Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 PATOLOGIA DAS FUNDAÇÕES: RECALQUE DIFERENCIAL EM FUNDAÇÕES SOBRE ATERRO PATHOLOGY OF FOUNDATIONS: DIFFERENTIAL REPORT ON FOUNDATIONS ON GROUND PEREIRA, Breno Rossinholli; LOPES, Wilson Matheus; Prof. Mestre. Ricardo Simões – Universidade São Francisco Brenno.rossi@hotmail.com; Wilson_matheus@outlook.com RESUMO: O presente trabalho tem como objetivo apresentar os principais causadores dos problemas que geram patologias nas fundações, quando executado sobre aterros. O caso real a ser analisado, ocorreu no município de Munhoz-MG. A casa do tipo térrea construída de alvenaria e concreto armado apresentou recalques devido à interação solo-estrutura; a patologia atingiu o canto da casa construída sobre o aterro e como conseqüência demonstrou fissuras e trincas da estrutura. A omissão do estudo do solo, ausência de mão-de-obra qualificada, falta de acompanhamento na execução, bem como a falta de drenagem e má compactação do aterro são os fatores determinantes e causadores dos problemas ocorridos. Foi realizada uma análise no local onde foram medidas as espessuras das fissuras e trincas da região mais afetada da residência, posteriormente verificado as condições do aterro e do muro de arrimo. A partir de análises técnicas junto ao orientador, foram propostas algumas possíveis soluções ao proprietário, como a realização da estaca mega, onde primeiramente deverá refazer o muro de arrimo corretamente e o aterro, para que suporte a pressão gerada quando realizar a cravação estaca mega. Foi indicado ao proprietário um profissional adequado e experiente na área de patologias para execução da proposta acima, por questão monetária, o proprietário optou por não executar a solução proposta. Assim a casa está em crescente aumento de recalque, afetando ainda mais seu estado. Os gastos estimados para reparar a patologia podem ser significativos, quando negligenciada as etapas essenciais. Palavras-chave: Fundações, Recalque e Patologia ABSTRACT: The present work aims to present the main causes of the problems that generate pathologies in the foundations, when executed on landfills. The actual case to be analyzed occurred in the municipality of Munhoz-MG. The one-story house built of masonry and reinforced concrete presented settlements due to soil-structure interaction; the pathology reached the corner of the house built on the landfill and as a consequence showed cracks and cracks of the structure. Failure to study the soil, absence of skilled labor, lack of follow-up in the execution, as well as the lack of drainage and bad compaction of the landfill are the determining factors and cause of the problems occurred. An analysis was carried out at the site where the cracks and cracks thicknesses of the most affected region of the residence were measured, after which the conditions of the embankment and the retaining wall were verified. 2 Based on technical analysis with the supervisor, some possible solutions were proposed to the owner, such as the realization of the mega stake, where he must first redo the retaining wall correctly and the landfill, so that it will support the pressure generated when performing the cutting mega stake. It was indicated to the owner a suitable and experienced professional in the area of pathologies to execute the above proposal, for monetary matter, the owner chose not to execute the proposed solution. Thus the house collapses with each passing day, further affecting its state. The estimated expenditures to repair the pathology can be significant, when neglected the essential step. Keywords: Structure, stress and pathology INTRODUÇÃO Devido às necessidades de desenvolvimento urbano, muitos empreendimentos são iniciados a partir de breves estudos do solo e da região em torno do edifício. Se esta etapa de suma importância for negligenciada, mal dimensionada e mal interpretada; causará diversas patologias em toda a edificação gerando altos custos com reparos, além de transtornos com moradores. A melhoria nas investigações e nas interpretações dos resultados dos processos de sondagens resultará em melhores dimensionamentos de fundações, consequentemente, menores incidências patológicas. Entretanto, em diversos casos quando este processo não é devidamente aplicado, observa-se a incidência de patologias como recalques e rachaduras fazendo-se necessário o reforço das fundações tornando os custos muito superiores aos do início do projeto. Ao se propor uma solução para uma patologia nas fundações, é necessário avaliar diversos fatores como: o solo, o espaço de trabalho, os materiais que serão aplicados e o processo executivo. No presente estudo serão analisadas todas as possíveis falhas de projetos, assim como suas consequências, problemas relacionados com materiais, falhas de acompanhamento, interpretações e execuções. Assim, para que ocorra uma boa análise e uma proposta de solução para uma patologia na fundação da estrutura, será necessário o conhecimento de como a estrutura está transmitindo seus esforços para a fundação e esta para o solo. Enfim, este trabalho tem por objetivo mostrar a importância do estudo das patologias ocorridas em fundações profundas sobre aterros realizadas sem o estudo dos solos, demonstrando suas causas e possíveis soluções de reforço através da estaca mega. METODOLOGIA Para esta pesquisa, foram utilizados computadores com acesso à internet para pesquisas de artigos e livros de diversos autores. Foi atribuído o máximo de informação teórica e diversos casos citados em livros para que se pudesse, com base teórica, redigir uma monografia com estudos de patologias em fundações e suas soluções, servindo de base para este artigo. Realizando análises e possíveis motivos que geraram patologia na fundação, em uma construção de pequeno porte, onde parte da sua fundação foi apoiada sobre aterro mal 3 compactado, sofrendo recalque diferencial. As fissuras foram medidas com fissurômetro para acompanhamento e determinação do nível de recalcamento Baseados no estudo, na análise do caso e junto ao orientador, foram propostas algumas soluções ao proprietário da residência para correção da patologia detectada em sua fundação. INVESTIGAÇÕES DO SUBSOLO As investigações do subsolo estão associadas às causas mais frequentes de patologias relacionadas com fundações, já que o solo será o meio que irá suportar as cargas transmitidas pela fundação, sua identificação e seu comportamento são essenciais a solução de qualquer problema. (MILITITSKY; CONSOLI; SCHNAID, 2015)1 Para construções comuns de pequeno porte, algumas das propriedades dos solos podem ser desconsideradas devido a não necessidade de conhecer especificamente todas, levando apenas em consideração os estudos da sondagem. Porém, em certos casos de patologias é necessário saber especificamente os tipos de solo em que a obra está apoiada, o que exige ensaios de laboratório. Segundo o autor Rebello (2008, p.19)2 Todos os solos são derivados das rochas, que ao longo do tempo sofrem influência mecânica, física e química, provocando a sua deterioração, originando grãos cada vez menores. “Essa variabilidade nas dimensões das partículas dos solos atribui diversas características que constituem as propriedades particulares de cada tipo.” As forças que serão transmitidas para o solo serão pelo contato entre as partículas que podem gerar forças inclinadas com componentes verticais e horizontas. De acordo com Rebello (2008)3, para o dimensionamento das fundações, interessam as tenções a que os solos estão submetidos divididas por uma área de solo, sendo que as forças verticais originam tensões normais de compressão e as horizontais tensões de cisalhamento. O Standard Penetration Test (SPT), apesar de não ser o mais perfeito processo de sondagem, é o mais que mais se utiliza no brasil como no mundo todo, sendo reconhecido como sondagem a percussão pela sua formade executar. (REBELLO, 2008)4 A sondagem dos solos tem um papel muito importante nas construções, pois através dela pode-se identificar indicativos de densidade do solo, identificação da consistência de solos coesivos e determinação da resistência do solo em função dos resultados de sondagem. Segundo ABNT (NBR, 6484)5, os ensaios de SPT devem seguir aspectos padronizados, para que não ocorram falhas na execução de projetos, devido à norma ABNT deve ser feito um furo de sondagem (SPT) a cada 200 m², até o tamanho do terreno ser 1200 m²; se maior, fazer um furo a mais a cada 400 m²; neste método são utilizados amostradores de 0,45 m cravados para cada metro, onde são cravados 0,15 m por vez fixada no solo por um peso de 65 kgf; assim desprezam-se os primeiros 0,15 m do amostrador e o número de golpes 1MILITITSKY, Jarbas; CONSOLI, Nilo C; SCHNAID, Fernando. Patologia das Fundações – 2ª Edição. São Paulo: Oficina de Textos, 2015. 256p. 2Rebello, Yopanan Conrado Pereira, 1949-Fundações: guia prático de projeto, execução e dimensionamento / Yopanan C. P. Rebello. -São Paulo: Zigurate Editora, 2008. 3Ibid. 4 Ibid 5ABNT (NBR, 6484),Solo - Sondagens de simples reconhecimento com SPT - Método de ensaio Disponível em:<https://engenhariacivilfsp.files.wordpress.com/2014/11/spt metodo_de_ensaio_nbr_6484.pdf>. Acesso em: 19 de novembro de 2018. 4 utilizados para cravar, é adotado apenas o número de golpes utilizado para cravação dos 0,30m restantes, para determinar se ocorrerá uma fundação profunda ou fundação rasa. Também a um sistema de sondagem conhecida como CPT (“Cone Penetration Test”) não muito utilizado no Brasil. Este teste de sondagem de solo é um método que apresenta bons resultados; o ponto negativo é quando o cone de penetração ocorre um desvio dando inclinação, devido a este problema é utilizado um método de nível na haste do cone, chamado inclinômetro onde realiza medida de ângulo e profundidade (REBELLO, 2008, p. 36) 6. O método CPT leva vantagem sobre o SPT, pois faz a análise do solo através de todo o percurso de furação, diferentemente do SPT onde há análise de 30 cm de solo apenas para cada metro de penetração. O sistema de CPT é realizado através de um cone de penetração que penetra 1 cm/s, calculando a resistência de ponta (Qc) e atrito lateral. SOLOS COLAPSÍVEIS O tema em questão tem por objetivo discorrer sobre os cuidados, reforços e ensaios que devem ser realizados nos solos, quando forem colapsíveis, a fim de evitar problemas estruturais que possam comprometer a estrutura. “O projeto de fundações superficiais em solos colapsíveis é extremamente difícil, sendo os resultados de ensaios de laboratório e de campo utilizados para a previsão de recalques.” (MILISTITSKY; JARBAS; CONSOLI, 2015 p.214)7 Os solos colapsíveis são formados por solos porosos não saturados que, quando inundados, apresentam variação volumétrica devido à expulsão de ar e rearranjo das partículas, consequentemente, por recalques diferenciais podem causar fissuras e trincas em edificações e em casos mais graves colapsos estruturais. Em caso de solos colapsíveis, é recomendado o uso de fundações profundas, de modo que se apoie a estrutura em um solo estável. Existem técnicas para tratamento dos solos colapsíveis que podem viabilizar o uso de fundações diretas, como a substituição do solo, que consiste em remover a camada de solo colapsível substituindo-a e fazendo a compactação do novo solo atingindo um grau de compactação entre 95 e 100%. Os solos colapsíveis são, na maioria das vezes, um problema de difícil solução, pois em sua maioria ocorre uma saturação do solo onde há adensamento de água no subsolo. Muitas vezes o solo saturado não chega a ser verificado, pois as sondagens para obras de pequeno porte são quase inviáveis devido ao alto custo. Por outro lado, de uma maneira oposta podemos citar os Solos Expansíveis que são compostos por solos argilo-minerais cuja principal função é o inchaço de moléculas devido ao teor de umidade. Este tipo de solo expansível tem um efeito negativo principalmente em fundações superficiais devido à expansibilidade, pois ocorre movimentação da estrutura surgindo desníveis, fissuras e trincas. Para esses problemas são aplicados 3 tipos de soluções: 1°- Isolamento da estrutura em contato com material expansivo; 2°- Reforço da estrutura para inibir sua movimentação em contato com o solo; 6Rebello, Yopanan Conrado Pereira, 1949-Fundações: guia prático de projeto, execução e dimensionamento / Yopanan C. P. Rebello. -São Paulo: Zigurate Editora, 2008. 7MILITITSKY, Jarbas; CONSOLI, Nilo C; SCHNAID, Fernando. Patologia das Fundações – 2ª Edição. São Paulo: Oficina de Textos, 2015. 256p. 5 3°- Eliminação de solos expansivos. Estes procedimentos são feitos para sanar os problemas, mas na maioria das vezes são falhas as tentativas; nos tempos atuais estão surgindo alguns métodos como o preenchimento de isopor a lateral das fundações a fim de minimizar o atrito entre solo e a estrutura. Figura 1: Recalque de prédio em Santa Catarina devido à movimentação de solos colapsíveis tipo argila aonde o SPT chega a ser nulo (Fonte: Milititsky, Consoli e Schnaid, 2015)8 FUNDAÇÕES As fundações são os elementos estruturais que tem como função transmitir as cargas de uma estrutura para o terreno, sendo divididas em fundações diretas ou rasas e fundações indiretas ou profundas (AZEREDO, 1997)9. A fundação ideal para determinada obra será baseada através de estudos do solo proporcionados pelas sondagens. FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS “Define-se fundação direta ou rasa aquela em que as cargas da edificação (superestrutura) são transmitidas ao solo logo nas primeiras camadas”. (REBELLO, 2008, p.41)10 As fundações superficiais ou diretas ocorrem com maior frequência em obras de pequeno porte, onde as tensões no solo tendem a ser menores, consequentemente, elas não receberão tanto esforço devido ao peso da estrutura. Segundo a NBR 6122 (2010, p.02)11 as fundações superficiais são elementos que a carga é transmitida ao terreno, predominantemente pelas pressões que são distribuídas sob a 8 MILITITSKY, Jarbas; CONSOLI, Nilo C; SCHNAID, Fernando. Patologia das Fundações – 2ª Edição. São Paulo: Oficina de Textos, 2015. 256p. 9AZEREDO, Hélio Alves de. O edifício até sua cobertura. São Paulo: Edgar Blucher Ltda, 1997. 10REBELLO, Yopanan Conrado Pereira, 1949-Fundações: guia prático de projeto, execução e dimensionamento / Yopanan C. P. Rebello. -São Paulo: Zigurate Editora, 2008. 11 Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6122. Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro, 2010 6 base da fundação. Dentre os tipos de fundações superficiais incluem-se as sapatas, os blocos, os radier, as sapatas associadas, as vigas de fundação e as sapatas corridas. A fundação superficial ou direta tem custo economicamente viável em se tratando de obras de pequeno porte. Para determinar este tipo de fundação devem ser realizados ensaios de SPT, cuja norma estabelece que, para adotar este tipo de fundação, o número de golpes deve ser superior a 8, e a profundidade inferior a dois metros. Apesar de ser uma fundação superficial, podemos adotar vários métodos construtivos como: sapatas isoladas, sapatas de divisa, vigas alavancas entre dois blocos ou divisa, radies e sapatas corridas. FUNDAÇÕES PROFUNDAS Segundo a NBR 6122 (2010, p.02)12 fundações profundas são elementos que através da sua superfície latera ou pela base ou pela combinação da duas, transmitem a carga ao terreno, devendo sua base estar assente em profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão em planta e no mínimo 3,0 m. Dentre os tipos de fundações profundas incluem-se as estacas e tubulões. As fundaçõesprofundas são, obviamente, utilizadas quando a fundação direta não for a mais bem indicada, com base em resultados de sondagem maior ou igual a 8 estiver em uma profundidade superior a 02 metros. A transmissão de esforços da fundação profunda se dá através do seu corpo, transmitindo a carga da superestrutura usando o atrito entre ela e o solo e a resistência na sua ponta. (REBELLO, 2008)13 Na maioria das vezes em que se trata de fundação profunda, já se estima alguns aspectos logo de cara, como: local da obra com terreno não compacto, obras de grande porte, locais com caixa de elevadores, entre outros. Neste caso deve se ter alguns cuidados primordiais para não gerar recalques e problemas com a estrutura, como uma boa sondagem do solo, uma análise de local a ser construído, acompanhamentos de armação se está sendo realizado de forma correta, os cobrimentos mínimos de armadura, limpeza de cabeça de estacas e FCK correto com a norma de projeto. As fundações profundas requerem ainda uma atenção especial devido aos cortes do terreno e perfuração com máquinas; pois devem ser analisadas construções vizinhas para não as afetar, e prever se onde será efetuado o corte da fundação têm como o maquinário chegar ao local. Para as fundações profundas a base de FCK adotado varia de 25 a 30 MPA. Segundo Biarrez (1974 apud MILITITSKY; JARBAS; CONSOLI, 2015 p.94)14, considerando os detalhes e cuidados construtivos e sua possível repercussão no sucesso ou fracasso de desempenho do elemento construído, pode ser comparada à culinária, onde um pequeno detalhe esquecido ou mal executado pode resultar em fracasso total. 12 Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6122. Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro, 2010 13 Rebello, Yopanan Conrado Pereira, 1949-Fundações: guia prático de projeto, execução e dimensionamento / Yopanan C. P. Rebello. -São Paulo: Zigurate Editora, 2008. 14MILITITSKY, Jarbas; CONSOLI, Nilo C; SCHNAID, Fernando. Patologia das Fundações – 2ª Edição. São Paulo: Oficina de Textos, 2015. 256p.Apud. 7 PATOLOGIAS NAS FUNDAÇÕES Uma fundação bem dimensionada será aquela que apresentar conveniente fator de segurança prevendo as patologias que poderiam ocorrer como rupturas e apenas recalques admissíveis previstos em projeto que não irão prejudicar a obra. Segundo Milititsky, Consoli e Schnaid (2015)15, os maiores responsáveis pelos problemas de comportamento das fundações são as falhas de execução, o sucesso na concepção e construção de uma fundação não dependera somente das condições de subsolo, de calculo e projetos adequados, mas também de especificações precisas e detalhamento dos materiais e procedimentos assim como acompanhamento supervisionado e controle construtivo rigoroso. No quadro a seguir temos os problemas típicos de fundações: Quadro1: Problemas típicos decorrentes de ausência de investigação para os diferentes tipos de fundação Tipo de fundação Problemas típicos decorrentes Fundação diretas Tensões de contato excessivas, incompatíveis com as reais características do solo, resultando em recalques inadmissíveis ou ruptura. Fundações em solo/aterros heterogêneos, provocando recalques diferenciais. Fundações apoiadas em matérias de comportamento muito diferente, sem junta, ocasionando o aparecimento de recalques diferenciais. Fundações apoiadas em crosta dura sobre solo moles, sem análise de recalques ocasionado a ruptura ou grandes deslocamentos da fundação. Fundações profundas Estacas de tipo inadequado ao subsolo, resultando em mau comportamento. Geometria inadequada, comprimento ou diâmetro inferiores aos necessários. Estacas apoiadas em camadas resistentes sobre solos moles, com recalques incompatíveis com a obra. Ocorrência de atrito negativo não previsto reduzindo a carga admissível nominal adotada para a estaca. Fonte: Milititsky (2015, p.29)16 RECALQUE EM FUNDAÇÕES Recalque das fundações denomina-se como deformação que ocorre no solo quando submetido a determinada carga, provocando movimentação nas fundações e dependendo da intensidade destas movimentações, poderá resultar em sérios danos a estrutura. (REBELLO, 2008).17 Sobre os efeitos que os recalques em fundações causam nas estruturas, podemos classificá-los em três tipos: os danos visuais ou estéticos, que são aqueles que não apresentam riscos de qualquer natureza para a estrutura, danos que comprometem o uso e a 15 MILITITSKY, Jarbas; CONSOLI, Nilo C; SCHNAID, Fernando. Patologia das Fundações – 2ª Edição. São Paulo: Oficina de Textos, 2015. 256p. 16Ibid. 17Rebello, Yopanan Conrado Pereira, 1949-Fundações: guia prático de projeto, execução e dimensionamento / Yopanan C. P. Rebello. -São Paulo: Zigurate Editora, 2008. 8 funcionalidade da construção e, finalmente, danos estruturais pondo em risco a segurança dos usuários (MILITITSKY; CONSOLI; SCHNAID, 2015).18 Segundo Rebello (2008)19, os recalques naturais que podem ocorrer por conta de deformações do solo podem ser classificados em três tipos: Recalque elástica sendo aquele que ocorre imediatamente após uma aplicação de carga sendo maiores em solos não coesivos. Recalque por escoamento lateral acontecendo com maior frequência em solos não coesivos, é aquele em que o ocorre uma migração do solo de regiões com maior solicitação para a de menor solicitação ocorrendo do centro para a lateral. Recalque por adensamento que é a diminuição no volume aparente do solo, quando submetido, devido a redução dos vazios deixado pela água intersticial expulsa pela pressão. De acordo com Rebello (2008)20 existe ainda outras formas que levam a recalques das fundações, estas são provocadas por ações externas. São os seguintes tipos de recalques: Recalques por rebaixamento de lençol freático, que ocorre quando há a necessidade de rebaixamento do lençol freático do solo por bombeamento da água existente em seu interior, que devido a mudança de pressões, as fundações de sapata podem sofrer afundamento e nas estacas com o aumento de cargas pode sofrer rompimento pelo atrito solo-estaca, Recalque devido a solos colapsíveis que são ocasionados devido a solos com grande porosidade formados por areais ou por argilas, estes apresentem suas partículas unidas por uma espécie de cimentação que ao entrar em contato com a água, tem a ligação rompida entre suas partículas podendo ocasionar em recalques bastantes drásticos e perigosos. Recalques por escavações próximas a fundação tendendo a desestabilizar o maciço já que o solo irá ter a tendência de migrar para a região escavada provocando o recalque. O recalque por si próprio pode não resultar em danos as edificações quando forem uniformes em todos os pontos da fundação, neste caso, ocorrera apenas o afundamento do nível térreo causando problemas de uso, mas não estruturais. Quando ocorrem recalques diferenciais, ou seja, com intensidades diferentes de um apoio para o outro, dependendo da intensidade pode provocar danos a edificação podendo levar a estrutura a ruína parcial ou total. (REBELLO, 2008)21 De acordo com Rebello (2008),22os primeiros indícios que está ocorrendo um recalque diferencial começam a aparecer nas alvenarias de vedação, que são mais frágeis do que a estrutura portante. Devido as forças cortantes, ocorre a ruptura da alvenaria por ângulo de aproximadamente 45º, sendo a direção que se dá a ruptura, o lado de maior recalque. 18MILITITSKY, Jarbas; CONSOLI, Nilo C; SCHNAID, Fernando. Patologia das Fundações – 2ª Edição. São Paulo: Oficina de Textos, 2015. 256p. 19 Rebello, Yopanan Conrado Pereira, 1949-Fundações: guia prático de projeto, execução e dimensionamento / Yopanan C. P. Rebello. -São Paulo: Zigurate Editora, 2008. 20Ibid. 21Ibid. 22Ibid. 9DEGRADAÇÃO DO CONCRETO Em relação a vida útil do concreto “A durabilidade do concreto de cimento Portland é definida como a sua capacidade de resistir à ação das intempéries, ataques químicos ou quaisquer outros processos de deterioração”. (MILISTITSKY; JARBAS; CONSOLI, 2015 p.210)23 O processo de degradação do concreto pode ocorrer física ou quimicamente. Desse modo, existe a necessidade do controle da qualidade e o acompanhamento do concreto que será usado nas fundações, utilizando traços e slump corretos de acordo com o definido em projeto. Como o concreto é um solido poroso, seu principal agente causador de agressões seria a água, a qual além de causar algumas patologias mediante a porosidade contida no concreto, também pode servir como veículo de transporte para algumas substâncias ainda mais agressivas, causando patologias mais acentuadas em menos tempo. Para uma adequada prevenção de patologias no concreto pode-se diminuir a relação água/cimento de modo que resulte em menor porosidade e permeabilidade, servindo como primeira defesa contra agentes agressivos. Outro processo que deve receber grande atenção é o momento da cura do concreto, um tempo maior de impedimento da evaporação da água, evita que ocorram fissuras. Algumas reações de origem expansivas podem causar deterioração das estruturas de concreto, portanto, a verificação dos agregados usados na composição do concreto é de grande importância para que se evite a reação conhecida como álcali-agregado, que a longo prazo pode comprometer a estrutura. Um tratamento ao qual é submetido o local da degradação é a injeção de graute. O processo é realizado com a injeção sobre as trincas e o concreto deteriorado, onde este tipo de argamassa fixa e torna-se uma peça só novamente. Outro tipo de solução para degradação não muito conhecida ébio-concreto, ainda não muito utilizado em mercado. Ele tem função de regeneração, é composto por bactérias, que, quando em exposição entram em contato com à água, começam a reconstituir fechando trincas com espessuras de até 8 mm. O reparo é realizado no máximo em três semanas, sem que, se precise de profissionais para executar seu reparo. REFORÇOS UTILIZANDO ESTACA MEGA Abordando sobre algumas soluções estruturais para reforço de fundações, será discutida a utilização de estacas mega, abordando seu processo executivo, viabilidade e eficiência na solução de patologias estruturais. Sobre o processo executivo deste método de reforço e sua viabilidade, “Estacas “Mega“ que, pelo fato de serem introduzidas no terreno por uma bomba hidráulica, não induzem vibrações, o que reduz os riscos de instabilidade que possam existir devido à precariedade das fundações defeituosas”. (DONADON, 2009, p.53)24 23MILITITSKY, Jarbas; CONSOLI, Nilo C; SCHNAID, Fernando. Patologia das Fundações – 2ª Edição. São Paulo: Oficina de Textos, 2015. 256p. 24DONADON, Emanuelle F. Comportamento de estacas “Mega” de concreto, implantadas em solos calapsível. Disponível em: <http://repositorio.unicamp.br/bitstream/REPOSIP/258206/1/Donadon_EmanuelleFazendeiro_M.pdf> . Acesso em: 15 set. 2018. 10 Estas estacas são segmentos de concreto, geralmente moldadas em tubos de PVC, podendo ter seção circular ou quadrada, podendo ser armada ou simples, com comprimento de 0,5 a 1,0 m de diâmetro; de 0,2 a 0,25 m, cravadas por um macaco hidráulico que reage com a própria fundação da estrutura. Devido à facilidade de execução, a estaca mega é utilizada na maioria dos casos de reforço de fundação causados por recalques diferenciais na estrutura. Torna-se muito viável pela não-produção de vibrações, o que evita as possíveis instabilidades da fundação já existentes durante o processo; e pela possibilidade de execução em pequenos espaços e de difícil acesso. Este tipo de estaca não tem como fator limitante a profundidade de cravação, pois isto dependerá da profundidade em que a relação solo-estrutura se estabilize, apoiando a estaca na profundidade correta para a carga da estrutura. Seu processo executivo consiste em abrir uma vala que possibilite que o cilindro hidráulico e os segmentos de estacas sejam posicionados por uma pessoa. As estacas são cravadas sobrepostas no solo pelo cilindro hidráulico utilizando o próprio peso da estrutura para cravação. Desta forma, assim que se alcança um equilíbrio de forças entre o solo e a estrutura, pode-se interromper a cravação de novas estacas e fazer a consolidação do ponto locando um bloco, duas estacas e uma viga pré-moldada entre a última estaca cravada e a estrutura do edifício. Figura 2: Consolidação com viga pré-moldada de concreto (Fonte: Donadon, 2009)25 REFORÇO UTILIZANDO MICRO-ESTACAS De acordo com os diversos problemas associados às fundações, sua manifestação ocorre com assentamentos causando diversos tipos de danos estruturais e funcionais. Mediante as patologias apresentadas, será adotada a utilização de micro-estacas para reforços das fundações, procurando nivelar a estrutura danificada para a realização do reparo. Para o autor, Visto que muitas das vezes as obras relativas ao reforço de fundações apresentam espaços de difícil acesso e em locais com edifícios adjacentes, o recurso a micro- 25 DONADON, Emanuelle F. Comportamento de estacas “Mega” de concreto, implantadas em solos calapsível. Disponível em: <http://repositorio.unicamp.br/bitstream/REPOSIP/258206/1/Donadon_EmanuelleFazendeiro_M.pdf> . Acesso em: 15 set. 2018 11 estacas torna-se numa boa opção, não só devido aos aparelhos mecânicos utilizados, cujas dimensões são adequadas para os trabalhos a realizar. (NEVES, 2010, p.23)26 Em diversos casos ocorrem falhas nos estudos de solos. Não sendo determinada corretamente a resistência da relação solo-estrutura, haverá grande deformação na estrutura sendo necessário implementar o recalcamento da fundação, levando as cargas da estrutura para camadas mais profundas utilizando como solução a micro-estaca. As micro-estacas estão sendo bastante utilizadas para reforços e recalçamentos de fundações para controle de assentamentos, devido ao fato de o diâmetro dos furos serem reduzidos e à possibilidade de execução das furações em lugares de difícil acesso. Além disso, podem ser executados furos inclinados a fim de conter tensões horizontais. Elas podem ser executadas através de furação direta nas sapatas existentes, sendo um aspecto muito importante neste tipo de furação, a ligação destes elementos à estrutura, que será responsável por transferir a carga para o solo. Existem diversos tipos de ligações entre as micro-estacas e a estrutura dependendo de alguns fatores como: tipo de solicitação e tipo de armaduras utilizadas. De acordo com Pereira (2012, p. 40) 27, No caso de ligações a fundações de betão armado de estruturas novas recorre-se, normalmente, á utilização de dispositivos especiais na cabeça da micro-estaca (chapas de ancoragem). No caso de ligações a fundações de betão armado existentes recorre-se, normalmente, a uma amarração direta da armadura, através da selagem desta com calda de cimento num furo previamente executado São necessárias algumas verificações de segurança durante a perfuração da fundação existente para reforço, pois haverá o seccionamento da armadura da sapata reduzindo sua resistência estrutural e também devido às vibrações induzidas durante o processo. Deste modo, é necessária a realização de pré-cargas. Sua execução após a furação consiste na introdução da armadura de aço e posteriormente na injeção de argamassa sob forte pressão, o que garante a boa qualidade e resistência da estaca. Depois de injetado o concreto, acontece à consolidação da estaca com a estrutura existente para que haja a passagem de cargas da estrutura. 26NEVES, Manuel J. N.Técnicas de recalcamento e reforço de fundações. Disponível em: <https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadFile/395142103007/Tese%2056426.pdf>. Acesso em: 19 set. 2018 27PEREIRA, João P. V. V. Reforço de fundações com micro-estacas. Disponível em: <https://estudogeral.sib.uc.pt/bitstream/10316/21469/3/Disserta%C3%A7%C3%A3o%20de%20Douto ramento_Jo%C3%A3o%20Veludo%20Pereira.pdf>. Acesso em: 04dez. 2018 12 Figura 3: Exemplo de ligações micro-estaca / fundações de betão armado (Fonte: Pereira, 2012) 28 RESULTADOS E DISCUSSÃO No caso estudado de patologia de fundações sobre aterro, foi analisada uma chácara construída sobre corte e aterro, onde devido ao aterro mal compactado e falho sistema de drenagem gerou recalque na fundação, causando deslocamento parcial de terra, gerando rachaduras como pode ser observado na Figura 4 abaixo. Foi determinado um recalque excessivo e rápido, ocorrendo deformações na estrutura e em suas paredes. Figura 4: Rachaduras causadas devido a recalque nas fundações (Fonte: Dos autores, 2019). 28PEREIRA, João P. V. V. Reforço de fundações com micro-estacas. Disponível em: <https://estudogeral.sib.uc.pt/bitstream/10316/21469/3/Disserta%C3%A7%C3%A3o%20de%20Douto ramento_Jo%C3%A3o%20Veludo%20Pereira.pdf>. Acesso em: 04dez. 2018 13 Parte da construção da obra se realizou sobre o aterro, assim sendo o aterro contido por um muro de arrimo com 5 metros de altura, tendo sistema de drenagem realizado de modo incorreto e com quantidade insuficiente de drenos, fazendo ter concentração de umidade no local conforme Figura 5. Figura 5: Muro de arrimo com excesso de humidade devido à falta de drenagem (Fonte: Dos autores, 2019). Em decorrência do recalque nas fundações, pode se observar no interior da residência um cômodo que apresentou maiores quantidades de rachaduras, caracterizando assim, que devido a diversas falhas de projeto e execução, houve um recalque diferencial entre as fundações conforme a Figura 6. Figura 6: Rachaduras no interior da residência (Fonte: Dos autores, 2019). Foi realizado análise da espessura das rachaduras utilizando uma régua translúcida conforme Figura 7. As réguas foram coladas na alvenaria com fita e anotação do dia, medindo espessura de cada fissura conforme Figura 08, desta forma, será possível fazer o 14 acompanhamento das fissuras, para que se verificasse o grau de gravidade da patologia e as necessidades de reparos. Figura 7: Análise de espessura de Rachaduras. (Fonte: Dos autores, 2019). Figura 8: Anotação para acompanhamento de Rachadura (5 mm). (Fonte: Dos autores, 2019). 15 A casa em estudo não apresentava projetos; a região onde se encontra a obra é considerada solo argiloso, o número de SPT mínimo para cota de apoio neste solo segundo os parâmetros é de 11 a 19 golpes onde é determinada rija ou dura. Segundo o proprietário, as estacas feitas no local foram realizadas com 3,50 metros, sendo assim levantou-se a hipótese que a estaca não chegou ao solo ideal, pois o muro de arrimo tem 5,00 metros de altura, concluindo que a fundação foi dimensionada e executada incorretamente. Os principais fatores agravantes do problema foram causados devido à omissão de projeto, falta de sondagem do solo, falta de acompanhamento e falta de mão de obra qualificada. No local situado sobre o aterro, apresentavam rachaduras de 3 mm até 5 mm. Determinação de fissuras, trincas e rachaduras na Tabela 01. Tabela 01. determinação de anomalias conforme aberturas ANOMALIAS ABERTURA (mm) FISSURA ATÉ 0,5 TRINCA DE 0,5 A 1,5 RACHADURA 1,5 A 5,0 FENDA 5,0 A 10,0 BRECHA ACIMA DE 10,0 (Fonte: De Oliveira, 2012).29 Os principais fatores que estão agravando os problemas foram citados abaixo: FALTA DE SONDAGEM DO SOLO: A região onde está realizada a obra é determinada argilosa, mas devido à falta da sondagem (SPT), fez com que o bloco de fundação e as estacas, fossem feitas sem as dimensões corretas e apoiadas fora da cota ideal, causando recalque diferencial, fazendo ocorrer a patologia na fundação. UMIDADE: No caso onde houve recalque, pode-se notar a falta de drenagem das águas pluviais, onde os drenos colocados no muro de arrimo estão todos entupidos fazendo com que todo muro umedeça e abaixe o solo de aterro. DRENAGEM: A drenagem feita foi inadequada, pois os drenos foram feitos distantes das caídas de água do telhado, não havendo calhas de captação; assim água despeja sobre aterro, fazendo com que gerem umidade. A proposta feita foi fazer meio corte do aterro, plantar grama e limpar os drenos, fazendo com que ocorra a drenagem correta, sem acúmulo de água perto da fundação. 29 DE OLIVEIRA, Alexandre Magno. Fissuras, trincas e rachaduras causadas por recalque de diferencial de fundações. 2012. 16 ATERRO MAL COMPACTADO: O aterro foi feito de modo incorreto, pois ocorreu à falta de compactação e drenagem, devido a isso gerou coeficientes de vazios, assim preenchidos com água devido ao período chuvoso quando executado, com o tempo o solo expulsou os vazios onde ocorreu recalque afetando a fundação. Ainda foi analisado junto ao orientar que está ocorrendo deslocamento de aterro horizontal como na Figura 10, impossibilitando fazer o reparo, se não removido o aterro. Figura 10- Rachadura devido a deslocamento horizontal do aterro (Fonte: Dos autores, 2019). Devido ao recalque e aos problemas citados acima, foi apresentada uma possível proposta de solução ao proprietário, a realização da estaca mega, primeiramente refazendo o muro de arrimo, o conserto do aterro e a drenagem. Foi indicado um engenheiro experiente no assunto para execução do reparo das patologias. O proprietário recusou a realização do reparo devido ao custo elevado, ainda foi apresentada outra possibilidade afim de retardar o recalque. Foi proposto fazer calhas e caixas de captação de águas pluviais, cortes no aterro perto do muro de arrimo, plantação de grama e limpeza de drenos; a fim de amenizar o problema da umidade até se realizar o reparo da patologia. CONCLUSÃO O estudo realizado propôs uma visão dos riscos que as pessoas podem estar sujeitas quando negligenciados análises de solo, projetos, bom acompanhamento e execução da obra. Muitas vezes reparar uma patologia pode custar um percentual alto em relação do valor total da obra. Concluiu-se que o custo é alto para tratar de uma patologia e que se tivesse realizada de forma correta evitaria gastos desnecessários e perturbações ao proprietário. O caso foi analisado junto ao orientador, promovendo ao proprietário a solução de fazer a estaca mega, conserto de aterro e drenagem, para estabilizar o recalque, onde o caso é delicado e tem que ser realizado com urgência. 17 Por fim concluiu que o problema estudado está em processo acelerado e colocando em risco a vida de pessoas, foi orientado o proprietário a fazer o reparo da patologia o mais rápido possível ou se não tiver condições de realizar que desocupe o local e deixe de utilizar, pois a obra está sujeita em entrar em colapso a qualquer momento. AGRADECIMENTOS Venho por este trabalho agradecer primeiramente a Deus por nos proporcionar saúde e força para superar as dificuldades. A universidade São Francisco (USF), que nos proporcionou a seguinte pesquisa apresentada acima; dando-nos oportunidade de realizar o curso de engenharia civil. Agradeço aos docentes e professores que nos forneceram materiais de apoio para o trabalho acadêmico apresentado, de patologia das fundações, nos concedendo métodos específicos para análise de cada caso. Ao orientador Ricardo Simões que nos proporcionou seus conhecimentos e nos norteou como realizar o método correto de soluções do trabalho realizado. A todos queconfiaram em minha competência para realização deste curso entre pais e amigos. REFERÊNCIAS Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6122. Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro, 2010 Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6484. Solo - Sondagens de simples reconhecimento com SPT - Método de ensaio. Rio de Janeiro, 1995. AZEREDO, Hélio Alves de. O edifício até sua cobertura. São Paulo: Edgar Blucher Ltda, 1997. 188p DE OLIVEIRA, Alexandre Magno. Fissuras, trincas e rachaduras causadas por recalque de diferencial de fundações. 2012. DONADON, Emanuelle F. Comportamento de estacas “Mega” de concreto, implantadas em solos calapsível. Disponível em: <http://repositorio.unicamp.br/bitstream/REPOSIP/258206/1/Donadon_EmanuelleFazendeiro _M.pdf>. Acesso em: 15 set. 2018 MILITITSKY, Jarbas; CONSOLI, Nilo C; SCHNAID, Fernando. Patologia das Fundações – 2ª Edição. São Paulo: Oficina de Textos, 2015. 256p. NEVES, Manuel J. N. Técnicas de recalcamento e reforço de fundações. Disponível em: <https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadFile/395142103007/Tese%2056426.pdf>. Acesso em: 19 set. 2018 PEREIRA, João P. V. V. Reforço de fundações com micro-estacas. Disponível em: <https://estudogeral.sib.uc.pt/bitstream/10316/21469/3/Disserta%C3%A7%C3%A3o%20de% 20Doutoramento_Jo%C3%A3o%20Veludo%20Pereira.pdf>. Acesso em: 04dez. 2018 18 REBELLO, Yopanan Conrado Pereira, 1949-Fundações: guia prático de projeto, execução e dimensionamento / Yopanan C. P. Rebello. -São Paulo: Zigurate Editora, 2008. WOLLE, Claudio Michael, 1993-O Ensino de Engenharia de Fundações na Escola Politécnica da USP. São Paulo: EDUSP, 1993.
Compartilhar