Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
MECÂNICA DOS SOLOS ENGa. DRa. MONICA MACHADO STUERMER monica.stuermer@gmail.com AULA 3 Sondagem de reconhecimento dos solos Sondagem de simples reconhecimento - SPT A investigação das propriedades mecânicas dos solos é fundamental para que sobre ele se assente uma edificação com a segurança necessária. O conhecimento do solo é condição necessária para a elaboração de um projeto racional e seguro. Sondagem é o conjunto de operações executadas com o objetivo de se obter simultaneamente os quatro requisitos básicos para a investigação do solo. Sondagem compreende: Perfuração Amostragem Relatório Alguns itens básicos de uma investigação de sondagem são: • Número mínimo de sondagens; • Localização dos furos de sondagem; • Profundidade. SONDAGENS DE RECONHECIMENTO NBR – 8036/83 Sondagem de simples reconhecimento - SPT Relatório: 1. Determinação do tipo de solo 2. Determinação da condição 3. Determinação da espessura das camadas 4. Informações sobre ocorrência de água Compacidade das areias Consistência das argilas Sondagem de simples reconhecimento – SPT Prof. Helcio Masini 6 Sondagem SPT Cravação de haste com amostrador Assessórios Sondagem de simples reconhecimento - SPT Sondagem de simples reconhecimento - SPT Sondagem de simples reconhecimento - SPT Etapas de execução: 1) Coletar amostras do solo, através da retirada de amostra deformada a cada 1 metro de profundidade; 2) Obter o nº de golpes necessários para a cravação do amostrador padrão no solo, à cada metro; 3) Obter a posição do nível d’água A obtenção do numero de golpes é bastante simples: a cada metro de profundidade, contar o número de golpes para penetrar 15 cm, em 3 sequencias, até atingir-se 45 cm. O número SPT (N) será a soma golpes necessários para penetrar os últimos 30cm Sondagem de simples reconhecimento - SPT Número mínimo de sondagens Para áreas de edificação em planta menores do que 200 m2, no mínimo 2 furos e para áreas entre 200 e 400 m2, no mínimo 3 furos. Deve ser feito um furo a cada 200 m2 de edificação em planta de até 1200 m2 e um furo a cada 400 m2 de edificação em planta para áreas entre 1200 e 2400 m2. Para áreas superiores a 2400 m2, deve ser realizado plano específico. Localização dos furos Distância máxima de 100 m entre furos. Adota- se, normalmente, de 15 a 20 m. Priorizar as posições relevantes na obra e pontos de maior carga: escadas, elevadores e reservatórios. Caso o projeto arquitetônico não esteja definido ainda, podem surgir pontos de sondagem a analisar após a definição do projeto. As sondagens não devem estar alinhadas A profundidade a ser atingida na sondagem é normalmente até a camada impenetrável, a partir de ensaios de campo usuais. Também se pode definir a profundidade, em alguns tipos de fundação, com consulta ao projetista. Sondagem de simples reconhecimento - SPT Argilas e siltes argilosos Areias e siltes arenosos Sondagem de simples reconhecimento - SPT Sondagem de simples reconhecimento - SPT 0 15 30 45 50 Resistência à Penetração N Índice de Resistência à Penetração (N) = nº de golpes necessários à cravação do amostrador 2ª e 3ª camadas. N 2 0 g o lp es 1 g o lp e 3 0 g o lp es Sondagem SPT Sondagem de simples reconhecimento - SPT AULA 4 Estudo de tensões e resistência dos solos 16 Estudo de tensões Solos são constituídos de partículas, quaisquer esforços a ele aplicados, serão transmitidos partícula a partícula, além dos suportados pela água dos vazios. Tensão Normal Tensão Cisalhante área N área T Pressão Vertical Total – é aquela que corresponde ao peso de tudo que estiver acima do ponto em estudo. Pressão neutra – é a da água intersticial nos solos saturados. Pressão vertical efetiva – é a correspondente à pressão média nos contatos entre os grãos de solo, isto é, é a parcela do peso total suportada pelos sólidos do solo. Estudo de tensões O experimento de Terzaghi Experimento de Terzaghi – analogia da esponja Estudo de tensões Se a Pressão Efetiva for negativa ou igual a 0, significa que não há pressão e nem contato entre os grãos do solo que podem se mover livremente como um fluido. Fenômeno da Liquefação das areias Areia Movediça Conclusão de Terzaghi O comportamento do solo, sua resistência, e sua deformabilidade, variam exclusivamente com a Pressão Efetiva. Isto é somente a pressão efetiva produz efeito no solo. O experimento de Terzaghi Estudo de tensões Exemplo numérico: Uma piscina tem dimensões de 10 m por 7 m, profundidade útil de 3 m e um peso de estrutura de 78 tf , escavada em um solo arenoso cujo lençol freático se encontra a 1 m de profundidade. Quando a mesma foi esvaziada para limpeza, sofreu ruptura da laje do fundo. Explicar o fenômeno e resolver o problema. Estudo de tensões AULA 5 Permeabilidade e adensamento dos solos Fonte: Bechara, 2006 O estudo da percolação de água no solo, ou seja, a permeabilidade, é importante porque intervêm num grande número de problemas práticos, tais como drenagem, rebaixamento do nível d’água, cálculo de vazões, análise de recalques e estudo de estabilidade. Permeabilidade dos solos O solo como sistema de armazenamento de água O interior da Terra funciona como um vasto reservatório subterrâneo para a acumulação e circulação das águas que nele se infiltram. Fonte: Bechara, 2006 Permeabilidade dos solos A água subterrânea é originada predominantemente da infiltração das águas das chuvas, sendo este processo de infiltração de grande importância na recarga da água no subsolo. A recarga depende do tipo de rocha, cobertura vegetal, topografia, precipitação e da ocupação do solo. Lei de Darcy (1856) ik A Q v . Q – Vazão A – Área da seção transversal ao fluxo k – Coeficiente de permeabilidade i – gradiente hidráulico “A velocidade (v) do fluxo de um líquido em um meio poroso é proporcional ao gradiente hidráulico” Permeabilidade dos solos Hidráulica dos solos Permeabilidade dos solos Depende dos seguintes fatores: • Granulometria – quanto mais fino menor a permeabilidade; • Porosidade – quanto maior a porosidade maior a permeabilidade • Estrutura de solos argilosos •Direção do fluxo – solos compactados, estratificados, ou com xistosidades •Grau de saturação •Temperatura O coeficiente de permeabilidade traduz a facilidade com que a água percola por um meio poroso, no caso, o solo. Tem unidade de velocidade [ cm/s] Hidráulica dos solos fino médio grosso fina média grossa fino médio grosso 1 1 0 2 1 0 - 4 1 0 - 3 1 0 - 1 2 0 ,0 2 ,0 6 ,0 0 ,2 0 ,6 0 ,0 2 0 ,0 6 0 ,0 0 2 0 ,0 0 6 Silte Areia Pedregulho K [ c m / s ] 1 0 - 6 1 0 - 1 0 1 0 - 7 D iâ m e tr o ( m m ) Argila Coeficiente de permeabilidade (k) x Granulometria Fonte: Moura, P. 2000 Permeabilidade dos solos De uma maneira genérica, pode-se definir compressibilidade como relação entre a variação de volume do solo e a variação do estado de tensões efetivas do mesmo. Entende-se por adensamento o processo de compressão ao longo do tempo de um solo saturado ocasionado pela expulsão de uma quantidade de água igual à redução do volume de vazios como resultado da transferência gradual do excesso de poropressão gerado pelo carregamento para a tensão efetiva. Adensamento de argilas moles Adensamento Analogia Mecânica Adensamento de argilas moles Adensamento de argilas moles Adensamento Hd = H0 / 2 para camada drenada em duas direções Hd = H0 se a é drenada em uma direção Adensamento de argilas moles Adensamento Perfil geológico simplificado da cidade de São Paulo Adensamentode argilas moles Fonte: Massad, 2003 Adensamento de argilas moles Formação dos solos da planície litorânea santista Solo de Santos Solo de Santos Solo de Santos Seca sobre um lago Super-exploração dos recursos naturais fez o chão afundar e transformou a água em artigo de luxo na cidade do México (FONTE: http://www.estadao.com.br/megacidades/cidadedomexico.shtm) Sob o sol do fim de tarde, a luz incide em finas partículas de poluição que pairam no ar seco, represadas pela cadeia de montanhas vulcânicas que cercam a Cidade do México. Formam uma densa nuvem, colorindo a maior metrópole do continente americano de um amarelo desértico. É um cenário árido demais para um antigo vale de águas. Os primeiros sinais de civilização surgiram em uma pequena ilha no centro do Lago Texcoco, o maior de cinco que formavam o Vale do México. Juntos, somavam 891 quilômetros quadrados de superfície. Sobre esse lago está hoje a cidade do México, onde cerca de 76,5% da população consome menos que os 150 litros diários de água recomendados pela OMS. A mancha urbana da região metropolitana da Cidade do México ocupa 1.926 km 2 - o dobro do aqüífero original - e avança sobre a cordilheira. Geograficamente, o Vale do México é como um vaso de barro, tendo o lago como fundo e montanhas nas laterais. A baixa porosidade faz com que o solo retenha 80% da água. Cidade do México Assim como a cidade de São Paulo, a capital mexicana cresceu à revelia das condições geográficas e à custa do esgotamento de recursos naturais, comprometendo o fornecimento de água, drenada para permitir a ocupação do solo. Esse processo tornou necessária a exploração do lençol freático, que está secando. O esvaziamento do subsolo e a perfuração de 6 mil poços fazem o solo ceder e a cidade afundar cerca de 10 cm por ano. O arquiteto Alfonso Iracheta resume: "Hoje, 20 milhões de moradores têm de abrir uma garrafa plástica para beber água. É uma cidade lacustre que corre o risco de morrer de sede." O esgotamento dos lagos obriga a exploração de fontes distantes da capital, que precisam ser bombeadas a mil metros de altura, a um custo de R$ 201 milhões por ano, consumindo energia suficiente para abastecer as cidade d e Guadalajara e Monterrey, onde vivem 8 milhões de pessoas. “ A Cidade do México já foi a Veneza das Américas", explica a engenheira Maria Perevochtikova. Os espanhóis viam os lagos como um perigo. A água parada poderia provocar contaminações, além de enchentes. Em 1789, abriram uma fenda na cordilheira, o Tajo de Nochistongo, para drenar a água. Desde então, os sistemas de drenagem foram sendo ampliados no ritmo da expansão urbana, a custos econômicos e ambientais altíssimos. Mas a metrópole ainda sofre com enchentes. C I D A D E D O M É X I C O A torre de pisa Por ter sido construída sobre um terreno de argila mole, pouco firme para sustentar uma edificação daquele porte, quando do início da torre, em 1173, seus três primeiros andares mal tinham acabado de ser erguidos e notou-se uma ligeira inclinação, devido ao afundamento do terreno e ao assentamento irregular das fundações. O engenheiro encarregado do projeto, Bonnano Pisano, tentou compensar a inclinação construindo os demais cinco andares ligeiramente mais altos do lado em que a estrutura pendia para baixo - mas o excesso de peso só fez a torre afundar ainda mais! A torre de pisa A construção só terminou na segunda metade do século XIV e, ao longo dos séculos, foram feitas várias tentativas de aprumar a estrutura de oito andares, mas de nada adiantaram. No século XX, a torre passou a se inclinar cerca de 1,2 milímetro por ano. Quando essa pendência em relação ao eixo chegou a 4,5 metros, em 1990, ela foi fechada ao público, sob risco de desmoronar. Desde então, várias propostas foram feitas para salvar a torre, até que uma delas, formulada por uma comissão de 14 especialistas, foi finalmente escolhida. Os trabalhos começaram em 1997 : tirar, aos poucos, terra do lado inclinado e reforçar a fundação com placas de chumbo para evitar qualquer perigo de desmoronamento enquanto o trabalho era realizado e injetar cimento no solo sob a torre. A obra consumiu 25 milhões de dólares e só terminou em junho de 2001, reduzindo em 40 centímetros a inclinação da torre, que foi reaberta ao público em 15 de dezembro do mesmo ano. AULA 6 Terraplenagem e Compactação de solos 43 Terraplenagem e Compactação de solos Cortes 1. Classificação do material a ser escavado 1ª categoria: pode ser executado com equipamentos convencionais. (scraper, escavadeira hidráulica, pá carregadeira). Terraplenagem e compactação dos solos Prof. Helcio Masini 44 Terraplenagem e Compactação de solos Cortes 2ª categoria precisa ser destorroado antes de ser cortado ( escarificador, trator de esteira) Terraplenagem e compactação dos solos 3ª categoria : (rochoso) precisa ser desmontado a fogo antes do corte 2. Ocorrência de lençol freático Material argiloso: pode ser feita a escavação e em seguida o sistema de drenagem subterrânea (drenos cegos). Terraplenagem e compactação dos solos Cortes Terraplenagem e compactação dos solos Rebaixamentos definitivos de do nível d’água do aqüífero devem ser avaliados em um Relatório de Impacto Ambiental (RIMA). Material arenoso: não podem ser escavados em presença de água, sendo necessário executar primeiro o rebaixamento do lençol freático. Terraplenagem e compactação dos solos Rebaixamento de lençol freático – sistema de ponteiras 48 Terraplenagem e Compactação de solos Rebaixamento de lençol freático – sistema de ponteiras Terraplenagem e compactação dos solos 49 Terraplenagem e Compactação de solos Terraplenagem e compactação dos solos Terraplenagem e Compactação de solos Rebaixamento de lençol freático – sistema de ponteiras Terraplenagem e Compactação de solos Aterros Os aterros devem ter sua execução precedida de limpeza geral, roçada e capina, remoção da camada de solo vegetal, e de todo e qualquer entulho ou detritos, em toda a área a ser aterrada; Na presença de lençol freático fazer rebaixamento ou lançar material drenante (granular) como base do aterro; Em encostas escalonar o terreno natural para melhor encaixe do aterro Os aterros devem ter seu lançamento em camadas cuja espessura esteja compreendida entre 20 e 25 cm. Terraplenagem e compactação dos solos Terraplenagem e Compactação de solos Aterros A compactação deve ser realizada com o uso de rolos compactadores: pé de carneiro para solos argilosos liso com vibração para os solos arenosos Para áreas reduzidas existem equipamentos menores. Terraplenagem e compactação dos solos Aterros Controle de Qualidade da Compactação em Laboratório Ensaio de Proctor ou de Compactação Normal, Intermediário ou Modificado Peso específico seco máximo do solo (gdmáx) Teor de umidade ótima do solo (Wót) As funções principais da compactação são: diminuir a compressibilidade do solo diminuir o volume de vazios do solo diminuir a permeabilidade do solo aumentar a resistência do solo Terraplenagem e compactação dos solos Terraplenagem e Compactação de solos Aterros Controle de Qualidade da Compactação no Campo A camada será aceita se GC e DW atenderem às especificações de projeto, em geral : Método de Hilf Determina-se gdcampo e Wcampo de cada camada compactada Grau de Compactação Desvio de umidade dmáx dcampo GC g g ótcampo www D %95GC %2Dw Terraplenagem e Compactação de solos Terraplenagem e compactação dos solos Terraplenagem e Compactação de solos Volumes de Corte e Aterro Fatores de Redução e Empolamento Fator de Empolamento (FE) FE 1,2 a 1,4 FR 0,7 a 0,9 Fator de Redução (FR) FEVV Ctransp . FRVVca . Terraplenagem e compactação dos solos Terraplenagem e compactação dos solos Deve-se proteger a superfície dos taludes contra erosão; Sempre que possível, reservar solo argiloso para a cobertura dos aterros, compactando uma camada selante nas saias e patamares; A proteção superficial mais comum, eficiente e econômica é a vegetação rasteira ( grama); Deve-se evitar planos inclinados muito extensos onde a água possa correr com velocidade elevada, através da utilização de canaletas e sistemas de drenagem; Proteção superficial dos taludes Os sistemas de drenagem superficial devem afastar a água que incide sobre o talude evitando sua infiltração. Compactação de aterros Compactação de aterros Retaludamento São Bernardo - SP Retaludamento São Bernardo - SP Retaludamento São Bernardo - SP Retaludamento São Bernardo - SP AULA 7 Movimento de massas de solo e contenções Movimento de massas de solo Os movimentos de massas de solo são classificados em 3 grandes grupos: Escoamentos, Subsidências e Escorregamentos Estabilidade de Taludes e Encostas Rastejo : Movimento lento, de limites indefinidos Estabilização por drenagem profunda e impermeabilização superficial Corrida: Movimento rápido de terra, areia ou lama Formam a “língua” 1. Escoamentos : Movimentos contínuos – superfície de ruptura indefinida Estabilidade de encostas e taludes “Em Maio de 1998, 119 pessoas morreram na cidade de Sarno, sul da Itália, em correntes de lama que se seguiram a chuvas diluvianas nas ruas da localidade.” Fonte: http://www.europarl.europa.eu Corrida de lama Corrida de lama Taiwan agosto 2009 “Um deslizamento de terra provocado pela passagem do tufão Morakot atingiu um povoado no sul de Taiwan e soterrou escolas, residências e centenas de pessoas sob toneladas de lama e destroços “ Fonte: http://www.parana-online.com.br/editoria/mundo/news/389561 Estabilidade de encostas e taludes Corrida de lama Santa Catarina / 2009 FONTE: www. jornalismob.wordpress.com/2008/11 Osasco 2009 Fonte: http/img.estadao.com.br/fotos/27/0C/DE/ http://jornalismob.wordpress.com/2008/11/ http://jornalismob.wordpress.com/2008/11/ http://jornalismob.wordpress.com/2008/11/ Estabilidade de Taludes e Encostas 2. Subsidências : Deslocamento com componente principal vertical Recalques (lento); Desabamentos (rápidos) Estabilidade de Taludes e Encostas Estabilidade de encostas e taludes Joinville, 2008 Subsidência: Cajamar – SP 1986 “ ruídos semelhantes a trovoadas e explosões foram ouvidos nas imediações do local do colapso, que ocorreu por volta das 9:00 h, configurando, no fim da tarde, uma cratera de 10 m de diâmetro e 10 m de profundidade. Casas com trincas recentes, provavelmente síncronas ao colapso, foram detectadas a mais de 400 m do local. Em dezembro a cratera atingiu 32 m de diâmetro por 13 m de profundidade, e estabilizou-se. Estabilidade de encostas e taludes A própria origem do bairro Lavrinhas liga-se ao contexto geológico, tendo surgido no início do século XX em decorrência da exploração de pedreiras de calcário da região.” Soluções adotadas: Evacuação da população dos bairros Lavrinhas e Vila Branca e a interrupção temporária dos bombeamentos da água subterrânea na área, enquanto que os permanentes foram sintetizados numa proposição de zoneamento de risco, para o qual se estabeleceram diretrizes de implantação. Adicionalmente, foi efetuado um estudo que indicou áreas geotecnicamente mais seguras para o reassenta mento da população desalojada. A área atingida, urbanisticamente recuperada, é hoje ocupada pela praça pública Alfredo Sória, não se constatando mais evidências de novas movimentações, após quase 19 anos de sua existência. Fonte: Geólogo Álvaro Rodrigues dos Santos- prefeitura de Cajamar in: http://www.cajamar.sp.gov.br/index.php?pagina=buraco&categoria=munic ipio Cajamar – SP Colapso e subsidência Rompimento adutora SP - 2005 “O rompimento de uma adutora localizada na rua João Ramalho, em Perdizes, deixa cerca de 70 mil pessoas sem água nesta quarta-feira. Segundo a Sabesp, não há previsão para a normalização do abastecimento. Os bairros afetados são Perdizes, Barra Funda, Pompéia, Água Branca e parte do Pacaembu. A adutora rompeu por volta das 2h30 e abriu uma cratera na rua João Ramalho, esquina com rua Minerva. Um táxi que estava estacionado na rua quase foi engolido pelo buraco. Segundo a CET, o trecho está interditado para os serviços de reparo. O motorista segue por um desvio.” Fonte: http://ultimosegundo.ig.com.br/brasil/2008/05/26/acidente_na_marginal_tiete_deixa_vitima_fatal_1326268.html Subsidência – SP Ruptura de galeria 26/02/2009 “Parte do solo afundou no cruzamento entre as ruas Peixoto Gomide e Estados Unidos, no Jardim Paulista, em São Paulo (SP), nesta quarta-feira, abrindo um buraco de cerca de 1,5 m de diâmetro sobre uma galeria. O incidente aconteceu após a chuva que afetou a capital. Segundo a subprefeitura de Pinheiros, uma equipe do setor de obras começou a fazer reparos no local na manhã desta quinta- feira, após ter recebido reclamações de moradores. Além da chuva, a provável causa do solapamento seria a idade da galeria, informou o órgão. Uma das faixas da via foi interditada para as obras. Segundo a Companhia de Engenharia de Tráfego (CET), não havia ocorrências de lentidão acima do normal nesta tarde. A previsão é de que o trecho seja liberado até as 12h desta sexta-feira, de acordo com a subprefeitura.” Fonte: http://www.plugmania.com.br/?pg=ler&id=2032&n=noticias Guatemala, 2010 https://br.groups.yahoo.com/neo/groups/ciencialist/conversations/topics/76706 Uma cratera com 30 m metros de profundidade e 20 metros de diâmetro se formou na cidade da Guatemala. Chuvas intensas e redes de esgoto rompidas erodiram o terreno, provocando enormes cavernas subterrâneas até que o topo cedeu. O solo da região é composto a uma profundidade de centenas de metros por uma espécie de pedra-pome compactada, rocha vulcânica de densidade muito baixa, frágil, que se desfaz facilmente com água. Enquanto a erosão cárstica comum que forma dolinas ocorre com águas de chuva naturais dissolvendo rocha calcária, o que ocorre na Guatemala é que a água de tubulações artificiais, esgotos, erodindo um solo que não é calcário. “Parece- se com uma dolina sim”, “mas não existe um termo geológico preciso para o mecanismo que formou o buraco”. Pesquisadores da Defesa Civil descobriram uma “zona fraturada” próxima à parede da cratera, uma fenda, comprovando a erosão do solo. Estabilidade de Taludes e Encostas Movimentos de taludes e encostas - Classificação 3.Escorregamentos: Movimentos de curta duração, com superfície de ruptura bem definida. Translacionais = cunha plana Rotacionais = cunha circular Estabilidade de Taludes e Encostas Estabilidade de encostas e taludes Escorregamentos translacional Joinville, s/d BR 282 – SC - dez 2008 – escorregamento causado pelas chuvas norte da Europa Escorregamentos rotacionais Escorregamento rotacional Como concisa diretriz, podemos entender que está colocado o seguinte desafio à arquitetura e ao urbanismo brasileiros: usar a ousadia e a criatividade para adequar seus projetos à Natureza, ao contrario de burocraticamente pretender adequar a Natureza a seus projetos. *Álvaro Rodrigues dos Santos é Ex- Diretor de Planejamento e Gestão do IPT e Ex-Diretor da Divisão de Geologia O fato é que, ao lado das deficiências crônicas de nossas políticas habitacionais, o que acaba obrigando a população mais pobre a buscar solução própria de moradia em áreas geologicamente problemáticas, não possuímos no país uma cultura técnica arquitetônica e urbanística especialmente dirigida àocupação de terrenos de acentuada declividade. Isso se verifica tanto nas formas espontâneas utilizadas pela própria população de baixa renda na auto-construção de suas moradias, como também em projetos privados ou públicos de maior porte e perfeitamente regulares que contam com o suporte técnico de arquitetos e urbanistas. Em ambos os casos, ou seja, no empirismo popular e nos projetos mais elaborados, prevalece infelizmente a cultura técnica da área plana. Isto é, através de cortes e aterros obtidos por operações de terraplenagem obsessivamente busca-se produzir os platôs planos sobre os quais irá ser edificado o empreendimento. Esse tem sido o cacoete técnico que está invariavelmente presente na maciça produção de áreas de risco a deslizamentos nas cidades brasileiras que, de alguma forma, crescem sobre relevos mais acidentados. É imperiosa a necessidade da arquitetura e do urbanismo brasileiro incorporarem em sua teoria e sua prática os cuidados com as características geológicas dos terrenos afetados. Essa nova cultura automaticamente levaria a uma mais estreita colaboração entre Arquitetura, Geologia e Geotecnia. Escorregamentos rotacionais Escorregamentos rotacionais Deslizamento Rio de Janeiro – out 2007 “Rio de Janeiro - O deslizamento de cerca de 1,5 mil toneladas de terra de uma encosta entre as galerias do Túnel Rebouças, um dos principais do Rio de Janeiro, que liga a zona norte à zona sul, interrompeu o trânsito no trecho de quase 2,8 quilômetros de extensão. Os reflexos foram sentidos em quase toda a cidade. Chove forte desde a noite de ontem no Rio, complicando ainda mais a situação. Fonte: “http://www.agenciabrasil.gov.br/noticias/2007/10/24/materia.2007-10- 24.3081450754/view Deslizamento Rio de Janeiro – out 2007 “Aquilo não é um deslizamento comum. Tem características de desmonte hidráulico. A água sob pressão, como a que passa em tubulações, pode movimentar grandes porções de terra.” Fonte : http://www.peabirus.com.br/redes/form/post?pub_id=7791 “o secretário municipal de Obras, Eider Dantas, informou que parte do relatório da Geo-Rio sobre as causas do deslizamento de terra no túnel Rebouças está pronta. O laudo responsabiliza um vazamento numa tubulação da Cedae pelo problema. A afirmação só colocou mais lenha na fogueira e uma discussão entre o secretário e o presidente da Cedae, Wagner Victer, que começou na semana passada. “Um canteiro de obras da futura estação Pinheiros da linha 4-amarela do metrô, na zona oeste de São Paulo, desabou na tarde de sexta-feira, 12. O acidente, de acordo com as construtoras responsáveis pela obra, ocorreu devido à instabilidade do solo da região, agravada pelas fortes chuvas que atingiram a cidade dias antes. “ Fonte: http://www1.folha.uol.com.br/folha/cotidiano/ult95u130487.shtml Desabamento metrô Pinheiros –SP 12/01/2007 Metrô – marginal Pinheiros O fosso era usado como acesso de funcionários e equipamentos à obra do Metrô. Do fosso, partem dois túneis: um segue por baixo do Rio Pinheiros; o outro vai para o Centro. Foi a partir desse segundo túnel que a estrutura, inaugurada há um ano, começou a desabar. O gerente da linha 4 do metrô admitiu que o solo do terreno, localizado próximo ao Rio Pinheiros, é "difícil". "Nós sabíamos e confiamos em todo projeto", disse. Segundo ele, obras de túneis do Metrô estão sempre sujeitas a pequenos deslocamentos verticais de terra. Na tarde deste sábado, o gerente de engenharia do Metrô de São Paulo, Ricardo Leite, já havia reconhecido o rebaixamento de nível no teto do túnel e lamentou que as providências para contê-lo "não tenham chegado a tempo". Depois de os engenheiros avaliarem a situação, os funcionários da obra chegaram a preparar a colocação de barras de suporte, mas não conseguiram concluir o serviço a tempo até as 15h de sexta-feira (12), momento do acidente. Um funcionário que trabalha na obra da Linha 4 do Metrô de São Paulo afirmou à TV Globo que, na noite anterior ao acidente, o túnel próximo à futura Estação Pinheiros apresentava rachaduras. De acordo com o funcionário, que falou sob condição de anonimato, as falhas foram cobertas com concreto. De acordo com o Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura e Agronomia de São Paulo (CREA-SP), a natureza frágil do solo às margens do Rio Pinheiros é a razão mais provável de acidente. O solo, típico de uma área de várzea, pode ter ficado ainda menos firme com a chuva intensa nos últimos meses na cidade. Metrô – marginal Pinheiros Tipo de solo favorece acidentes Fabio Mozitelli,, Diário de São Paulo ...” De acordo com o especialista no assunto, Roberto Kochen, diretor do Instituto de Engenharia (IE) e professor da Poli, USP, há duas formações geológicas diferentes no local do acidente: argila e rocha gnaisse” ... “ è uma região de transição de solo e , nas bordas de transição sempre há mais riscos porque não há uma forma única de se fazer a escavação”... “ A obra da linha 4 é um pouco mais complexa do que as outras em termos de engenharia. Primeiro toda a linha é subterrânea, além disso, há diferenças de solo...” Tailândia- 2006 “As enchentes ocorrem no início do período chuvoso na Tailândia, que deve durar até outubro. Mas os três dias consecutivos de chuva forte que atingiram a região são bastante incomuns, segundo autoridades locais. Acredita-se que muitas das vítimas tenham sido levadas pela água ou tenham morrido soterradas em deslizamentos de terra.” Fonte: http://www.bbc.co.uk/portuguese/noticias/story/2006/05/060524_ta ilandiaenchentesba.shtml Santa Maria – RS out/2008 Foto: Fernando Ramos/Diário de Santa Maria/Ag.RBS http://g1.globo.com/Noticias/Brasil/foto/0,,15779281-EX,00.jpg http://g1.globo.com/Noticias/Brasil/foto/0,,15779281-EX,00.jpg http://g1.globo.com/Noticias/Brasil/foto/0,,15779281-EX,00.jpg Quick clay - Suécia Japão, 1964 –terremoto em solo arenoso AULA 8 Contenções Contenções – Empuxo de terra Contenções – Empuxo de terra A Defesa Civil interditou na quarta-feira (16/09), por risco de desabamento, seis imóveis na Vila Madalena depois que a varanda de um deles ruiu no final da tarde. O acidente pode ter sido provocado pelo trabalho de operários em um terreno vizinho, que está sendo preparado para a construção de um edifício. Os imóveis interditados estão numa área de declive e ficam acima do local que receberá o prédio. Moradores disseram que tratores derrubaram no início da tarde de ontem paredes de concreto erguidas junto às pilastras, o que faz a Defesa Civil suspeitar de imperícia do responsável pela obra. O coordenador da Defesa Civil da Subprefeitura de Pinheiros disse que, provavelmente, o revolvimento da terra fez o terreno ceder e provocar a queda das pilastras. “Os construtores deveriam ter tomado mais cuidado com a movimentação de terra”. Ele diz que seria necessário construir um muro de arrimo para evitar o risco de desabamento no local. FONTE: http://www1.folha.uol.com.br/folha/cotidiano/ult95u625220.shtml CONTENÇÕES Varanda desaba e 6 imóveis são interditados na Vila Madalena (17/09/2009) Contenções Contenções Contenções Contenções Contenções Contenções Contenções Perfis metálicos Perfis metálicos, em geral em “I”, com grande inércia, que suportam o terreno em balanço ou com estroncas ou tirantes quando necessário Perfil metálico Muro de arrimo e gabiões Muro de arrimo em gabião Muro de arrimo em gabião Muro de arrimo em gabião Contenção tipo Bolsacreto Contenção tipo rimobloco www.terraarmada.com.br/imgs/projetos/ a armada” em encontro de viaduto PA Contenção tipo terra armada http://www.terraarmada.com.br/imgs/projetos/Contenção tipo terra armada Contenção tipo terra armada Cortina Atirantada São muros delgados de concreto, com espessura entre 20 e 30 cm, contidos por tirantes protendidos verticais ou subverticais. Suportam grandes alturas e são empregados em quase todos os tipos de terreno. Rodovia Piaçagüera Guarujá Geosonda S.A Serviços de engenharia http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://4.bp.blogspot.com/ Componentes do tirante Tirantes Execução de tirantes Parede diafragma Parede diafragma Parede diafragma AULA 9 Geotecnia e Ocupação urbana Quando falamos em degradação do meio ambiente sempre lembramos da água, do ar, das florestas e muitas vezes esquecemos do solo, que é um importante recurso natural e não renovável. “O solo demora para nascer, não se reproduz e morre facilmente” Valmiqui Costa Lima erosão do solo desagregação, arrastamento (transporte) e a deposição de componentes do solo, pelas águas ou pelo vento, causando gradativo empobrecimento do solo e ainda assoreamento de corpos hídricos, comprometendo abastecimento de água e agravando inundações erosão do solo A erosão urbana é um dos principais problemas geoambientais que afetam as cidades. Podendo assumir proporções assustadoras, engolem ruas, guias e sarjetas, assoream córregos, e reservatórios de água. A ocupação intensa e desordenada de terrenos em áreas de alto potencial de erosão aumentam o potencial de voçorocas e muitas vezes, essas crateras acabam se tronando depósitos de lixo Principais causas de erosão urbana: Retirada da cobertura vegetal Praticas de parcelamento de solo inadequadas Construção de moradias em encostas Drenagem inadequada dos terrenos Falta de manutenção de infra estrutura urbana Possíveis soluções: Manutenção de áreas verdes e revegetação de áreas desmatadas Planejamento urbano integrado ao mapeamento geoambiental Obras de controle de erosão e recuperação de áreas degradadas Fiscalização pública efetiva Educação ambiental erosão do solo Voçoroca Bauru – fonte: IPT PASSIVO AMBIENTAL “Obrigações contraídas pela empresa decorrente de compra de ativos ambientais, de elementos consumidos durante o processo de produção e aqueles provenientes de penalidades impostas às organizações por infração à legislação ambiental, por danos ao meio ambiente e à propriedade de terceiros”. Fonte: www.geodinamica.no.sapo.pt/html/pagesgex/imagensrios/image3_31.htm Fonte: Stuermer,M.M.(2008) Áreas de várzeas As várzeas, zonas planas, pantanosas, que ocorrem às margens dos rios, são produzidas pelas enchentes. Quando o rio extravasa sua calha, ocupa as margens, carregado de sedimentos que se depositam. A repetição do processo ao longo dos anos torna o relevo das margens plano. Os solos das várzeas,devido a sua origem diversa quanto a granulometria, composição mineralógica e conteúdo de matéria orgânica, apresentam diversas limitações de uso. As várzeas, embora estejam com menor freqüência sob as águas, fazem parte dos cursos naturais, tanto quanto a sua calha principal. As várzeas têm a potencialidade de contribuir para a melhoria da qualidade da água e do ar, a manutenção de espaços abertos, a preservação de ecossistemas importantes Fonte:DIRETRIZES BÁSICAS PARA PROJETOS DE DRENAGEM URBANA NO MUNICÍPIO DE SÃO PAULO FCTH Prefeitura do Município de São Paulo, 1999 Zoneamento das Várzeas Zona 1 : Leito menor, área de escoamento rápido – deve ser totalmente desempedida Zona 2: Leito maior – área de inundação com significativa parcela da vazão - área de alta restrição (parques e construções adequadas) Zona 3: área de inundação com águas praticamente paradas – construções à prova de inundações Zona 4: áreas seguras (para T = 100 anos p.ex.) - controle de erosão – reservatórios de controle de cheias – áreas de infiltração 3 2 1 4 4 Fonte: Stuermer,2008 Geologia do Município de são Paulo O sítio urbano da Região Metropolitana de São Paulo está localizado em sua maior parte no Planalto Paulistano. Esta área, de aproximadamente 5.000 km2, possui altitudes que variam de 720 metros, nas planícies aluviais (várzeas) do Rio Tietê e seus afluentes, a 900 metros, nas áreas de contato com as bordas cristalinas das serras da Cantareira, ao norte, e do Mar, ao sul (Ab’Saber, 2007). Geologia de São Paulo Mapa de relevo e geologia do Município de São Paulo 1650 - Vista do Vale do rio Tietê a partir do encontro com o Jurubatuba (atual Pinheiros) Fonte: Aziz Ab’ Saber. Revista Veja, 1995, appud ALVIM, 2003. Geomorfologia do Município de São Paulo Geomorfologia do Município de São Paulo Limite das várzeas no Município de São Paulo Principais formações geológicas e suas características geotécnicas 1 - depósitos aluviais - ocorrem ao longo das várzeas dos rios e córregos do município, destacando-se as planícies dos rios Tietê, Pinheiros e Tamanduateí. Principais problemas na ocupação: - áreas mais sujeitas à inundação - recalques devido ao adensamento de solos moles - lençol freático raso. 2 - Sedimentos terciários - se estendem por toda a área central do município, sendo o espigão da Paulista sustentado pela Formação S. Paulo, e em manchas isoladas ao sul, entre as represas Guarapiranga e Billings, ao norte, na região de Santana ,a leste, ao longo de toda a margem esquerda do Tietê nos bairros de Itaim Paulista, Ermelino Matarazzo, Cangaíba, Penha e Tatuapé e a sudeste no Ipiranga e Sacomã. Principais problemas na ocupação : - recalque diferencial na camada mais superficial de argila porosa - dificuldades de escavação, tanto nos solos superficial como nos sedimentos desta unidade. Principais formações geológicas e suas características geotécnicas 3 – Rebordo granítico 3.1 Região norte, sustentando a Serra da Cantareira e ao sul, em corpos isolados: Problemas quando da ocupação: - instabilização de blocos e matacões; dificuldade de escavação e cravação de estacas. - Apresentam potencialidade média para escorregamentos, agravados em áreas com declividades superiores a 60% e em aterros lançados. São solos erodíveis. 3.2 Em Perus (porção noroeste da cidade) : Os principais problemas associados à ocupação de maciços de solos desta unidade são: - escorregamentos de aterros constituídos por solos siltosos e micáceos, por dificuldade de compactação; instalação de processos erosivos intensos em cortes (solo exposto) e aterros lançados de filitos e xistos; baixa capacidade de suporte de solos, devido a presença de argila expandida. 3.3 Rochas mais antigas situadas na área do município: A) extremo sul do município e as regiões de Campo Limpo e Ipiranga - gnaisses graníticos B) porção leste em Itaquera, São Mateus e Guaianaze - xistos, mica-xistos, filitos , quartzitos Os principais problemas associados à ocupação de maciços de solos desta unidade são: - escorregamentos de taludes de corte e aterro, nas áreas de gnaisses e migmatitos; erosão intensa, baixa capacidade de suporte e dificuldade de compactação nos solos de alteração dos gnaisses e migmatitos - baixa capacidade de suporte, dificuldade de compactação de solos de alteração de mica-xistos e filitos, além de escorregamentos de aterros lançados em encosta Principais formações geológicas e suas características geotécnicas A incrível tragédia geotécnica/ambiental das Zonas de Expansão Urbana da Metrópole Paulistana Álvaro Rodrigues dos Santos (2008) “É assombroso as despesas com os faraônicos e intermináveis serviços de desassoreamento de córregos , rios , galerias, bueiros, canais, piscinões , comumente entulhadas por sedimentos oriundos da erosão, e às graves conseqüências econômicas e sociais das enchentesagravadas por todo esse terrível processo. (95% do assoreamento, em peso, corresponde a sedimentos dos processos erosivos). Com o crescimento explosivo após a metade do século XX, os terrenos mais periféricos, de relevo mais acidentado e com solos extremamente erosíveis, vêm sendo ocupados sem nenhum critério técnico. A expansão urbana vem se apoiando na produção artificial de áreas mais planas através de intensas e extensas terraplenagens, expondo cada vez mais os solos frágeis, em uma prática nociva e nada criativa do ponto de vista técnico, pela qual se privilegia a adaptação dos terrenos aos projetos ao invés de adequar os projetos às características naturais dos terrenos. Do ponto de vista social, é importante considerar que hoje uma família de baixa renda (até 3 ou 4 salários mínimos) somente consegue moradia que caiba em seu orçamento com alguma combinação entre as seis seguintes variáveis: distância, periculosidade, insalubridade, desconforto ambiental, precariedade construtiva e irregularidade fundiária.“ A Represa do Guarapiranga, que abastece cerca de 3 milhões de pessoas tem sofrido processo de degradação há anos, em função de loteamentos clandestinos, desmatamento e lançamento de esgotos. "Alguns trechos estão sofrendo rápido assoreamento, possivelmente em resposta às oscilações do volume de água contido no manancial e aos efeitos antrópicos sofridos pelo solo", diz a bióloga Iracema Schoenlein-Crusius. FONTE: www//revistapesquisa.fapesp.br/?art=607&bd=1&pg=1&lg A Represa do Guarapiranga "O perfil da fertilidade do solo, associado à baixa umidade e às características climáticas da região, podem levar à salinização, erosão e, conseqüentemente, a eutrofização (acúmulo de fósforo e nitrogênio) do manancial.“ REINALDO JOSÉ LOPES da Folha de S.Paulo ( 2008) levantamento feito com centenas de imagens aéreas e de satélite da represa Billings, sugere que em 50 anos, segundo a ONG Proam (Instituto Brasileiro de Proteção Ambiental), 60% da capacidade de armazenamento da represa estaria comprometida, e em menos de um século ela poderia deixar de existir, se as tendências atuais forem mantidas. Segundo Carlos Bocuhy, presidente do Proam, o risco maior recai sobre os diversos braços da represa, que são os que mais têm sofrido o avanço do assoreamento nas últimas décadas. “Outro problema que o assoreamento e a poluição da represa exacerbam é o chamado "bloom" (florescimento, em inglês) de algas microscópicas. Billings pode "encolher" 60% em 50 anos Aterro do Flamengo - RJ 1961 - 1965 Dimensões da área: 1.301.306 m2 Projeto arquitetônico: Affonso Eduardo Reidy Projeto paisagístico: Roberto Burle Marx O projeto de urbanização envolve amplas pistas para o escoamento do tráfego, alargando as principais artérias do Flamengo, Catete, Glória e Botafogo, diversas áreas de lazer, três passagens subterrâneas e cinco passarelas de acesso a praias e parques. O aterro propriamente dito é feito com material proveniente do desmonte de diversos morros (Castelo, Santo Antônio). . Fonte:http://www.itaucultural.org.br/aplicExternas/enciclopedia_IC/index.cfm?fuseaction= marcos_texto&cd_verbete=3967 A Prefeitura de São Paulo incentivou a ocupação desordenada no Jardim Pantanal -zona leste - informam Evando Spinelli e Laura Capriglione em reportagem publicada nesta sexta- feira na Folha. A rua Capachós, por exemplo, foi asfaltada recentemente. Recebeu um CEU no ano passado e um novo conjunto habitacional. Os moradores dizem que as inundações no local aumentaram desde as "melhorias" feitas pelo poder público. Havia campos de futebol onde foram construídos o CEU e o conjunto habitacional --hoje há cimento e impermeabilização. A rua valorizou até 187% na planta genérica de valores, que a prefeitura usará como base para o cálculo do IPTU de 2010. . 18/12/2009 - 08h43 Prefeitura incentivou ocupação no Jardim Pantanal http://www1.folha.uol.com.br/folha/cotidiano/ult95u668375.shtml Segundo o subprefeito de São Miguel Paulista, Milton Persoli, a valorização se deve ao fato de a região ter recebido investimentos públicos. Um condomínio particular está sendo construído na mesma rua --até parece que a lógica é a de povoar a várzea. De acordo com o subprefeito, 60% de todas as famílias que vivem na várzea do Tietê estão irregulares e ao menos 7.500 serão removidas. Ele não soube dizer para onde serão levadas MORRO DO BUMBA – RJ Qui, 08 Abr 2010, 09h00 RIO - O local onde aconteceu o deslizamento de terra no Morro do Bumba, em Niterói, abrigou, de 1970 até 1986, o segundo lixão de Niterói, no bairro Viçoso Jardim. Com a desativação do lixão no Morro do Bumba, foi proibida a ocupação do local, mas aos poucos, por falta de fiscalização, foram construídas pequenas casas de alvenaria. Em vez de reprimir a ocupação irregular do antigo lixão, o poder público acabou por incentivar a invasão. FONTE: http://br.noticias.yahoo.com/s/08042010/830 Foi no Morro do Bumba que a Cedae, no governo Leonel Brizola, fez sua primeira grande obra de saneamento em Niterói, levando para o local, de helicóptero, uma caixa de água para os moradores Logo depois, o Bumba recebeu o programa Uma Luz na Escuridão. Mais tarde, a prefeitura construiu uma escola municipal e levou o programa Médico de Família. O local ganhou uma grande quadra poliesportiva, uma creche e outros equipamentos públicos. Aterros Sanitários em São Paulo Aterro São João Fonte: http://www.gasnet.com.br Aterro Bandeirantes Fonte: http://www.google.com.br “inventário de resíduos sólidos do Estado de São Paulo de 2000” CETESB (2002) Os aterros se localizam, em sua maioria na zona leste e nas bordas da cidade. No entanto, quase todas as áreas ocupadas por aterros sanitários, se encontram hoje em regiões com densa urbanização e escassez de vegetação. Alguns vêm sendo ocupados de forma ilegal e apresentam problemas pela urbanização irregular. Na zona norte, o aterro do Jardim Damasceno, após desativação foi transformado em área de esportes, mas foi invadido e hoje virou uma favela. Os moradores contam que quando passam os ônibus pela ruas as casas trepidam: O aterro Carandirú também encontra-se tomado por ocupações irregulares e a favela instalada neste local já sofreu quatro incêndios, sem causa definida (Folha de São Paulo, 09/12/2001). Localização esquemática dos aterros desativados no Município de São Paulo (Stuermer, 2008) Essas áreas que não fazem parte da lista das áreas de "atenção permanente" da prefeitura, e não sofrem avaliação do potencial de risco, tais como: incêndios, explosões, rachaduras e desabamentos por instabilidade do solo e reacomodação da massa de lixo. De Leo (2006) afirma que mesmo tendo sido desativados há quase vinte anos, os aterros sanitários da cidade de São Paulo ainda continuam contaminando as áreas vizinhas e expondo a população a riscos, em função do chorume e do gás metano produzido pela decomposição do lixo. AULA 10 Fundações Fundações CONCEITO A fundação é o elemento que faz a ligação entre a estrutura e o solo que a sustenta e tem como função suportar as cargas e distribuí-las de maneira satisfatória no solo. Essa distribuição não deve produzir tensões excessivas ou não homogêneas no solo a qualquer profundidade sob a fundação. Considera-se excessiva qualquer tensão que possa provocar uma ruptura na massa de solo em que a fundação se apóia, bem como inclinações e recalques apreciáveis do conjunto estrutural, ou ainda tensões que produzem recalques desiguais na estrutura, provocando fissuras ou avarias. A fundação deve atender coeficientes de segurança contra rupturas, fixados por normas técnicas, tanto no que diz respeito à resistência dos elementos estruturaisque a compõem, quanto às do solo que lhe dá suporte. Quanto à funcionalidade, deve garantir deslocamentos compatíveis com o tipo e finalidade a que se destina a estrutura.Os recalques devem ser estimados, na fase do projeto, num trabalho conjunto entre as equipes que calculam a estrutura e a fundação. No que se refere à durabilidade, uma fundação deve apresentar vida útil no mínimo igual à da estrutura, sendo necessário um estudo minucioso das variações de resistência dos materiais constituintes da fundação, do solo e das cargas atuantes ao longo do tempo. Fundações Fundações rasas: Quando o mecanismo de ruptura prolonga-se até a superfície do terreno (figura 1a). Fundações profundas: Quando o mecanismo de ruptura não atinge a superfície (figura 1b). Admitindo o embutimento da fundação no terreno como a distância “D” e a menor dimensão da fundação como “B”, a fundação poderá ser considerada profunda quando: Blocos – elemento de concreto simples tronco-cônico ou piramidal, dimensionado para resistir a tensões de tração sem auxílio de armaduras; Sapatas – de menor altura que o bloco, utiliza-se de armaduras para resistir às tensões de tração; Vigas de fundação (ou baldrame) – elemento que recebe pilares alinhados no seu plano; Grelhas – conjunto de vigas de fundação que se cruzam na intersecção com os pilares Radier – elemento de fundação que recebe todos os pilares da obra. Fundações rasas (Classificação NBR-6122) Fundações rasas - Blocos Blocos são elementos de apoio construídos de concreto simples e caracterizados por uma altura relativamente grande, necessária para que trabalhem essencialmente à compressão. Servem de fundação aos pilares. Para cargas reduzidas, os blocos são mais econômicos que as sapatas, pois o consumo de concreto é pequeno e não há necessidade de armação. Entretanto, não há restrições de seu emprego também para cargas elevadas. Fundações rasas - Sapatas As sapatas têm altura reduzida em relação aos blocos e trabalham principalmente à flexão, sendo armadas. Podem assumir qualquer forma em planta, sendo mais comuns as quadradas, retangulares e contínuas (comprimento maior do que cinco vezes a largura). Fundações rasas - Sapatas Sapata corrida Sapata isolada Em geral as sapatas são locadas a 1,5 m ou 2,0 m de profundidade Fundações rasas - Sapatas Podem estar associadas, em caso de proximidade de pilares ou alavancadas, no caso de pilares de divisa ou junto ao alinhamento de uma calçada. Sapata associada Fundações rasas - Sapatas Fundações rasas - Sapatas Fundações rasas - Sapatas Fundações rasas - Baldrames São vigas normalmente construídas em concreto armado e que apóiam de maneira contínua as paredes de uma edificação e se apóiam em blocos de fundação (com ou sem estacas) ou sapatas. São calculadas como vigas comuns e desprezam a capacidade resistente do solo. O único cuidado que deve ser tomado é quanto ao recobrimento do concreto, pois estando parte enterrada está sujeita à corrosão da armadura. Fundações rasas - Radier São as fundações superficiais menos freqüentes em função do custo ( maior espessura para ser rígido) e da técnica de execução (maior dificuldade de dimensionamento pois são flexíveis). Existem diversas possibilidades de radier em função da estratégia para aumentar a rigidez da peça nos locais de concentração de cargas (lisa, cogumelo, nervurada, caixão) Fundações Profundas São as fundações onde, em caso de ruptura do solo, esta se dará abaixo da superfície do mesmo. A capacidade de carga das fundações profundas é definida pela resistência do material que compõe o elemento de fundação e a resistência do solo que lhe confere suporte (em geral, a situação mais critica) Tubulões Estacas escavadas Estacas cravadas Tubulões Tubulões são indicados onde são necessárias fundações com alta capacidade de carga (superiores a 500 kN) podendo ser executados acima do nível do lençol freático (escavação a céu aberto) ou abaixo do N.A. nos casos em que é possível bombear a água ou utilizar ar comprimido. Tubulões a céu aberto Critérios de dimensionamento: Fuste mínimo para escavação manual: 70 cm Altura máxima da base: 200 cm Rodapé: 20 cm Ângulo de inclinação da base: mínimo 600 Este tipo de tubulão é o de execução mais simples e consiste na escavação manual de um poço com diâmetro variando de 0,70 a 1,20 metro. Na medida em que vai sendo escavado o tubo de concreto pré-moldado ou metálico vai descendo até a cota necessária, tem sua base alargada em forma de tronco de cone circular ou elíptico, sendo então totalmente preenchido de concreto simples ou armado. Tubulões a céu aberto Tipologias possíveis de tubulões Tubulões a céu aberto Tubulões a ar comprimido Quando a especificação para a execução do tubulão exige cotas de assentamento abaixo do lençol freático ou submersos a indicação é para a utilização de tubulões executados sob pressão hiperbárica a fim de expulsar a água e permitir a escavação manual ou com o uso de marteletes e até explosivos, se for o caso. Tubulões a ar comprimido Fundações sobre estacas Brocas Trado mecânico (s/ lama bentonítica) Straus Franki Barrete ou circular (c/ lama bentonítica) Estacas Raiz Escavadas Hélice Contínua Estacas escavadas moldadas“In loco” Vantagens: • Econômicas e de fácil execução. • Não exigem equipamento específico • Podem ser executadas em locais de difícil acesso para máquinas. • Não causam vibrações durante a execução Estaca moldada in-loco tipo broca manual Estacas escavadas – Tipo Broca Manual Estaca moldada in-loco tipo broca manual Desvantagens: • Só resistem a pequenas cargas. Máxima de 5tf. • Comprimento limitado a cerca de 5m • Confiabilidade da profundidade pequena. • Abaixo do nível d´água, somente em solos de baixa permeabilidade. Vantagens: • Muito econômicas para diâmetros entre 25cm e 35cm. • Velocidade de perfuração muito grande. (da ordem de 10m em 20 minutos) • Produção muito boa • Não causam vibrações durante a execução. • Podem ser conveniente armadas para resistir expressivos esforços transversais. Estacas tipo trado mecânico Desvantagens: • O terreno deve ser plano para permitir o acesso e a movimentação do caminhão ou equipamento. • São anti-econômicas para as cargas maiores. (diâmetros de 35 cm a 50 cm) – grande consumo de concreto. • Confiabilidade de profundidade exige pessoa de confiança permanentemente ao lado da máquina. • Não podem ser usadas abaixo do nível d´água. Estacas escavadas – Tipo Trado Mecânico Estacas tipo trado mecânico Estacas tipo trado mecânico Estacas escavadas – Tipo Straus Estacas tipo Strauss Estacas escavadas – Tipo Straus Estacas tipo Strauss Vantagens: • Muito econômica • Moldada “in-loco” Não causa vibrações durante a execução . • Pode ser usada em locais de difícil acesso, pois o equipamento é leve. Desvantagens: • Para cargas pequenas e médias (pilares de até 150tf). • Controle de execução quanto à profundidade e verticalidade. •Não pode ser usada em areias aluvionares submersas nem em camadas de argilas moles submersas. • Cuidado para não ocorrer seccionamento das estacas durante a retirada das camisas metálicas. Estaca Franki As estacas Franki são de concreto armado e moldadas “in loco”. Caracterizam-se por uma base alargada obtida pela intrusão de material granular ou concreto com auxílio de um pilão ou tubo de aço. A base alargada tem a finalidade de aumentar a resistência de ponta da estaca. Após a locação, o tubo da estaca é cravado mediante a percussão deum martelo ou pilão. Muitas vezes o tubo de cravação pode não ser recuperado. Estaca Franki Vantagens: • São próprias para cargas elevadas. • Sua superfície rugosa lhe confere boa resistência por atrito lateral. • Sua base alargada amplia a capacidade de carga em relação a estaca pré-moldada. •Pode receber armadura especial para maior resistência a esforços transversais. Desvantagens: • É o tipo de fundação que produz as maiores vibrações. • Dificuldades em camadas espessas de argila mole (risco de seccionamento de fuste). • Em camadas de argilas duras saturadas, risco de levantamento acarretando custos adicionais. • Atingem cerca de 18m, em casos especiais 30m. Estaca Franki Vantagens: • Suportam grandes cargas. Geralmente usa uma estaca por pilar reduzindo o volume dos blocos. Estaca moldada “in-loco” tipo Barrete ou Circular Barrete - Estação Republica. Metrô SP. http://www.fundesp.com.br/2009/interior_fotos.asp?id=44 •Não produzem vibrações. • Podem ser usadas para atingir camadas abaixo do lençol freático. • Tem grande inércia, dispensando vigas de travamento. • Permite acesso táctil- visual aos Desvantagens: • Alto custo • Impróprias para atravessar espessas camadas submersas de solo argiloso mole. (turfa, argila orgânica) • Exigem espaço grande para o canteiro. • Inadequadas para serem executadas a partir de superfície muito próxima ao lençol freático, pois a instabilidade do furo, depende de desnível mínimo de 3m entre as colunas de lama. Estaca moldada “in-loco” tipo Barrete ou Circular Fonte:http://www.fundesp.com.br/2009/interior_fotos.asp?id=44 http://www.fundesp.com.br/2009/images/imgmaior103.jpg http://www.fundesp.com.br/2009/images/imgmaior112.jpg Estacas Raiz São moldadas in loco perfuradas com circulação de água ou método rotativo em diâmetros variando de 130 a 450 mm e executadas com injeção de argamassa ou calda de cimento sob baixa pressão. Quando perfuradas exclusivamente em solos, necessitam de revestimento (metálico recuperável). Quando a perfuração se dá em rocha, não necessidade do revestimento. A estaca raiz é indicada para reforços de fundação, locais de difícil acesso, em obras onde é necessário ultrapassar camadas rochosas, fundações de obras com vizinhança sensível a vibrações ou ainda para contenções de taludes Estacas escavadas – Estacas Raiz Estacas Raiz Estacas escavadas – Estacas Raiz Estacas Raiz • Pode ser inclinada para absorver esforços horizontais. • Pode receber esforços de tração. Vantagens: • Equipamento pequeno, de torre baixa, podendo ser usado em locais de restrição de pé-direito. • Não causa vibrações. •Podem avançar em matacões, blocos de concretos, pisos, etc. Estacas Tipo Raiz Fonte: http://www.fundesp.com.br/2009/estacasraiz_metod.html Desvantagens: • Custo é alto. • Não deve ser usada em locais com camadas muito espessas de argilas orgânicas moles submersas, por risco de seccionamento. Vantagens: • Pode–se usar uma estaca por pilar, reduzindo o volume dos blocos. • Não produzem vibrações. • Atingem camadas abaixo do lençol freático. • Podem avançar em solos fortes, devido ao torque e esforço axial que o equipamento aplica ao solo. • Tem grande inércia, dispensando vigas de travamento. Estaca tipo Hélice Contínua Estacas escavadas – Hélice contínua Estacas escavadas – Hélice contínua Estaca tipo Hélice Contínua Desvantagens: • Alto custo. • Impróprias para atravessar espessas camadas submersas de solo argiloso mole. Estacas escavadas – Hélice contínua Estaca tipo Hélice Contínua estacas hélice contínua na estação da Luz, próx. Prédios rua Mauá. http://www.geocompany.com.br/ Muro de contenção em estacas hélice-contínua Ø70cm São Paulo http://www.fundesp.com.br/port/fotos/24_04.htm Estaca Mega Vantagem Permite substituição ou reforço de fundação existente As estacas MEGA são vazadas no interior e segmentadas e cravadas de forma dinâmica no solo ( com macaco hidráulico) Estaca Mega Estaca Mega Estacas Cravadas Podem ser material metálico, concreto armado ou madeira. São aquelas introduzidas no terreno sem a retirada do solo. Podem ser construídas em madeira, concreto pré-moldado protendido ou convencional, concreto moldado em situ. É essencial a verificação das edificações e fundações vizinhas. São coroados por blocos em concreto armado depois de seu arrasamento (remoção da extremidade superior das estacas nivelando-as e retirando material contaminado por barro). Estacas de madeira As estacas de madeiras devem ser resistentes, em peças retas, roliças e descascadas. O diâmetro da seção pode variar de 18 a 35 cm e o comprimento de 5 a 8 metros, geralmente limitado a 12 metros com emendas. A vida útil de uma estaca de madeira é praticamente ilimitada, quando mantida permanentemente sob lençol freático A estaca deve receber tratamento de preservação para evitar o apodrecimento precoce e contra ataques de insetos xilófagos. As madeiras mais utilizadas são: eucaliptos, peroba do campo, maçaranduba, arueira etc. Vantagens: • Muito econômicas • Fácil cravação • Boa duração para obras provisórias (máximo 5 anos) • Fácil corte e emenda Desvantagens: • Ataques por fungos acima do nível d´água ou em obras marítimas. • Tratamento oneroso e de eficácia duvidosa (somente aceito para obras provisórias). • Só resistem a pequenas cargas (máximo de 15tf a 30tf) Fundações sobre estacas Estacas de concreto: Vantagens: • Custo competitivo • Grande durabilidade • Pode-se encontrar prontas, ou fabricar na obra, peças de várias dimensões de seção transversal. • Receber cargas desde 15tf até 220tf. • Facilidade e confiabilidade nas emendas soldadas. Estacas pré moldadas de concreto Fundações sobre estacas Desvantagens: • Sobras que representam as perdas. • Necessidade de realizar a cravação a partir de um nível que seja próximo do arrasamento. (evitar perdas) • A vibração durante a cravação é média a alta. • Exige operação de corte e preparo para ligação com o bloco. Estacas pré moldada de concreto Estacas pré moldadas de concreto Estacas pré moldadas de concreto Estacas pré moldadas de concreto Estacas pré moldadas de concreto Estacas Metálicas Vantagens: • Resistência a esforços transversais • Bom reaproveitamento de sobras por corte e emenda. • Fácil transporte, manuseio e cravação. • Fácil corte e solda no canteiro. • Podem atingir até grandes cargas, quando compostas por soldas. • Pouco distúrbio do terreno e pouca vibração na cravação. Desvantagens: • Muito onerosas • Problemas de corrosão em ambientes agressivos. Estacas Metálicas No dia 27 de junho (2009) , um apartamento residencial de 13 andares em Xangai, na China, caiu completamente para trás. Ele ainda estava em construção, portanto estava desocupado, por isso a queda só causou uma morte. FONTE: www.hypescience.com 1 - O imóvel tal como foi construído. Em seguida, foi realizada uma escavação de 4,60 m de profundidade(para garagem subterrânea) no lado sul. O material escavado foi depositado no lado norte(10 m de altura de solo). Isso resultou numa diferença de carga de 3.000 toneladas entre o lado sul e o lado norte, muito além do que a fundação poderia suportar. 2 - Uma seção mostrando a "trincheira" para entrada da garagem e o material escavado no lado oposto. 3 - Fortes chuvas provocaram infiltrações no solo. 4 – A fundação não suportou o deslocamento do edifício. PARÂMETROS PARA A ESCOLHA DA FUNDAÇÃO Numa primeira etapa, analisar os critérios técnicos que condicionam a escolhapor um tipo ou outro de fundação. Principais item a serem considerados : 1)Topografia da área: dados sobre taludes e encostas no terreno, ou que possam atingir o terreno; necessidade de efetuar cortes e aterros; presença de obstáculos (ex. aterro de lixo; matacões) 2 ) Características dos solos: variabilidade e espessura das camadas; existência de camadas muito resistentes ou muito adensáveis; posição do nível d’água; erodibilidade; ocorrência de solos moles na superfície 3) Dados da estrutura : arquitetura; tipo e uso da estrutura (ex. edifício, torre, ponte), presença de subsolo e as cargas atuantes. 4) Dados sobre as construções vizinhas: tipo de estrutura e das fundações vizinhas; existência de subsolo; possíveis conseqüências de escavações e vibrações provocadas pela nova obra; Realizado esse estudo, descarta-se as fundações que oferecem limitações para a obra em questão. A fundação escolhida será aquela que atende os critérios primários e ainda atende a: custo e prazo desejado PARÂMETROS PARA A ESCOLHA DA FUNDAÇÃO
Compartilhar