AULA 4 CONSTRUÇÃO CIVIL

Prévia do material em texto

CONSTRUÇÃO CIVIL
AULA 4
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. André Cansian
CONVERSA INICIAL
Nesta aula, abordaremos no desenvolvimento do cronograma. Vimos até aqui que o
planejamento é preponderante na construção civil, e o engenheiro deve dispor do conhecimento
técnico aliado à gestão dos serviços que ele mesmo deverá elencar dentro de uma sequência que
agilize seu plano – o seu cronograma.
As atribuições que antecedem o início efetivo das obras, bem como os serviços preliminares,
foram apresentadas anteriormente. Assim, nesta aula, começaremos a dissecar as atividades que
compõem uma construção. O prisma de nossos estudos será sempre a execução dos serviços. Deste
momento em diante, entendemos que estamos de posse dos projetos e de todas as atividades que
antecedem a construção, os quais devem estar devidamente alinhados para o desenvolvimento de
cada serviço apresentado.
Seguiremos com base na sequência lógica mostrada em aulas anteriores, no sistema construtivo
convencional, apresentando os serviços que compõem a infraestrutura de uma construção,
acrescidos dos colaboradores que executarão as atividades. O acadêmico terá a oportunidade de
aprofundar os estudos sobre solos e cálculo dos esforços estruturais em outras matérias específicas
desta área. Em construção civil, veremos como são executadas as fundações, numa visão ampla e
necessária aos futuros engenheiros construtores.
TEMA 1 – SERVIÇOS E MÃO DE OBRA
Em aulas anteriores, vimos as atribuições e responsabilidades do engenheiro, além das
preparações da área para iniciar uma construção. Agora, passaremos a estudar os principais serviços
que compõem uma execução de obra. Veremos como é cada uma das técnicas de execução, as
normas que as regem e, principalmente, as informações necessárias aos engenheiros construtores
acompanharem o desenvolvimento das atividades para, posteriormente, geri-las em campo.
Obviamente, as apresentações são em níveis gerais, sem invadir outros temas de estudo da
engenharia civil. Nossa abordagem apresentará as atividades de obra com o prisma voltado à
execução e às técnicas construtivas, enfatizando os pontos cruciais das teorias necessárias para a
progressão das obras.
Nesta fase de estudos da construção civil, dado que os elementos apresentados são
essencialmente práticos e passíveis de visualização em qualquer construção, não podemos deixar de
abordar os aspectos relacionados à mão de obra, ou seja, quem executará os serviços apresentados a
seguir. Eventualmente, o acadêmico terá que recorrer a aulas anteriores para recordar aspectos legais
e normativos, bem como informações já explanadas e que serão citadas na sequência.
A abordagem das atividades de mão de obra será informativa quanto a funções e atribuições
profissionais, sendo que a relação entre os profissionais e o engenheiro civil fará parte dos estudos
sobre gerenciamento de obras.
1.1 EQUIPE DE OBRA
Cada construção terá sua equipe dimensionada levando em consideração o tipo de obra, o
sistema construtivo adotado, os serviços componentes da obra e o planejamento pré-elaborado, que
também levará em conta aspectos financeiros, velocidade de execução, disponibilidade de mão de
obra, entre outros. Adotado o sistema construtivo convencional, vamos apresentar
“hierarquicamente” as principais funções em uma construção:
1. Engenheiro residente: profissional que acompanha diariamente a obra, supervisionando a
execução das atividades e das equipes de trabalho. A gestão da construção em todos os
aspectos (materiais e mão de obra, por exemplo) faz parte das atribuições desta função, assim
como sua permanência constante em canteiro;
2. Mestre de obra: responsável pela fiscalização e monitoramento das atividades da obra.
Podemos dizer que é o imediato do engenheiro residente, controlando entrada, saída e uso de
materiais e orientando as equipes de trabalho no cumprimento de cronograma e padrões de
qualidade;
3. Pedreiro: atua nas etapas de fundação, estrutura, alvenaria e revestimentos. Para exercer o
ofício, deve conhecer técnicas construtivas relacionadas a materiais e ferramentas, além de ter
noções de hidráulica e elétrica. Na prática, são divididos em pedreiros de serviços brutos
(levante de paredes, emboço, contrapisos, entre outros) e pedreiros acabamentistas
(revestimentos cerâmicos, detalhes construtivos, acabamentos em geral);
4. Armador: profissional responsável pela montagem das estruturas em aço da obra (estruturas
em concreto armado). Todas as ferragens de pilares, vigas e lajes são cortadas e dobradas pelo
armador, que “arma” e prepara as peças para serem concretadas. Essa função exige que
conhecimento de técnicas construtivas em concreto armado e leitura de projetos estruturais;
5. Carpinteiro: operário responsável pelas atividades relacionadas à madeira na obra. Efetua
atividades como execução das formas (em concreto armado), ajuste e instalação de portas,
janelas, escadas, rodapés, forros e telhados. Na prática, há os carpinteiros especializados em
estruturas (formas de pilares, vigas e escoramentos) e os atuantes em carpintaria de esquadrias
em madeira e telhados. Não confunda com o marceneiro, que é o profissional que confecciona
móveis e acabamentos em madeira;
6. Servente: responsável por auxiliar em diversas tarefas da obra. As atividades podem variar
conforme a fase, sempre no apoio a outras funções: cavar valas, retirar entulho, transportar
materiais, descarregar caminhão, ajudar no preparo de materiais, arrumar e limpar o local de
trabalho.
Pintor, encanador, eletricista, instaladores de drywall (ou de gesso), entre outros, são
profissionais que comporão a mão de obra de uma construção. À medida que os serviços forem
apresentados paralelamente, mostraremos as principais atribuições das funções.
Equipes terceirizadas também compõem o quadro de mão de obra nas construções. Serviços de
revestimentos em madeira, bancadas e revestimentos em granito, empresas especializadas em
serviços de fundações, entre outros serviços específicos, podem não fazer parte do quadro das
construtoras, mas a atuação desses profissionais recebe os mesmos cuidados e supervisionamentos,
sendo necessário que o engenheiro civil, responsável por toda a construção, conheça as atividades
para poder acompanhá-las e geri-las.
TEMA 2 – SONDAGEM DO SOLO
Visto que os solos devem suportar as cargas da edificação, necessitamos verificar suas
composições para estabelecer a capacidade e resistência das camadas que o compõem. Para facilitar
o entendimento, Guimarães (2018) separa genericamente os solos em três tipos:
Rochas: solos rochosos (rochas em decomposição);
Solos arenosos/siltosos: com propriedade de compacidade (grau de compacidade);
Solos argilosos: com propriedade de consistência (limite de consistência).
Por meio da sondagem dos solos, pode-se verificar, além do tipo, a quantidade e diversidade
das camadas que os compõem, além da profundidade e extensão da camada mais resistente. Essa
busca de dados sobre o subsolo está diretamente relacionada ao tipo e porte da edificação, além da
natureza do terreno, podendo ser mais ou menos invasiva à medida que necessitamos estabelecer a
relação de suporte da obra, existindo diversas formas de sondagem de um terreno, como: Prova de
Carga, Ensaio de Palheta, Penetração de Cone (CPT), sendo o SPT (Standard Penetration Test) o mais
utilizado em solos penetráveis para construções de edificações.
O ensaio SPT busca as informações diretamente no terreno por meio de um tripé (figura 1),
penetrando o solo com golpes monitorados, registrando-os e retirando amostras das camadas para
análises em laboratório.
O SPT é uma sondagem geotécnica à percussão, de simples reconhecimento, que realiza o registro
do somatório do número de golpes para vencer os dois últimos terços de cada metro para a
penetração de 15 cm. (Guimarães, 2018)
Este ensaio trará a estratigrafia do subsolo e a profundidade do lençol freático, que,
conjuntamente comos dados obtidos da análise das amostras, serão fundamentais para se
determinar as soluções dos projetos de fundação. Assim sendo, serão descobertas as camadas mais
resistentes e passíveis de apoio. Essa investigação geotécnica de simples reconhecimento é
normatizada pela NBR 6484 (Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT) e pode gerar,
dependendo dos resultados, ensaios adicionais e mais minuciosos.
Figura 1 – Esquema de ensaio de SPT
Fonte: Guimarães, 2018, p. 16.
2.1 PROFUNDIDADE, NÚMERO DE SONDAGENS E RELATÓRIO DE SONDAGEM
Como vimos, para a elaboração de um projeto de fundações, será necessário efetuar a
sondagem do terreno, e o método mais utilizado (e indicado) é o SPT. O número de sondagens e a
sua localização dependerão do tipo de estrutura, de especificidades e das condições geotécnicas do
subsolo. A NBR 8036:1983 (ABNT, 1993) – Programação de sondagem de simples reconhecimento
dos solos para fundação de edifícios – faz algumas recomendações:
Para áreas de projeção em planta de até 200 m2 – mínimo de dois pontos de investigação;
Para áreas de projeção em planta de 200 m2 a 400 m2 – mínimo de três pontos de investigação;
Para áreas de projeção em planta de até 1.200 m2 – um ponto de investigação para cada 200
m2;
Para áreas de projeção em planta de 1.200 m2 e 2.400 m2 – um ponto de investigação para
cada 400 m2;
Para áreas de projeção em planta acima de 2.400 m2 – a critério do projetista;
Para os casos de estudo de viabilidade técnica, o número de pontos a se considerar deve ser tal
que a distância máxima entre eles não ultrapasse 100 metros.
As recomendações quanto à profundidade das sondagens serão as seguintes:
Mínima uma vez e meia a menor dimensão da área construída, quando essa dimensão for
inferior a 25 m;
Uma vez, quando for maior que 25 m.
Com relação à profundidade e ao número de furos (sondagens), o objetivo será sempre atender
à natureza do terreno e das características da obra a ser executada, não sendo possível tratar as
recomendações como determinações, podendo o engenheiro adotar critérios em prol da produção
de uma maior quantidade de informações e detalhamento.
Figura 2 – Camadas de solo
Crédito: Designua/Shutterstock.
Os resultados da investigação são reportados em relatórios de sondagem, que deverão
apresentar:
a. Planta de situação dos furos;
b. Perfil de cada sondagem com as cotas de onde foram retiradas as amostras;
c. Classificação das diversas camadas;
d. Nível de terreno e dos diversos lençóis de água com a indicação das respectivas pressões;
e. Resistência à penetração do barrilete amostrador indicando o diâmetro do barrilete, o peso do
pilão e a altura de queda.
Os dados coletados na sondagem, acrescidas da carga da estrutura, servirão como base para o
projeto de fundações, nosso próximo tema de estudos.
TEMA 3 – FUNDAÇÕES
Antes de iniciarmos os conceitos e apresentações técnicas deste tema, seria interessante que
você visualizasse a edificação sobre o terreno (figura 3), buscando analisar o comportamento do solo.
Alguns fatores já podem ser destacados: o peso da casa sobre o solo, o tipo do solo suportando essa
carga, a distribuição dessa carga numa relação edificação x área, entre outras situações que poderiam
ser observadas de pronto.
Figura 3 – Edificação residencial
Crédito: Sheila Say/Shutterstock.
Podemos afirmar que toda construção, independentemente de seu porte, deve estar sobre uma
superfície estável e sólida capaz de suportar no mínimo seu peso próprio. Considerando que o apoio
será o solo, suas características devem ser de conhecimento de quem pretende entender essa parte
da obra. A geotecnia e a mecânica dos solos (que estudam as propriedades do solo) entram como
disciplinas essenciais para os especialistas em infraestrutura, e, entendendo que serão elementos
estruturais que distribuirão as cargas ao terreno, a física e resistência dos materiais complementarão
as especificidades da matéria.
Analisados os aspectos preliminarmente observados, podemos partir para o conceito:
Fundações são elementos estruturais com função de transmitir as cargas da estrutura ao terreno
onde ela se apoia. As fundações devem ter resistência adequada para suportar as tensões causadas
pelos esforços solicitantes e o solo necessita de resistência e rigidez apropriadas para não sofrer
ruptura e não apresentar deformações exageradas ou diferenciais. (Azeredo, 1988)
Note a parte da afirmativa que conceitua fundações: “não apresentar deformações exageradas”,
pressupondo que os solos se deformam com o peso das edificações, ou seja, os projetos de
fundações são elaborados para que deslocamentos verticais (recalques) estejam dentro de limites
preestabelecidos admissíveis, sem prejuízos à construção.
Vamos nos aprofundar sobre a infraestrutura das obras, apresentado as fundações, suas bases
para projetos e execução dos elementos estruturais. Não invadiremos o tema de mecânica dos solos,
porém, vimos a forma de análise dos solos – a sondagem –, lembrando que são procedimentos que
devem ser solicitados e acompanhados pelo engenheiro construtor. Sob o ponto de vista da
construção civil, é fundamental que o engenheiro compreenda quais são os preceitos, as normas e,
principalmente, as soluções e os elementos estruturais, bem como a forma como são executados.
3.1 PROJETO E EXECUÇÃO DAS FUNDAÇÕES
A NBR 6122/2019 (ABNT, 2019) é a norma regulamentadora de projetos e execução de
fundações de qualquer tipo de estrutura especificada como convencional na Engenharia Civil. A
norma deve ser seguida tanto em fase de projetos quanto de execução, em qualquer tipo de
construção. Na apresentação dos elementos estruturais, será abordada constantemente.
Colhidos os dados locais do terreno, considerando a diversidade de solos existentes, suas
características, composições, espessuras e resistência de suas camadas, aliados ao posicionamento do
descarregamento de cargas sobre as fundações (dados em projeto estrutural de locação de cargas) e
nível do lençol freático, o engenheiro possui subsídios para elaborar o projeto de infraestrutura da
edificação.
Nessa fase, o projetista deverá optar pela melhor solução técnica dentro dos tipos existentes de
fundações. Há outros aspectos que devem ser levados consideração:
Análise dos recalques admissíveis da edificação;
Métodos construtivos da solução adotada;
Disponibilidade e acesso dos equipamentos que efetuarão os serviços de fundação;
Análise de condições das edificações vizinhas da área de construção;
Necessidades de atividades e equipes de apoio à execução da solução adotada;
Previsão de outras necessidades conforme a execução dos serviços.
Note que, durante a elaboração do projeto, o engenheiro deverá conhecer o método construtivo
de cada tipo de fundação sob o risco de adotar uma solução menos onerosa, porém, inexequível.
A execução dos elementos estruturais projetados deve ser rigorosamente acompanhada pelo
engenheiro e, dependendo do tamanho da obra ou do nível de complexidade da solução de projeto,
ele deve criar controles de fiscalização das atividades inerentes à execução da fundação da obra.
Esses serviços não serão passíveis de simples verificações posteriores, pois ficarão sob a edificação,
ao contrário de outros elementos estruturais, como vigas e pilares, que igualmente necessitam de
competência na execução e controles rígidos. No entanto, manifestações patológicas são notadas e
corrigidas com grau de dificuldade inferior ao da infraestrutura.
Figura 4 – Recalques em fundação
Créditos: Escelena/Adobe Stock; Muratart/Shutterstock.
3.2 TIPOS DE FUNDAÇÕES
As fundações são separadas em dois tipos:
Fundações diretas ou rasas: trata-se de um elemento de fundação em que a carga é transmitida
ao terreno pelas tensões distribuídas sob a base da fundação, e a profundidade de
assentamento em relação ao terreno adjacente à fundação é duas vezes inferior à menor
dimensão da fundação (ABNT NBR 6122);
Fundações indiretas ou profundas:as fundações profundas são elementos que transmitem a
carga ao terreno pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência de fuste)
ou por uma combinação das duas (ABNT NBR 6122).
Veremos, a seguir, cada um dos tipos, seus principais elementos, quando devem ser utilizados, o
modo de execução e o acompanhamento dos principais.
TEMA 4 – FUNDAÇÕES DIRETAS
As fundações diretas ou rasas são utilizadas em solos que, em suas camadas superficiais,
conseguem suportar as cargas geradas pela edificação. As cargas, nesse tipo de infraestrutura, são
transmitidas predominantemente pela base dos elementos estruturais. A NBR 6122/19 (ABNT, 2019)
conceitua:
elementos de fundação em que a carga é transmitida ao terreno, predominantemente pelas
pressões distribuídas sob a base da fundação, e em que a profundidade de assentamento em
relação ao terreno adjacente é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação. Incluem-se
neste tipo de fundação as sapatas, os blocos, os radier, as sapatas associadas, as vigas de fundação
e as sapatas corridas.
Veremos os principais elementos destacados na norma detalhadamente. No entanto, antes,
veremos as características das fundações diretas:
Centro de gravidade do elemento estrutural coincide com o centro de gravidade da peça
transmissora;
Escavações em camadas superficiais do terreno (máximo de 3 metros) passíveis de serem
executadas manualmente;
Normalmente, mais econômicas financeiramente se comparadas às fundações indiretas;
Executadas pela própria equipe da obra, oficiais e serventes, sem a necessidade de terceirizados
especializados.
Figura 5 – Ilustração fundação direta
Fonte: Rudini Rodarte, 2018.
4.1 SAPATAS
A NBR 6122/19 define as sapatas como elemento de fundação superficial de concreto armado,
dimensionado de modo que as tensões de tração nele produzidas não sejam resistidas pelo concreto,
mas sim pelo emprego da armadura. Pode possuir espessura constante ou variável, sendo sua base
em planta normalmente quadrada, retangular ou trapezoidal.
Pelo conceito de norma, a solução utilizando esse tipo de fundação servirá considerando que “as
sapatas não trabalham apenas à compressão simples, mas também à flexão, devendo neste caso
serem executadas incluindo material resistente à tração” (Brito,1987).
Figura 6 – Tipo de armadura de sapatas
Fonte: Bremenkamp Construção, 2021.
Figura 7 – Tipo de armadura de sapatas
Fonte: Bremenkamp Construção, 2021.
As sapatas são executadas normalmente pelas próprias equipes da obra, pois, normalmente, não
requerem equipamentos para as escavações (obras de pequeno porte), tornando-se uma solução
comparativamente mais econômica e rápida.
As soluções em projetos de fundações podem trazer sapatas isoladas, corridas e associadas,
dimensionadas conforme a necessidade da distribuição das cargas da edificação, sempre em solos
com camadas superficiais resistentes.
Figura 8 – Ilustração de uma sapata
Fonte: Condé, 2018.
4.1.1 Sapatas isoladas
As figuras 6 e 8 mostram uma sapata isolada. Reafirmando o conceito, ela transmite para o solo,
por meio de sua base, a carga de um pilar. Existe a recomendação de que a dimensão mínima em
planta seja de 80 cm, ao passo que a profundidade mínima deve ser de 1,5 m na divisa e de 1,0 m
nas demais situações. A cota de apoio deve assegurar a capacidade de suporte do solo, mesmo
diante das variações sazonais do clima (Condé, 2018).
4.1.2 Sapatas associadas
Sapatas comuns a diversos pilares desalinhados em planta. A solução é utilizada quando há
proximidade entre sapatas isoladas.
Figura 9 – Sapata associada: pilares próximos e desalinhados
Fonte: Sondarello Engenharia, 2021.
4.1.3 Sapatas corridas
São as sapatas comuns a diversos pilares, porém, com cargas distribuídas linearmente.
Figura 10 – Ilustração de sapata corrida
Fonte: Sindarello Engenharia, 2021.
4.1.4 Controle de execução da sapata
O engenheiro deve estar atento ao processo construtivo e acompanhar:
1. Locação da sapata: marcação do eixo;
2. Escavação: verificação de espaço para trabalho interno (forma de rodapé, considerando folga);
3. Posicionamento de formas;
4. Preparação de fundo: limpeza e concreto magro no fundo;
5. Posicionamento de armadura: inclusive espera de pilar;
6. Concretagem e finalização.
4.2 BLOCOS
São elementos de infraestrutura de grande rigidez, projetados para suportar
predominantemente esforços de compressão provenientes dos pilares. De acordo com a NBR
6122/19 (ABNT, 2019), consiste em um elemento de fundação superficial de concreto, dimensionado
de modo que as tensões de tração nele produzidas possam ser resistidas pelo concreto, sem
necessidade de armadura. Pode ter suas faces verticais, inclinadas ou escalonadas, e apresentar
normalmente em planta seção quadrada ou retangular.
Seu dimensionamento deve ser realizado por meio de cálculo estrutural e geométrico, de modo
que as tensões de tração nele produzidas sejam resistidas pelo concreto, conforme pode ser
visualizado na figura 11. De acordo com a norma, não deve ter dimensão inferior a 60 cm.
Figura 11 – Ilustração de um bloco sobre o pilar
Crédito: Taves/Shutterstock.
4.2.1 Controle de execução do bloco
O engenheiro deve estar atento ao processo construtivo e acompanhar:
1. Locação do centro dos blocos e das linhas das paredes;
2. Cota do fundo da vala;
3. Limpeza de vala;
4. Montagem de formas e posicionamento de esperas dos pilares;
5. Concretagem e finalização.
4.3 RADIER
Este elemento de fundação consiste em uma placa de concreto armado que distribui as cargas
da edificação, transmitidas pelos pilares e paredes, em toda a superfície uniformemente. A NBR
6122/2019 (ABNT, 2019) define radier como um elemento de fundação superficial que abrange todos
os pilares da obra ou carregamentos distribuídos (por exemplo: tanques, depósitos, silos etc.).
Este tipo de fundação é muito utilizado em obras com cargas menores para que o primeiro nível
da edificação possa ser assentado na mesma cota do radier. Assim, deve ser adotado como solução
de fundação desde que as características do solo possuam capacidade de receber as cargas e os
esforços previstos. Podem ser projetados em concreto armado (obras menores) e concreto
protendido (obras de pequeno a médio porte), conforme as características da edificação, que pode
ou não ter vigas sob as paredes.
Suas principais vantagens em comparação às sapatas corridas são: terem uma redução de mão
de obra, gerando custos e tempos reduzidos; e serem apropriadas a sistemas construtivos a seco,
como drywall e still frame. A desvantagem seria no caso da necessidade de aumentar sua resistência,
que somente é possível com o aumento do volume de concreto, encarecendo a solução e dificultado
a execução.
Figura 12 – Radier e pilares
Fonte: Daniel, 2016.
4.3.1 Controle de execução do radier
O engenheiro deve estar atento ao processo construtivo e acompanhar:
1. Escavação e preparo do terreno: cota de fundo de escavação;
2. Locação: do radier e instalações de componentes de hidráulica e elétrica;
3. Montagem de formas e aço e posicionamento de armaduras: eixos dos pilares;
4. Concretagem e finalização.
4.4 VIGAS BALDRAMES
As vigas baldrames, chamadas também de vigas de fundação, são elementos de fundação
superficiais que apoiam as edificações. Conforme conceitua a norma, essa viga é comum a vários
pilares cujos centros, em planta, estejam situados no mesmo alinhamento, ou seja, comumente
conectam blocos e sapatas isoladas, contribuindo no travamento da infraestrutura.
Em concreto armado, esses elementos de infraestrutura, além de unirem a estrutura, distribuem
as cargas das edificações ao solo, inclusive da alvenaria, que é executada sobre a viga baldrame. Por
estar em contato direto com o solo e com a alvenaria, assim como os outros elementos de fundação,
deve ser impermeabilizada, evitando posteriores infiltrações e outras manifestações patológicas.
4.4.1 Controle de vigas baldrame
O engenheiro deveestar atento ao processo construtivo e acompanhar:
1. Locação das vigas baldrames;
2. Abertura de valas;
3. Montagem das formas laterais;
4. Preparação de fundo: “colchão” de brita no fundo;
5. Posicionamento das armaduras do baldrame e esperas de pilar;
6. Concretagem e acabamentos;
7. Impermeabilização da viga baldrame.
Figura 13 – Vigas baldrames finalizadas
Crédito: Murugesan Sundaram/Shutterstock.
TEMA 5 – FUNDAÇÕES INDIRETAS
As fundações indiretas ou profundas são elementos de fundações em que as cargas da
edificação são distribuídas para o solo pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral
(resistência de fuste) ou por uma combinação das duas.
Indicadas para solos instáveis, são utilizadas em obras de maior porte que necessitam transmitir
maiores cargas ao terreno e/ou solos instáveis, onde suas camadas superficiais são mais pobres ou
fracas. Os elementos das fundações indiretas, os quais apresentaremos a seguir, são os tubulões e as
estacas, sendo essas divididas em modelos conforme seus materiais e forma de execução.
5.1 TUBULÃO
Os tubulões são utilizados (sendo fundações profundas) em solos de baixa resistência, que
contenham água em camadas superficiais ou que sejam imersos, como em construção de pontes, por
exemplo. A norma define esse tipo de fundação indireta como
Elemento de fundação profunda, cilíndrico, em que, pelo menos na sua etapa final, há descida de
operário. Pode ser feito a céu aberto ou sob ar comprimido (pneumático) e ter ou não base
alargada. Pode ser executado com ou sem revestimento, podendo este ser de aço ou de concreto.
No caso de revestimento de aço (camisa metálica), este poderá ser perdido ou recuperado. (ABNT
NBR 6122/19)
Os tubulões possuem dois métodos de execução:
A céu aberto: realizados por escavação manual ou mecânica, com base alargada, para que,
posteriormente, operários completem a escavação desses poços, concretando-os. Dispensam
escoramento em solos firmes e estáveis, sendo viáveis para altas cargas solicitadas, acima do
nível d’água, sem ocasionar vibrações ou movimentações no terreno, evitando
desmoronamento ou problemas com o entorno da obra;
A ar comprimido: feito por meio de escavação em terrenos rochosos ou lençóis freáticos
elevados ou áreas submersas em água, por meio de camisa metálica ou de concreto, podendo
atingir profundidades altas e submersas. O procedimento é realizado utilizando ar comprimido,
controlando-se a pressão para segurança dos operários e sucesso da construção do tubulão.
Figura 14 – Esquema de execução de tubulão a céu aberto
Fonte: Total Construção, 2020.
Figura 15 – Execução de tubulão com ar comprimido
Fonte: Directiva, 2021.
5.2 ESTACAS
As estacas são elementos de fundação profunda, empregando madeira, aço, concreto pré-
moldado ou mistos, que apoiam as edificações, executadas por equipamentos e/ou ferramentas,
podendo serem cravadas ou perfuradas, caracterizadas por grandes comprimentos e seções
transversais pequenas.
Podemos classificar as estacas quanto ao esforço a que estão sujeitas:
Estacas de compressão;
Estacas de tração;
Estacas de flexão.
Elas também podem ser classificadas quanto ao processo executivo em: pré-fabricadas e
fabricadas in loco.
5.2.1 Estacas cravadas
As estacas cravadas, chamadas também de estacas de deslocamento, são normalmente
introduzidas no solo verticalmente e trabalham por meio de compressão, podendo ser executadas
também através de macaco hidráulico. O conceito: os próprios elementos de fundação são cravados
no solo por golpes de martelo, os “bate-estacas”, precedidos ou não por escavação, em que se crava
um molde antecipado em relação à introdução do elemento de fundação.
Os materiais que compõem as estacas podem ser:
Estacas pré-moldadas de concreto: produzidas antecipadamente, normalmente fora da obra,
em empresas especializadas em fabricar elementos de concreto armado. Elas são utilizadas em
obras de pequeno e médio portes, possuem uma boa capacidade de carga e boa resistência de
esforços de flexão e cisalhamento. São limitadas em seção e comprimento em função de
transporte e procedimento de cravação (se forem muito cumpridas, tornam-se muito pesadas
por serem de concreto armado). As estacas de concreto permitem emendas, porém,
constituem-se em um ponto crítico, podendo ser do tipo: luvas de simples encaixe, luvas
soldadas, ou emenda com cola epóxi por meio de cinta metálica e pinos para encaixe. Esse
último tipo é mais eficiente;
Estacas pré-moldadas metálicas: perfis laminados, soldados, trilhos soldados podem ser
cravados praticamente em qualquer tipo de solo (com os cuidados de processos de corrosões
posteriores) e podem ser cortados ou soldados com facilidade. Possuem alta capacidade de
cargas e, em casos de apoios provisórios, os elementos podem ser reutilizados. A desvantagem
deste elemento de fundação utilizando materiais metálicos está relacionada aos altos custos
financeiros;
Estacas pré-moldadas em madeira: são troncos de árvores (eucalipto, aroeira e ipê,
principalmente) cravados com bate-estacas de pequenas dimensões e martelos leves, utilizados
principalmente na execução de obras provisórias (edificações de tipo canteiros de obras, por
exemplo) e em pontes e obras marítimas.
Os bate-estacas são equipamentos que executam a cravação basicamente com um martelo
levantado, mecanicamente (bate-estaca de gravidade) ou com a ação de gases sob pressão (bate-
estaca simples efeito e duplo efeito), e, com sua queda, golpeia a cabeça da estaca até a
profundidade indicada em projeto, levando em consideração as questões abordadas nesta matéria,
buscando o apoio necessário à edificação. Essa energia para a cravação dos elementos (percussão)
gera vibrações no terreno, podendo causar danos às edificações do entorno da obra.
Figura 16 – Bate-estaca
Crédito: เลศิลกัษณ ์ทพิชยั/Adobestock.
Na prática, alguns termos específicos para fundações são utilizados em projetos e execução,
principalmente pelos especialistas da área. A cota de arrasamento se refere ao nível em que deve
ser deixado o topo da estaca, demolindo-se o excesso ou completando-o, conforme a situação na
cravação da estaca.
A demolição do concreto, chamada arrasamento da estaca, deve ser feita com cuidado a fim de
evitar danificá-la. Igualmente, o termo nega se refere a estacas cravadas. Nega significa “penetração
da estaca no solo”, causada pelos últimos dez golpes, fornecida conjuntamente com o peso do pilão
e a altura de queda. A finalidade de obtermos o nega é verificar se todas as estacas atingiram a
camada resistente prevista e colher dados para cálculos de capacidade de carga, aplicando fórmulas
dinâmicas.
5.2.2 Estacas escavadas
Esse tipo de elemento de fundação é executado por escavação mecânica ou manual com
equipamento rotativo, possuindo seção circular e revestimento total ou parcial para posterior
concretagem. Em geral, estacas escavadas possuem altas resistências e minimizam ruídos e vibração,
sendo classificadas conforme seu processo construtivo.
Estaca tipo broca: são estacas executadas por perfuração com trado, de forma manual ou
mecânica. São indicadas para obras de menor porte (cargas menores), solos de boa resistência
e acima do lençol freático. Quando os diâmetros desses elementos de fundação são pequenos
(até 30 cm), geralmente a própria equipe de obra executa a perfuração e concretagem. Em
diâmetros maiores (de 30 cm a 90 cm), solicita-se um trado mecânico helicoidal com apoio de
equipamentos e equipes terceirizadas.
Figura 17 – Estaca tipo broca
Fonte: Brasil Gerador de Preço, 2021.
Estacas escavadas com diâmetros de 25 e 30 cm são as mais utilizadas para cargas de até 150 kN
em obras de pequeno porte. As de grande diâmetro, entre 70 e 250 cm, utilizam lama bentonítica,
que é basicamente a junção do elemento bentonita e água. Ela estabiliza as paredes das escavações,
formando uma película impermeável (cake) sobre uma superfície porosa, como é o caso do solo, semse misturar ao concreto.
Figura 18 – Estaca escavada com uso de lama estabilizante
Fonte: Geofund, 2021.
Estacas hélice contínua: segundo a NBR 6122/19 (ABNT, 2019), é um tipo de fundação profunda
constituída por concreto, moldada in loco e executada por meio de trado contínuo e injeção de
concreto pela própria haste do trado. É utilizada para perfurações com diâmetros entre 70 e
150 cm, atendendo a demandas em que há possibilidade da entrada de grandes equipamentos
para a execução.
Figura 19 – Execução de estaca hélice contínua
Fonte: Geofund, 2021.
Estacas Strauss: a NBR 6122/19 (ABNT, 2019) define estaca escavada como um tipo de fundação
profunda executada por escavação mecânica, com uso ou não de lama bentonítica, de
revestimento total ou parcial, e posterior concretagem. A escavação da estaca Strauss, com
diâmetros de 25 a 55 cm, é efetuada por meio de balde-sonda ou piteira, com uso parcial ou
total de revestimento recuperável. São utilizadas em locais confinados e pé-direito baixo e
terrenos acidentados;
Estacas tipo Franki: esse tipo de fundação profunda – uma das mais antigas utilizadas no Brasil
– tem como conceito a escavação com base alargada e com tubo que pode ser posteriormente
recuperado, obtida pela introdução de material granular ou concreto por meio de golpes de
um pilão. Em seguida, pode ser concretada à estaca in loco ou ser constituída em um elemento
pré-moldado;
Estacas barrete: com seção retangular, são escavadas com uso de lama bentonítica, executadas
com equipamentos de grande porte, como o clam-shell e hidrofresas. Podem ser escavadas
camadas de grande resistência em praticamente todos os tipos de terreno, atendendo a
profundidades de até 70 m, independentemente da altura do lençol freático.
Figura 20 – Execução de estaca barrete
Fonte: Geofund, 2021.
Estacas raiz: são estacas armadas e preenchidas com argamassa de cimento e areia, escavadas
com perfuratrizes de rotação ou rotopercussão e revestidas integralmente por um conjunto de
tubos metálicos recuperáveis. Podem ser executadas em ângulos diferentes da vertical (0° a
90°). Esses elementos de fundação podem ser utilizados em áreas de difícil acesso ou de
dimensões reduzidas. Por isso, são utilizadas como solução em reforços de fundações
existentes e em áreas internas de edificações. Em solos com presença de matacões, rocha ou
concreto; em contenções laterais de escavações; ou quando são expressivos os esforços
horizontais transmitidos pela estrutura para as estacas de fundação (muros de arrimo, pontes,
carga de vento etc.), essas estacas são dadas como solução de apoio.
Figura 21 – Execução de estaca raiz
Fonte: Total Construção, 2021.
FINALIZANDO
Iniciamos a aula conhecendo a mão de obra da construção. Em seguida, vimos as apresentações
dos serviços que compõem a obra, os quais foram elencados no cronograma físico aprendido
anteriormente.
A busca do engenheiro na construção civil será sempre a melhor solução, o que significa o
melhor custo-benefício. O mesmo ocorre na infraestrutura. Normalmente, haverá várias soluções que
atenderão tecnicamente à situação de uma construção, e o conhecimento técnico aliado à
imaginação do engenheiro farão toda a diferença.
Vimos os elementos que compõem uma fundação, a qual pode ser direta ou indireta, conforme
o tipo dos solos e porte da edificação. Posteriormente, vimos a norma do serviço.
Mais importante do que decorar nomes ou especificidades, é entender os processos,
percebendo que estamos abordando uma parte física da construção. Por meio do estudo
apresentado nesta aula, esperamos que você entenda os procedimentos inerentes à atuação do
engenheiro em uma obra.
REFERÊNCIAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6122. Projeto e execução de fundações.
Rio de Janeiro, 2019.
AZEREDO, H. A. O edifício até sua cobertura. 2. ed. São Paulo: Blucher, 1997.
CONDÉ, É. Fundações rasas: sapatas. Engenheiro de Estruturas, 2018. Disponível em: . Acesso em: 25 nov. 2021.
DANIEL, J. Terminologias da construção civil. A arte de engenhar, 2016. Disponível em: . Acesso em: 25
nov. 2021.
GUIMARÃES, D. Fundações. Porto Alegre: SAGAH, 2018.
RODRIGUES, A. Previsão e controle das fundações: uma introdução ao controle da qualidade
em fundações. São Paulo: Blücher, 2019.
https://www.engenheirodeestruturas.com.br/Sapatas-fundacao-rasa
http://aartedeengenhar.blogspot.com/2016/10/terminologias-da-construcao-civil.html