Livro-Texto Unidade I(1)

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<p>Autor: Prof. Clovis Chiezzi Seriacopi Ferreira</p><p>Colaboradores: Prof. Ricardo Scalão Tinoco</p><p>Prof. José Carlos Morilla</p><p>Engenharia Civil Integrada</p><p>Professor conteudista: Clovis Chiezzi Seriacopi Ferreira</p><p>Engenheiro civil pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (1977). Mestre em Arquitetura e</p><p>Urbanismo pela Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo, com pesquisa e dissertação</p><p>sob o título A Casa dos Sonhos: Necessidades, Aspirações, Símbolos..., apresentada em 2006. Fez atualização</p><p>em Planejamento de Programas e Projetos – Modelo e Prática, pela Fundação Getúlio Vargas, com ênfase em</p><p>planejamento e gestão de programas governamentais, tais com instalações de poupatempo e de novas unidades</p><p>prisionais para o governo do Estado de São Paulo, em 2009.</p><p>É professor da Universidade Paulista desde 2006, além de permanecer atuando na elaboração de projetos e na</p><p>gestão de projetos complementares e de obras.</p><p>© Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta obra pode ser reproduzida ou transmitida por qualquer forma e/ou</p><p>quaisquer meios (eletrônico, incluindo fotocópia e gravação) ou arquivada em qualquer sistema ou banco de dados sem</p><p>permissão escrita da Universidade Paulista.</p><p>Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)</p><p>F383e Ferreira, Clovis Chiezzi Seriacopi.</p><p>Engenharia Civil Integrada / Clovis Chiezzi Seriacopi Ferreira. –</p><p>São Paulo: Editora Sol, 2020.</p><p>120 p., il.</p><p>Nota: este volume está publicado nos Cadernos de Estudos e</p><p>Pesquisas da UNIP, Série Didática, ISSN 1517-9230.</p><p>1. Licenciamento ambiental. 2. Estudos preliminares. 3. Projetos.</p><p>I. Título.</p><p>CDU 624</p><p>W505.36 – 20</p><p>Prof. Dr. João Carlos Di Genio</p><p>Reitor</p><p>Prof. Fábio Romeu de Carvalho</p><p>Vice-Reitor de Planejamento, Administração e Finanças</p><p>Profa. Melânia Dalla Torre</p><p>Vice-Reitora de Unidades Universitárias</p><p>Prof. Dr. Yugo Okida</p><p>Vice-Reitor de Pós-Graduação e Pesquisa</p><p>Profa. Dra. Marília Ancona-Lopez</p><p>Vice-Reitora de Graduação</p><p>Unip Interativa – EaD</p><p>Profa. Elisabete Brihy</p><p>Prof. Marcello Vannini</p><p>Prof. Dr. Luiz Felipe Scabar</p><p>Prof. Ivan Daliberto Frugoli</p><p>Material Didático – EaD</p><p>Comissão editorial:</p><p>Dra. Angélica L. Carlini (UNIP)</p><p>Dr. Ivan Dias da Motta (CESUMAR)</p><p>Dra. Kátia Mosorov Alonso (UFMT)</p><p>Apoio:</p><p>Profa. Cláudia Regina Baptista – EaD</p><p>Profa. Betisa Malaman – Comissão de Qualificação e Avaliação de Cursos</p><p>Projeto gráfico:</p><p>Prof. Alexandre Ponzetto</p><p>Revisão:</p><p>Giovanna Oliveira</p><p>Bruno Barros</p><p>Sumário</p><p>Engenharia Civil Integrada</p><p>APRESENTAÇÃO ......................................................................................................................................................7</p><p>INTRODUÇÃO ...........................................................................................................................................................8</p><p>Unidade I</p><p>1 LICENCIAMENTO AMBIENTAL ..................................................................................................................... 11</p><p>1.1 Licença prévia (LP) ............................................................................................................................... 12</p><p>1.2 Licença de instalação (LI) .................................................................................................................. 16</p><p>1.3 Licença de operação (LO) .................................................................................................................. 21</p><p>2 ESTUDOS PRELIMINARES: CONHECIMENTO DO RELEVO LOCAL .................................................. 22</p><p>3 ESTUDOS PRELIMINARES: SONDAGEM DO SUBSOLO...................................................................... 35</p><p>4 ESTUDOS PRELIMINARES: PERFIL GEOTÉCNICO DO TERRENO ..................................................... 48</p><p>Unidade II</p><p>5 ESTUDOS PRELIMINARES: REGISTROS DE ÍNDICES HIDROLÓGICOS ......................................... 62</p><p>6 ESTUDOS PRELIMINARES: CAPACIDADE HIDRÁULICA DE CONDUTOS LIVRES ...................... 73</p><p>7 DEFINIÇÕES PRELIMINARES........................................................................................................................ 85</p><p>8 PROJETO EXECUTIVO E PROJETOS COMPLEMENTARES ................................................................... 98</p><p>7</p><p>APRESENTAÇÃO</p><p>Além de seu caráter multidisciplinar, o âmbito da engenharia civil está íntima e essencialmente</p><p>integrado às mais diversas áreas do conhecimento. As edificações ou instalações realizadas pela</p><p>engenharia civil, via de regra, são destinadas ao exercício de atividades das mais diversas naturezas, nos</p><p>mais diversos campos de atuação humana.</p><p>As obras de engenharia civil sempre têm caráter temporário, enquanto que os seus produtos, as</p><p>edificações, boas ou más, têm caráter permanente.</p><p>Em muitas obras, é comum ver placas com frases do tipo “desculpe o transtorno, estamos trabalhando</p><p>para o seu conforto”, ou para melhorar as condições de acesso, ou de atendimento. Tais frases são bons</p><p>indícios para se compreender o conceito de engenharia civil integrada.</p><p>Depois de pronta, durante a sua fase permanente, a edificação afetará não só os seus usuários, na</p><p>prática das atividades às quais ela se destina, mas também todos aqueles que têm qualquer relação com</p><p>ela, como vizinhança, serviços de manutenção ou apenas de passagem pelo local.</p><p>Alguém que já tenha parado sobre uma ponte, devido a uma emergência ou a um congestionamento,</p><p>pode sentir a vibração dessas estruturas. É uma vibração normal e necessária, prevista no seu projeto</p><p>estrutural. O mesmo grau de flexibilidade, no entanto, não pode ser admitido num prédio destinado a</p><p>um museu, por exemplo, e muito menos a um centro cirúrgico.</p><p>A concepção de um projeto estrutural, portanto, não pode ser apenas o resultado da análise de sua</p><p>estabilidade, estática ou dinâmica. Um ponto de partida fundamental é a sua finalidade, considerada do</p><p>ponto de vista dos seus usuários. Outro ponto fundamental refere-se às implicações dessa edificação no seu</p><p>entorno, tanto no cotidiano da vizinhança quanto na preservação do meio ambiente, natural ou construído.</p><p>Mesmo na sua fase temporária, isto é, durante a fase de execução da obra, a concepção e o</p><p>planejamento das atividades não podem ser simplesmente o resultado de análises técnico-financeiras.</p><p>A seleção dos sistemas construtivos, a logística de suprimento e estoque de insumos, a escolha</p><p>de equipamentos, enfim, a definição de todos os meios e métodos a serem empregados na execução</p><p>deve considerar fatores relativos à situação e à localização da obra, muitos dos quais não estão ligados</p><p>diretamente a métodos e técnicas de edificação.</p><p>As formas de construir uma ponte em uma rodovia podem ser bastante diferentes de construções</p><p>similares situadas em grandes centros urbanos. Não é difícil imaginar, por exemplo, as implicações da</p><p>utilização de formas convencionais de construção para uma ponte sobre o trecho urbano de um rio</p><p>cujas margens são ocupadas por uma avenida que seja uma das importantes artérias da malha viária da</p><p>cidade. Seriam enormes os transtornos causados para uma parte significativa da sua população.</p><p>Uma solução com concreto armado ou protendido, moldado in loco, requer grande quantidade</p><p>de escoramentos, que exigiria a interdição de parte da avenida por longo tempo. Uma solução com</p><p>8</p><p>elementos de concreto pré-fabricados pode exigir um amplo canteiro de obras, além de equipamentos</p><p>de grande porte para o transporte e a instalação, implicando inúmeras interdições de curto prazo e</p><p>necessidade de amplos espaços para manobras.</p><p>As mais complexas restrições para as obras de engenharia civil não são, portanto, as de ordem</p><p>técnica, mas sim as restrições impostas pela vida em sociedade, que devem ser previstas, consideradas e</p><p>solucionadas já a partir da própria concepção do empreendimento.</p><p>Esse é apenas um entre inúmeros exemplos que servem para ilustrar a forma integrada sob a qual a</p><p>engenharia civil deve ser praticada. As definições sobre o quê fazer e como fazer devem ser subordinadas</p><p>civil será realizada, tanto para as suas fundações quanto pela sua influência na concepção</p><p>do projeto, já foi ressaltada anteriormente.</p><p>Contudo, é importante considerar também o grau de conhecimento que será necessário para cada</p><p>obra específica.</p><p>Para o conjunto de sobrados em estudo, as informações obtidas com uma sondagem do tipo SPT são</p><p>suficientes. Além disso, essa sondagem é plenamente compatível com o custo da edificação, tanto para</p><p>as definições relativas às fundações quanto às contenções, esquematicamente representadas na figura</p><p>a seguir:</p><p>49</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>Figura 36 – Corte longitudinal do sobrado, com as sapatas corridas e o muro de arrimo</p><p>Para edificações mais complexas, que impliquem cargas mais elevadas ou muito diferenciadas sobre</p><p>o terreno, como represas, aeroportos, rodovias, ferrovias subterrâneas e suas estações, edifícios altos ou</p><p>com centro cirúrgico, entre outros, os estudos preliminares referentes ao perfil geotécnico do terreno</p><p>também devem ser mais complexos e mais profundos.</p><p>A construção de acessos a obras de arte em rodovias, tais como a ponte representada na figura</p><p>a seguir, é um exemplo da necessidade de diferentes estudos preliminares para a concepção e</p><p>elaboração de um projeto.</p><p>Figura 37 – Perfil esquemático do acesso a uma ponte rodoviária</p><p>Antes de iniciar o detalhamento do projeto tanto do acesso quanto da própria ponte, é</p><p>preciso encontrar uma jazida para o empréstimo do solo que será necessário para a execução do</p><p>aterro compactado.</p><p>50</p><p>Unidade I</p><p>Jazida para empréstimo ou para importação de solo é a denominação técnica dada a um local de</p><p>onde se vai retirar terra para a execução de um aterro em outro local.</p><p>No sentido inverso, um bota fora é a denominação técnica dada ao local onde vai ser disposta a terra</p><p>excedente de uma terraplenagem, isto é, na qual o volume dos cortes feitos no relevo natural do terreno</p><p>será maior do que o volume empregado nos aterros.</p><p>É importante lembrar que ambos, jazida e bota fora, sempre devem estar em conformidade com</p><p>a legislação de proteção do meio ambiente e, antes do início da sua realização, devem contar com as</p><p>devidas licenças ambientais, ou seja, a licença prévia e a licença de instalação.</p><p>Para selecionar uma jazida, é preciso conhecer a sua constituição a fim de ter certeza de que os solos</p><p>que a compõem são adequados para a execução do aterro e, em seguida, tratar das suas licenças.</p><p>Depois, é preciso realizar ensaios de Proctor, para determinar a melhor faixa de umidade para a</p><p>compactação do aterro, isto é, a faixa mais próxima possível da umidade ótima (hótima) que conduziria ao</p><p>máximo valor de peso específico (gS) do solo, ao final da compactação.</p><p>8</p><p>1,40</p><p>1,50</p><p>1,60</p><p>1,70</p><p>1,80</p><p>gs máx</p><p>gs (kgf/dm3)</p><p>16</p><p>hótima</p><p>2412 20 2810 18 2614 22 h(%)</p><p>Figura 38 – Variação do peso específico obtido em função da umidade utilizada, no ensaio de Proctor</p><p>Observando essa figura, traçada com os valores de peso específico obtidos com a compressão</p><p>de seis amostras do solo, com diferentes umidades, 11,2%, 13,8%, 16,4%, 19,5%, 21,8% e 24,6%, é</p><p>possível concluir que, se fosse possível realizar a compactação com uma umidade de 17,4%, ao longo</p><p>de toda a extensão do aterro, o valor do seu peso específico final seria cerca de 1,82 kgf/dm3, que</p><p>equivale a 18,2 kN/m3 e a 1,82 tf/m3.</p><p>Depois de obtida a LP e aprovada a jazida, ainda restam diversos estudos preliminares a realizar antes</p><p>de detalhar o projeto do aterro e da ponte. Observando novamente o perfil geotécnico mostrado na</p><p>51</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>figura anterior, sobre o perfil esquemático do acesso a uma ponte rodoviária, percebe-se a existência de</p><p>uma camada de argila orgânica sob a camada de areia siltosa compacta.</p><p>A camada de argila orgânica, com consistência muito mole e, portanto, muito compressível, sofrerá</p><p>um significativo adensamento devido ao peso do aterro. Isso ocasiona recalque da camada de areia</p><p>siltosa compacta e também do próprio aterro, cuja grandeza é importante dimensionar.</p><p>Como o valor do adensamento é proporcional à intensidade do esforço de compressão e também à</p><p>espessura da camada, é de se prever que haverá recalques de diferentes magnitudes ao longo de toda</p><p>a extensão do aterro, cujos intervalos de tempo até a sua estabilização, além de diferentes, também</p><p>podem ser significativamente longos.</p><p>Por outro lado, a ponte não deve sofrer recalques, pois terá fundações profundas, por meio de</p><p>estacas suportadas principalmente pela camada de alteração de rocha.</p><p>O recalque do aterro, causado pelo adensamento da camada de argila orgânica, a longo prazo,</p><p>ocasionará um degrau continuamente crescente entre o pavimento da ponte e o pavimento da rodovia</p><p>sobre o aterro.</p><p>Sendo assim, é de importância capital a previsão da magnitude e do prazo de estabilização do</p><p>adensamento dessa camada de argila orgânica.</p><p>Essa previsão é possível com a realização de ensaios de compressão axial simples, com confinamento</p><p>lateral, em amostras indeformadas, retiradas da própria camada de argila orgânica.</p><p>A variação do índice de vazios da amostra e o intervalo de tempo decorrido até que ela atinja</p><p>uma razoável estabilidade (sendo sujeita à mesma pressão que será exercida pelo aterro), fornecem os</p><p>elementos necessários para prever a dimensão do recalque e o tempo necessário para a sua estabilização,</p><p>após a conclusão do aterro.</p><p>Para a realização desse ensaio é necessário, portanto, dimensionar o valor do acréscimo de pressão</p><p>sobre a camada de argila orgânica, devido à execução do aterro. Não é preciso considerar a pressão da</p><p>camada de areia siltosa compacta, pois a argila orgânica já está submetida a ela, com ou sem a</p><p>construção do aterro.</p><p>O valor do acréscimo de pressão será igual ao peso do volume de aterro por unidade de área da</p><p>superfície natural do terreno. Em cada ponto da superfície da camada de argila orgânica, o valor</p><p>do acréscimo de pressão será equivale ao valor da altura do aterro resultante sobre esse ponto</p><p>multiplicado pelo valor do peso específico previsto para o aterro.</p><p>Essa afirmação é fácil de ser comprovada, imaginando-se um bloco de aterro ou de qualquer</p><p>outro material com peso específico (g) razoavelmente homogêneo, como o representado pela figura</p><p>a seguir:</p><p>52</p><p>Unidade I</p><p>Figura 39 – Bloco de material com peso específico (g) razoavelmente homogêneo</p><p>O valor da pressão (p) exercida na base será igual ao valor do peso (P) desse bloco dividido pelo valor</p><p>da área (A) da base.</p><p>P P</p><p>p</p><p>A x y</p><p>= =</p><p>×</p><p>O valor do peso específico (g) de um material é, por definição, o valor do seu peso por unidade</p><p>de volume.</p><p>P</p><p>V</p><p>g =</p><p>Então, o valor do peso (P) desse bloco é igual ao valor do seu peso específico (g) multiplicado pelo</p><p>valor do seu volume (V).</p><p>P = g × V = g × (x × y × z)</p><p>Sendo assim, o valor da pressão exercida na base do bloco será</p><p>P x y z</p><p>p z</p><p>A x y</p><p>g × × ×</p><p>= = = g×</p><p>×</p><p>Exemplo de aplicação</p><p>Para o projeto do acesso à ponte representada anteriormente representando o perfil esquemático</p><p>do acesso a uma ponte rodoviária, foi retirada uma amostra indeformada da camada de argila</p><p>orgânica existente no subsolo do terreno, para ser submetida a um ensaio de compressão axial</p><p>simples, confinado lateralmente.</p><p>53</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>A altura do aterro no encontro com o tabuleiro da ponte será cerca de 14 m. Supondo que o aterro</p><p>será compactado até atingir um peso específico da ordem de 17,5 kN/m3, determine o valor da pressão</p><p>a ser aplicada no ensaio da amostra, visando à previsão de recalque desse aterro.</p><p>Resolução</p><p>O valor da pressão aplicada na amostra deve representar a situação real, isto é, deve ser igual ao</p><p>valor da pressão que o aterro pronto exercerá sobre o terreno.</p><p>O valor da pressão num ponto qualquer da base do aterro será igual ao valor do peso específico do</p><p>aterro (g) multiplicado pela altura (z) de aterro em cima desse ponto.</p><p>Na seção em que o aterro será mais alto, no encontro com o tabuleiro da ponte, sua altura será de</p><p>14 m. Considerando que o valor</p><p>do peso específico será 17,5 kN/m3, o valor da pressão na base dessa</p><p>seção do aterro, que será a pressão transmitida à argila orgânica, será:</p><p>2 23</p><p>kN kgfkNp z 17,5 14m 245 24,5</p><p>m dmm</p><p>= g× = × = =</p><p>Lembrete</p><p>O valor da pressão (p) sob a base de um bloco de material homogêneo,</p><p>líquido ou sólido, como os representados na figura a seguir, é igual ao valor</p><p>do seu peso (P) dividido pelo valor da área da superfície de apoio (A).</p><p>Figura 40 – Blocos de material homogêneo, com peso específico (g)</p><p>O valor dessa pressão (p) também pode ser obtido multiplicando-se o valor do seu peso específico</p><p>(g) pela sua altura (z).</p><p>P V (x y z)</p><p>p z</p><p>A A x y</p><p>g × g× × ×</p><p>= = = = g×</p><p>×</p><p>54</p><p>Unidade I</p><p>O recalque desse aterro no acesso à ponte pode representar um grande transtorno para a construção</p><p>dessa estrada, principalmente se o intervalo de tempo decorrido até a sua estabilização for muito longo.</p><p>Uma prática comum nesse tipo de obra é executar o aterro antes da construção da ponte, com uma</p><p>altura mais elevada do que a prevista para o encontro do tabuleiro com o aterro.</p><p>Dessa forma, enquanto se constrói a ponte, o adensamento de camadas subjacentes vai se</p><p>estabilizando. Ao final do processo, o eventual excesso de altura do aterro é removido e, assim, é feito o</p><p>ajuste dos níveis para a pavimentação.</p><p>O adensamento de camadas de argila orgânica, no entanto, pode levar anos para atingir um nível</p><p>razoável de estabilidade. Nesses casos, o recalque do aterro poderia continuar ocorrendo por muito</p><p>tempo depois do final da construção da ponte e a referida prática não poderia ser aplicada.</p><p>Caso o projeto dessa ponte fosse detalhado antes da realização dos estudos preliminares relativos ao</p><p>subsolo do aterro, grande parte do trabalho de dimensionamento e detalhamento poderia ter sido inútil.</p><p>A redução da espessura da camada de argila orgânica, que causa o recalque do aterro, e o tempo</p><p>necessário para a sua estabilização dependem tanto da intensidade do acréscimo de pressão aplicado</p><p>pelo aterro quanto da própria espessura da camada antes da construção do aterro.</p><p>A única solução para reduzir o tempo necessário para a estabilização do recalque é diminuir o valor</p><p>da pressão aplicada sobre a superfície natural do terreno, o que só pode ser conseguido através da</p><p>redução da altura do aterro.</p><p>Observando novamente o perfil esquemático desse acesso, apresentado em figura anterior, é possível</p><p>verificar que tanto a altura do aterro e quanto a espessura da camada de argila orgânica vão diminuindo</p><p>nas seções mais distantes do rio.</p><p>Fazendo o caminho inverso, isto é, realizando alguns ensaios adicionais de compressão axial simples,</p><p>com confinamento lateral, com as amostras submetidas a pressões menores, seria possível encontrar</p><p>um valor de pressão que permitisse a compatibilização do tempo de recalque do aterro com o tempo de</p><p>construção da ponte.</p><p>Com a altura máxima do aterro definida em função dos valores de pressão assim obtidos, o projeto</p><p>da ponte poderia ser redefinido, ainda na sua fase de concepção, contendo um ou mais tramos, que</p><p>seriam apoiados em pilares suportados por estacas, como ilustra a figura seguinte:</p><p>55</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>Figura 41 – Ponte estendida para permitir a redução da altura máxima do aterro</p><p>Lembrete</p><p>Toda e qualquer edificação altera o estado de tensões no terreno em</p><p>que ela é realizada. Em geral, tais alterações não se limitam às ações e às</p><p>reações diretas, situadas apenas no próprio local.</p><p>Os efeitos dos esforços aplicados nas superfícies de contato, que podem</p><p>se propagar pelos terrenos vizinhos, devem ser previstos e, em muitos</p><p>casos, dimensionados, para que o novo estado de tensões, resultante da</p><p>edificação, tenha o devido equilíbrio e estabilidade.</p><p>Exemplo de aplicação</p><p>Um aterro com 3,00 m de altura será executado sobre um terreno cujo perfil geotécnico é constituído</p><p>de uma camada de solo arenoso com 1,5 m de espessura, sobrejacente a uma camada de argila orgânica</p><p>muito mole, com 4,0 m de espessura, conforme esquema a seguir:</p><p>Figura 42</p><p>56</p><p>Unidade I</p><p>Sabe-se que a sobrecarga na superfície do terreno, devida ao aterro, provocará um adensamento da</p><p>camada de argila mole, causando um recalque do próprio maciço de aterro. Uma amostra indeformada</p><p>dessa camada foi submetida a um ensaio de compressão axial, com confinamento lateral.</p><p>Tendo isso em vista, considere as informações relacionadas a seguir.</p><p>• O nível do lençol freático se situa na superfície natural do terreno.</p><p>• A tensão total é constante com o passar do tempo, após a execução do aterro.</p><p>• O peso específico saturado médio da camada mole é de 14 kN/m3.</p><p>• O peso específico saturado médio da camada de areia é de 16 kN/m3.</p><p>• O peso específico médio do aterro é de 18 kN/m3.</p><p>• O peso específico saturado da água é de 10 kN/m3.</p><p>• hC é o valor da espessura média da camada de argila mole.</p><p>• O valor da pressão utilizada no ensaio de compressão axial deve ser igual ao valor da pressão que</p><p>o aterro aplicará no terreno.</p><p>• A altura da amostra indeformada era hA = 20 cm.</p><p>• O índice de vazios inicial da amostra de argila era ei = 1,876.</p><p>• O índice de vazios, após a amostra atingir razoável estabilidade, passou a ser ef = 1,543.</p><p>• O intervalo de tempo até a amostra atingir estabilidade (tA) foi cerca de 14 horas e 30 min.</p><p>• O valor da redução da espessura da camada de argila, após a sua razoável estabilização, equivalente</p><p>ao recalque do aterro, pode ser estimado pela expressão:</p><p>C</p><p>i</p><p>h</p><p>h</p><p>1</p><p>∆e×</p><p>∆ =</p><p>+ e</p><p>• O tempo decorrido até o adensamento da camada atingir razoável estabilidade (tC), permitindo</p><p>admitir-se o recalque encerrado, pode ser estimado pela relação:</p><p>2</p><p>C C</p><p>2</p><p>A A</p><p>t h</p><p>t h</p><p>=</p><p>57</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>Com base nessas informações, determine:</p><p>a) O valor da pressão utilizada no ensaio de compressão axial da amostra retirada da camada de</p><p>argila mole.</p><p>b) A magnitude do recalque do ponto R, após o adensamento da camada de argila mole estabilizar.</p><p>c) O tempo necessário para esse recalque ser considerado encerrado.</p><p>Resolução</p><p>a) O valor da pressão aplicada na amostra deve representar a situação real, isto é, deve ser igual ao</p><p>valor da pressão que o aterro pronto exercerá sobre o terreno.</p><p>O valor da pressão na base do aterro pode ser obtido multiplicando-se o valor do peso específico do</p><p>aterro pela sua altura:</p><p>23</p><p>kN kNp z 18 3m 54</p><p>mm</p><p>= g× = × =</p><p>b) A magnitude do recalque do ponto R, após o adensamento da camada de argila mole se estabilizar,</p><p>pode ser estimada a partir da variação do índice de vazios da amostra ensaiada:</p><p>( )C</p><p>i</p><p>1,876 1,543 4mh</p><p>h 0,463m 46cm</p><p>1 1 1,876</p><p>− ×∆e×</p><p>∆ = = = ≅</p><p>+ e +</p><p>c) O tempo necessário para esse recalque ser considerado encerrado pode ser estimado por:</p><p>2</p><p>C C</p><p>2</p><p>A A</p><p>t h</p><p>t h</p><p>=</p><p>Ou seja:</p><p>2 2</p><p>C</p><p>C A2 2</p><p>A</p><p>h 4</p><p>t t 34,5h 13.800h 19meses</p><p>h 0,2</p><p>= × = × = ≅</p><p>Adaptado de: Inep (2008).</p><p>58</p><p>Unidade I</p><p>Saiba mais</p><p>A obra Mecânica dos solos e suas aplicações, de Homero Pinto</p><p>Caputo, que trata especificamente de compressibilidade, proporciona uma</p><p>abrangente visão das questões de adensamento dos solos e recalque:</p><p>CAPUTO, H. P. Mecânica dos solos e suas aplicações. Rio de Janeiro: LTC, 1994.</p><p>Resumo</p><p>A importância e a necessidade da proteção ao meio ambiente, bem</p><p>como a obrigatoriedade do licenciamento ambiental para a realização de</p><p>qualquer empreendimento que precise de obras de engenharia civil, em</p><p>todo o território nacional, foi o primeiro tema desta unidade.</p><p>Os principais assuntos tratados foram as etapas de licenciamento: a</p><p>licença prévia, que dispõe sobre a possibilidade e as condições sob as quais</p><p>o empreendimento e a obra serão permitidos, a licença de instalação, que</p><p>atesta que o projeto executivo atende às exigências da LP e a obra pode</p><p>ser iniciada, e, por fim, a licença de operação, a qual certifica que a obra</p><p>foi executada rigorosamente de acordo com o projeto executivo e que,</p><p>portanto, o empreendimento pode entrar em operação.</p><p>Alguns dos estudos preliminares básicos, indispensáveis para imaginar</p><p>soluções</p><p>e elaborar um projeto para uma obra de engenharia civil, qualquer</p><p>que seja a sua finalidade, foram apresentados na sequência.</p><p>O primeiro, sem o qual não é possível sequer imaginar uma solução</p><p>correta para o caso em questão, foi o levantamento topográfico do local: que</p><p>descreve graficamente o relevo do terreno onde a edificação será inserida.</p><p>O segundo foi o estudo preliminar básico. Ele faz o reconhecimento</p><p>do subsolo que suportará a edificação. As informações a respeito do perfil</p><p>geotécnico, adequadas ao porte da obra, muito embora sejam necessárias</p><p>apenas para o dimensionamento das fundações e das contenções, podem</p><p>ser de grande valia já na primeira fase, de concepção da edificação.</p><p>Os estudos preliminares tratados depois foram os relativos às alterações</p><p>no estado de equilíbrio de tensões no terreno, causadas pela própria</p><p>execução e inserção da obra, tanto no terreno quanto na sua vizinhança.</p><p>59</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>O foco principal sempre é salientar a importância da visão e do trabalho</p><p>integrados dos especialistas de todas as áreas da engenharia envolvidos na</p><p>solução de cada questão.</p><p>Exercícios</p><p>Questão 1. (Enade 2015, adaptada) A figura a seguir mostra a área de influência direta do</p><p>aproveitamento hidrelétrico (AHE) de Belo Monte, delimitada em amarelo. As planícies aluviais existentes</p><p>fora da calha do Rio Xingu estão representadas em vermelho, das quais 43% encontram-se recobertas</p><p>por florestas aluviais.</p><p>96600009660000</p><p>340000</p><p>340000</p><p>440000</p><p>440000</p><p>420000</p><p>420000</p><p>380000</p><p>380000</p><p>400000</p><p>400000</p><p>360000</p><p>360000</p><p>96400009640000</p><p>96000009600000</p><p>96200009620000</p><p>Canais</p><p>Rio Xingu</p><p>Rio Bacajá</p><p>Belo M</p><p>onte</p><p>Alta</p><p>mira</p><p>95800009580000</p><p>Figura 43</p><p>Disponível em: http://licenciamento.ibama.gov.br. Acesso em: 10 dez. 2019.</p><p>Considerando o contexto, avalie as seguintes assertivas e a relação proposta entre elas.</p><p>I – As planícies de inundação mais significativas e com maior cobertura vegetal, na área de influência</p><p>direta, encontram-se nos afluentes da margem direita do Rio Xingu, sobretudo ao longo do Rio Bacajá.</p><p>PORQUE</p><p>II – Após a confluência do Rio Xingu com o Rio Bacajá, as planícies de inundação são mais escassas,</p><p>apresentando maior número na margem esquerda, na área do reservatório dos canais, e maior área nas</p><p>proximidades de Belo Monte.</p><p>60</p><p>Unidade I</p><p>A respeito dessas afirmativas, assinale a opção correta.</p><p>A) As afirmativas I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.</p><p>B) As afirmativas I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.</p><p>C) A afirmativa I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.</p><p>D) A afirmativa I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.</p><p>E) As afirmativas I e II são proposições falsas.</p><p>Resposta correta: alternativa B.</p><p>Análise das afirmativas</p><p>I – Afirmativa correta.</p><p>Justificativa: a afirmativa I é verdadeira pois, de acordo com o estudo realizado pela Leme Engenharia</p><p>Ltda., das planícies de inundação existentes, 43% estão recobertas por florestas aluviais, sendo que as</p><p>mais significativas estão ao longo dos afluentes à margem direita do Rio Xingu, em especial no Rio</p><p>Bacajá, Bacajaí e Itatá.</p><p>II – Afirmativa correta.</p><p>Justificativa: a afirmativa II também é verdadeira. A figura mostra que as áreas onde se tem as</p><p>maiores planícies de inundação estão nos afluentes da margem direita do rio Xingu, em especial ao</p><p>longo do rio Bacajá. Observa-se ainda que, após a confluência do rio Bacajá, as planícies de inundação</p><p>são mais escassas e estão localizadas, principalmente, à margem esquerda do rio Xingu.</p><p>Como as duas afirmativas estão corretas, mas a primeira não justifica a segunda, a alternativa correta</p><p>é letra B.</p><p>Questão 2. Licenciamento ambiental é o procedimento pelo qual o órgão competente licencia a</p><p>localização, instalação, ampliação ou operação de atividades que possam, de qualquer forma, causar</p><p>danos ambientais. O objetivo do licenciamento ambiental é expedir um ato administrativo chamado</p><p>de licença ambiental, através da qual o órgão competente estabelece as condições, restrições e</p><p>medidas de controle que deverão ser obedecidas pelo realizador da atividade.</p><p>Assinale a alternativa correta.</p><p>O processo completo do licenciamento ambiental, constituído por uma sequência lógica de licenças é:</p><p>A) Licença antecipada, licença de instalação e licença final.</p><p>61</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>B) Licença prévia, licença de instalação e licença de operação.</p><p>C) Licença prévia, licença definitiva e licença de operação.</p><p>D) Licença antecipada, licença de instalação e licença definitiva.</p><p>E) Licença de instalação, licença de operação e licença de término de operação.</p><p>Resposta correta: alternativa B.</p><p>Análise da questão</p><p>São três tipos de licenças ambientais. Cada uma é exigida em uma etapa específica do licenciamento.</p><p>A licença prévia é a primeira etapa do licenciamento. Ela é necessária para dar início a uma atividade.</p><p>Assim, ela é concedida na etapa de planejamento do empreendimento. O órgão licenciador avalia</p><p>a localização e a concepção do negócio, atestando a sua viabilidade ambiental e estabelecendo os</p><p>requisitos básicos para as próximas fases.</p><p>A licença de instalação é concedida após a aprovação do projeto inicial. Nessa etapa, todas as</p><p>medidas de proteção ambiental já devem ter sido definidas. A concessão dessa licença funciona como</p><p>uma autorização do início da construção do empreendimento e de instalação dos equipamentos do</p><p>ponto de vista ambiental.</p><p>A licença de operação é necessária para o funcionamento do empreendimento. Ela deve ser requerida</p><p>quando a empresa estiver edificada e após a verificação da eficácia das medidas de controle ambiental,</p><p>estabelecidas nas licenças anteriores.</p><p>às implicações sociais e ambientais das soluções adotadas.</p><p>A previsão de tais implicações não é tarefa simples, nem sequer fácil de sistematizar. A capacidade</p><p>de prever possíveis situações decorrentes de uma obra requer habilidades que, em geral, vão se</p><p>desenvolvendo e aperfeiçoando ao longo do tempo, com a experiência adquirida.</p><p>Já para desenvolver a capacidade de prever e solucionar implicações que se situam fora do escopo</p><p>meramente técnico, além do acervo acumulado com a experiência, é necessário desenvolver uma visão</p><p>ampla e, ao mesmo tempo, integrada em relação às particularidades específicas de cada obra, bem como</p><p>uma atitude pessoal de constante atenção e consideração em relação aos efeitos sobre as pessoas e o</p><p>meio ambiente.</p><p>Promover o desenvolvimento de tais habilidades, indispensáveis para a boa prática da engenharia</p><p>civil, que é necessariamente exercida em equipes constituídas por profissionais de diversas especialidades,</p><p>trabalhando de forma integrada, é o objetivo principal desta disciplina.</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>A boa prática da engenharia civil exige que ela seja exercida de forma integrada. A amplitude</p><p>e a profundidade do conjunto de conhecimentos acumulados no seu campo de atuação tornou</p><p>impossível o completo domínio desse acervo por um único engenheiro, por mais inteligente e</p><p>dedicado que ele seja.</p><p>Atualmente, em qualquer questão de engenharia civil, para se obterem soluções adequadas, é</p><p>necessária a atuação complementar de profissionais qualificados, especializados nas mais diversas áreas,</p><p>trabalhando em conjunto e de forma integrada.</p><p>O tradicional processo de elaboração dos projetos, linear e sequencial, constituído basicamente</p><p>por concepção, definição e detalhamento do projeto para execução, vem sendo gradativamente</p><p>substituído por um novo processo, em que as decisões são cíclicas e retroalimentadas.</p><p>O processo tradicional era norteado por duas questões fundamentais, solucionadas em sequência,</p><p>considerando basicamente uma lógica técnico-econômica.</p><p>9</p><p>O que fazer para atingir uma situação desejada?</p><p>Como atingir a situação desejada a partir da situação atual?</p><p>A análise de um leque de soluções possíveis e a definição relativa a o que fazer costumava atender</p><p>apenas a critérios de possibilidade técnica e de conveniência econômica.</p><p>O que fazer, por exemplo, para melhorar a ligação entre duas regiões? Duplicar a rodovia existente,</p><p>construir uma rodovia totalmente nova, construir uma ferrovia ou implantar uma hidrovia?</p><p>Somente a partir da resposta dada à primeira questão é que se passava a tratar da segunda questão.</p><p>Para definir como atingir a situação desejada é indispensável conhecer bem a situação atual. Eram,</p><p>então, realizados todos os estudos preliminares necessários à elaboração do projeto.</p><p>Era comum, também, dar início às obras logo que as primeiras etapas do projeto executivo estivessem</p><p>concluídas, tais como o detalhamento da terraplenagem, das contenções e da drenagem, entre outros.</p><p>Assim, diversas definições relativas a sistemas e métodos construtivos a serem empregados, bem como</p><p>a seus dimensionamentos e detalhamentos que não eram necessários de imediato, eram elaborados</p><p>durante o decorrer da obra.</p><p>A partir de meados da década de 1980, no Brasil, uma terceira questão foi imposta à engenharia</p><p>civil. E ela passou logo a ter uma importância grande a ponto de se tornar o principal condicionante</p><p>para as duas anteriores (o que fazer e como fazer), a questão da preservação ambiental.</p><p>A nova prioridade, desde então, passou a ser o mínimo dano possível ao meio ambiente. A conveniência</p><p>de um empreendimento deve ser analisada em função da sua necessidade e terá que ser plenamente</p><p>justificável em face dos eventuais danos ambientais que venha a provocar.</p><p>A implicação imediata dessa mudança é que os empreendimentos já não podem ser instalados em</p><p>qualquer lugar, nem podem ser definidos apenas em função da necessidade, da utilidade, da rentabilidade</p><p>ou de quaisquer outros motivos considerados razoáveis pelo empreendedor.</p><p>A segunda implicação, que afeta diretamente os principais paradigmas da prática da engenharia civil,</p><p>é que a sequência lógica tradicional, constituída por concepção, definição, detalhamento e execução,</p><p>precisou ser substancialmente modificada.</p><p>Hoje, em todo o território nacional, para dar início à etapa de construção propriamente dita,</p><p>todo e qualquer procedimento, construtivo ou operacional, deve ser aprovado pelo órgão ambiental</p><p>competente, visando eliminar, ou pelo menos minimizar, quaisquer danos que possam ser causados ao</p><p>meio ambiente.</p><p>No contexto atual, o empreendimento não pode mais ser concebido da forma tradicional, com base</p><p>apenas em critérios de possibilidades técnicas e de conveniência econômico-financeira, e nenhuma</p><p>definição ou detalhamento, de qualquer natureza, pode ser postergada para a fase de execução da obra.</p><p>10</p><p>Fica clara, portanto, a necessidade de um trabalho integrado de equipes multidisciplinares, desde o</p><p>início da concepção do empreendimento.</p><p>Sendo assim, consultar o órgão ambiental competente, com relação à possibilidade legal</p><p>do empreendimento, antes de despender qualquer recurso, humano ou financeiro, tornou-se o</p><p>passo fundamental.</p><p>Se o órgão ambiental não confirmar tal possibilidade, o empreendimento não poderá ser realizado e</p><p>nada mais deve ser feito. Caso o órgão ambiental declare que o empreendimento é legalmente possível,</p><p>ele também fará a imposição de uma série de condições a serem seguidas tanto durante a sua construção</p><p>quanto durante a sua operação.</p><p>Somente então as equipes multidisciplinares devem ser mobilizadas, os estudos preliminares</p><p>realizados e a elaboração do projeto executivo iniciado.</p><p>A concepção, as definições e os detalhamentos do projeto executivo serão conduzidos num processo</p><p>cíclico, no qual todas as atividades serão integradas simultaneamente e retroalimentadas por eventuais</p><p>alterações exigidas pelo órgão ambiental, já que a opção por uma solução para certa etapa, em geral,</p><p>acaba afetando as soluções adotadas para outras etapas.</p><p>Para que esse complexo processo de projetar possa produzir soluções satisfatórias, o engenheiro</p><p>civil precisa ser capaz de manter, aprimorar e saber relacionar, com a devida agilidade, muitos dos mais</p><p>diversos conhecimentos fundamentais de diferentes disciplinas, para coordenar e promover a integração</p><p>das equipes. Expor e relacionar alguns desses conhecimentos fundamentais são os principais objetivos</p><p>desta disciplina.</p><p>11</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>Unidade I</p><p>1 LICENCIAMENTO AMBIENTAL</p><p>As licenças ambientais e os procedimentos necessários para a sua obtenção, indispensáveis para</p><p>a realização de qualquer empreendimento no Brasil, não são objetos específicos desta disciplina.</p><p>Porém, para compreender as transformações que vêm sendo impostas ao processo de concepção e de</p><p>elaboração dos novos projetos, é fundamental conhecer os princípios básicos que norteiam a criação</p><p>dessa nova legislação.</p><p>No início da década de 1980, com o objetivo de proteger e melhorar a qualidade ambiental de forma</p><p>unificada e integrada em todo o país, foi instituído o Sistema Nacional do Meio Ambiente (Sisnama),</p><p>constituído por órgãos e entidades federais, estaduais e municipais.</p><p>O órgão operacional desse sistema, instituído como órgão consultivo e deliberativo, é o Conselho</p><p>Nacional do Meio Ambiente (Conama), que dispõe e gerencia a prática da Política Nacional do Meio</p><p>Ambiente (PNMA), com o objetivo de agir preventivamente na proteção do meio ambiente.</p><p>O principio básico do licenciamento ambiental é harmonizar a proteção do meio ambiente e a</p><p>necessidade de realizar obras ou atividades que, muito embora possam causa-lhe danos, são necessárias</p><p>para o desenvolvimento social e econômico.</p><p>A Lei n. 6.938/81, que criou o Sisnama e o Conama, instituiu a obrigatoriedade do licenciamento</p><p>ambiental, no seu art. 10:</p><p>A construção, instalação, ampliação e funcionamento de estabelecimentos</p><p>e atividades utilizadoras de recursos ambientais,</p><p>consideradas efetiva ou</p><p>potencialmente poluidores, bem como os capazes, sob qualquer forma,</p><p>de causar degradação ambiental, dependerão de prévio licenciamento</p><p>por órgão estadual competente, integrante do Sistema Nacional do Meio</p><p>Ambiente (Sisnama), e do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e Recursos</p><p>Naturais Renováveis (Ibama), em caráter supletivo, sem prejuízo de outras</p><p>licenças exigíveis (BRASIL, 1981).</p><p>Portanto, desde o início da década de 1980, o primeiro passo, e condição indispensável para a</p><p>realização de qualquer empreendimento, reforma ou ampliação de atividades existentes em qualquer</p><p>ponto do território nacional, passou a ser a obtenção de sua licença ambiental.</p><p>Dessa forma, antes de se despender quaisquer recursos, financeiros ou humanos, para realizar estudos</p><p>preliminares ou levantamentos, é necessário dar início ao devido processo de licenciamento ambiental.</p><p>12</p><p>Unidade I</p><p>O primeiro passo consiste em fazer uma consulta formal ao órgão operacional, consultivo e</p><p>deliberativo, responsável pela região onde o empreendimento será inserido. Esse órgão, que faz parte do</p><p>Conama, recebe a consulta, analisa e delibera sobre a possibilidade de realização do empreendimento e</p><p>as condições sob as quais ele poderá ser feito.</p><p>A primeira consulta, via de regra, pode ser feita ao órgão público mais próximo, como a prefeitura</p><p>municipal, o Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária (Incra) ou o Departamento Nacional</p><p>de Estradas de Rodagem (DNER), entre outros. Além de informações básicas relativas a eventuais</p><p>exigências ambientais, esse órgão encaminhará o empreendedor ao órgão oficial competente. Apenas a</p><p>partir da verificação sobre a possibilidade de o empreendimento ser realizado na região pretendida é que</p><p>terá início o processo completo de seu licenciamento ambiental, constituído por uma sequência lógica,</p><p>composta de três licenças, uma para cada etapa da realização do empreendimento:</p><p>• licença prévia (LP);</p><p>• licença de instalação (LI);</p><p>• licença de operação (LO).</p><p>É importante salientar que cada etapa representa apenas e tão somente uma autorização para a</p><p>próxima etapa. Sendo assim, por se tratar de simples autorização, qualquer uma dessas licenças pode</p><p>ser cassada, a qualquer momento, caso as condições impostas pelo órgão ambiental não estejam</p><p>sendo cumpridas.</p><p>1.1 Licença prévia (LP)</p><p>A LP é a primeira a ser solicitada. Ela será concedida se as atividades a serem exercidas na fase de</p><p>operação do empreendimento, bem como durante a sua construção, forem compatíveis com o meio em</p><p>que ele se localizará.</p><p>A LP pode ser concedida ainda que tais atividades possam causar danos ao ambiente, com a condição</p><p>de que a necessidade do empreendimento e os seus benefícios ao desenvolvimento socioeconômico</p><p>sejam significativamente mais relevantes dos que os danos causados.</p><p>Ao conceder a licença prévia, o órgão ambiental define as condições sob as quais sua construção e</p><p>operação serão possíveis, bem como medidas destinadas à reparação e à compensação pelos impactos</p><p>negativos dele decorrentes, em face da preservação ambiental.</p><p>O empreendedor, por seu lado, assume o compromisso de respeitar rigorosamente, em todas as</p><p>etapas de concepção, construção e operação, cada requisito imposto pelo órgão ambiental.</p><p>A LP significa, em resumo, apenas uma aprovação da possibilidade e a imposição de condições para</p><p>a realização de determinado empreendimento na localização proposta.</p><p>null</p><p>null</p><p>null</p><p>null</p><p>null</p><p>13</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>A autorização para a instalação de uma siderúrgica ou de uma mineradora em uma área</p><p>de proteção permanente (APP), por exemplo, é praticamente impossível de ser concedida. Já a</p><p>autorização para a construção de uma usina hidroelétrica ou de uma estrada, nessa mesma APP,</p><p>poderá ser concedida, desde que seja comprovada a sua importância para o desenvolvimento social</p><p>e econômico, a ausência de alternativas e a possibilidade de reduzir os impactos ambientais a níveis</p><p>mínimos, compatíveis com a preservação do ambiente.</p><p>É nesse contexto que a própria concepção da obra já se torna diferente do processo tradicionalmente</p><p>utilizado. A partir da intenção, as decisões relativas ao plano e ao projeto já não são apenas da</p><p>competência do empreendedor, como no processo anterior.</p><p>O tipo de aproveitamento energético que fundamentou o projeto das grandes usinas hidroelétricas</p><p>construídas antes da vigência da Lei n. 6.938/81, tais como a de Itaipu, de Ilha Solteira, de Sobradinho</p><p>ou de Xingó, entre outras, é essencialmente diferente do tipo de aproveitamento empregado nas usinas</p><p>mais recentes, concebidas para a Amazônia, por exemplo.</p><p>Visando basicamente a economia de escala em relação aos custos de implantação, transformação e</p><p>transmissão de energia elétrica produzida, as usinas anteriores à Lei n. 6.938/81 tinham como ponto de</p><p>partida o aproveitamento máximo da energia cinética das águas, correspondente a uma vazão próxima</p><p>ao valor da vazão média do curso d’água.</p><p>Esse aproveitamento, entretanto, exige a criação de uma represa com capacidade suficiente para</p><p>reservar praticamente todos os excessos das épocas de cheias, a fim de que possam ser utilizados nos</p><p>períodos de estiagem.</p><p>A barragem para a usina de Itaipu, com cerca de 200 m de altura, deu origem a uma represa que</p><p>inundou uma área de 1.350 km2, ao longo de cerca de 150 km de extensão do Rio Paraná, na fronteira</p><p>entre o Brasil e o Paraguai.</p><p>Figura 1 – Represa e usina hidroelétrica de Itaipú</p><p>14</p><p>Unidade I</p><p>A título de referência, apenas para facilitar a compreensão do significado dessa inundação, a área</p><p>alagada por Itaipu é quase igual à área do município de São Paulo, que tem cerca de 1.500 km2 e é ocupada</p><p>por mais de 12 milhões de habitantes. A altura dessa represa na região da casa de força e do conjunto de</p><p>vertedores, vistos na imagem anterior, é maior do que a altura dos mais altos prédios do referido município.</p><p>Porém, no Brasil, Itaipu nem é a represa com a maior área inundada para a produção de energia elétrica.</p><p>A represa de Sobradinho, no Estado da Bahia, por exemplo, inundou uma área de aproximadamente</p><p>4.200 km2, ou seja, mais do que o triplo da área inundada por Itaipu. Já a represa de Tucuruí, no Estado</p><p>do Pará, ocupa quase 3.000 km2.</p><p>A partir da vigência da legislação ambiental, as represas para as novas usinas hidroelétricas</p><p>já não podem inundar áreas tão grandes. Sendo assim, a concepção das novas usinas precisa ser</p><p>diferente daquela que era habitual.</p><p>As hidroelétricas construídas mais recentemente na Amazônia, por exemplo, têm como base de</p><p>concepção o aproveitamento da energia cinética correspondente às vazões mais próximas da vazão</p><p>mínima do curso d’água. São as denominadas usinas hidroelétricas “a fio d’água”.</p><p>Os reservatórios para aproveitamentos de vazões pouco maiores do que as mínimas podem ser</p><p>comparativamente bem menores, pois o volume de água a reservar é apenas o necessário para garantir</p><p>a vazão de projeto durante períodos excepcionais, em que as vazões podem ser inferiores às vazões</p><p>mínimas previstas, estimadas a partir dos registros pluviométricos históricos, que podem ocorrer</p><p>eventualmente, em alguns anos, com intervalos extremamente irregulares.</p><p>A represa de Belo Monte, por exemplo, construída durante a década de 2010, no Rio Xingu, no</p><p>Estado do Pará, inundou uma área com cerca de 500 km2. Essa área corresponde a pouco mais do que</p><p>um terço da inundada pela represa de Itaipu e menos que 12% da de Sobradinho, ambas construídas</p><p>antes da vigência da Lei n. 6.938/81.</p><p>Figura 2 – Represa e usina hidroelétrica de Belo Monte</p><p>15</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>Contudo, apesar da concepção que visava à máxima redução dos danos ambientais, as medidas</p><p>de compensação pelos impactos, impostas pelo agente ambiental, foram das mais significativas e</p><p>pertinentes exigidas até então.</p><p>A título de exemplo, para a cidade de Altamira, a mais afetada tanto pelo canteiro de obras quanto</p><p>pela previsão de crescimento da sua população após</p><p>o início da fase de operação dessa usina, a LP</p><p>estabeleceu que o empreendedor deveria se encarregar da elaboração e da implantação de toda a</p><p>infraestrutura de saneamento básico para a futura população.</p><p>A análise e a aprovação, por parte do agente ambiental, da definição e do detalhamento completo</p><p>dos projetos elaborados pelo empreendedor, tanto para os sistemas de tratamento e distribuição de</p><p>água potável quanto para a coleta e tratamento dos esgotos sanitários, foram condições indispensáveis</p><p>para a emissão da licença de instalação. Somente após essa autorização o empreendedor pode dar início</p><p>à construção do canteiro e às obras da usina hidroelétrica.</p><p>Exemplo de aplicação</p><p>Um grupo empresarial pretende instalar um centro de distribuição num local estratégico, próximo</p><p>a um cruzamento de duas rodovias interestaduais e, também, de um terminal ferroviário, o que</p><p>representará um importante avanço na sua logística de distribuição. Esse novo centro proporcionará</p><p>significativa redução na circulação de caminhões em áreas urbanas, acarretando economia de tempo e</p><p>de combustível.</p><p>Entre as alternativas a seguir, indique a primeira providência que esse grupo empresarial deverá</p><p>tomar para dar início ao empreendimento.</p><p>A) Realizar um levantamento topográfico da área onde pretende construir o novo centro de distribuição.</p><p>B) Realizar um levantamento da fauna e da flora existente na área que será desmatada para construir</p><p>o novo centro de distribuição.</p><p>C) Realizar um levantamento quantitativo da redução das emissões de poluentes devido à queima de</p><p>combustível fóssil, para demonstrar ao órgão ambiental que o balanço comparativo entre tais benefícios</p><p>e os danos ambientais causados pela obra será positivo.</p><p>D) Realizar um estudo do impacto ambiental (EIA) relativo à operação e à construção do novo centro</p><p>de distribuição para apresentar ao órgão ambiental responsável pela região.</p><p>E) Solicitar ao órgão ambiental responsável pela região a LP para a realização do empreendimento.</p><p>null</p><p>16</p><p>Unidade I</p><p>Resolução</p><p>Resposta correta: alternativa E.</p><p>O órgão ambiental, ao receber uma solicitação de LP, verifica a compatibilidade da atividade pretendida</p><p>com o grau de proteção da área onde o empreendimento será instalado. Se a atividade for incompatível,</p><p>não concede a licença: o empreendimento não poderá ser construído e a atividade não poderá ser exercida.</p><p>Havendo tal compatibilidade, o órgão concede a LP e indica as condições a serem observadas para</p><p>que o empreendimento possa ser construído e operado nesse local.</p><p>Há também a possibilidade de, embora a atividade não seja habitualmente permitida para a área,</p><p>devido à sua relevância para o desenvolvimento social e econômico, tornar-se interessante realizar</p><p>o empreendimento – que fique claro, de uma forma compatível com a preservação do ambiente e</p><p>causando o menor dano ambiental possível.</p><p>Porém, em todos os casos, será sempre o órgão ambiental que definirá as condições para a concessão</p><p>da LP, da LI e também da LO ao empreendimento, bem como das medidas necessárias à reparação e à</p><p>compensação pelos impactos negativos dele decorrentes.</p><p>Nesse sentido, não se devem despender recursos humanos ou financeiros antes que o próprio órgão</p><p>ambiental indique quais estudos preliminares são necessários.</p><p>Lembrete</p><p>A LP é o ponto de partida de qualquer empreendimento no país.</p><p>Sendo assim, qualquer estudo preliminar só dever ser realizado após a</p><p>consulta formal ao órgão ambiental competente. Antes de se solicitar essa</p><p>autorização, nenhum recurso financeiro ou humano deve ser despendido,</p><p>nem mesmo em estudos de viabilidade mais aprofundados.</p><p>1.2 Licença de instalação (LI)</p><p>A LI, que é a segunda autorização expedida na sequência lógica do licenciamento ambiental, é</p><p>aquela que permite a instalação do canteiro e o início da obra.</p><p>A transformação fundamental do processo de definição e detalhamento do projeto executivo ocorre</p><p>exatamente nessa etapa.</p><p>A LI será concedida pelo órgão ambiental se e somente se todas as atividades relativas à construção</p><p>e à operação do empreendimento estiverem detalhadas de forma compatível com a proteção do meio</p><p>em que ele se localizará.</p><p>17</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>Sendo assim, a concessão da LI implica que todos os elementos do projeto executivo do</p><p>empreendimento sejam analisados e aprovados pelo órgão ambiental antes de qualquer atividade</p><p>construtiva, inclusive a própria instalação do canteiro de obras.</p><p>Esse processo representou uma importante mudança de hábitos para a engenharia civil, já que</p><p>todos os procedimentos, meios e métodos a serem empregados na construção e na operação do</p><p>empreendimento devem estar definidos e detalhados antes do início das obras. Ao mesmo tempo,</p><p>também significa que nenhuma modificação poderá ser realizada durante a fase de execução da obra</p><p>sem a prévia e expressa anuência do órgão ambiental.</p><p>Nesse contexto, por exemplo, a definição do sistema construtivo a ser empregado em alguma parte</p><p>da obra pode ser diferente do sistema mais adequado para outra parte da mesma obra. E o critério</p><p>de seleção não é mais apenas o da conveniência do construtor, mas sim o critério do menor impacto</p><p>ambiental possível.</p><p>A necessidade de uma interação multidisciplinar e integrada exige que o processo de definição seja</p><p>cíclico, com a previsão dos efeitos de cada possível solução retroalimentando o próprio processo de</p><p>análise e definição, antes de iniciar o detalhamento da solução adotada.</p><p>O especialista necessário para o detalhamento de um projeto executivo que emprega um determinado</p><p>sistema construtivo costuma ser diferente do especialista necessário para outro sistema construtivo,</p><p>pelo menos em projetos mais complexos.</p><p>Nessas situações, tornam-se indispensáveis os conhecimentos básicos relativos a diferentes</p><p>disciplinas para o engenheiro civil, encarregado de olhar a questão através de um ponto de vista amplo</p><p>e uma visão global da questão.</p><p>Esses conhecimentos básicos são ainda mais necessários para obras de pequeno porte, sobretudo</p><p>aquelas para as quais o licenciamento ambiental é desnecessário, nas quais o engenheiro civil, muitas</p><p>vezes, terá que atuar sem a presença e o apoio de diversos especialistas. Nessas situações, atuando como</p><p>autor do projeto e, ao mesmo tempo, como engenheiro responsável pela execução da obra, ele terá</p><p>que empregar conhecimentos específicos de diversas áreas, além de simultaneamente adotar a postura</p><p>tanto do especialista autor do projeto quanto a do generalista, crítico das soluções adotadas e revisor</p><p>do detalhamento elaborado.</p><p>Observação</p><p>A necessidade de uma LP não depende do porte da obra. Mesmo para</p><p>pequenas obras, a decisão sempre compete a algum órgão oficial. Em</p><p>geral, a prefeitura local informa sobre a necessidade de consultar o órgão</p><p>ambiental antes de emitir o Alvará de Aprovação e Alvará de Execução, que</p><p>permite oficialmente o início da obra.</p><p>18</p><p>Unidade I</p><p>No cenário atual, merece destaque a crescente atenção que as questões relativas à sustentabilidade</p><p>e à preservação do meio ambiente vêm ganhando, em parte catalisada pela vigência da lei ambiental,</p><p>mas, às vezes, indo além das próprias exigências dos órgãos ambientais.</p><p>Um exemplo significativo desse novo tipo de atenção em projetos mais recentes encontra-se na</p><p>transformação de um antigo estádio de futebol em uma moderna arena multiuso, destinada tanto a</p><p>jogos de futebol quanto a grandes eventos culturais.</p><p>Esse empreendimento, que se situa num bairro tradicional e densamente povoado de uma grande</p><p>região metropolitana, encontrou diversos desafios em diferentes áreas da proteção ambiental.</p><p>Confinado em um ambiente urbano, com predominância de ocupação residencial, uma das exigências</p><p>para o licenciamento foi o impacto ambiental sonoro causado por espetáculos musicais realizados no</p><p>período noturno, com a presença de até 55 mil espectadores.</p><p>Outra questão importante era o impacto causado pelo afluxo de todos esses espectadores, quase</p><p>sempre concentrado em horários que</p><p>coincidem com os horários de maior trânsito numa região</p><p>habitualmente congestionada. Entre os estudos preliminares para a elaboração do projeto, foi avaliado</p><p>o conjunto de opções relativas à mobilidade, tais como transporte coletivo e táxi, para a definição da</p><p>quantidade de vagas de estacionamento requerida.</p><p>Contudo, além das condições impostas pela LP, o projeto executivo incluiu diversos aspectos</p><p>relacionados à preservação ambiental, tanto para a fase de construção quanto para a de operação.</p><p>As águas pluviais, coletadas na ampla área ocupada pela cobertura e pelo gramado, são aproveitadas na</p><p>própria rega do gramado e nas instalações sanitárias, proporcionando uma redução de mais de 3.000 m3 por</p><p>mês no uso de água tratada da rede pública. Esse volume equivale ao consumo médio de cerca de 200</p><p>residências de médio porte.</p><p>Como efeito colateral, a captação de parte da água proveniente de precipitações intensas representa</p><p>um alívio significativo para a rede pública de drenagem de águas pluviais, em uma bacia hidrográfica</p><p>que, tradicionalmente, já era sujeita a inundações.</p><p>Os resíduos sólidos provenientes da demolição de parte das instalações anteriores, cuja remoção</p><p>representaria sérios transtornos para o trânsito local, foram quase que totalmente reutilizados na</p><p>própria obra.</p><p>Do ponto de vista de eficiência energética, esse procedimento significa uma dupla economia,</p><p>pois elimina dois consumos de energia em transporte, um para a remoção do entulho e outra para o</p><p>suprimento da matéria-prima que se tornou desnecessária, graças ao emprego desses resíduos.</p><p>Até mesmo a camada de solo orgânico existente no antigo gramado, que não poderia ser reutilizada</p><p>a curto prazo, foi reaproveitada para a recuperação de uma grande praça pública no centro da cidade.</p><p>19</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>O resultado desse processo multidisciplinar e integrado, constituído de exigências, concepção,</p><p>detalhamento e execução, tornou-se um bom exemplo de espaço criado em ambiente complexo, com</p><p>um grau mínimo de insatisfação para os usuários do seu entorno e para a natureza em geral.</p><p>O produto tornou-se um espaço com elevado grau de satisfação para os seus usuários, tanto para os</p><p>espectadores quanto para os atuantes nos espetáculos, em geral profissionais internacionais, habituados</p><p>com elevada qualidade técnica.</p><p>Lembrete</p><p>A LP apenas delibera se o empreendimento é possível no local pretendido</p><p>e impõe as condições para a sua instalação. A LI atesta que o projeto atende</p><p>às exigências impostas para a construção e a operação, bem como autoriza</p><p>o início da obra.</p><p>Exemplo de aplicação</p><p>Entre diversas medidas adotadas para a mitigação dos impactos ambientais, o projeto de reforma</p><p>de um estádio de futebol, visando transformá-lo em uma arena multiuso, prevê o aproveitamento</p><p>das águas pluviais para a rega do gramado e suprimento das instalações sanitárias. O consumo médio</p><p>mensal de água para tais finalidades foi estimado em 2.400 m3. O valor da área de contribuição para a</p><p>coleta das águas pluviais será de cerca de 28.000 m2.</p><p>As alturas pluviométricas mensais acumuladas na região onde se situa esse empreendimento são</p><p>apresentadas na figura a seguir:</p><p>500</p><p>400</p><p>Pr</p><p>ec</p><p>ip</p><p>ita</p><p>çã</p><p>o</p><p>ac</p><p>um</p><p>ul</p><p>ad</p><p>a</p><p>(m</p><p>m</p><p>)</p><p>300</p><p>200</p><p>100</p><p>jan fev mar abr mai setjun outjul novago dez</p><p>0</p><p>Figura 3 – Diagrama de precipitações mensais acumuladas</p><p>20</p><p>Unidade I</p><p>Os registros históricos dessa região indicam que apenas cerca de 10% das precipitações intensas</p><p>costumam atingir valores superiores a 50 mm.</p><p>Como princípio para reserva de água tratada, é usual reservar o volume necessário para um período</p><p>considerado unitário, como o equivalente ao consumo diário, por exemplo, mais o volume equivalente</p><p>à previsão de faltas periódicas no abastecimento.</p><p>Para instalações prediais, o período é diário já que, em média, as atividades que precisam de água se</p><p>repetem diariamente. Sendo assim, o volume de reserva recomendado é igual ao volume de consumo</p><p>diário mais o equivalente à quantidade de dias consecutivos em que é provável haver falta no</p><p>abastecimento público.</p><p>Considerando que o sistema de aproveitamento das águas pluviais deve ser totalmente independente</p><p>do sistema de reserva e distribuição de água potável e com base nas informações anteriores, determine:</p><p>a) O volume de um tanque de retenção com capacidade para coletar as águas pluviais provenientes</p><p>de precipitações de até 50 mm.</p><p>b) O volume para o reservatório de águas pluviais necessário para suprir as finalidades propostas ao</p><p>longo do ano todo.</p><p>Resolução</p><p>a) O valor do volume precipitado (VP) sobre uma área de contribuição (A), devido a uma precipitação</p><p>com altura pluviométrica (P) de até 50 mm é obtido por:</p><p>2 3</p><p>pV A P 28.000m 0,050m 1.400m= × = × =</p><p>b) Para as finalidades propostas, é necessário um volume acumulado de precipitações da ordem de</p><p>2.400 m3/mês. Para garantir esse volume todos os meses do ano, seria necessária uma altura pluviométrica</p><p>mensal acumulada obtida por:</p><p>3</p><p>p</p><p>2</p><p>V 2.400m</p><p>p 0,086m 86mm</p><p>A 28.000m</p><p>= = = =</p><p>Considerando que o diagrama de precipitação mensal acumulada tenha sido definido para um</p><p>período de retorno adequado, verifica-se que pode haver déficit nos meses de maio, junho, agosto</p><p>e outubro.</p><p>O déficit acumulado (Pd) nesse período, de seis meses consecutivos, será igual ao valor da soma</p><p>das alturas pluviométricas mensais necessárias (Pn), estimadas anteriormente, menos o valor da</p><p>soma das alturas pluviométricas esperadas (Pe), ou seja:</p><p>null</p><p>21</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>Pn = 6 x 86mm = 516mm</p><p>Pe = 70mm + 18mm + 92mm + 36mm + 110mm + 76mm = 402mm</p><p>Pd = 516mm - 402mm = 114mm</p><p>É preciso verificar, também, o valor do maior déficit acumulado em meses consecutivos de estiagem,</p><p>ou seja, em maio e junho, que será:</p><p>Pn = 2 x 86mm = 172mm</p><p>Pe = 70mm + 18mm = 88mm</p><p>Pd = 172mm - 88mm = 84 mm</p><p>O volume a ser reservado será, pelo menos, o equivalente ao maior desses déficits de precipitações,</p><p>Pn = 114 mm.</p><p>O valor do volume da reserva deve ser equivalente a:</p><p>2 3V A P 28.000m 0,172m 4.816m= × = × =</p><p>Adaptada de: Inep (2011).</p><p>1.3 Licença de operação (LO)</p><p>A LO, terceira e última etapa na sequência lógica do licenciamento ambiental, é a que atesta que a</p><p>obra foi executada de acordo com o projeto aprovado e autoriza o início de funcionamento e a operação</p><p>do empreendimento.</p><p>A LO representa, na prática, o encerramento formal da participação direta da engenharia civil na</p><p>execução da obra, pois atesta que todos os compromissos assumidos para a expedição da LI, inclusive</p><p>os relativos às compensações (ou mitigações pelos eventuais danos ambientais inevitáveis), foram</p><p>cumpridos durante a execução da obra.</p><p>O LI, ainda encarado por alguns como entrave para a realização de obras de engenharia, apesar de</p><p>tornar os processos de elaboração do projeto, de planejamento e de administração da construção bem</p><p>mais complexos e mais trabalhosos, ao lhes impor dificuldades, na verdade, vem apresentando desafios,</p><p>que tornam a engenharia civil cada vez mais eficiente, mais engenhosa, em todas as sua áreas.</p><p>22</p><p>Unidade I</p><p>Saiba mais</p><p>Uma visão ampla sobre a legislação e o processo de licenciamento</p><p>ambiental pode ser encontrada na Cartilha de licenciamento ambiental,</p><p>elaborada pelo Tribunal de Contas da União:</p><p>BRASIL. Tribunal de Contas da União. Cartilha de licenciamento ambiental:</p><p>com colaboração do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos</p><p>Renováveis. 2. ed. Brasília: TCU; 4ª Secretaria de Controle Externo, 2007.</p><p>2 ESTUDOS PRELIMINARES: CONHECIMENTO DO RELEVO LOCAL</p><p>A elaboração de um bom projeto requer diversos estudos preliminares, que podem ser diferentes</p><p>para cada caso concreto. Para imaginar soluções e elaborar projetos minimamente razoáveis, entre todos</p><p>os estudos que podem ser necessários, sempre é indispensável, em qualquer situação, uma adequada</p><p>compreensão do relevo do local para o qual as soluções são necessárias.</p><p>Toda obra de engenharia civil é realizada em um terreno, que se situa em um lugar, cuja superfície</p><p>apresenta pontos mais elevados e pontos mais baixos, aclives e declives. Por mais óbvio que pareça, a</p><p>consideração do relevo é indispensável para as definições de um projeto. Consideremos um exemplo.</p><p>O projeto de um conjunto de seis sobrados geminados pode parecer bem definido nas figuras a seguir:</p><p>Figura 4 – Planta do pavimento térreo de um conjunto de seis sobrados geminados</p><p>23</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>Figura 5 – Planta do pavimento superior de um conjunto de seis sobrados geminados</p><p>O lote é retangular e tem 24,00 m de testada por 19,00 m da frente aos fundos. As plantas contêm</p><p>as dimensões e os elementos necessários tanto para a divisão do lote quanto para a locação de todos</p><p>os cômodos e áreas de circulação dos sobrados, apenas no plano horizontal. As dimensões verticais, que</p><p>definem as alturas, são apresentadas nos cortes.</p><p>Figura 6 – Cortes transversais típicos dos sobrados geminados</p><p>24</p><p>Unidade I</p><p>Figura 7 – Corte longitudinal típico dos sobrados geminados</p><p>À primeira vista, esses desenhos parecem conter dados suficientes para a elaboração dos projetos</p><p>complementares, tais como os projetos de estrutura, de fundações, de instalações hidráulico-sanitárias</p><p>e elétricas, entre outros.</p><p>Para o projeto estrutural, o tipo de uso que permite definir as cargas acidentais está definido, bem</p><p>como as dimensões de paredes, vãos de lajes e comprimentos das vigas, para dimensionar demais</p><p>esforços atuantes. Estão também determinados os usos previstos para cada cômodo, cozinha, banheiros,</p><p>sala e quartos, para a elaboração dos projetos das instalações hidráulico-sanitárias e elétricas.</p><p>Para o projeto de fundações, além da definição e do dimensionamento da estrutura, falta apenas o</p><p>conhecimento do subsolo desse terreno.</p><p>O produto final, o conjunto dos seis sobrados, pode ser representado, aparentemente, pela fachada</p><p>ilustrada na figura seguinte:</p><p>Figura 8 – Fachada do conjunto de sobrados geminados</p><p>Até este ponto, porém, ainda não foi mencionado o resultado do estudo preliminar fundamental</p><p>para a definição de qualquer projeto, o que significa que todo o trabalho já realizado pode ser quase</p><p>que totalmente inútil.</p><p>25</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>O ponto de partida para imaginar soluções para qualquer edificação é o relevo do terreno e do seu</p><p>entorno, que pode ser conhecido por meio de um levantamento topográfico planialtimétrico.</p><p>A representação gráfica desse levantamento é um desenho em planta, isto é, num plano horizontal,</p><p>contendo as dimensões do lote, os valores dos ângulos formados pelos seus lados e as curvas de nível,</p><p>que são linhas constituídas por todos os pontos situados numa mesma altitude.</p><p>As altitudes podem ser relativas ao nível médio do mar ou a algum ponto do terreno, adotado como</p><p>referência de nível (RN) e, em geral, denominado como a cota de nível 100,00 m (RN=100,00).</p><p>Supondo, por exemplo, que o relevo desse lote fosse representado pela figura seguinte, a solução</p><p>concebida teria sido completamente equivocada.</p><p>Figura 9 – Levantamento planialtimétrico do terreno</p><p>Observando apenas a altitude dos pontos extremos desse levantamento, em relação à RN = 100,00 m,</p><p>adotada no extremo esquerdo do alinhamento, já é possível verificar que o terreno apresenta um declive</p><p>para a direita e, ao mesmo tempo, um aclive da frente para os fundos.</p><p>As curvas de nível, que representam todos os pontos do relevo que estão na altitude indicada,</p><p>101 m, 100 m, 99 m e 98 m, também mostram esse caimento em diagonal, da esquerda para a</p><p>direita e dos fundos para a frente.</p><p>26</p><p>Unidade I</p><p>Com um corte ao longo do passeio público, junto ao alinhamento, que é a denominação técnica da</p><p>linha de divisa entre o lote e o logradouro, é possível verificar a inclinação da rua e do passeio público,</p><p>que dão acesso ao terreno e, posteriormente, aos sobrados.</p><p>Como a rua e o passeio têm inclinação razoavelmente constante, o perfil aproximado do terreno</p><p>ao longo desse corte pode ser obtido traçando-se os pontos de encontro de cada curva de nível com o</p><p>alinhamento nas respectivas alturas representadas num plano vertical, como indicado na figura a seguir:</p><p>Figura 10 – Corte do terreno no limite entre o passeio público e o lote</p><p>Com esse desenho, já fica claro que o projeto assim definido não é adequado para esse terreno.</p><p>Supondo que o piso do pavimento térreo fosse nivelado na cota 100,10 m, por exemplo, que seria</p><p>adequado para o primeiro sobrado à esquerda do terreno, a situação dos demais sobrados do conjunto</p><p>ficaria pior à medida que se avançasse para o lado direito.</p><p>A fachada do conjunto, vista da rua, é representada pela figura a seguir:</p><p>Figura 11 – Situação do conjunto de sobrados implantado na cota 100,10 m</p><p>27</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>Lembrando que, na engenharia civil, a principal forma de expressão é o desenho, para compreender</p><p>e utilizar bem o relevo do terreno é importante traçar seções transversais e longitudinais em diversos</p><p>locais, tais como as indicadas com cortes A-A, B-B e C-C representadas na figura do levantamento</p><p>planialtimétrico do terreno.</p><p>O traçado do perfil natural do terreno (PNT) na seção transversal definida pelo corte A-A, também com</p><p>base na sua intersecção com as curvas de nível, seria representado esquematicamente pela figura a seguir:</p><p>Figura 12 – PNT ao longo do corte A-A</p><p>Para uma visão mais completa do relevo do terreno, além de cortes no sentido transversal ao</p><p>lote, também são necessários cortes longitudinais, isto é, em direções perpendiculares à direção</p><p>do alinhamento.</p><p>Os PNTs em diversas seções longitudinais, tais como as definidas pelos cortes B-B e C-C, também</p><p>indicadas na figura do levantamento planialtimétrico do terreno, podem ser traçados seguindo-se o</p><p>mesmo procedimento.</p><p>Sempre com base nas intersecções do corte com as curvas de nível, as linhas que definem o PNT em</p><p>cada um desses dois cortes, B-B e C-C, são representadas pelas figuras a seguir:</p><p>28</p><p>Unidade I</p><p>Figura 13 – PNT ao longo do corte B-B</p><p>Figura 14 – PNT ao longo do corte C-C</p><p>Com o auxílio dos cortes longitudinais, B-B e C-C, é possível confirmar a completa inadequação</p><p>dessa solução, com o piso do pavimento térreo de todos os sobrados situado no mesmo nível 100,10 m.</p><p>O corte longitudinal do primeiro sobrado seria representado pela figura a seguir:</p><p>Figura 15 – Corte do primeiro sobrado, com piso na cota 100,10 m</p><p>29</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>Já um corte longitudinal do último sobrado à direita seria representado pela figura a seguir:</p><p>Figura 16 – Corte do último sobrado, com piso na cota 100,10 m</p><p>Com esse desenho, verifica-se que, além do grande volume de aterro necessário para terraplenar o</p><p>lote, a rampa de acesso à casa não é acessível para cadeirantes e nem sequer serve para vaga de garagem.</p><p>Contando com essa visão ampla e tridimensional, proporcionada pelo levantamento planialtimétrico</p><p>e pelos diversos cortes, torna-se possível concluir que uma solução bastante adequada para esse terreno</p><p>seria escalonar os níveis dos pisos dos sobrados.</p><p>Rebaixando os níveis do piso de cada sobrado na mesma proporção da declividade da rua, a situação</p><p>do conjunto seria a representada na figura a seguir:</p><p>Figura 17 – Implantação escalonada dos sobrados do conjunto</p><p>30</p><p>Unidade I</p><p>Com uma implantação assim, todos os sobrados estarão bem melhor instalados sobre o perfil natural</p><p>do terreno. Os acessos a cada casa, mesmo sendo geminadas, podem ser mais fáceis, contando com</p><p>desníveis menores em relação ao passeio público.</p><p>Observando simultaneamente os cortes perpendiculares à rua, como o representado na figura a</p><p>seguir, verifica-se que o movimento de terra também pode ser minimizado, permitindo, inclusive, uma</p><p>compensação entre cortes e aterros.</p><p>Figura 18 – Corte típico de qualquer um dos sobrados do conjunto</p><p>Com cortes traçados em diversas posições, torna-se possível também imaginar e definir a implantação</p><p>que pode conduzir às mínimas alturas (h) dos muros de arrimo eventualmente necessários.</p><p>Exemplo de aplicação</p><p>A figura a seguir</p><p>representa o levantamento topográfico planialtimétrico de um lote urbano, que</p><p>será dividido em 5 lotes com largura (L) igual.</p><p>31</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>Figura 19 – Levantamento planialtimétrico de um lote urbano</p><p>Com base nas informações contidas na figura anterior, avalie as afirmativas a seguir.</p><p>I – Lembrando que o valor da área de um trapézio é igual ao valor da média aritmética das extensões</p><p>das suas bases multiplicado pelo valor da extensão da sua altura, é possível afirmar que o valor da área</p><p>desse lote é, aproximadamente, 539,92 m2.</p><p>II – Após a divisão, cada lote terá 5,20 m de largura, sendo que o menor lote terá uma área de 100,88 m2,</p><p>enquanto que o maior terá uma área de 107,12 m2.</p><p>III – O PNT ao longo do corte A-A, indicado na figura anterior, tem aproximadamente a forma e as</p><p>cotas de nível apresentadas na figura seguinte:</p><p>Figura 20 – Corte A-A segundo o levantamento planialtimétrico do lote</p><p>null</p><p>32</p><p>Unidade I</p><p>IV – Para um observador situado na rua, em frente ao lote, a declividade do passeio público, ao longo</p><p>de um corte paralelo ao alinhamento, seria a representada pela figura seguinte.</p><p>Figura 21 – Corte longitudinal no passeio público, próximo ao alinhamento</p><p>É correto o que se diz na(s) afirmativa(s):</p><p>A) I, II, III e IV.</p><p>B) Apenas I, II e III.</p><p>C) Apenas I, II e IV.</p><p>D) Apenas II, III e IV.</p><p>E) Apenas III e IV.</p><p>Resolução</p><p>Resposta correta: alternativa D.</p><p>I – Afirmativa incorreta.</p><p>Justificativa: os trapézios são figuras geométricas planas, com 4 lados, sendo que apenas 2 deles são</p><p>paralelos entre si.</p><p>O valor da área de um trapézio pode ser obtido multiplicando-se o valor da média aritmética das</p><p>dimensões dos lados paralelos pelo valor da distância entre eles.</p><p>Os lados paralelos costumam ser denominados bases, ou seja, base maior e base menor. A distância</p><p>entre eles, habitualmente, também costuma ser denominada altura.</p><p>No trapézio que representa esse terreno em planta, os lados paralelos são perpendiculares à rua e as</p><p>suas extensões são 19,25 m e 20,75 m. O valor da média aritmética dessas dimensões é:</p><p>19,25m 20,75m</p><p>20,00</p><p>2</p><p>+</p><p>=</p><p>33</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>O valor da distância entre esses lados paralelos é o comprimento do segmento de reta perpendicular</p><p>a ambos, ou seja, 26,00 m. Então, o valor da área desse trapézio é:</p><p>2A 20,00m 26,00m 520,00m= × =</p><p>II – Afirmativa correta.</p><p>Justificativa: como o lote atual tem 26,00 m de largura, após a divisão em 5 lotes com larguras</p><p>iguais, cada lote terá largura:</p><p>26,00m</p><p>L 5,20m</p><p>5</p><p>= =</p><p>Para o lote atual, a diferença entre as dimensões dos lados paralelos é:</p><p>20,75m 19,25m 1,50m− =</p><p>Após a divisão em 5 lotes com larguras iguais, a diferença entre as dimensões dos lados paralelos de</p><p>cada novo lote será:</p><p>1,50m</p><p>0,30m</p><p>5</p><p>=</p><p>Para o primeiro lote, que será o menor de todos, as dimensões dos lados paralelos serão 19,25 m e</p><p>19,55 m e o valor da sua área será:</p><p>219,25m 19,55m</p><p>A 5,20 100,88m</p><p>2</p><p>+</p><p>= × =</p><p>Para o último lote, da esquerda para a direita, que será o maior dos novos lotes, as dimensões dos</p><p>lados paralelos serão 20,45 m e 20,75 m e o valor da sua área será:</p><p>220,45m 20,75m</p><p>A 5,20 107,12m</p><p>2</p><p>+</p><p>= × =</p><p>III – Afirmativa correta.</p><p>Justificativa: o corte A-A passa pela divisa da esquerda num ponto praticamente equidistante da</p><p>RN = 100,00 m e da curva de nível 101,00, podendo ser considerado, portanto, situado na cota 100,50 m.</p><p>Verificando a distância do ponto de encontro da linha de corte A-A com a divisa da direita até a</p><p>curva de nível 103,00, cerca de 3,00 m, e comparando-a com a distância entre as curvas de nível 103,00</p><p>e 104,00, cerca de 7,50 m, é possível constatar que uma equivale a cerca de 40% da outra.</p><p>34</p><p>Unidade I</p><p>Figura 22 – Estimativa da altitude do passeio público no corte A-A</p><p>Sendo assim, é razoável admitir que esse ponto se situe cerca de 40 cm acima da cota 103,00, ou</p><p>seja, no nível 103,40 m.</p><p>IV – Afirmativa correta.</p><p>Justificativa: observando da rua, a RN = 100,00 m foi adotada no encontro do alinhamento com a</p><p>divisa da direita. O encontro do alinhamento com a divisa da esquerda se situa no nível de 103,12 m.</p><p>O declive do passeio público, portanto, é da esquerda para a direita.</p><p>A declividade é a relação entre o desnível (∆h) entre os pontos extremos e a distância horizontal (∆L)</p><p>entre esses pontos. Para esse passeio público, o valor da declividade é:</p><p>h 103,12m 100,00m</p><p>i 0,12 12%</p><p>L 26m</p><p>∆ −</p><p>= = = =</p><p>∆</p><p>Sendo assim, apenas as afirmativas II, III e IV estão corretas.</p><p>O estudo preliminar básico para todo empreendimento que necessite de obras de engenharia civil,</p><p>de qualquer natureza e porte, é o levantamento do relevo do local onde a obra será inserida, em geral</p><p>denominado levantamento topográfico planialtimétrico ou apenas levantamento planialtimétrico.</p><p>Observação</p><p>A representação gráfica desse levantamento deve conter os elementos</p><p>necessários para se obter uma visão ampla e nas três dimensões sobre a</p><p>superfície do terreno, tais como as suas curvas de nível e as dimensões e os</p><p>ângulos formados pelos lados da área abrangida.</p><p>null</p><p>35</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>3 ESTUDOS PRELIMINARES: SONDAGEM DO SUBSOLO</p><p>Até agora tratamos de mostrar a necessidade de conhecer o relevo da superfície do terreno para</p><p>conceber soluções aos problemas que se apresentam em cada caso.</p><p>Lembrete</p><p>A superfície de terrenos apresenta pontos mais elevados e pontos mais</p><p>baixos, aclives e declives, o que afeta as obra de engenharia civil. Por isso é</p><p>importante sempre conhecer o relevo.</p><p>Por mais óbvio que pareça, convém lembrar que o subsolo de qualquer terreno é composto por</p><p>camadas sobrepostas, constituídas de diferentes tipos de solos que, devido à sua formação geológica ao</p><p>longo de milênios, também apresentam relevo.</p><p>Naturalmente, não há dúvida, também, a respeito da necessidade de conhecer o relevo do subsolo</p><p>do terreno para definir e dimensionar as fundações adequadas para cada edificação.</p><p>A dúvida pode se situar no tipo de sondagem de subsolo a ser realizada. O nível de informação</p><p>necessário para as fundações de uma casa é bastante diferente do nível necessário para a construção de</p><p>um edifício de muitos andares, por exemplo, ou de uma estação de trem metropolitano.</p><p>Desse modo, o custo de um ensaio para o levantamento de dados suficientes para as fundações de</p><p>uma casa precisa ser bem inferior aos custos dos levantamentos necessários para definir as fundações</p><p>de um edifício alto, de uma estação de metrô ou de uma ponte. Caso contrário, ninguém pediria</p><p>sondagens de subsolo para a construção de uma casa.</p><p>Outra consideração importante refere-se ao momento em que esses ensaios se tornam necessários.</p><p>Tradicionalmente, os relatórios das sondagens do subsolo são necessários para o dimensionamento das</p><p>fundações e das contenções, que dependem, ao mesmo tempo, da definição das cargas que a edificação</p><p>aplicará no terreno, bem como do movimento de terra, dos cortes e aterros que serão necessários.</p><p>Contudo, quanto mais cedo for conhecido o subsolo do terreno, melhor e mais econômica pode ser</p><p>a edificação. Além disso, as primeiras decisões relativas à definição dos sistemas estruturais podem</p><p>ser otimizadas em função do conhecimento da capacidade de suporte do terreno.</p><p>Mesmo em empreendimentos mais simples, como no caso dos sobrados geminados, dos quais</p><p>falamos anteriormente, o conhecimento da constituição do subsolo pode indicar a melhor solução para</p><p>as fundações que, por sua vez, podem influenciar a definição do sistema estrutural, a concepção da</p><p>estrutura e, portanto, a forma e a intensidade dos esforços aplicados no terreno.</p><p>Para os referidos sobrados, supondo que o perfil do subsolo do terreno, traçado com base em furos</p><p>de sondagem do tipo SPT (standard penetration test), fosse semelhante aos apresentados nas figuras a</p><p>seguir, seria possível imaginar diversas soluções para as suas fundações:</p><p>36</p><p>Unidade I</p><p>Silte arenoso, medianamente compacto</p><p>Argila orgânica muito mole</p><p>Silte argiloso, pouco arenoso, médio</p><p>Figura 23 – Esboço do perfil do subsolo,</p><p>em seção paralela ao alinhamento do terreno</p><p>Silte arenoso, medianamente compacto</p><p>Argila orgânica muito mole</p><p>Silte argiloso, pouco arenoso, médio</p><p>Figura 24 – Esboço do perfil do subsolo, em seção perpendicular ao alinhamento do terreno</p><p>Tratando-se de uma obra de pequeno porte, com cargas não muito elevadas, as primeiras soluções</p><p>a examinar devem ser de fundações diretas rasas. Essa escolha é a mais conveniente principalmente</p><p>porque é a de mais baixo custo, uma vez que sua execução é mais simples e não requer a intervenção</p><p>de empresas especializadas.</p><p>Para utilizar fundações indiretas, as estacas deveriam ser pré-fabricadas ou escavadas e moldadas</p><p>in loco com proteção, pois o nível do lençol freático é elevado e tanto o silte arenoso quanto a argila</p><p>orgânica, solos com baixa coesão, representam alto risco de não se manterem estáveis durante a</p><p>escavação e a concretagem.</p><p>Ainda assim, entre os diversos tipos de estacas com escavação e moldagem protegidas, nem todas</p><p>poderiam ser utilizadas. As estacas tipo Strauss, que empregam equipamentos mais simples e têm custo</p><p>mais baixo, não possuem controle suficiente para garantir uma boa execução em solos constituídos de</p><p>argilas orgânicas, sobretudo dentro do lençol freático.</p><p>37</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>Para examinar a possibilidade de utilizar fundação direta rasa, com sapatas apoiadas na camada</p><p>de silte arenoso, medianamente compacto, esquematicamente ilustrado nas figuras a seguir, além de</p><p>verificar a capacidade de suporte desse solo, é importante considerar que a pressão da edificação sobre</p><p>essa camada provocará adensamento na camada de argila orgânica muito mole (altamente compressível).</p><p>Silte arenoso, medianamente compacto</p><p>Argila orgânica muito mole</p><p>Silte argiloso, pouco arenoso, médio</p><p>Figura 25 – Corte longitudinal do sobrado no perfil do subsolo do terreno</p><p>Silte arenoso, medianamente compacto</p><p>Argila orgânica muito mole</p><p>Silte argiloso, pouco arenoso, médio</p><p>Figura 26 – Corte transversal dos sobrados no perfil do subsolo do terreno</p><p>38</p><p>Unidade I</p><p>A capacidade de suporte, ou seja, o valor da tensão admissível (sadm) para esse silte arenoso, pode ser</p><p>avaliada a partir dos números NSPT obtidos nos furos da sondagem SPT, com o emprego de alguma das</p><p>correlações empíricas consagradas, tais como a utilizada a seguir.</p><p>adm SPT SPT2 2</p><p>tfkN20 N (em ) ou 2 N (em )</p><p>m m</p><p>s = × = ×</p><p>Nunca é demais lembrar que os números NSPT são uma boa indicação da resistência do solo, pois</p><p>significam a quantidade de golpes de um martelo padronizado, caindo em queda livre de uma altura</p><p>padronizada, necessária para que um amostrador, também padronizado, penetre 30 cm nesse solo,</p><p>medidos a cada metro de profundidade.</p><p>Observando as figuras anteriormente apresentadas dos esboços do perfil do subsolo em seções</p><p>paralela e perpendicular ao alinhamento do terreno, verifica-se que os NSPT, nessa camada, ficaram em</p><p>torno de 5, sendo que o valor mais baixo foi de 4 golpes.</p><p>Considerando que se trata de uma avaliação preliminar, seria razoável utilizar o valor NSPT = 5 ou,</p><p>com mais prudência, utilizar o valor NSPT = 4. No caso mais prudente, o valor da tensão admissível</p><p>(sadm) seria:</p><p>adm SPT 2 2</p><p>tfkN20 N = 20 4 = 80 8</p><p>m m</p><p>s = × × =</p><p>Sendo assim, o valor da pressão (p) aplicada pelas sapatas no solo deve ser inferior ao valor da sua</p><p>tensão admissível, ou seja:</p><p>sadm > p</p><p>O valor da pressão aplicada pelas sapatas no solo dependerá do valor da carga da edificação e da</p><p>área da base da sapata em contato com o solo.</p><p>Força</p><p>pressão</p><p>Área</p><p>=</p><p>Nesse ponto, já pode ser interessante examinar as possibilidades de sistemas construtivos, para</p><p>definir o mais conveniente para a edificação.</p><p>Esses sobrados podem ser construídos com estrutura mais tradicional, constituída de lajes, vigas e</p><p>pilares, ou com alvenaria estrutural, executada com blocos de concreto ou cerâmicos.</p><p>39</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>A opção por um ou por outro sistema determinará a forma de apoio da edificação no terreno e pode</p><p>permitir uma razoável redução na intensidade da pressão aplicada no solo.</p><p>Para uma estrutura suportada por pilares, as cargas chegam de forma concentrada nas sapatas</p><p>isoladas. Para as alvenarias estruturais, simples ou armadas, as cargas chegam de forma distribuída, ao</p><p>longo das paredes, sobre sapatas corridas, como ilustra a figura seguinte:</p><p>F = carga da edificação concentrada no pilar</p><p>A = área da superfície de contato</p><p>sAdm = Tensão admissível do solo na superfície de apoio</p><p>A = a × b</p><p>p < sAdma b l</p><p>1,00 m</p><p>q</p><p>A = l × 1,00 m</p><p>q = carga da edificação distribuída na parede</p><p>Pressão no solo = Força</p><p>Área</p><p>F</p><p>a × bp =</p><p>q</p><p>lp =</p><p>Figura 27 – Equilíbrio de tensões no solo, para sapatas isoladas ou sapatas corridas</p><p>Para sapatas isoladas, o valor da pressão (p) aplicada no solo será igual ao valor da carga (F),</p><p>concentrada no pilar, dividido pelo valor da área (A) da base da sapata.</p><p>F F</p><p>p</p><p>A a b</p><p>= =</p><p>×</p><p>Para sapatas corridas, o valor da pressão será igual ao valor da carga distribuída (q), por metro de</p><p>extensão, dividido pelo valor da largura da sapata.</p><p>q 1,00m q</p><p>p</p><p>l 1,00m l</p><p>×</p><p>= =</p><p>×</p><p>A avaliação do valor das forças aplicadas nas sapatas pode ser feita antes de se elaborar um cálculo</p><p>estrutural completo, por áreas de influência, apenas como estimativa dos valores das áreas necessárias</p><p>para que a pressão aplicada no solo seja inferior à capacidade de suporte admitida.</p><p>Um possível esquema estrutural para esses sobrados, constituído de lajes, vigas e pilares, com as</p><p>áreas de influência para os pilares P2 e P9, é representado, em planta, pela figura seguinte:</p><p>40</p><p>Unidade I</p><p>Figura 28 – Planta do piso superior, com áreas de influência para os pilares P2 e P9</p><p>A área de influência admitida para cada pilar supõe que a carga devida a cada laje seja distribuída</p><p>igualmente pelas vigas que a suportam. Cada pilar, por sua vez, recebe uma carga correspondente à</p><p>metade do vão livre de cada viga que ele suporta.</p><p>Lembrando que as dimensões dos vãos livres das vigas que se apoiam no pilar P2 são L1 = L2 = 4,00 m</p><p>e L3 = 4,05 m, e que a do balanço é b = 0,90 m, o valor da sua área de influência será:</p><p>( ) ( )</p><p>31 2</p><p>2</p><p>2</p><p>2</p><p>LL L</p><p>A b</p><p>2 2 2</p><p>A 2,00m 2,00m 2,025m 0,90m 11.70m</p><p>  = + × + =   </p><p>   </p><p>= + × + =</p><p>O valor da carga total distribuída por toda a área construída, assumido para avaliações por área de</p><p>influência, equivale a médias obtidas a partir de construções similares já executadas. Esse valor médio</p><p>corresponde à soma de todas as cargas permanentes, referentes ao peso próprio dos componentes</p><p>estruturais, às alvenarias, às argamassas, a vidros e elementos de vedação em geral, bem como às cargas</p><p>acidentais máximas correspondentes ao seu uso.</p><p>Para construções mais comuns, tais como residências ou escritórios, o valor da carga total distribuída,</p><p>admitido como razoável, é de 10 kN a 12 kN por metro quadrado de área construída.</p><p>41</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>Considerando 10 kN/m2, pois os sobrados são bastante comuns, o valor da carga do andar superior</p><p>suportada pelo pilar P2 será:</p><p>2</p><p>2 2</p><p>kN</p><p>F 10 11,70m 117,00kN</p><p>m</p><p>= × =</p><p>Com relação à laje de cobertura, na qual a carga acidental tem valor menor, pois não há ocupação,</p><p>mas há o peso do telhado e da caixa d’água, é comum considerar o mesmo valor adotado para as demais</p><p>lajes. Assim, o valor da carga dessa laje, suportada pelo pilar P2, também seria 117,00 kN.</p><p>Quanto ao piso do andar térreo, é necessário considerar se o solo da camada de apoio pode suportar</p><p>diretamente a carga acidental e a carga devida ao peso do contrapiso e do piso. Se não puder, é possível</p><p>considerar uma laje suportada pelas vigas baldrame, com carga equivalente à das demais lajes.</p><p>No caso desses sobrados, a favor da segurança, será considerada uma laje apoiada em vigas baldrame,</p><p>representada na figura a seguir:</p><p>Figura 29 – Planta do piso do andar térreo, com áreas de influência para os pilares P2 e P9</p><p>As dimensões para o retângulo que representa a área de influência do pilar P2 são L1 = L2 = 4,00 m</p><p>e L3</p><p>= 4,05 m. O valor da área de influência será:</p><p>42</p><p>Unidade I</p><p>( ) 231 2 LL L</p><p>A 2,00m 2,00m 2,025m 8,10m</p><p>2 2 2</p><p> = + × = + × = </p><p> </p><p>Considerando os mesmos 10 kN/m2 como a carga distribuída devida a essa laje, o valor da carga</p><p>suportada pelo pilar P2 seria:</p><p>2</p><p>2 2</p><p>kN</p><p>F 10 8,10m 81,00kN</p><p>m</p><p>= × =</p><p>Assim, o valor da carga concentrada no pilar P2, devido às 3 lajes, seria:</p><p>F2 = 117,00kN + 117kN + 81kN = 315,00kN</p><p>Considerando que o valor de tensão admissível adotado para o silte arenoso foi de 80 kN/m2, a área</p><p>da base da sapata necessária para que o valor da pressão seja inferior seria:</p><p>2</p><p>adm 2</p><p>F 315kN</p><p>A 3,94m</p><p>kN80</p><p>m</p><p>> = =</p><p>s</p><p>Executando uma sapata de base quadrada, com lados de 2,00 m, a área obtida seria:</p><p>A = 2,00 m x 2,00 m = 4,00m2 >3,94m2</p><p>Com essa área, a tensão aplicada no solo seria:</p><p>2 22</p><p>F 315kN kN kNp 78,75 80</p><p>m mA 4,00m</p><p>= = = <</p><p>Para o pilar P9, em vez de laje, uma parte da área de influência contém a escada. Como as cargas</p><p>permanentes e acidentais da escada são semelhantes às das lajes e elas serão suportadas pelas mesmas</p><p>fundações dos pilares, é uma simplificação razoável considerá-las lajes, para fins de avaliação por áreas</p><p>de influência.</p><p>Observando a planta do piso superior com áreas de influência para os pilares P2 e P9 (representada</p><p>em figura anterior) e procedendo da mesma forma, o valor da área de influência do pilar P9 seria:</p><p>( ) ( ) 231 2 4 LL L L</p><p>A 2,00m 2,00m 1,00m 2,025m 12,10m</p><p>2 2 2 2</p><p>  = + × + = + × + =   </p><p>   </p><p>O valor da carga do andar superior suportada pelo pilar P9 seria:</p><p>43</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>2</p><p>9 2</p><p>kN</p><p>F 10 12,10m 121,00kN</p><p>m</p><p>= × =</p><p>Então, o valor da carga concentrada no pilar P9, devido às 3 lajes, seria:</p><p>F9 = 3x121,00kN = 363,00kN</p><p>Com o valor de 80 kN/m2, adotado para tensão admissível, a área da base da sapata necessária para</p><p>que o valor da pressão seja inferior seria:</p><p>2</p><p>adm 2</p><p>F 363kN</p><p>A 4,54m</p><p>kN80</p><p>m</p><p>> = =</p><p>s</p><p>Executando uma sapata com base retangular, com lados de 2,10 m e 2,20 m, a área obtida seria:</p><p>A = 2,10 m x 2,20 m = 4,62m2</p><p>Com essa área, a tensão aplicada no solo seria:</p><p>2 22</p><p>F 363kN kN kNp 78,57 80</p><p>m mA 4,62m</p><p>= = = <</p><p>Repetindo esse procedimento para o pilar P16, verifica-se que a carga concentrada seria cerca de</p><p>336 kN e que uma sapata com base retangular, de 2,10 m por 2,00 m, seria suficiente para aplicar no</p><p>solo uma pressão de 80 kN/m2.</p><p>Contudo, observando a planta de formas do andar térreo, verifica-se que as sapatas para os pilares P9 e P16,</p><p>com as dimensões adotadas, ficariam sobrepostas. Nesses casos em que os pilares são próximos, é comum</p><p>adotar uma sapata associada, com formato semelhante ao representado na figura seguinte, que deve ter área</p><p>suficiente para distribuir a carga de dois, três ou mais pilares, de forma homogênea, sobre o solo.</p><p>Figura 30 – Sapata associada para os pilares P9 e P16</p><p>No caso em questão, o valor da carga total concentrada seria:</p><p>44</p><p>Unidade I</p><p>F9 + F16 = 363kN + 336kN = 669kN</p><p>O área da base da sapata associada, necessária para que o valor da pressão seja inferior à tensão</p><p>admissível seria:</p><p>2</p><p>adm 2</p><p>F 669kN</p><p>A 8,74m</p><p>kN80</p><p>m</p><p>> = =</p><p>s</p><p>Executando uma sapata com base retangular, com lados de 2,00 m e 4,40 m, a área obtida seria:</p><p>A = 2,20 m x 4,00 m = 8,80 m2</p><p>Com essa área, a tensão aplicada no solo seria:</p><p>2 22</p><p>F 669kN kN kNp 76,02 80</p><p>m mA 8,80m</p><p>= = = <</p><p>Para os pilares situados nas divisas laterais do conjunto, tais como P1, P7, P8, P14, P15 e demais,</p><p>apesar de suportar cargas concentradas menores, por terem áreas de influência menores, as sapatas</p><p>serão excêntricas, devendo contar com vigas alavanca para garantir sua estabilidade.</p><p>Prosseguindo com o mesmo procedimento para os demais pilares, com essa concepção estrutural,</p><p>as fundações diretas rasas para esse conjunto de sobrados teriam sapatas semelhantes às representadas</p><p>esquematicamente, em planta, na figura a seguir:</p><p>Figura 31 – Planta parcial das sapatas para o conjunto de 6 sobrados geminados</p><p>45</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>Por outro lado, imaginando a construção desses sobrados com lajes pré-fabricadas, tipo treliça,</p><p>apoiadas nas paredes laterais, de alvenaria estrutural, as áreas de influência para a avaliação das cargas</p><p>e das fundações podem ser faixas de 1,00 m de extensão, como as representadas na figura a seguir:</p><p>Figura 32 – Áreas de influência para lajes pré-fabricadas e alvenaria estrutural</p><p>O valor da área de influência a cada metro de extensão, para as paredes entre dois sobrados, seria:</p><p>( ) 21 2L L</p><p>A 1,00m 2,00m 2,00m 1,00m 4,00m</p><p>2 2</p><p> = + × = + × = </p><p> </p><p>O valor da carga de cada andar por metro de extensão seria:</p><p>2</p><p>2</p><p>kN m kNq 10 4,00 40,00m mm</p><p>= × =</p><p>Então, o valor da carga distribuída sobre a sapata corrida, devido às 3 lajes, seria:</p><p>kN kNq 3 40,00 120,00m m= × =</p><p>46</p><p>Unidade I</p><p>Com o valor de 80 kN/m2 adotado para tensão admissível, a largura (l) da base da sapata, necessária</p><p>para que o valor da pressão seja inferior, seria:</p><p>adm 2</p><p>kN120q ml 1,50m</p><p>kN80</p><p>m</p><p>> = =</p><p>s</p><p>Executando uma sapata corrida, com 1,60 m de largura (l), o valor da pressão aplicada no solo seria:</p><p>2 2</p><p>kN120q m kN kNp 75,00 80</p><p>m ml 1,60m</p><p>= = = <</p><p>Para as duas paredes laterais do conjunto, as áreas de influência, as cargas distribuídas por metro de</p><p>extensão e, portanto, a largura da sapata corrida teriam a metade dos valores obtidos para as paredes</p><p>entre dois sobrados. O desenho dessas sapatas em planta seria como na figura a seguir:</p><p>Figura 33 – Planta das sapatas corridas para lajes pré-fabricadas e alvenaria estrutural</p><p>Traçando cortes de ambas as soluções, com estrutura convencional e com alvenaria estrutural,</p><p>representados nas duas figuras a seguir, é possível analisar as vantagens de cada uma, para esse caso.</p><p>47</p><p>ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA</p><p>Figura 34 – Corte das sapatas para estrutura com lajes, vigas e pilares de concreto armado</p><p>Figura 35 – Corte das sapatas corridas para lajes pré-fabricadas e alvenaria estrutural</p><p>Comparando os dois desenhos, observa-se de imediato que a segunda solução, com alvenaria</p><p>estrutural, permite aplicar pressões menores no terreno, com sapatas corridas de largura e altura</p><p>também menores do que as das sapatas simples ou associadas, necessárias para as cargas concentradas</p><p>da estrutura tradicional, com lajes, vigas e pilares.</p><p>Dessa forma, as cotas de apoio das sapatas corridas podem ser mais elevadas, permitindo uma</p><p>distância maior até a camada de argila orgânica, muito mole, e uma melhor distribuição da carga que</p><p>será transmitida para ela.</p><p>48</p><p>Unidade I</p><p>A camada de argila orgânica, além de muito mole, está imersa no lençol freático, sendo, portanto,</p><p>altamente compressível. Assim sendo, quanto menor for a intensidade e melhor a distribuição da pressão</p><p>acrescentada sobre ela, menor será o seu adensamento e menores serão os valores dos recalques sofridos</p><p>pelos sobrados, sobretudo os valores dos recalques diferenciais.</p><p>É claro que a adoção de um sistema estrutural, para qualquer edificação, nunca é decidida apenas</p><p>em função das fundações. Porém, em condições semelhantes, como nesse caso, tendo-se previamente</p><p>os resultados das sondagens, com as informações relativas ao subsolo do terreno, é possível avaliar</p><p>melhor as opções e adotar o sistema mais conveniente.</p><p>Observação</p><p>Os dados das sondagens do subsolo, habitualmente, são necessários</p><p>apenas no início do dimensionamento das fundações e das contenções,</p><p>que ocorre após a definição das cargas que a edificação aplicará no</p><p>terreno e do movimento de terra, ou seja, dos cortes e aterros que</p><p>serão realizados.</p><p>Porém, as informações obtidas com as sondagens podem contribuir</p><p>para definições prévias, que, por sua vez, podem tornar a edificação melhor</p><p>e mais econômica.</p><p>Sendo assim, a partir do momento em que é tomada a decisão de</p><p>realizar a obra, um dos primeiros estudos preliminares a ser solicitado deve</p><p>ser a sondagem do subsolo.</p><p>4 ESTUDOS PRELIMINARES: PERFIL GEOTÉCNICO DO TERRENO</p><p>A importância de um conhecimento adequado do perfil geotécnico do terreno em que a obra de</p><p>engenharia</p>