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5.6 ESCAVAÇÕES 
 
Escavações são feitas para que se possa executar construções subterrâneas. Como consequência disso, é destruído o equilíbrio de forças do solo natural. Para garantir a estabilidade das paredes de uma escavação, é necessário que elas sejam escoradas. 
 Isto pode ser feito por intermédio dos seguintes procedimentos: 
 • criação de taludes em volta da escavação; 
 • execução de uma parede de contenção. 
5.6.1 Trabalhos preparatórios 
 5.6.1.1 Bases para o planejamento 
 O planejamento da escavação deve incluir uma estimativa da estabilidade do talude ou das paredes de contenção. Para isso são necessárias as seguintes informações: 
 • dimensões e profundidade da escavação; 
 • comportamento do solo (conforme perícia no solo); 
 • comportamento do lençol freático; 
 • profundidade e tipo da fundação a ser executada; 
 • distância entre a fundação a ser executada e as construções vizinhas; 
 • cargas e tremores previstos, dentro ou fora da escavação; 
 • existência de canais, tubulações ou ligações quaisquer, na região a ser escavada; 
 • tipo de contenção (escoramento); 
 • cálculo de estabilidade (se for o caso). 
5.6.1.2 Cálculo de estabilidade 
 
Para que possa ser comprovada a estabilidade de uma parede de contenção, devem ser conhecidos os índices de solo em áreas onde seja possível a ocorrência de deslizamentos. Isto significa que o reconhecimento do solo deve abranger o terreno em torno da escavação, que é a região onde possivelmente ocorrerão rupturas.
 A seguir, são apresentadas algumas medidas para que a estabilidade de uma escavação seja garantida: 
 
• colocação de elementos construtivos adicionais que aumentem a força de contenção (p. ex.: estacas, tirantes, grampos); 
 • diminuição da pressão da água (p. ex.: rebaixamento do lençol freático). 
 5.6.1.3 Pesquisas e contenção das construções vizinhas 
 
A realização de escavações, principalmente em centros urbanos, apresenta efeitos diretos sobre as construções vizinhas. Antes que medidas de segurança possam ser planejadas e executadas, é preciso que as condições destas edificações sejam avaliadas quanto aos seguintes aspectos: 
do solo que exerce influência sobre o sistema tirante/parede de contenção. 
 • profundidade da fundação, com base em vistorias, projetos de construção e eventualmente prospecção; 
 • tipo e condições da fundação, com base em projetos ou por meio de prospecção; 
 • carga a que está submetida, a qual pode ser estimada ou obtida do cálculo estrutural.
Apesar de considerados os fatores citados acima e mantidas todas as regras reconhecidas pela técnica, não se pode excluir totalmente a possibilidade de ocorrerem danos nas edificações existentes. Os efeitos sobre construções vizinhas podem ser classificados da seguinte forma: 
 Efeitos indesejados: 
 • Recalques provenientes de: 
 > deformação da contenção; 
 > rebaixamento do lençol freático; 
 > esforços causados pela nova construção; 
 > tremores causados por impactos e vibrações.
 Emissão de poluentes: 
 
 • ruídos; 
 • pó. 
 Para uma avaliação correta dos danos que possam ocorrer, recomenda-se fazer um levantamento das edificações vizinhas, onde sejam registradas e documentadas as condições destas e os pontos de risco, antes que sejam iniciados os trabalhos de obra.
 5.6.2 Trabalhos de escavação 
 Como a movimentação de terra representa a maior parte do trabalho de uma escavação, é preciso que durante as fases de planejamento da obra já sejam considerados os métodos e os procedimentos escolhidos para esta atividade. 
 No planejamento da escavação devem ser considerados os seguintes pontos: 
 • escolha dos equipamentos e sua localização no canteiro da obra; 
 • escolha do método de trabalho; « utilização do material escavado. 
 Os pontos citados devem ser analisados de acordo com outros fatores que exercem influência direta no desenvolvimento dos trabalhos de obra. Tais fatores são: 
 • tipo de solo no local da escavação e em sua periferia; 
 • tamanho, forma e profundidade da escavação; 
 • forma de escoramento ou contenção da escavação; 
 • tempo de duração da obra.
 Para escavar e carregar o material escavado são usadas geralmente as escavadeiras estacionárias ou móveis. As escavadeiras estacionárias realizam a escavação do solo e fazem o carregamento do material por elas retirado sobre um caminhão. Essas escavadeiras, empregadas nessa atividade, são hidráulicas ou a cabo e podem ser equipadas com pás de alto e baixo alcance. Já as escavadeiras móveis se movimentam dentro do canteiro durante a escavação e remoção da terra, fazendo também o seu transporte, podendo ser pneumáticas ou de esteira. 
 Em escavações maiores ou com taludes, providas de rampas para o acesso de caminhões, o carregamento da terra escavada pode ser feito dentro da própria escavação. Entretanto, se a base da escavação mudar de consistência devido à umidade, o caminhão pode ultrapassar o limite da capacidade de carga do solo, em função da grande pressão que exerce sobre ele. 
 Em escavações com contenção vertical, onde o acesso por rampa é impossível, a terra escavada tem que ser retirada com escavadeiras movidas por meio de cabos. Neste caso, se a limitação de espaço for grande, a escavadeira pode ser colocada sobre um patamar e a escavação, assim como a retirada da terra, pode ser realizada com equipamentos menores. 
 Em escavações atirantadas, o processo de escavação deve ser coordenado com a execução dos tirantes e com o tempo de cura necessário para eles. Conforme a situação, uma escavação só pode ser executada em várias etapas.
 5.6.3 Escolha do tipo de escoramento para a escavação 
 A escolha de um escoramento adequado é feita considerando-se aspectos técnicos, econômicos e as condições locais. No caso de terrenos em campo aberto, o escoramento é feito quase que unicamente em talude, e só se usa a contenção vertical quando esta se mostra mais econômica que a primeira. 
 A contenção vertical é usada principalmente quando a construção está sujeita a uma grande limitação de espaço. 
 Escoramentos, onde a parede de contenção apresenta, quando pressionada, um deslocamento horizontal de pelo menos 1/1000 da altura da parede, são designados como deformáveis. Devido a esse deslocamento, podem ocorrer recalques diretamente atrás da parede, de dimensão duas vezes maior que o deslocamento horizontal. Para evitar que isso ocorra, a parede de contenção deve ser de baixa deforração e resistente à flexão. Sua sustentação se dá por meio de escoras e tirantes pretendidos, dimensionados de acordo com a carga de contenção, equivalente à escavação cheia. Para controlar a efetividade destas medidas, devem ser feitas regularmente medições nas paredes de contenção e nas edificações atingidas.
 5.6.3.1 Escavações em taludes 
 
Sempre que as condições locais permitirem, as escavações podem ser executadas com as paredes em taludes estáveis. Se necessário, podem ser criados patamares com o objetivo de aumentar sua estabilidade. 
 A fixação do ângulo a de inclinação dos taludes depende fundamentalmente das condições geotécnicas do solo, especialmente dos seus valores de atrito interno e/ou coesão. Alguns outros aspectos também devem ser observados, tais como: a presença do lençol freático, o tempo de duração dos trabalhos no interior da escavação e o tipo de utilização da área ao seu redor.
 A NBR 9061 - Segurança de escavação a céu aberto - permite escavações com paredes verticais sem proteções especiais, sempre que estas não ultrapassem a profundidade de 1,25 m e a inclinação da superfície do solo adjacente seja menor que 1:10 em solos não coesivos e 1:2 em solos coesivos. Para profundidades maiores que 1,25 m e menores que 3,0 m, essa norma recomenda, de acordo com o tipo de solo, as seguintes inclinações: 
 • solos não coesivos ou coesivos médios a< 45° 
 » solos coesivos resistentes a< 60° 
 • rochas a<80° 
 
Para evitar erosões, os taludes devem possuir sistema de drenagem superficial e serem protegidoscom grama, peças pré-fabricadas de concreto, argamassa projetada ou pintura betuminosa.
 5.6.3.2 Paredes de contenção com perfis de aço e pranchões de madeira 
 A contenção executada com perfis metálicos é uma técnica largamente utilizada devido, sobretudo, à sua facilidade de execução e ao custo reduzido para profundidades de até 6,0 m. Como inconveniência à sua utilização, está a presença de água. Neste caso, o emprego deste método de contenção implica o rebaixamento do lençol freático, o que aumenta significativamente o custo final. 
 Os perfis metálicos de seção I são posicionados verticalmente e introduzidos no solo a partir das técnicas de cravação e/ou vibração, sendo usual a execução de pré-furos em terrenos muito resistentes. Os espaços entre estes, após escavados, são normalmente preenchidos por pranchões de madeira ou elementos pré-moldados de concreto armado. Esses elementos devem estar firmemente encaixados nos perfis metálicos e ter a face anterior completamente encostada no solo, o que pode ser conseguido preenchendo-se o espaço existente entre as paredes e o solo adjacente com terra, areia ou concreto
 
Os paramentos assim constituídos, quando necessário, podem ser escorado a partir de entroncas ou tirantes, garantindo a estabilidade do sistema de contenção. 
 Paredes de contenção com perfis de aço podem ser utilizadas como temporárias ou permanentes, ou seja, incorporadas à estrutura definitiva. Neste último caso, a concretagem é feita entre o solo e a parede de contenção que funciona como fôrma.
 5.6.3.3 Cortina de estacas 
 A cortina de estacas é uma das formas de contenção mais rígidas. Elas podem ser utilizadas para fins de contenção temporária ou permanente. Pelo fato de absorverem esforços horizontais e verticais, são geralmente integradas à construção como elemento estrutural. 
 Na execução de estacas escavadas, a perfuração deve ser feita com estacas encamisadas, para que se possa manter um desvio máximo de 0,5% do eixo pré-estabelecido para a estaca.
 Ao longo da futura cortina é concretado um gabarito para as perfurações de 0,5m de altura e pouca armação, que deverá servir como guia auxiliar na execução da cortina. 
 As cortinas de estacas possibilitam a execução de uma contenção livre de trepidações e, em caso de estacas com diâmetros pequenos (300 mm até 400 mm), elas podem ser executadas diretamente ao lado de edifícios e fundações. Esta forma de contenção substitui muitas vezes a construção de um apoio para a fundação vizinha. Além disso, a execução das estacas, uma por uma, possibilita a execução de praticamente todos os formatos de planta.Tubulações que atravessam a cortina podem ser consideradas, deixando-se livre o espaço de uma estaca, que pode ser preenchido posteriormente. 
 a) Cortina de estacas intertravadas: é pouco deformável e impermeável à água sob pressão. É usada principalmente em escavações que atingem o lençol freático e sua execução se dá em pequenos passos. As estacas primárias, que têm apenas a função de definir os espaçamentos, pão possuem armadura. Depois de poucos dias são executadas as estacas secundárias, armadas e com um intertravamento de 10% a 20% do diâmetro daestaca. 
 b) Cortina de estacas tangenciais: é formada por várias estacas armadas, colocadas uma ao lado da outra. Ela é considerada como pouco deformável, mas não é impermeável. Dependendo do tipo de solo e dos procedimentos na execução, a distância entre as estacas varia de 2 cm a 5 cm (fig. 5.25.a).
 c) Cortina de estacas com espaçamento: possui apenas o número estruturalmente necessário de estacas armadas para garantir a estabilidade da contenção e, por isso, é parcialmente deformável, além de ser permeável á água. O espaçamento entre as estacas é garantido, na maior parte dos casos, com a injeção de concreto, que pode ser armado ou não. Esta injeção é feita subsequentemente à realização da escavação (fig.5.25.b). 
 5.6.3.4 Paredes diafragma 
 Paredes diafragma são construídas em fendas escavadas no subsolo em concreto de obra ou em elementos pré-fabricados, sendo que no primeiro caso o próprio solo funciona como fôrma. 
 Elas são construídas em etapas e o comprimento de cada etapa varia de 2,5 m até 7,5 m. 
 As espessuras de parede mais comuns estão entre 0,4 m e 1,2 m, embora elas possam ser executadas com espessuras de até 3,0 m. A profundidade máxima pode ser de até 100 m, mas de um modo geral não ultrapassa 50 m. 
 Existem dois tipos de paredes diafragma:
 • paredes diafragma estruturais, que são feitas com concreto armado e fazem parte do conjunto estrutural do edifício; 
 • paredes diafragma impermeáveis, que têm apenas a finalidade de impedir a penetração de água e que, por não fazerem parte da estrutura do edifício, não são executadas em concreto armado. 
 Paredes diafragma em concreto armado podem, com algumas restrições, ser executadas como impermeáveis. Entretanto, devido à descontinuidade da armadura, às juntas verticais e a outros fatores de execução, é sempre possível uma certa permeabilidade. Paredes diafragma estruturais, que possuem um dos lados em contato com o solo e o outro iado livre, como no caso de garagens subterrâneas, sofrem uma infiltração capilar, mas, mesmo assim, atendem aos requisitos necessários para este fim. 
 Apesar do alto custo por área de parede, este método pode ser considerado uma solução econômica quando integra o conjunto estrutural do edifício. 
 Paredes diafragma podem ser construídas em quase todo tipo de solo. Problemas podem ocorrer em solos muito permeáveis, que permitem a infiltração do líquido de contenção, ou em solos rochosos, que precisam ser quebrados para a abertura das fendas. 
 A execução das paredes diafragma pode ser descrita através das seguintes etapas: 
 • pré-escavação com uma profundidade de até 1,2 m a 1,5 m abaixo da superfície do terreno; 
 • construção de paredes guias em concreto de obra ou elementos pré moldados, que servem como guia para o equipamento de abertura das fendas, protegendo-as na parte superior, pois o nível do líquido de contenção costuma sofrer fortes variações e pode ocorrer a queda de terra no interior das fendas; 
 • escavação de uma etapa: a escavação das fendas é feita com uma garra apropriada para este fim, mas pode também ser executada com uma fresa. Ao mesmo tempo é feito o preenchimento das fendas com o líquido de contenção (bentonita), que como já foi mencionado, possui propriedades tixotrópicas. O líquido de contenção, além de exercer uma pressão contrária à do solo dentro da escavação, fecha os seus poros e evita, assim, o desprendimento das paredes da escavação; 
 • assim que a profundidade desejada for atingida, são introduzidos os tubos de junta (geralmente tubos de aço), garantindo a verticalidade das juntas semicirculares que se formam entre as paredes diafragma primárias e secundárias; 
 • colocação da armadura, que deve ser posicionada com a ajuda de peças de distanciamento. Para evitar que a armadura se desloque durante a concretagem, ela deve ser fixada na superfície do terreno; 
 • tratamento das juntas; 
 • concretagem submersa. A parede deve ser concretada com 0,5 m a mais que a altura planejada. Isso tem o objetivo de possibilitar o corte da parte superior da parede, onde o concreto se misturou com a bentonita; 
 • retirada dos tubos de junta, com equipamento hidráulico.