/2 x 11) kg 4,08 Tabua de madeira nao aparelhada *2,5 x 20* cm, cedrinho ou equivalente da regiao m 20,26 Fonte:
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