Revista Fundações Ed.79

Ano 7

Abril de 2017

Nº 79 R$ 27,00

www.revistafundacoes.com.br

OBRA UTILIZA TECNOLOGIA DE TIRANTES AUTOPERFURANTES Acompanhe o trabalho de planejamento, conhecimento da obra e suas variantes

DESEMPENHO E SEGURANÇA de obras geotécnicas

TÉCNICAS DE REMEDIAÇÃO in situ de áreas contaminadas

PRÊMIO JOSÉ MACHADO da ABMS

EXPEDIENTE www.revistafundacoes.com.br Rua Leopoldo Machado, 236 – Vila Laís CEP: 03611-020 São Paulo - SP Telefone: (11) 2641-0871 / (11) 95996-6391 *Telefone celular com atendimento também por WhatsApp: das 10h às 18h CONSELHO EDITORIAL São Paulo • Paulo José Rocha de Albuquerque • Roberto Kochen • Álvaro Rodrigues dos Santos • George Teles • Paulo César Lodi • José Orlando Avesani Neto • Eraldo L. Pastore • Sussumu Niyama • Fernando Henrique Martins Portelinha Minas Gerais • Sérgio C. Paraíso • Ivan Libanio Vianna Pernambuco • Stela Fucale Sukar Bahia • Moacyr Schwab de Souza Menezes • Luis Edmundo Prado de Campos Rio de Janeiro • Bernadete Ragoni Danziger • Paulo Henrique Vieira Dias • Mauricio Ehrlich • Alberto Sayão • Marcio Fernandes Leão Distrito Federal • Gregório Luís Silva Araújo • Renato Pinto da Cunha • Carlos Medeiros Silva • Ennio Marques Palmeira Rio Grande do Sul • Miguel Augusto Zydan Sória • Marcos Strauss Rio Grande do Norte • Osvaldo de Freitas Neto • Carina Maia Lins Costa • Yuri Costa Espírito Santo • Uberescilas Fernandes Polido Associações que apoiam a revista

Fundador e idealizador: Francisjones Marino Lemes (in memoriam) Coordenação editorial e marketing: Jenniffer Lemes (jenni@revistafundacoes.com.br) Colaboradores: Gléssia Veras (Edição); Dellana Wolney; Dafne Mazaia (Texto); Rosemary Costa (Revisão); Patricia Maeda (Projeto Gráfico); Elisa Gomes (Arte); Melchiades Ramalho (Artes Especiais) Contatos Pautas: glessia@revistafundacoes.com.br Assinaturas: assinatura@revistafundacoes.com.br Publicidade: publicidade@revistafundacoes.com.br Financeiro: financeiro@revistafundacoes.com.br Projeto Gráfico: Patrícia Maeda Foto de capa: Gléssia Veras / Editora Rudder Impressão: Gráfica Elyon Importante • A Revista Fundações & Obras Geotécnicas é uma publicação técnica mensal, distribuída em todo o território nacional e direcionada a profissionais da engenharia civil. Os artigos assinados são de expressa responsabilidade de seus autores e não refletem, necessariamente, a opinião da revista. Todos os direitos reservados à Editora Rudder. Nenhuma parte de seu conteúdo pode ser reproduzida por qualquer meio sem a devida autorização, por escrito, dos editores.

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• As seções “Coluna do Conselho”, “Artigo” e “Opinião” são seções autorais, ou seja, têm o conteúdo (de texto e fotos) produzido pelos autores, que ao publicarem na revista assumem a responsabilidade sobre a veracidade do que for exposto e o devido crédito às fontes utilizadas.

www.anatec.org.br REPORTAGEM Certek Construtora www.certekconstrutora.com.br Walter Iorio da empresa Enbrageo – http://www.enbrageo.com.br/ Ivan Jopert da empresa Infraestrutura – http://infraestrutura.eng.br/ Eduardo Ono da empresa Incotep – http://www.incotep.com.br/ | http://acotubo.com.br/ DESTAQUE Prêmio José Machado da ABMS https://www.abms.com.br/ GEOTECNICA AMBIENTAL Erika von Zuben – Diretora Técnica na Hera Consultoria http://www.heraconsultoria.eco.br/ Thiago Gomes – Diretor na Doxor http://www.doxor.com.br/ O QUE HÁ DE NOVO SSH10 da empresa SONDEQ http://www.sondeq.com.br/pt/ NOTÍCIA 2 Alexandre Gusmão da ABMS – Via assessoria de imprensa da ABMS: http://www.stradacomunicacao.com.br/

EM FOCO – DESEMPENHO E SEGURANÇA DE OBRAS GEOTÉCNICAS Sussumu Niyama – https://www.tecnum.com.br/ Arsenio Negro da Empresa BUREAU de Projetos – http://www.bureauprojetos.com.br Paulo Ivo, professor do ITA – pi@ita.br

NOTAS ABINT (Associação Brasileira das Indústrias de Nãotecidos e Tecidos Técnicos Assessoria: roberta@mfree.com.br VEOLIA Water Technologies Assessoria: rosa@pressaporter.com.br

ARTIGO 1 Moisés Valente Pereira moises@sergiovelloso.com.br Sandro Eduardo Lima Pinto sandro@sergiovelloso.com.br Hedmilson Ferreira Bragança hedmilson@sergiovelloso.com.br Sérgio Maurício Pimenta Velloso Filho spvelloso@sergiovelloso.com.br

JOGO RÁPIDO BASF Assessoria de comunicação: ligia.cerdeira3@ maquinacohnwolfe.com ANE (Academia Nacional de Engenharia) Odebrecht - Engenharia e Construção Internacional – Engenharia Industrial www.odebrecht.com

ARTIGO 2 Carlos Antônio Centurión Panta ccenturion@tdmbrasil.com.br Marcus Vinicius Weber de Campos mcampos@tdmbrasil.com.br MEMÓRIA DE CÁLCULO Uberescilas Fernandes Polido – Coordenador da seção uberescilas@geoconsult.com.br

LIVRO Elsevier Assessoria de Comunicação: Cassia Larrubia – cassia@dfreire.com.br PERFIL Argimiro Alvarez Ferreira www.metro.sp.gov.br

COLUNA DO CONSELHO Sérgio C. Paraíso sergioparaiso@geomec.com.br

Fundações e Obras Geotécnicas

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EDITORIAL HISTÓRIA DO SEGMENTO

O espaço “História” dentro da revista tem como objetivo principal apresentar aos nossos leitores um resgate a momentos importantes da engenharia brasileira que retratem especialmente atos ligados às áreas de fundações e geotecnia.

Nessas 79 edições produzidas nossa equipe tem buscado imagens significativas e que venham acrescentar não somente com o simbolismo de um tempo passado, mas que também sirvam como exemplo e que sejam um fator motivador para que ações inovadoras do futuro venham a marcar as próximas páginas da história.

Em mais uma edição utilizamos o espaço desse editorial para fazer um convite aos nossos leitores que possuam registros fotográficos antigos e expressivos para a publicação na seção “História” que nos enviem a sua contribuição para o e-mail: glessia@revistafundacoes.com.br

DA REDAÇÃO

Na edição de número 77 (fevereiro) na seção “Reportagem” intitulada “Trecho Norte do Rodoanel Mário Covas terá sete túneis duplos e mais de 350.000 m² de OAE” no box “Números do projeto” na página 35 onde está escrito “extensão” o correto é “área total”. O termo extensão (de vias, de obras e afins) corresponde a seu comprimento, que é uma medida linear e pode ser informada em centímetro (cm), metro (m), ou quilômetro (km), tais como: cm², m² ou km² que exprimem áreas.

Também na edição de número 77 (fevereiro) na seção “Artigo” (página 56) o material intitulado “Aplicação, Análise e Interpretação do Ensaio de Prova de Carga Estática, Realizado Pelo Método Bidirecioal” consta com um erro de digitação na palavra “Bidirecioal”, o correto é “Birecional”.

Freepik

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ERRATA

mídias sociais A revista Fundações & Obras Geotécnicas possui um canal no YouTube com vídeos sobre técnicas, eventos, entrevistas e produções que visam apresentar o funcionamento de nossa publicação e as possibilidades que ela proporciona por meio de suas seções e plataformas adicionais.

O canal do YouTube também conta com vídeos de cobertura do Prêmio Milton Vargas e book trailers das obras publicadas pela Editora Rudder.

Acesse: https://goo.gl/1s5oE6 2

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NESTA EDIÇÃO 14 DESTAQUE

18

Projeto de contenções em jet grouting para a construção de megaferroviária recebe Prêmio José Machado

18 REPORTAGEM

Obra em Embu das Artes utiliza tecnologia de tirantes autoperfurantes

26 NOTÍCIA

Região de Piracicaba será contemplada com mapa pedológico

32 NOTÍCIA

26

Lei aprovada no Piauí prevê a adoção de práticas sustentáveis em obras estaduais

38 ARTIGO

Análise de Prova de Carga Bidirecional em Estaca Hélice Contínua na Região Metropolitana de Belo Horizonte (MG)

50 ARTIGO

32 3

Fundações e Obras Geotécnicas

Uso de geocélulas de PEAD para proteção mecânica de geomembrana em barragem de usina hidroelétrica em Mato Grosso do Sul

56

O QUE HÁ DE NOVO Sonda Rotativa Hidráulica SSH10 se destaca pela produtividade e baixo custo operacional

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EM FOCO Desempenho e segurança de obras geotécnicas

76 GEOTECNIA

AMBIENTAL Técnicas de remediação in situ de áreas contaminadas ganham cada vez mais espaço no Brasil

SEÇÕES

04 Jogo Rápido 06 O setor em números 08 Coluna do Conselho 10 Perfil – Argimiro

Alvarez Ferreira

36 Notas 55 História 66 Memória de Cálculo 80 Livro 81 Agenda

Jogo Rápido

por Dafne Mazaia

Espaços para atualização de estudantes

Odebrecht constrói gasodutos em Córdoba

Aberta ao público em setembro de 2013, a CasaE (Casa Ecoeficiente), projeto idealizado pela empresa BASF com o apoio de mais 29 parceiros, tem atraído a atenção de estudantes de engenharia civil por todo o país. Há dois anos, um estudante da UNESP (Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho) conheceu o local e o apresentou à universidade. Desde então, a UNESP já realizou três visitas técnicas ao espaço.

A CasaE possui o objetivo de reunir soluções inovadoras e sustentáveis para a indústria da construção, assim como divulgar as tendências do setor. De acordo com a coordenadora da CasaE e da Casa Econômica, Jessica Artioli Centurião, o ambiente proporciona atualização em diversos âmbitos aos estudantes. “Ela serve como catálogo vivo para profissionais e estudantes que se interessam por inovações e tendências ligadas à indústria da construção, com foco em eficiência, produtividade e sustentabilidade”, diz.

Já a Casa Econômica visa mostrar maneiras de reduzir o custo das obras, com economia de tempo e recursos. Os espaços, localizados na zona sul de São Paulo, são abertos à visitação monitorada e são gratuitos. Para conhecê-los, é preciso inscrever-se no site www.casae.basf.com.br ou enviar um e-mail para casae@basf.com.

A Odebrecht Engenharia e Construção Internacional – Engenharia Industrial iniciou em novembro a construção de seis trechos do Projeto Integral Gasodutos Troncales, em Córdoba, na Argentina. Em janeiro, foi inaugurada uma usina reguladora de pressão de uma das seis redes de gasodutos, que possibilitará reduzir a força com a qual o gás entra nos condutos de transporte, o que facilitará a distribuição em áreas residenciais.

Dividido em dez sistemas – redes de distribuição zonais, das quais seis foram designadas à Odebrecht – o projeto beneficiará aproximadamente 700 mil pessoas e contemplará a construção de 631 quilômetros de gasodutos de distribuição, assim como a ampliação dos gasodutos existentes e 44 instalações de superfície para o abastecimento de gás natural.

O empreendimento tem o objetivo de melhorar a qualidade de vida dos moradores da região de Córdoba, cidade mais populosa da Argentina, ficando atrás apenas de Buenos Aires, capital do país.

O engenheiro aeronáutico e presidente do Conselho de Administração da Fundação Ezute, Tarcísio Takashi Muta foi eleito membro da ANE (Academia Nacional de Engenharia) em novembro de 2016. Com uma cerimônia de posse realizada no final do ano passado, no Rio de Janeiro, o engenheiro agora fará parte de um dos órgãos mais importantes do setor no Brasil.

A ANE foi desenvolvida para promover debates, compartilhar ideias e políticas relacionadas à área de engenharia, ciência e tecnologia. Além disso, o órgão também visa homenagear a engenharia nacional e profissionais do setor, por meio de eleições para seu quadro de membros titulares.

Tarcísio Takashi Muta formou-se no ITA (Instituto Tecnológico Aeroespacial) e foi o responsável pelo surgimento da Fundação Ezute, grupo que trabalha em projetos para o desenvolvimento do Brasil.

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Fundações e Obras Geotécnicas

Banco de Imagens / Free Images

Novo membro da ANE

Jogo Rápido

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Fundações e Obras Geotécnicas

O setor em números

SONDAGEM DA INDÚSTRIA DE TRANSFORMAÇÃO

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O ICI (Índice de Confiança da Indústria) da FGV (Fundação Getulio Vargas) recuou 1,2 ponto em fevereiro, para 87,8 pontos, após avançar 4,3 pontos no mês anterior. Na métrica de médias móveis trimestrais, o índice subiu 0,5 ponto, para 87,2 pontos, a segunda alta consecutiva.

“A queda do ICI em fevereiro segue-se a uma alta expressiva do índice, retratando um movimento de acomodação.

Após avançar além do que os fundamentos da economia sugeriam entre abril e setembro do ano passado, o índice encontra-se agora em patamar mais realista. O cenário econômico, que enfim inclui notícias favoráveis à atividade como a queda de juros e injeção de recursos das contas inativas do FGTS (Fundo de Garantia do Tempo de Serviço), pode levar a novos ganhos de confiança, caso o ambiente político não se deteriore nos próximos meses”, afirma Aloísio Campelo Junior, Superintendente de Estatísticas Públicas da FGV/IBRE (Instituto Brasileiro de Economia).

A queda da confiança foi concentrada em cinco dos 19 segmentos industriais pesquisados, reforçando a leitura de que este seria um movimento de acomodação. Após subir 4,7 pontos em janeiro, o IE (Índice de Expectativas) recuou 1,7 ponto em fevereiro, para 89,3 pontos. No mesmo sentido, mas em menor intensidade, o ISA (Índice da Situação Atual) recuou 0,6 ponto, para 86,4 pontos, depois de subir 3,8 pontos no mês anterior.

Dentre os quesitos que integram o IE, a maior contribuição para a piora das expectativas no mês foi dada pelo quesito que capta as previsões para a produção nos três meses seguintes. O indicador caiu 2,0 pontos em fevereiro, atingindo 88,7 pontos, o menor nível desde maio de 2016 (80,8 pontos). Houve redução do percentual de empresas que

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Fundações e Obras Geotécnicas

Graficos: Divulgação FGV

por Dafne Mazaia

> ALOÍSIO CAMPELO JUNIOR É formado em economia pela PUC-Rio (Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro), com “Diploma in Economics for Development” pela University of London (Inglaterra) e tem um mestrado pela FGV (Fundação Getulio Vargas), em economia empresarial. Atualmente é superintendente de Estatísticas Públicas do FGV/IBRE.

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Fundações e Obras Geotécnicas

Divulgação FGV

projetam aumento da produção, de 32,6% para 27,6% do total, e, em menor magnitude, da parcela das que preveem produção menor, de 20,6% para 19,3%.

A percepção sobre o nível de demanda atual exerceu a maior contribuição para a diminuição do ISA no mês. O indicador caiu 2,3 pontos em fevereiro, para 82,9 pontos. O percentual de empresas que avaliam o nível de demanda como forte passou de 6,3% para 5,9% do total; o das que o consideram fraco aumentou de 31,3% para 38,7%.

O resultado combinou a acomodação das avaliações sobre o mercado externo, ainda em patamar elevado, com melhora da percepção do mercado interno, ainda em baixo patamar.

O NUCI (Nível de Utilização da Capacidade Instalada) diminuiu 0,3 ponto percentual (p.p.) em fevereiro, para 74,3%. Na métrica de médias móveis trimestrais, o NUCI subiu 0,2 p.p. (ponto percentual), para 73,9%, mantendo-se no terreno positivo pelo segundo mês consecutivo.

Coluna do Conselho

CONTROLE DE QUALIDADE DE PROJETOS

Arquivo Pessoal

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>SÉRGIO C. PARAÍSO é engenheiro civil pela FEA (Faculdade de Engenharia e Arquitetura) da Universidade FUMEC – MG (Fundação Mineira de Educação e Cultura). Professor em cursos de pós-graduação, principal executivo da empresa Geomec (desde 1985), atuando em consultoria e projetos de engenharia geotécnica e de fundações, execução e interpretação de ensaios dinâmicos em fundações profundas há mais de 25 anos. É relator da norma NBR 13.208:2007, possui publicações técnicas em congressos nacionais e internacionais e é membro de associações como ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica), SPG (Sociedade Portuguesa de Geotecnia), DFI (Deep Foundations Institute) e ASCE (American Society of Civil Engineers).

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Fundações e Obras Geotécnicas

No último COBRAMSEG – XVII (Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica), realizado em outubro de 2016 em Belo Horizonte (MG), foi apresentada uma seção denominada “Fórum de Estruturas” com o objetivo de ampliar e aprofundar a discussão dos pontos conflitantes da interação da engenharia geotécnica com a engenharia estrutural, tendo como foco principal as interfaces entre infraestrutura, mesoestrutura e superestrutura. Neste fórum, além de outros assuntos, os comparativos entre ATP x CQP foram discutidos.

A ATP (Avaliação Técnica dos Projetos de Estrutura de Concreto) baseia-se em recomendação da ABECE (Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural), que estabelece regras de conduta entre avaliador e avaliado. Já o CQP (Controle de Qualidade de Projetos), na prática, é uma atividade que visa controlar a qualidade dos projetos de fundações, contenções e obras geotécnicas.

Em termos práticos, as denominações ATP e CQP são simples questões de terminologia para as atividades de verificação da conformidade de um projeto em relação às normas técnicas vigentes

e às práticas técnicas consagradas na engenharia.

A Avaliação Técnica dos Projetos de Estrutura de Concreto é normalmente realizada paralelamente ao cálculo e detalhamento do projeto estrutural, portanto a “concordância”, ao final das atividades, encontra-se consolidada junto ao projetista e verificador.

Os materiais fundamentais constituintes das estruturas de concreto e de aço são sempre ou quase sempre os mesmos. As propriedades mecânicas e de resistências apresentam pouca variabilidade e os métodos numéricos estruturais utilizados com características similares, favorecem a convergência de opiniões entre o verificado e o verificador.

Acrescenta-se ainda que a ATP é obrigatória conforme a norma ABNT 6.118 – 2014 – Projetos de estruturas de concreto – Procedimento, itens 5.3.1 e 5.3.4.

No caso do CQP, os projetos de estruturas de fundações, contenções e obras geotécnicas, frequentemente, são encaminhados finalizados, discutidos e aprovados pelo contratante. Há casos em que este é desenvolvido já na fase de construção das obras geotécnicas.

Deve-se observar que nos proje-

Coluna do Conselho

tos geotécnicos em geral, lidamos com a natureza, ou seja, o solo, que na sua complexidade apresenta variações de resistência e litologia, manifestações de água subterrânea, solos saturados ou insaturados, moles submersos, expansivos, colapsíveis etc. Portanto, nesta variabilidade geotécnica, na maioria dos casos, há várias soluções para um só problema, o que nos leva a concluir que há uma diferença significativa entre ATP e CQP. Não há regulamentação para aplicação do CQP e a norma NBR 6.122-2010 – Fundações não obriga esta atividade.

A norma NBR 8.044-1983 – Projeto Geotécnico, item 4.1.3 sugere, em casos de alta complexidade, equipe de consultores multidisciplinares para apoio técnico ao projetista, sendo do projetista a responsabilidade do projeto.

Deve-se considerar que conceitos e filosofia de projeto, ousadia ou conservadorismo, conhecimento técnico e experiência regional adquirida são empregados na concepção de projetos geotécnicos em geral, sendo fundamentações de cada projetista.

Independentemente da solução apresentada, que em muitos ca9

Fundações e Obras Geotécnicas

sos admite soluções alternativas, desde que as regulamentações técnicas tenham sido respeitadas, e dentro de um padrão ético, cabe ao avaliador se restringir à solução de projeto apresentada.

O CONFEA (Conselho Federal de Engenharia e Arquitetura) estabelece com força de lei, no artigo 9º dos deveres “atuar com imparcialidade e impessoalidade em atos arbitrais e periciais; alertar sobre riscos e responsabilidades relativos às prescrições técnicas e às consequências presumíveis de sua inobservância”.

A condição ideal é que os envolvidos nas tratativas do ATP e CQP flexibilizem opiniões, convergindo para consenso técnico e econômico resultando na excelência de qualidade final do projeto e satisfação do cliente.

Finalizando, fica a seguinte reflexão: conforme nota 1 da NBR 6.122-2010: “Reconhecendo que a engenharia de fundações não é uma ciência exata e que riscos são inerentes a toda e qualquer atividade que envolva fenômenos ou materiais da natureza...”, pergunta-se: a) deve-se prever análise de probabilidade de risco nos projetos geotécnicos? b) como fica a atividade de CQP frente às análises probabilísticas?

Fundações e Obras Geotécnicas

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Perfil

Do mediterrâneo às escavações paulistas Fotos: Acervo pessoal

O engenheiro civil Argimiro Alvarez Ferreira veio para o Brasil na década de 1950 e há quase quarenta anos tem participado de grandes projetos em seu portfólio por Dafne Mazaia

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ascido numa aldeia chamada Sotelo de Montes, na província de Pontevedra, na Espanha, Argimiro Alvarez Ferreira mudou-se para o Brasil em 1952, ao lado de seus pais.

Fixando-se em São Paulo, cresceu observando seu pai envolvido em atividades de marcenaria, em que ele realizava assentamentos de portas, janelas, pisos e telhados de madeira em casas e prédios. Convivendo neste cenário, o jovem espanhol iniciava sua trajetória no caminho da engenharia civil.

Não só o ambiente favoreceu sua escolha, mas também os engenheiros com quem seu pai trabalhava também o despertaram para o caminho da engenharia. “Essa atividade vinda dele motivou o meu interesse pela engenharia de construção de edifícios. E assim, na época de vestibular fiz a escolha por engenharia civil com o ideal de um dia ser um engenheiro construtor de edificações”, lembra.

Os sócios de seu pai contavam a ele sobre as obras desafiadoras da profissão e dos grandes projetos que existiam, o que o motivou para seguir a carreira. “Este sentimento de construção e satisfação pela participação em algo permanente e utilizado pelas pessoas cativou a minha simpatia e curiosidade de um

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Fundações e Obras Geotécnicas

O engenheiro civil Argimiro Alvarez Ferreira

dia ser igual a uma delas”, relata. Decidido, ele não teve dúvidas ao prestar o vestibular para engenharia civil.

GRADUAÇÃO E ESPECIALIZAÇÕES Ferreira formou-se em engenharia civil pela Escola de Engenharia Mauá, situada na Região Metropolitana de São Paulo, em 1974. Nesse período, teve oportunidade de conhecer diversas disciplinas técnicas, que lhe deram ampla visão da engenharia civil, com usos em pequenas e grandes obras. Na década de 1980 realizou cursos de pós-graduação na área de estruturas e fundações da Escola Politécnica da USP (Universidade de

Perfil

Durante a graduação em engenharia civil

O engenheiro em sua formatura

São Paulo). Não chegou a terminar sua dissertação de mestrado, mas já trabalhava na área.

Participou de diversos cursos de especialização na área de mecânica dos solos, mecânica das rochas e aplicações geotécnicas. Nos anos 2000, já no cargo de gestor de equipes, fez o curso de MBA (Master in Business Administration) da FIA-USP (Fundação Instituto de Administração da USP) e adquiriu o título de MBA da instituição.

Além disso, ele destaca que sempre se atualiza em eventos do ramo. “Desde a minha graduação como engenheiro em 1974 tenho participado da maioria dos congressos, seminários, cursos e palestras promovidos pelas nossas associações de classe, ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica) e ABGE (Associação Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambiental)”, pontua.

VIDA PROFISSIONAL Com quase 40 anos de carreira, Ferreira já atuou em várias obras de contenções, fundações, escavações subterrâneas, estruturas de concreto, condicionamentos de maciços de solos e rochas, entre outros. Iniciou sua vida profissional no setor ainda como aluno do curso de engenharia civil, quando surgiu a oportunidade de trabalhar como estagiário na empresa Geotécnica S.A. 11

Fundações e Obras Geotécnicas

Ao realizar seu registro no CREA (Conselho Regional de Engenharia e Agronomia)

O engenheiro no primeiro congresso internacional de túneis realizado no Brasil, em 1998

No começo de sua carreira, também chegou a lecionar em cursos técnicos profissionalizantes no Liceu de Artes e Ofícios de São Paulo e na Escola Técnica Federal São Paulo. Também deu aulas no curso de engenharia civil da PUC (Pontifícia Universidade Católica), em Campinas. O engenheiro revela que lecionar é uma atividade gratificante e que, caso apareça alguma oportunidade, poderia voltar a dar aulas. “Sinto prazer em compartilhar a minha experiência profissional e o meu modesto conhecimento com os colegas e especialmente com a geração jovem que inicia atividade em nossa área.

Perfil

Ferreira na edição de 1997 do Congresso do ITA (The International Tunneling and Underground Space Association), em Viena (Áustria)

Durante um trabalho de campo, na Estação da Luz, em São Paulo, em 2009

Em um trabalho de campo na Estação Adolfo Pinheiro, em São Paulo, em 2011

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Fundações e Obras Geotécnicas

Em sua formatura do MBA da FIA-USP (Fundação Instituto de Administração da Universidade de São Paulo), em 2005

Gostaria de voltar a lecionar em alguma escola de engenharia, caso surja essa oportunidade para transferir o conhecimento”, declara.

Nessa época, seu entusiasmo pelo segmento de geologia e geotecnia cresceu consideravelmente, por perceber a variedade que existia de campos de atuação. Atualmente está na diretoria de engenharia e construções da Companhia do Metrô de São Paulo, empresa onde teve muitas experiências em projetos e obras de escavações subterrâneas em túneis e valas a céu aberto, com particularidades de implantação em meio urbano.

Para o engenheiro, o trabalho realizado na diretoria de engenharia e construções do Metrô lhe traz desafios e satisfações, devido à complexidade das atividades que surgem. “A minha atuação na diretoria de engenharia é gratificante e desafiadora, pois os problemas e desafios surgem e exigem decisões rápidas e certeiras, uma vez que somos um dos últimos degraus de atuação. As nossas avaliações e soluções têm repercussões técnicas e administrativas em contratos de fornecedores de serviços e produtos, que impactam no andamento dos projetos e nas obras de forma positiva ou negativa”, avalia.

Dentre os trabalhos voluntários e associativos que mais lhe proporcionaram satisfação, destaca-se a participação ativa na organização do primeiro congresso internacional de túneis realizado no Brasil, em 1998, evento concretizado em conjunto com a ITA (The International Tunneling and Underground Space Associa-

Perfil

tion). “A experiência de participar na organização de eventos é gratificante e emocionante, seja antes, durante e após a realização deles. A preparação do congresso durou três anos e seis meses, sendo os últimos meses repletos de emocionantes ocorrências, solucionadas com o apoio dos colegas que participavam da organização”, recorda.

Suas atuais atividades na Companhia do Metrô de São Paulo têm sido de grande satisfação e estão possibilitando um crescimento em seus conhecimentos e experiências, como aconselhamentos em reuniões relacionadas a decisões técnicas de projetos e obras, orientações estratégicas, assessorias técnicas em assuntos contratuais, entre outras funções. “Tenho satisfação em participar nessas atividades colaborando e pesquisando novas alternativas de soluções de engenharia para os nossos projetos de linhas do metrô em nossa cidade”, destaca.

Durante uma viagem a trabalho, no Japão, em 2012

CONTRIBUIÇÕES, CONCLUSÕES E FAMÍLIA Ao longo de sua carreira, o engenheiro associou-se a órgãos do setor, como a ABMS, o CBT (Comitê Brasileiro de Túneis) e a ABGE. Essas experiências renderam para ele muitas trocas de conhecimentos com diversos engenheiros e geólogos em vários momentos que passou nas associações, algo que contribuiu para sua vida profissional e pessoal. “Este aprendizado me proporcionou a oportunidade de maturação para ocupar os nobres cargos de presidente do Comitê Brasileiro de Túneis e presidente do Núcleo São Paulo da ABMS, além da confiança de ter sido tesoureiro de uma gestão da diretoria nacional da ABMS. A experiência associativa nos vários cargos tem contribuído para o meu amadurecimento e crescimento profissional em todos os sentidos, além do relacionamento pessoal altamente prazeroso”, conta.

Quatro décadas já se passaram desde que iniciou sua carreira e mesmo com sua vasta experiência, Ferreira sente alegria em descobrir inovações onde atua. “Sinto prazer em pesquisar e buscar soluções de engenharia para os nossos projetos. E esta satisfação de trabalho e oportunidade de inovação é oferecida pela Companhia 13

Fundações e Obras Geotécnicas

Em uma atividade de campo, observando os trabalhos realizados pelo equipamento TBM (Tunnel Boring Machines)

do Metrô, diariamente, desde o início de minha carreira nesta importante empresa”, menciona.

Pai de quatro filhos, sendo o mais novo com nove anos de idade e o mais velho com 38 anos, Argimiro Ferreira sempre orientou seus filhos para seguirem a carreira que desse alegria a eles. Lição que leva desde criança, quando escolheu sua profissão pela paixão que lhe despertou. “Nenhum dos três filhos mais velhos e já formados seguiu a minha carreira profissional como engenheiro, embora não tenha incentivado nenhum deles a segui-la. Sempre os orientei no sentido do trabalho por prazer, por vocação e não por indução”, diz. O engenheiro ainda acrescenta a alegria de ter um neto, hoje com dois anos de idade.

Destaque

PROJETO DE CONTENÇÕES EM JET GROUTING PARA A CONSTRUÇÃO DE MEGAFERROVIÁRIA RECEBE PRÊMIO JOSÉ MACHADO Dentre os aspectos levados em consideração na avaliação do vencedor estão: originalidade do projeto ou da construção e inovações no emprego de materiais e técnicas por Dellana Wolney

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No dia 21 de fevereiro aconteceu, no Centro de Convenções Villa Lobos Office Park, em São Paulo (SP), o Prêmio José Machado referente ao biênio 2014-2015 que foi instituído como tributo à memória do engenheiro e antigo presidente da ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica), José Machado que faleceu ainda desempenhando as atividades da sua especialidade.

A cerimônia costuma ser feita bienalmente e premia o melhor projeto geotécnico concluído há menos de dois anos antes da inscrição e que teve a participação ou responsabilidade de associado (ou associados) quites da ABMS. É essencial que o projeto tenha sido concluído e, de preferência, que tenha sido objeto de observação de campo por monitoramento, especialidade em que o patrono do prêmio se destacou. É considerado o projeto geotécnico merecedor da premiação qualquer obra ou estrutura geotécnica construída que se destaque por inovações, seja em sua concepção, no seu projeto, na sua execução, nos materiais e métodos usados ou no controle de sua construção.

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Fundações e Obras Geotécnicas

Segundo o Regulamento do Prêmio José Machado, se nenhum dos projetos submetidos for merecedor do prêmio, ele deixará de ser concedido no biênio e também não será conferido mais de um prêmio neste mesmo período. Caso seja difícil a seleção do projeto ganhador dentre os candidatos que tiverem a melhor classificação, o júri pode conceder uma Menção Honrosa ao segundo colocado.

VENCEDOR O engenheiro e professor da UNICAMP (Universidade Estadual de Campinas), Paulo Albuquerque anunciou os engenheiros agraciados com o Prêmio José Machado referente ao biênio 2014-2015 que foram Sérgio Ludemann, Luis Brian Fuentes e Luiz Callandrelli. Ludemann e Fuentes da empresa Ludemann Engenheiros Associados e Callandrelli, da empresa Costa Fortuna Engenharia de Fundações, foram os autores do melhor projeto geotécnico com participação de um associado da ABMS. Na ocasião, eles apresentaram uma pa-

Fotos: Dellana Wolney / Editora Rudder

Destaque

Participantes do Prêmio José Machado da ABMS

lestra sobre o artigo vencedor que mostrou dados de projeto, execução e monitoramento da escavação profunda em solos muito moles, para implantação de uma megaferroviária no Terminal TIPLAM, em Santos (SP). Com a premissa de que a escavação deveria ser executada sem estroncas, foi proposta a adequação do projeto básico por meio da introdução de perfis metálicos nas colunas de jet grouting, melhorando o projeto e a execução da obra.

Callandrelli contou que a partir de um projeto básico elaborado pela empresa LPC LATINA, o cliente final promoveu a concorrência entre empresas especialistas deixando margem para possíveis adaptações de projeto que trouxessem melhorias técnicas e/ou econômicas para a obra. “Com geometria estratégica já determinada pelo cliente, a megaferroviária deveria possuir uma largura que atendesse a descarga simultânea de duas linhas de trens extensão suficiente para um conjunto certo de vagões estacionados e profundidades que suprissem a necessidade volumétrica do conjunto de descarga simultânea”, afirma.

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Fundações e Obras Geotécnicas

Membros da diretoria do Núcleo Regional de São Paulo da ABMS – Gestão 2016-2018

Em processo EPC (Engineering, Procurement and Construction) parcial, a Costa Fortuna tornou-se vitoriosa e juntamente com a Ludemann Engenharia foi responsável pela nova concepção e elaboração do projeto executivo da obra, bem como sua construção, investigações geológicas, serviços geotécnicos, materiais e controle tecnológico.

TECNOLOGIA Influenciada por novos conceitos técnicos operacionais e meteorológicos advindos dos maiores centros

mundiais de prática de jet grouting: América do Norte e Europa, a concepção do projeto executivo pôde ser amplamente discutida e arrojada, de forma que resultasse em uma estrutura de alta eficiência, com qualidade e confiabilidade.

O engenheiro Luiz Callandrelli destacou em sua apresentação que diversas adaptações foram promovidas no projeto básico, a fim de resultar em uma estrutura de contenção mais enxuta, utilizando características geomecânicas que o processo jet grouting pudesse oferecer. Den-

Destaque

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3 1. O engenheiro Sérgio Ludemann 2. O engenheiro da Costa Fortuna, Luiz Callandrelli 3. O engenheiro Luis Brian Fuentes

tre estas adaptações estão: inclusão de perfis metálicos laminados nas colunas de contenção; formatação geométrica das contenções em similaridade com as necessidades pontuais de esforços; estudo aprimorado da malha de sobreposição entre colunas e utilização de colunas jet grouting armadas de ancoragem de fundo trabalhando à tração.

De acordo com Ludemann, o subsolo local era composto por sedimentos flúvio-lagunares formados por uma argila siltosa com matéria orgânica e fragmentos de conchas de consistência muito mole (Nspt <1) com profundidade de até 25,0 m, sobrejacente a uma camada de solo residual composta por uma areia fina à grossa com cristais de mica e pedregulhos, 16

Fundações e Obras Geotécnicas

conjuntas de cabeças de perfuração duplas e triplas, além dos de cabeçotes simples convencionais.

Visto a simultaneidade executiva de colunas secantes, utilizou-se o método sequencial tipo “fresh to fresh”, ou seja, contínuo e/ou linear no desenvolvimento do alinhamento periférico das contenções e do tampão de fundo. Os comprimentos de injeção da obra atingiram até 35 m para as colunas de ancoragem de fundo e até 24,5 m para as colunas de contenção. A estratégia operacional definida pela Costa Fortuna, determinou a utilização do conjunto de hastes triplas para execução de colunas de até 16 m de comprimento perfurado e injetado e então definido para utilização no setor C da obra, maior e de maior volume.

AVALIAÇÃO medianamente compacta, com resistência crescente com a profundidade.

A empresa Costa Fortuna contando com a transferência de tecnologia de ponta advinda dos Estados Unidos e Europa pôde usufruir neste projeto das melhores práticas mundiais em termos paramétricos e sequenciais de execução de tratamento de solos argilosos moles orgânicos de grandes volumes, bem como de sistema operacional específico para confecção das contenções e tampões de fundo da moega ferroviária.

Resumidamente, a tecnologia escolhida contemplou a execução de colunas jet grouting em sistema de alta tecnologia de alta produção, com uso de maquinário dotado de hastes múltiplas tipo bi-fluido em montagens

O julgamento para escolher o artigo vencedor levou em consideração a originalidade do projeto ou da construção, inovações no emprego de materiais e técnicas, o atendimento de necessidades do empreendedor, o grau de dificuldade ou os desafios das condições geotécnicas e a relevância do monitoramento com instrumentação de campo.

A escolha e a classificação dos candidatos foram feitas com base em critérios objetivos, escolhidos e justificados por relatório do júri, que foi composto pelos três membros mais votados pelo Conselho Diretor da ABMS. Os nomes dos membros do júri foram conhecidos apenas pela Diretoria da ABMS e só foram divulgados após o julgamento do vencedor.

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Fundações e Obras Geotécnicas

Reportagem

Obra em Embu das Artes utiliza tecnologia de tirantes autoperfurantes Rigoroso trabalho de planejamento, conhecimento da obra e suas variantes, além da interação entre os envolvidos foram fatores determinantes para o sucesso do projeto por Dellana Wolney

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Recentemente uma estrutura de contenção executada por meio de cortina atirantada foi concluída em Embu das Artes (SP). Contendo 80 microestacas do tipo autoperfurantes com 25 m e 191 tirantes definitivos autoperfurantes para carga de trabalho de até 43 tf, com comprimento de até 24 m, a obra teve como finalidade substituir o elemento de contenção de muro de arrimo em ruína executado pelo sistema SISBAT por uma cortina atirantada. A execução da cortina atirantada teve início no mês de setembro de 2016, tendo um prazo contratual de 150 dias.

A empresa CERTEK que é uma construtora ficou encarregada junto ao cliente (HINES) de fiscalizar e gerenciar os serviços, bem como pela recuperação estrutural do galpão e do piso industrial.

O corpo técnico de fiscalização da CERTEK foi composto pelo gerente de contrato, Raphael Matheus e o gerente de operações, Rogério Nakahara.

Coube também a empresa CERTEK a contratação dos demais serviços, sendo: o projeto desen-

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Fundações e Obras Geotécnicas

volvido pela empresa Infraestrutura Engenharia e a empresa ENBRAGEO Engenharia foi a responsável por toda a obra de contenção, desde a sua implantação, fundação (estacas microestacas injetadas), elementos de contenção (tirantes definitivos) e paramento estrutural.

Em processo de ruptura foi implantado o muro SISBAT na divisa do terreno contendo um galpão industrial. O corredor criado entre o muro e a parede do galpão tinha a espessura livre de 5 m e servia como corredor de circulação, atendendo inclusive a imposição dos bombeiros, como a eventual área de escape. A área existente à jusante do muro SISBAT é de preservação ambiental, impossibilitando qualquer tipo de construção.

O engenheiro e diretor da empresa ENBRAGEO, Walter Iorio descreve que esta situação exigiu que o novo paramento estrutural de contenção fosse erigido no espaço entre o SISBAT e a parede do galpão, diminuindo a largura da área de escape. Com esta imposição,

Fotos: Gléssia Veras / Editora Rudder

Reportagem

Execução das placas do guarda-rodas dos tabuleiros da OAE 203 (Lote 2)

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Reportagem

Vista da parte interna do galpão

fez-se necessário consultar os órgãos de segurança competentes (bombeiros), quanto à possibilidade de diminuir o corredor existente, sendo então aprovada a largura mínima de 2,5 m para circulação, entre a parede do galpão e o novo muro de contenção. A plataforma de trabalho final de projeto, entre a contenção existente e a nova a ser implantada passou a ser de somente 2,2 m.

PROJETO

Monobarra das estacas raiz autoinjetáveis

Armações das estacas raiz (monobarra) e espera da cortina de concreto projetado

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Fundações e Obras Geotécnicas

O diretor da empresa Infraestrutura Engenharia, Ivan Joppert conta que o muro executado com aterro estruturado pelo sistema SISBAT, objetivava vencer um desnível de 9 m de altura em uma extensão de 140 m.

Ele relata que o tardoz do muro era formado por placas pré-moldadas de concreto armado, nas quais se acoplavam tirantes chumbadores compostos por barras de aço CA-50A com um “morto” em sua extremidade.

“Devido às movimentações horizontais observadas neste muro, o galpão que estava implantado próximo ao seu topo, sofreu severas movimentações em sua estrutura, tendo sido observado deslocamentos de até 20 cm na base dos pilares que sustentavam a cobertura, consequentemente pondo em risco de ruína todo o empreendimento”, explica Joppert.

Com o objetivo de descobrir os itens motivadores das movimentações do muro de arrimo, foram executadas sondagens à percussão tipo SPT (Standart Penetration Test), medidores de nível de água e um criterioso levantamento topográfico do muro no que se refere ao alinha-

Reportagem

Detalhe do escoramento para concretagem e alinhamento dos tirantes

mento e desaprumo. Paralelamente, instalou-se um sistema de instrumentação topográfica para que fossem monitoradas as evoluções dos deslocamentos da estrutura e do muro durante a execução das obras de recuperação.

“Após as análises dos resultados da sondagem e dos medidores de nível da água verificou-se que, atrás do muro de arrimo, o lençol freático estava muito alto devido, provavelmente, as fortes chuvas que assolavam a região naquela ocasião, bem como prováveis vazamentos de tubulações enterradas no corredor existente entre o topo de um muro e a fachada do galpão”, esclarece Joppert.

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Fundações e Obras Geotécnicas

Ele acrescenta que para aliviar as pressões neutras a montante do muro, foi projetada uma malha de drenos sub-horizontais DHP (Drenos Horizontais Profundos) perfurados com sistema de ar comprimido e buzinotes inseridos na superfície do arrimo. “A situação encontrava-se tão crítica que ao se tentar instalar os drenos, o muro começou a ruir. Observou-se que a ruptura ocorria, na maioria dos casos, na ligação entre a placa pré-moldada e os tirantes chumbadores sendo que as barras de aço existentes no maciço do aterro estavam preservadas”.

Como obras emergenciais, foram aproveitados os tirantes chum-

badores do antigo muro SISBAT que estavam aparentes, unindo-os a um novo tardoz de concreto armado projetado. Uma vez que a estabilidade provisória da obra foi conquistada, um novo muro de arrimo atirantado foi projetado com a seguinte característica: apoio do novo muro em estacas tipo raiz executadas pelo sistema autoperfurante com nata de cimento, evitando a circulação de água que iria saturar ainda mais o terreno, possibilitando também a consolidação do terreno.

Outro fator foi a execução de tirantes autoperfurantes com a circulação de nata de cimento com as vantagens já citadas. Essa solução

Reportagem

Execução dos tirantes

Detalhe do tricone do tirante autoinjetável

Sequência do processo executivo: Escavação mecânica até 70 cm abaixo da cota dos tirantes; Acerto manual do tardoz; Colocação de tela passando pelo costado das estacas autoperfurantes, previamente executadas; Execução de camada de 10 cm em concreto projetado; Execução da parede estrutural de concreto; Protensão.

possibilitou a abertura de uma faixa horizontal contínua de escavação tornando a execução do muro mais rápida. Durante a execução de toda obra foi feito o monitoramento das deformações, por meio da instalação de instrumentos tais como pinos para a medida de deformações horizontais e verticais nas estruturas 22

Fundações e Obras Geotécnicas

do galpão e na superfície do muro de arrimo. A montante do muro também foram instalados inclinômetros e medidores de nível d’água.

PREMISSAS A implantação do muro de contenção imposta pelos organismos responsáveis, bem como a necessi-

dade técnica exigida no projeto, fez com que a ENBRAGEO se deparasse com uma situação de obra que requereu um planejamento prévio de modo a viabilizar sua execução.

Desta forma, algumas premissas e cuidados foram tomados na execução da obra de contenção.

Devido à obra ser executada num corredor com 2,2 m de espessura, com uma única entrada e saída do material, adjacente à frente das docas do galpão de 140 m de comprimento, formando um corredor esguio e longo, só era possível um caminhamento do processo executivo, sempre do fundo do galpão para frente.

Iorio conta que os tirantes autoperfurantes executados nesta obra utilizavam a barra de perfuração como elemento estrutural de tração.

Reportagem

Cortina após a escavação sendo preparada para a última etapa de concretagem e execução de tirantes. Detalhe dos businotes

“A ligação entre as barras é feita por meio de luvas apropriadas, cujo preço comercial é elevado. Com o intuito de mitigar custos, as barras dos tirantes teriam de ter 3 m, fazendo com que a perfuratriz tivesse que ter uma torre de cerca de 4 m e avanço útil de 3 m”, exemplifica.

Como o sistema de contenção do SISBAT encontrava-se em condição de ruptura eminente, o equipamento não poderiam ter peso substancial e causar pouca vibração. Para cumprir o cronograma que não poderia exceder 150 dias, exigindo alta produção na perfuração, a ENBRAGEO empregou a perfuratriz CMV do tipo 1020, relativamente leve, com cerca de 9.000 kg, devidamente adaptada para trabalhar no patamar de somente 2,2 m, com altera23

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ção de comandos que permitiu que o operador tivesse todo controle do equipamento, caminhando sempre em um único sentido.

Pelas condições da obra, espaço de plataforma de trabalho diminuto e somente uma direção e entrada, foi adotado o seguinte ciclo e sequência executiva, lembrando que a parede possuía em média quatro linhas de tirantes: o primeiro passo foi a execução da linha de microestacas. Antes de começar os trabalhos o patamar das escavações tinha 5 m, então foi possível a execução das estacas e o início das escavações. A partir daí praticamente todas as etapas de execução, entre perfuração e escavação, foram independentes, iniciando uma após o término da outra.

DESAFIOS O engenheiro Ivan Joppert comenta que o acompanhamento técnico da obra foi bastante complexo, pois a sua execução foi feita no período de chuvas, tendo como consequência, vários pequenos desbarrancamentos durante as escavações das frentes de trabalho.

Já o engenheiro Walter Iorio enfatiza que devido o acesso da obra ser somente por uma única frente, e corredor de trabalho diminuto com 2,2 m, não era possível a utilização de diferentes equipamentos ao mesmo tempo, como execução de tirantes e escavação.

Só era possível ter uma máquina na frente de trabalho, como uma única perfuratriz ou só uma pe-

Reportagem

Vista geral. Finalização da contenção

quena escavadeira. Isso prejudicou a interposição das atividades.

A plataforma com largura de 2,2 m exigiu uma série de modificações na perfuratriz, mudando 24

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inclusive o posicionamento de seu operador. “Mesmo com os desafios, acredito que as técnicas executivas adotadas foram as melhores, sendo possível somente após

um rigoroso trabalho de planejamento e o pleno conhecimento da obra e suas variantes. A interação entre todos os envolvidos projetista, executante, gerenciador

Reportagem

Segundo ele, a conclusão desta obra, em estado de ruína inicial e em condições extremamente diminutas de dimensões do local a ser implantada, em período de alta incidência pluviométrica, sem qualquer acidente ou percalço e cumprida num prazo exíguo, só foi possível devido também à alta técnica da engenharia empregada, bem como do perfeito conhecimento e planejamento prévio das premissas impostas.

DESTAQUE

e cliente permitiu que depois da elaboração do projeto executivo, pudéssemos adequar a técnica necessária para obtenção do sucesso almejado”, pontua Iorio.

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Fundações e Obras Geotécnicas

Para Joppert, o grande diferencial que fez parte dessa obra foi a utilização da tecnologia dos tirantes autoperfurantes que ajudou a estabilizar o maciço durante a sua implantação e diminuiu substancialmente o cronograma da execução das obras.

Os tirantes autoperfurantes ou autoinjetáveis são fabricados em aço com alta resistência mecânica atuando como elemento de perfuração e armadura central. Apresentam seção vazada em toda sua extensão que permite a injeção de calda de cimento sobre pressões que variam de 25 a 80 bar máximo.

De acordo com o engenheiro da empresa Incotep Sistema de Ancoragem, divisão do Grupo Açotubo, Eduardo Ono, os tirantes autoperfurantes ou autoinjetáveis Incotep são produtos fabricados a partir da laminação de rosca em tubos de aço por toda sua extensão, sua gama de atendimento de cargas varia entre 15 a 70 toneladas de carga permanente e pode ser aplicado em todas as obras de geotecnia: tirantes, re-

forço de terreno, obras de contenção, taludes, reforço de fundação entre outras.

“As principais características deste produto são: utilização do tirante já com haste de perfuração para injeção simultânea ao término da perfuração, evitando assim perfurações com risco de fechamento do furo ou perfurações encamisadas na qual é gasto o dobro do tempo na aplicação. É um produto sem similaridade devido à característica de utilização como haste e como tirante”, informa.

Ono também cita as suas limitações básicas, relacionadas principalmente à utilização do produto. A aplicação deve seguir algumas recomendações quanto a rotação e avanço, na qual o equipamento que irá instalar deve obedecer; a proteção das hastes com tubos de trecho livre em toda extensão fora do trecho ancorado; a calda de injeção deve seguir com fator água/cimento = 0,50 e pressão de injeção mínima de 25 kg/cm² para garantir um bulbo de ancoragem suficiente e eficaz para atendimento da carga.

A empresa Incotep é pioneira na fabricação dos tirantes autoinjetáveis no Brasil, produzidos com matéria-prima nacional e laminados.

Na planta da empresa, localizada em Guarulhos (SP), há um amplo estoque para atendimento de quaisquer necessidades no menor tempo possível, todos os tirantes são certificados e testados pelos melhores laboratórios e órgãos certificadores do País, bem como da América Latina.

Notícia

Região de Piracicaba será contemplada com mapa pedológico Ferramenta fomentará qualidade na produção agrícola e ainda beneficiará vários profissionais por Dellana Wolney

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Pesquisadores do Departamento de Ciência do Solo da Esalq (Escola de Agricultura Luiz de Queiroz) da USP (Universidade de São Paulo) estão desenvolvendo um projeto que poderá auxiliar os agricultores da região de Piracicaba, interior de São Paulo. Coordenado pelo professor-titular em sensoriamento remoto aplicado a solos, José Alexandre Demattê, a criação consiste em um mapa digital de solos (pedológico), que englobará 240 mil hectares da região de Piracicaba.

O instrumento nasceu a partir de um Projeto Temático realizado com o apoio da FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) e tem o objetivo de disponibilizar informações para ajudar a estimar o potencial de produção das lavouras, de acordo com o tipo de terra do espaço onde estão localizadas, além de indicar a relevância do setor agrícola para o desenvolvimento do País, como explica Demattê. “O propósito era criar um mapa de solos, com nível detalhado que seja compatível com as necessidades de agricultores, extensionistas e gestores públicos na tomada de decisões.

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Fundações e Obras Geotécnicas

Também visamos mostrar à população a importância deste produto para a sociedade. Ademais, o Brasil é um país extremamente agrícola, onde quem tem mantido o PIB (Produto Interno Bruto) é o agronegócio”, argumenta.

Ele acrescenta ainda que trabalhar em tecnologias que potencializam o solo pode estimular a produtividade agrícola, ainda mais com o crescimento da necessidade.

“Com o aumento da demanda por alimentos e outros produtos é necessário aperfeiçoar o solo, e nisto entra o mapa pedológico. Sabe-se que há mais de 100 anos que tal produto é importante para a agricultura, porém só houve investimentos no setor até 1986 após o qual ficou disperso na gestão pública e esquecido pelo setor agrícola. Objetiva-se retomar este processo mostrando a sua importância, pois somente desta forma será possível aprimorar a produtividade agrícola”, informa o professor.

Intitulado de “Solo para Todos”, José Alexandre Demattê explica que o projeto tem dois objetivos ao todo: um mais vol-

COMO VAI FUNCIONAR Com o auxílio de geotecnologias, o mapa pedológico identificará os tipos de solos existentes em uma determinada região, em termos de profundidade, concentração de matéria orgânica, textura, composição química, física e diversos outros dados. Baseando-se nesses registros, o agricultor poderá realizar escolhas mais exatas sobre qual a época mais adequada para plantio e colheita de uma lavoura, de acordo com o tipo de solo e terá mais ganhos de produtividade.

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/ Ge oC is (Ge ote cno Fot os: Div ulg açã o

tado para o lado social, que consiste em disponibilizar informações à população e a segunda finalidade – que recebe o título Geotecnologias e Sensoriamento Remoto no Mapeamento Pedológico –, direcionada ao âmbito tecnológico. O professor acredita que com o desenvolvimento das ferramentas empregadas no produto, a técnica poderá ser replicada em outras regiões do Estado.

“As geotecnologias podem ajudar de maneira absolutamente ampla. É possível utilizar equipamentos sensores instalados em laboratório, levando no campo para medição em tempo real, em VANTs (Veículos Aéreos Não Tripulados) ou drones, em aviões e satélites. Todas as estratégias serão utilizadas neste projeto, com o intuito de chegar ao melhor produto possível”, detalha.

Até então, o Brasil utilizava mais estes recursos em plantações de cana-de-açúcar. Segundo Demattê, somente 0,1% dos mapas de solo disponíveis no País são detalhados.

log ia em Ciê nci a do Sol o) – Esa lq

Notícia

Imagem de um solo exposto nos testes do mapa

Além destas informações, o agricultor terá indicações de lugares onde existe mais probabilidade de se perder terra por erosão. A ferramenta ajudará não só os agricultores, mas também os gestores públicos, pois o mapa de solos possibilitará uma avaliação do local, sendo possível analisar se está sendo subestimado ou superestimado o potencial de produção de uma cultura.

Países com alta produtividade agrícola já utilizam essas tecnologias para aplicação no setor. Em Israel, Alemanha, França, Estados Unidos, Austrália e China, os estudos nesse âmbito já estão mais avançados. Desde o século XX associações procuram simplificar e divulgar para os profissionais relacionados uma síntese sistemática sobre solos. Em 1974, a FAO (Food and Agricultural Organization) publicou o mapa de solos do

mundo, para que os pesquisadores pudessem mapear a geografia da fome no planeta. Para conceber a ferramenta foi utilizada a classificação da FAO, porém o sistema de classificação mais desenvolvido é o dos Estados Unidos (Soil Taxonomy), que está categorizado em ordens, subordens, grandes grupos, subgrupos, famílias e séries. Mais informações podem ser conferidas nas obras completas do professor Mauro Resende, como Pedologia: base para distinção de ambientes; Princípios da Classificação dos Solos, dentre outras.

Por meio de sensores remotos instalados em satélites, VANTs e

Notícia

da “mapeamento digital de solos”, que indicará lugares com solos parecidos aos que são perfurados pelos pesquisadores.

Segundo o professor da Esalq, o mapa estará disponível em um site gratuitamente. “A ideia é que a pessoa interessada entre no site, digite a localização desejada e veja a informação do solo gratuitamente. O uso da informação será exclusivo do usuário, citando devidamente a fonte. Somente após este primeiro passo é que serão definidos quais subprodutos poderemos disponibilizar, tais como, mapa de riscos de erosão, atividades agrícolas mais adequadas para a região etc.”, detalha.

Representação do espectro de alvos no mapa pedológico

Sensor de avião, um dos componentes que vão auxiliar o mapa pedológico

aviões, os pesquisadores esperam obter um melhor detalhamento da região. Também farão perfurações em variados pontos da região, com 28

Fundações e Obras Geotécnicas

o intuito de obter dados e classificar o tipo de solo relacionado ao relevo. Haverá ainda um software, com base numa tecnologia chama-

BENEFÍCIOS E PREVISÃO DE LANÇAMENTO De acordo com o professor José Alexandre Demattê, o mapa de solos poderá beneficiar de diversas formas os agricultores. “Privilegiará agricultores de diferentes formas, por meio de extensionistas, que com este produto poderão orientar melhor os agricultores nas áreas de conservação do solo, atividade agrícola, manejo do solo, entre outros.

O agricultor poderá obter a informação por si só, se assim desejar, pois será disponibilizada na internet”, explana.

As benesses estendem-se também para outros setores, além do agrícola, como acrescenta Demattê. “Setores como o de gestão pública também podem ser contemplados. Quanto à parte de constru-

Notícia

Vários sensores serão instalados em diversos locais, em drones, aviões e laboratórios para ajudar no mapeamento, como o sensor gamma campo

A expectativa é que o mapa esteja disponível a partir de 2020

O sensor termal campo também ajudará no mapeamento

Na região de Piracicaba, 240 mil hectares serão beneficiados

ção civil, quem adentrar ou tiver projetos nas áreas mapeadas, também pode se beneficiar. A engenharia civil precisa destas informações para saber em que tipo de solo será feita a construção. Não significa que todas as respostas ao engenheiro serão dadas, pois trata-se de um trabalho mais específico, mas pelo

mapa já dará para ter mais noções do que encontrará”, elucida.

Não só Piracicaba será amparada com o mapa pedológico, mas também os municípios de Águas de São Pedro, Charqueada, Iramápolis, Mombuca e Rio das Pedras, cidades que juntas somam mais de 240 mil hectares.

Uma das metas do projeto é replicar

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as metodologias geotecnológicas para o Estado de São Paulo e depois para o País. Os pesquisadores esperam que o mapa seja concluído e tenha uma versão inicial em 2020, porém alguns produtos já serão disponibilizados em 2018, como o mapa de atributos do solo de matéria orgânica, teor de argila, entre outros.

Coluna do Conselho

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Coluna do Conselho

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Notícia

Derek Bridges / Flickr

Lei aprovada no Piauí prevê a adoção de práticas sustentáveis em obras estaduais Imagem Ilustrativa

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Notícia

A medida dita a principal tendência adotada pelo segmento da construção civil recentemente: a redução dos impactos ambientais por Dellana Wolney

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No dia 6 de outubro de 2016 o governador do Piauí, Wellington Dias (PT) sancionou a Lei Nº 6.888 de autoria do deputado estadual Robert Rios (PDT), que prevê mudanças no segmento de construção civil no Estado. De acordo com a legislação, o objetivo é assegurar a proteção do meio ambiente, por intermédio da utilização de técnicas sustentáveis nas obras. Isso abrange todas as construções civis executadas pelo Estado, diretamente por sua administração ou por meio de agentes contratados, sejam prédios públicos ou conjuntos habitacionais.

A lei ainda trata sobre a qualidade dos materiais empregados. Dentre as medidas estão previstas economia e reutilização da água; eficiência energética; gestão dos resíduos sólidos; permeabilidade do solo; uso de energia solar por meio de placas fotovoltaicas; coberturas verdes; preferência por materiais compostos de substâncias não tóxicas e não utilização de insumos que possam poluir o meio ambiente ou cuja produção seja ecologicamente imprópria.

O engenheiro, professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco e da Universidade de Pernambuco e vice-presidente da ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica), Alexandre Duarte Gusmão explica que o setor da construção civil é um dos que mais tem pu33

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jança econômica. Além disso, é um setor que emprega muitas pessoas, sendo assim, um segmento extremamente importante do ponto de vista econômico e social.

No entanto, assim como os setores industriais, a construção civil é o que mais gera rejeitos por exemplo. “Os resíduos de construção hoje representam mais da metade, em peso, dos sólidos urbanos. É um problema importante que precisa ser gerido de forma adequada. A lei do Estado do Piauí é uma tendência que se observa no Brasil todo, no sentido de termos obras que, de fato, considerem a questão do custo, e também as questões ambiental e social”, afirma Gusmão.

DISSEMINAÇÃO Além dos aspectos previstos nesta lei em especial, atualmente existem muitas outras maneiras de atuar numa obra para que ela seja mais sustentável. Gusmão destaca a questão dos resíduos de construção civil e exemplifica que em uma obra de um edifício, por exemplo, executada em um terreno onde exista uma casa, será preciso demoli-la, gerando um volume considerável de resíduos. Depois, há também a necessidade de fazer um ou dois subsolos, o que exige escavação.

Todo o solo retirado hoje, pela legislação, é considerado resíduo de construção.

“Somente depois destas etapas, será feita a

PROLos Angeles District / Flickr

Notícia

Wisconsin Department of Natural Resources / Flickr

Imagem Ilustrativa

Disposição de resíduos sólidos

obra propriamente dita, em que também é uma fase que gera muitos resíduos. Então é necessário que se tenha um processo de gestão, no sentido de segregar esses resíduos para permitir a sua reutilização na própria construção. Hoje existem municípios em que a legislação obriga o uso desses resíduos de construção reciclados, que têm propriedades geotécnicas ou tecnológicas e são compatíveis para uso em várias aplicações como concreto e pavimentação”, informa.

Por acreditar que esta tendência 34

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seja progressiva no País, o engenheiro Alexandre Duarte Gusmão comenta que o setor precisará se preparar para este novo momento. Ele diz que à primeira vista, parecerá algo que poderá aumentar custos, mas vários estudos têm mostrado que se pode tirar proveito disso e exemplifica com um caso de obra de um shopping center, da qual participou como consultor. Durante a construção havia uma quantidade muito grande de estacas tipo hélice contínua e o resíduo (solo) escavado das estacas deveria ser descartado em

aterros inertes, com custo muito alto.

“Fizemos um estudo para reutilizar este material para a pavimentação do próprio shopping. Eram cerca de quatro mil estacas que geraram aproximadamente 25 mil m³ de material, e esse junto com o resíduo de demolição, transformou-se em uma mistura que foi utilizada para a pavimentação.

A economia obtida entre não ter de pagar o transporte para a retirada do material da obra, a taxa de disposição desse material no aterro de inertes e o que se economizou na compra dos agregados para pavimentação foi da ordem de quatro milhões de reais, ou seja, a obra atendeu toda a legislação ambiental e obteve um resultado interessante”, considera.

Há várias alternativas que devem surgir dentro deste novo cenário. Gusmão enfatiza a questão das estacas escavadas, pois todas as que têm o solo como material a ser disposto posteriormente terão que criar processos que permitam a reutilização deste material porque, do contrário, o custo aumentará expressivamente. “Por isso, provavelmente teremos muitas pesquisas nessa área de reutilização de material escavado de estacas ou de cortinas”, supõe.

Além disso, uma questão importante é o consumo energético dos materiais, visto que o consumo energético é um dos principais indicadores de impactos ambientais. Há uma tendência que este cenário mude e que os processos como utilização de materiais alternativos, execução de obras mais próximas ao local de aplicação sejam potencializados, com o intuito de alcançar o conceito mais adequado de sustentabilidade.

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Notas

por Dafne Mazaia

ABINT realiza curso em São Paulo Evento teve como propósito ensinar conceitos fundamentais dos nãotecidos e seus benefícios Em novembro de 2016, a ABINT (Associação Brasileira das Indústrias de Nãotecidos e Tecidos Técnicos) realizou o curso Tecnologia de Nãotecidos.

Promovido regularmente pela organização, o evento foi voltado para profissionais das indústrias de nãotecidos e relacionados ao setor agrícola, médico-hospitalar, construção civil, geotecnia, entre outros.

O evento teve como objetivo disponibilizar informações essenciais da finalidade dos nãotecidos, quais são as suas aplicações, como eles são feitos etc. De acordo com o secretário-executivo da ABINT, Jorge Saito, o curso é importante para que o profissional se atualize e acrescente mais especialidades em sua empresa. “O evento é relevante para capacitar os profissionais, para que eles conheçam melhor os nãotecidos, sua composição, características, benefícios e possibilidade de aplicações, de modo a inovar e/ou acrescentar produtos ao portfólio da empresa”, explica.

Entre os assuntos que foram abordados no encontro, destacaram-se as principais matérias-primas, a identificação e classificação por gramatura, normas, características dos tipos, as tecnologias empregadas na formação da manta, a consolidação, o acabamento, além de seus benefícios.

Veolia Water Technologies participa de estação de tratamento na Arábia Saudita

Banco de Imagens / Free Images

Planta tem previsão para entrar em funcionamento esse ano A empresa Veolia Water Technologies, que atua na implantação de soluções para gestão da água, foi selecionada para projetar e disponibilizar uma estação de tratamento de efluentes para o Complexo de Jazan, no sudoeste da Arábia Saudita. O projeto reúne tecnologias para a separação de água-óleo e ainda removerá sólidos e metais.

Com previsão de entrar em funcionamento ainda em 2017, a planta será composta de uma refinaria com capacidade de tratar 400 mil barris por dia de petróleo para a produção de gasolina, diesel com níveis baixos de enxofre, benzeno e paraxileno e ainda contará com terminal e uma termelétrica que poderá gerar 4.000 MW. O tratamento da água se dará por meio de uma combinação de duas tecnologias da Veolia, que foram especificamente produzidas para o mercado de O&G (Óleo e Gás): a MPP TiSS TPI (Tilted Plate Interceptor) e o Whittier Power Clean, que consiste em um filtro de casca de nozes elaborado para a remoção de óleo e sólidos suspensos.

Além desses equipamentos, haverá o tratamento terciário, realizado pelo clarificador de alta taxa multiflo e dosagens químicas para a eliminação de metais.

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Fundações e Obras Geotécnicas

Banco de Imagens / Free Images

por Dafne Mazaia

Jogo Rápido

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Fundações e Obras Geotécnicas

Artigo

ANÁLISE DE PROVA DE CARGA BIDIRECIONAL EM ESTACA HÉLICE CONTÍNUA NA REGIÃO METROPOLITANA DE BELO HORIZONTE (MG) Moisés Valente Pereira Sergio Velloso Engenheiros Consultores e Projetos, Belo Horizonte (MG), Brasil moises@sergiovelloso.com.br

Sandro E. L. Pinto Sergio Velloso Engenheiros Consultores e Projetos, Belo Horizonte (MG), Brasil sandro@sergiovelloso.com.br

Hedmilson Ferreira Bragança Sergio Velloso Engenheiros Consultores e Projetos, Belo Horizonte (MG), Brasil hedmilson@sergiovelloso.com.br

Sérgio Maurício Pimenta Velloso Filho Universidade FUMEC (Fundação Mineira de Educação e Cultura), Belo Horizonte (MG), Brasil spvelloso@sergiovelloso.com.br

RESUMO Este trabalho contempla a análise comparativa entre métodos semiempíricos de cálculo de capacidade de carga e resultados de prova de carga estática com célula expansiva hidrodinâmica bidirecional. A instrumentação foi realizada em estaca “teste”, escavada, tipo hélice contínua monitorada, levada até a ruptura física. Foi realizada escavação contigua à estaca, possibilitando confirmação visual do recalque lido pelos instrumentos instalados no topo do elemento e posterior extração da célula. Adicionalmente foi aplicado no segmento inferior da estaca (parte levada até ruptura física) o conceito de rigidez proposto pelo engenheiro Luciano Décourt, visando identificar o domínio de transferência de carga pela ponta e o domínio de transferência de carga pelo atrito lateral de uma estaca, de forma a permitir a formulação semiempírica que melhor se adeque ao empreendimento.

Palavras-chave: Prova de Carga, Célula Hidrodinâmica, Estaca Hé-

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Fundações e Obras Geotécnicas

lice Contínua, Cálculo de Capacidade de Carga, Comprovação do Recalque, Conceito de Rigidez.

INTRODUÇÃO No desenvolvimento de projetos de fundação, contrariando o que prescreve a normatização vigente, a maneira mais comum de se estabelecer cargas de trabalho de estacas e eventuais profundidades, baseia-se na aplicação de métodos semiempíricos de estimativa de capacidade de carga. Essas formulações, que levam em consideração parâmetros derivados de dados de investigações de campo e geometria das peças de fundação, podem muitas das vezes não se adequar aos locais de interesse, devido às variações diversas no perfil geológico-geotécnico, associadas às correlações inexistentes de ensaios daquela região. Tal metodologia pode apresentar discrepâncias entre os valores teóricos e reais, o que se faz necessário a realização de provas de carga para avaliar o

Artigo

real comportamento da fundação ou comprovar seu desempenho.

Com base nesse conceito, este trabalho contempla análise comparativa de métodos semiempíricos de estimativa de cálculo de capacidade de carga com resultado de prova de carga estática com célula expansiva hidrodinâmica bidirecional.

A instrumentação em estudo foi realizada em uma estaca “teste” escavada tipo hélice contínua monitorada, levada até a ruptura física.

Com o intuito de analisar os resultados de recalques obtidos através do ensaio e verificar a integridade do elemento ensaiado, já que as tensões de compressão aplicadas suplantaram o fck do elemento, foi realizada a escavação contígua à estaca de forma a possibilitar a análise visual do recalque lido pelos instrumentos posicionados no topo da peça, além do exame visual da célula, onde foi constatada perfeita integridade do equipamento.

Adicionalmente foi aplicado no segmento inferior da estaca (parte levada a ruptura física), o conceito de rigidez, proposto pelo engenheiro Luciano Décourt, que permite a identificação do domínio de transferência de carga pela ponta e o domínio de transferência de carga pelo atrito lateral da estaca.

1 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA Capacidade de carga de um elemento de fundação pode ser definida como a carga máxima suportada por um determinado corpo (estaca) envolvido por um 39

Fundações e Obras Geotécnicas

horizonte geotécnico atritivo e/ ou coesivo (solo). Como a carga assumida pelo corpo é derivada dos materiais empregados em sua construção, e estes são de domínio do projetista, a maior incógnita que concerne à definição de capacidade de carga de uma peça de fundação reside sobre a resistência oriunda do perfil geológico-geotécnico, também conhecida como “interação estaca-solo”. Essa carga de interação representa o somatório dos carregamentos máximos a serem suportados pelo contato lateral do fuste da peça e pela ponta da estaca. Quase sempre essas cargas de interação são definidas somente baseadas em formulações semiempíricas, que se baseiam em correlações com parâmetros, muitas vezes, inadequados ou inexistentes quanto à região estudada.

Neste trabalho é apresentada a análise comparativa entre métodos semiempíricos e resultado de prova de carga estática com célula expansiva hidrodinâmica bidirecional. Para desenvolvimento deste trabalho, foram analisados metódos consagrados de predição de carga de interação estaca-solo, incluindo os desenvolvidos pelos autores Aoki Velloso (1975), Teixeira (1996), Luciano Décourt e Arthur Quaresma, publicado originalmente no COBRAMSEG (Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica) de 1978 para estacas cravadas e estendido em 1996 para elementos escavados, Pedro Paulo Costa Velloso (1981) e a metodologia proposta por Urbano Rodrigues

Alonso (1996) para estacas tipo hélice contínua. É notável no Estado de Minas Gerais uma grande relutância por parte dos investidores quanto à necessidade de teste ou instrumentação prévia para dimensionamento ou avaliação posterior do real comportamento das fundações. A alegação por parte deles é quase sempre o lugar comum conhecido por todos nós, o elevado custo e o atraso no cronograma da obra. Com o intuito de tornar a prova de carga convencional mais segura, rápida e econômica, o engenhereiro civil e um dos fundadores da empresa Arcos, Pedro Elísio Chaves Alves Ferreira da Silva desenvolveu em meados da década de 1980 a prova de carga estática com célula expansiva hidrodinâmica bidirecional. Em relação ao assunto supracitado são relevantes os trabalhos de Oliveira Campos, (2015) e Dellana Wolney, (2013 e 2014), além de Silva (1983) que descrevem a metodologia e a praticidade desta modalidade de prova de carga.

Para discernimento dos carregamentos imputados aos domínios de ponta e atrito do segmento inferior foi empregado o conceito de rigidez, sendo necessária menção ao trabalho desenvolvido por Melo (2009), em que o método foi aplicado para análise de prova de carga, realizada em estaca escavada sem fluido estabilizante.

2 CONTEXTUALIZAÇÃO 2.1 A obra O objeto de estudo encontra-

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Artigo

Área do empreendimento estudado

BR-381

Distrito Industrial de Santa Luzia (MG)

Figura 01 – Localização da área do objeto de estudo

se contido em obra de complexo industrial de aproximadamente 25.000 m² de área construída com oito galpões, que exigiram a realização de mais de 600 pontos de fundação, entre sapatas, tubulões e estacas moldadas in loco, visto a vastidão da área e heterogeneidade do subsolo. O empreendimento está situado no município de Santa Luzia, Região Metropolitana de Belo Horizonte (MG).

Os autores

2.2 Análise geológicageotécnica

Os autores

Figura 02 – Implantação do complexo industrial

Figura 03 – Execução das fundações

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Fundações e Obras Geotécnicas

As investigações de campo se limitaram à realização de sondagens de simples reconhecimento tipo SPT (Standard Penetration Test), executadas de acordo com a norma NBR 6.484/2001. A estaca “teste” estudada encontra-se executada a uma distância de aproximadamente 8 metros do furo de sondagem à percussão FA24.

O perfil geológico-geotécnico no local que abriga a análise é formado basicamente por uma camada superficial variável de aterro compactado argilo-siltoso, seguida de material silto-arenoso residual, com afloramentos rochosos pontuais em alguns trechos.

Devido à configuração topográfica local e implantação do empreendimento, algumas regiões possuem camadas de aterro compactado variando de 1 m a 12 m de espessura. A figura 4 apresenta esquema que ilustra o perfil geotécnico da sondagem FA24 e eventual posicionamento do elemento de fundação, com destaque a armação

Os autores

Artigo

e a célula hidrodinâmica. A estaca ensaiada está imersa em subsolo cujo perfil é composto inicialmente por camada de 3,60 m de aterro argilo-siltoso muito rijo, seguida de silte-arenoso muito compacto de espessura de 1,30 m e silte-argiloso rijo com 2,60 m. A partir de 7,50 m de profundidade, encontra-se silte-arenoso residual de compacidade fofa a muito compacta. A estaca ensaiada foi escavada até a profundidade de 14 m, apoiando-a no solo residual de NSPT (Índice de Resistência à Penetração) igual a 31 golpes / 30 cm.

-

-

2.3 Metodologia da prova de carga bidirecional Para realização da prova de carga estática com célula expansiva hidrodinâmica, é necessário que a célula de carga, previamente aferida, seja instalada dentro do fuste da estaca e engastada na armação, como demonstrado na figura 04.

O ensaio consiste basicamente na aplicação de carga na célula através de pressurização de fluido hidráulico, que solicita o segmento inferior ao equipamento (fuste e ponta), fazendo-a reagir contra o segmento superior (fuste), com uma força igual, porém de sentido contrário.

Para a escolha da profundidade de implantação da célula de carga, busca-se o equilíbrio entre a resistência lateral do fuste acrescido do peso próprio da estaca (parte superior) e a parte inferior a esta, que apresenta resistências do atrito lateral e ponta.

Os recalques do segmento inferior 41

Fundações e Obras Geotécnicas

-

Figura 04 – Esquematização da estaca no perfil apresentado pela sondagem FA24

são medidos através de tell-tales (testemunhos), previamente instalados no equipamento a ser testado. O deslocamento do fuste é medido

através do movimento ascendente da parte superior da estaca, através de extensômetros com precisão de leitura direta de 0,01mm.

Os autores

Artigo

Figura 05 – Armação preparada para instalação da célula hidrodinâmica na armação da estaca

Figura 06 – Prova de carga estática com célula expansiva hidrodinâmica em andamento Tabela 01 – Dados dos carregamentos do estágio final do ensaio Carga Total (kN)

Carga Parte Superior (kN)

Carga Parte Inferior (kN)

Corrigida

Aplicada

Corrigida

Aplicada

Corrigida

Aplicada

2446,8

2489,2

1173,9

1244,6

1272,9

1244,6

3 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS DA PROVA DE CARGA A prova de carga estática com 42

Fundações e Obras Geotécnicas

Pressão Manômetro (kgf/cm²) 490,0

célula expansiva hidrodinâmica foi realizada com o intuito de verificar os parâmetros adotados em projeto para o dimensionamento

das fundações e analisar qual formulação semiempírica de cálculo de capacidade de carga mais se adequa para o estaqueamento e região estudada.

A estaca ensaiada é do tipo hélice contínua, diâmetro ø60 cm e profundidade de 14 m. A armação longitudinal é composta por sete barras de aço ø16 mm, comprimento 10 m e transversal de ø8 mm a cada 20 cm. O concreto utilizado possui 20 MPa de resistência à compressão e abatimento igual a 25 ± 3 cm.

A prova de carga estática foi realizada com o processo de carregamento rápido, com carga máxima de 2.489,2 kN divididos entre parte superior (fuste) e parte inferior (fuste e ponta). A célula de carga foi implantada ao fim do trecho armado aos 10 metros de profundidade, dividindo a estaca em dois segmentos: superior de fuste com 10,5 m de comprimento e inferior de fuste de 3,5 m mais resistência de ponta.

Durante o ensaio foram atingidos os 20 estágios previstos por norma, havendo extensão a 28 estágios até o alcance da carga de ruptura, inicialmente observada pela ausência de estabilização do deslocamento do segmento inferior com consequente exaustão das resistências do domínio de transferência de carga pelo atrito lateral e do domínio de transferência de carga pela ponta. A tabela 01 abaixo apresenta os valores dos carregamentos atingidos no último estágio do ensaio estático e os valores corrigidos.

Artigo

Devido à metodologia da prova de carga bidirecional, onde a célula de carga é implantanda dentro do fuste da estaca, neste caso a 10 m de profundidade, se faz necessário correção dos valores lidos durante a instrumentação. Nas cargas corrigidas, o peso flutuante do segmento superior, considerando a densidade de concreto armado (25 kN/m³) acima da célula de carga, foi descontado das cargas mobilizadas para o fuste, devido ao carregamento ascendente. Na carga da ponta houve acréscimo do peso próprio do segmento posicionado abaixo da célula expansiva.

A partir dos resultados é possível avaliar o comportamento do trecho superior e o trecho inferior separadamente, como demonstrado na figura 07, representada por dois gráficos de carga x recalque.

A partir dos resultados da figura 07 e da tabela 01, verifica-se o pequeno deslocamento da parte superior (ordem de 0,77 mm) com carregamento corrigido de 1173,9 kN. Já o segmento inferior, apresenta deslocamento residual de 34,57 mm com carregamento corrigido de 1272,9 kN, o que representa 2,12 vezes a carga de trabalho da estaca.

4 ANÁLISE DOS RESULTADOS 4.1 Análise dos resultados dos recalques obtidos no ensaio De Beer (1988) define ruptura convencional como sendo a carga 43

Fundações e Obras Geotécnicas

Figura 07 – Curva carga x recalque do trecho superior (verde) e curva carga x recalque do trecho inferior (azul)

correspondente a um deslocamento da ponta (ou do topo) da estaca de 10% de seu diâmetro, no caso de estacas de deslocamento e de estacas escavadas em argila e, de 30% de seu diâmetro no caso de estacas escavadas em solos granulares. O conceito de ruptura física é definido como o limite da relação do acréscimo do recalque da ponta da estaca pelo acréscimo de carga, tendendo ao infinito.

A realização de provas de carga pode apresentar, em boa parte das vezes, resultados em termos de gráficos carga x recalque, que não demonstram condições claras de ruptura, havendo a necessidade de interpretação dos dados por métodos numéricos de extrapolação, para a indicação de valor arbitrário que caracterize ruptura física ou convencional da peça de fundação.

Na análise dos resultados obtidos da instrumentação e retratados

no item anterior, percebe-se que apesar do deslocamento lido no estágio 28 representar apenas 5,76% do diâmetro da estaca, quando atingido o carregamento corrigido de 1272,9 kN (pressão equivalente exercida de 490 kgf/cm²), a desestabilização do deslocamento do trecho inferior se tornou evidente, sendo assim caracterizada a exaustão da resistência do segmento inferior do elemento de fundação.

No gráfico carga x recalque (figura 07) a ruptura é representada pela inflexão acentuada da curva.

O segmento superior apresentou deslocamento ascendente praticamente nulo (0,77 mm), sem ter alcançado nitidamente o patamar de carregamento máximo.

Haja visto que as tensões atuantes no corpo do elemento excedem em quase 2,5 vezes a resistência à compressão do concreto utilizado, 200 kgf/cm², foi suscitada a possibilidade de puncionamento do

Artigo

interior do fuste da estaca, com a consequente ausência de cisão da peça em dois segmentos distintos, como considerado hipoteticamente. Motivada pelos fatores retromencionados, foi realizada escavação adjacente à estaca, alcançando a cota de instalação da célula, confirmando a divisão do corpo, integridade dos segmentos e verificação do recalque lido pela instrumentação, como mostrado a seguir nas figuras 08, 09 e 10. Posteriormente, a célula foi extraída para perícia e avaliação de sua integridade.

4.2 Análise comparativa de métodos semiempíricos de cálculo de capacidade Figura 08 – Escavação adjacente à estaca ensaiada

Figura 09 – Verificação da divisão do elemento em dois segmentos distintos

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Neste item são apresentados os resultados de previsão de carga de ruptura calculados com base em métodos semiempíricos e comparados com os resultados experimentais obtidos na instrumentação somente para o segmento inferior, que apresentou ruptura convencional. Os cincos métodos aqui estudados: Aoki-Velloso, Teixeira, Décourt-Quaresma, Pedro Paulo Costa Velloso e Urbano Rodrigues Alonso são de prática corrente na engenharia geotécnica brasileira.

Na tabela a seguir, são apresentados os valores de carga de ruptura total (PT), lateral (PL) e ponta (PP), obtidos atráves das formulações semiempíricas com base no ensaio SPT (FA24) supracitado no item 2.2 e resultado oriundo da prova de carga.

Na figura 12 é apresentado o

Artigo

gráfico de relação entre o valor obtido pela instrumentação e os valores encontrados pelas formulações P/PT. Analisando a tabela 02 e figura 12, observa-se que os valores de ruptura obtidos pelos métodos de Aoki-Velloso, Pedro Paulo Costa Velloso, Teixeira e Alonso apresentaram relações menores do que 1 e, portanto, superestimados. Os métodos que apresentaram resultados de maior discrepância foram os de Aoki-Velloso e Pedro Paulo Costa Velloso, variando 57% e 53% maiores que os da instrumentação, seguidos por Teixeira e Alonso, 17% e 15%. O método de Décourt-Quaresma foi o que mais se aproximou do resultado encontrado e o único que apresentou valor subestimado, aproximadamente 13% menor do que o encontrado.

O segmento superior não recebeu análise comparativa por não ter sido obervada ruptura convencional e pela incerteza se os métodos convecionais de extrapolação se aplicariam a esse trecho, visto que a curva carga x recalque ascendente (figura 07) deveria ser representada por uma reta, sem a inflexão característica da mobilização do domínio da ponta do elemento.

4.3 APLICAÇÃO DO CONCEITO DE RIGIDEZ NO SEGMENTO INFERIOR DA ESTACA Neste trabalho, visando a mensuração das cargas resistentes imputadas ao atrito lateral e a ponta, como forma de confirmar o 45

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Figura 10 – Verificação visual do seccionamento da estaca

Figura 11 – Extração da célula de carga e verificação da integridade do elemento de fundação

melhor método semiempírico de predição de carga de interação estaca-solo foi aplicado o conceito de rigidez no segmento inferior do elemento ensaiado.

A metodologia desenvolvida

pelo engenheiro Luciano Décourt, com base no conceito de rigidez, permite por meio da análise do comportamento da curva carga x recalque extraída de uma prova de carga estática, obter a identificação

Artigo

Tabela 02 – Cargas de ruptura calculada pelos métodos semiempíricos e o valor obtido na prova de carga no trecho inferior

Carga de ruptura calculada Método

Prova de Carga

PT

PL

PP

P

P/PT

(kN)

(kN)

(kN)

(kN)

(%)

Aoki Velloso (1995)

2934

313,6

2620,4

0,43

Teixeira (1996)

1539,1

414,6

1124,5

0,83

Décourt e Quaresma (1996)

1126,1

411,5

714,5

P.P.C.V. (1981)

2701,3

704,9

1996,4

0,47

U.R. Alonso (1996)

1494,1

446,1

1048

0,85

1272,9

1,13

Figura 12 – Relação entre a carga de ruptura do ensaio e a carga de ruptura prevista por métodos semiempíricos para o trecho inferior

Figura 13 – Curva carga x recalque do segmento inferior e indicação do ponto de regressão

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discreta da parcela do domínio de transferência de carga pela ponta e pelo atrito lateral.

Décourt (1996) define rigidez de uma fundação (RIG) como a relação entre a carga (Q) a ela aplicada e o recalque (s) produzido pela aplicação dessa carga. Define-se a ruptura física (Qu) como sendo a carga correspondente a um valor de rigidez nulo.

Qu = limite de Q quando s→∞, portanto:

Para aplicação do método de rigidez, primeiramente determina-se o ponto de regressão, após estabelecidas correlações logarítmicas com a carga e o recalque. O ponto de regressão será o par de pontos, Log Q e Log s, que apresentará o melhor ajuste de curva (R), também sendo dependente da perícia do projetista com o conceito de rigidez e as experiências anteriores de aplicação do método.

O ponto de regressão (R) escolhido é elevado ao quadrado (R²) para possibilitar a maior evidência a variação dos valores deste. A figura 13 apresenta a curva carga x recalque do trecho estudado com destaque ao ponto de regressão selecionado.

A determinação do gráfico de rigidez é definida por RIG = Q / s e a partir dos valores de carga e recalque obtidos na instrumentação é possível determinar os pontos do gráfico de rigidez, conforme apresentado na figura 14.

Artigo

Neste método, os domínios de ponta e atrito são discernidos entre si pela mudança de trajetória observada pela seleção do ponto de regressão, salientando a importância da perícia do projetista nesta etapa. A linearização da curva até o ponto de regressão permite a indicação da suposta equação da reta que governa a relação logarítmica carga x recalque:

Com os pontos referentes aos carregamentos aplicados é possível a identificação das resistências de ponta e atrito no gráfico de rigidez, e eventual indicação das cargas discretizadas para estes dois domínios: ponta equivalente a 774,3 kN e atrito equivalente a 498,6 kN. O método semiempírico de DécourtQuaresma previu para este mesmo segmento, respectivamente para os domínios de ponta e atrito, 714,5 kN e 411,5 kN. A curva carga x recalque ajustada pelo Método de Rigidez é apresentada a seguir.

Figura 14 – Gráfico de rigidez

Figura 15 – Domínio da ponta no gráfico de rigidez

CONCLUSÃO Do presente trabalho, concluise que a execução de prova de carga estática empregando-se célula hidrodinâmica bidirecional apresentou-se como alternativa adequada e racional para indicação das capacidades de carga do elemento ensaiado e que o método semiempírico de predição de carga de interação estaca-solo preconizado por Décourt-Quares47

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Figura 16 – Curva carga x recalque ajustada pelo Método de Rigidez, domínio do atrito (vermelho) e domínio da ponta (verde)

ma se mostrou, entre outros, o de melhor acurácia, inclusive quanto as magnitudes de resistência dos

domínios de ponta e atrito.

Resalta-se ainda que os valores de ruptura previstos para o seg-

Artigo

mento inferior, norteados pela média dos métodos semiempíricos analisados e que foram levados em consideração para definição da cota de instalação da célula suscitaram a superestima da ponta do elemento, visto o comportamento dúctil apresentado pelo ensaio.

Tal observação pode ainda levantar dúvidas sobre a confiabilidade do apoio do elemento, face à resistência indicada na sondagem de referência (NSPT = 31 golpes / 30 cm) para a cota de paralisação da estaca. Silva (2015) cita a baixa confiabilidade na capacidade de ponta das estacas hélice contínua oriunda da sua metologia executiva e recomenda procedimentos para melhoria da carga resistente.

AGRADECIMENTOS Os autores expressam seus agradecimentos à Construtora Atrium, por meio dos engenheiros Sérgio Castilho e Délio Moreira, à empresa Arcos Engenharia, responsável pela execução do ensaio, à empresa Tec Geo Técnicas em Geotecnia, executora das fundações, além da empresa JD Fundações pela colaboração na coleta de dados para realização deste trabalho.

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REFERÊNCIAS Associação Brasileira de Normas Técnicas. Execução de Sondagem de Simples Reconhecimentos de Solos. Rio de Janeiro, 2001. 17 p.

Campos, G. O., Silveira, J. E. S., Rodrigues, A. O., Resende, A. S. Procedimento e resultados para execução e avaliação da prova de carga com célula expansiva. Seminário de Engenharia de Fundações especiais e geotecnia. SEFE, São Paulo, SP, Brasil, 2015.

CINTRA, J. C. A. e AOKI, N. (2010). Fundações por Estacas Projeto Geotécnico, 1. ed., Oficina de Textos, São Paulo, SP, Brasil, 96 p.

CINTRA, J. C. A.; AOKI, N.; TSUHA, C. H. C. e GIACHETI, H. L. (2013). Fundações Ensaios Estáticos e Dinâmicos, 1. ed., Oficina de Textos, São Paulo, SP, Brasil, 144 p.

MELO, B. M. (2009). Análise de Provas de Carga à Compressão à Luz do Conceito de Rigidez, Dissertação de Mestrado, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Universidade Estadual de Campinas, 250 p.

SILVA, P. H. C. A. F. Célula Expansiva Hidrodinâmica – Uma Nova Maneira de Executar Provas de Cargas. Concresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações. COBRAMSEG, Porto Alegre, RS, Brasil, 1986.

SILVA, C. M., CARVALHO, J. C., ALLEDI, C. T. D. B., ALBUQUERQUE, P. J. R. Estacas tipo hélice contínua e sua capacidade de ponta. Seminário de Engenharia de Fundações especiais e geotecnia.

SEFE, São Paulo, SP, Brasil, 2015.

VELLOSO, D. A. e LOPES, F. R. (2011). Fundações, 2. ed., Oficina de Textos, São Paulo, SP, Brasil, 569 p.

WOLNEY, Dellana. Provas de carga: Pormenores e comparativos técnicos, Ano 5, nº 47, Agosto 2014, Revista Fundações & Obras Geotécnicas, Brasil, págs. 32 à 39.

WOLNEY, Dellana. Provas de carga estática com célula expansiva hidrodinâmica, Ano 4, nº 36, Setembro 2013, Revista Fundações & Obras Geotécnicas, Brasil, págs. 24 à 32.

Jogo Rápido

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Artigo

USO DE GEOCÉLULAS DE PEAD PARA PROTEÇÃO MECÂNICA DE GEOMEMBRANA EM BARRAGEM DE USINA HIDROELÉTRICA EM MATO GROSSO DO SUL Eng. Carlos Antônio Centurión Panta Gerente Técnico da TDM Brasil, Campinas (SP) ccenturion@tdmbrasil.com.br Eng. Marcus Vinicius Weber de Campos Engenheiro de Projetos da TDM Brasil, Campinas (SP) mcampos@tdmbrasil.com.br

RESUMO: Tipo de Obra: Barragens e reservatórios.

Local da Obra: Água Clara, Mato Grosso do Sul (MS) Data de início com assistência técnica em obra: 30 de julho de 2012 Data de finalização estimada: 3 de outubro de 2012 Geossintéticos utilizados: geocélulas texturizadas de PEAD (Polietileno de Alta Densidade) modelos EGA303 e EGA 304, geotêxtil nãotecido de 300 gr/ m² e geomembrana PEAD 2 mm.

Palavras-chave: Barragem, Geocélula de PEAD, Ensaio de Arran50

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camento, Proteção Superficial, Geomembrana, Geotêxtil.

INTRODUÇÃO O presente projeto elétrico produz energia a partir da transformação da energia potencial hidráulica em elétrica. Está instalada no rio Verde, entre os municípios de Água Clara (margem esquerda) e Ribas do Rio Pardo (margem direita), região nordeste do Estado de Mato Grosso do Sul e forma um lago de 18,3 km² que acumula 131 milhões de m³ de água. Com uma potência instalada de 48 MW é uma usina a fio d’água, ou seja, seu reservatório tem somente a função de manter o desnível ne-

cessário para a geração de energia e contribuir com a autossuficiência do Estado de Mato Grosso do Sul. A barragem desta UHE (Usina Hidrelétrica) é uma estrutura conformada por solo areno-siltoso compactado, geometricamente projetada com taludes 2,0H:1,0V e bermas intermediárias de 4 m a cada 9 m de altura no setor de montante e com taludes 2,1H:1,0V e 2,5H:1,0V na jusante com uma berma de 4 m a cada 10 m de altura. A área do talude de montante é protegida por uma geomembrana de polietileno de alta densidade de 2 mm de espessura fixada no topo da barragem na cota 348, em uma vala de 90 cm de profundidade.

Em uma região com velocidade do vento que varia tipicamente entre 6 km/h até 25 km/h, porém com histórico de até 63,4 km/h (como por exemplo em 16 de setembro 2013 segundo portal local AC), a principal dúvida do consórcio construtor encarregado da obra era a proteção da geomembrana contra

Artigo

Fotos: Arquivo TDM Brasil

os esforços de tração que poderiam ocorrer na geomembrana. Isto, adicionado ao problema de arrastre de galhos, pedras ou similares que representavam um potencial problema de dano da geomembrana gerou a busca de alternativas de proteção em que se destacou a proteção com geocélulas PEAD preenchidas com concreto dentre opções como sacos preenchidos de concreto, concreto reforçado ou rip rap.

1 SITUAÇÃO INICIAL: O PROBLEMA Devido à alta velocidade do vento na região com a potencial geração de ondas que afetem o desempenho da geomembrana PEAD que vinha sendo instalada como proteção da barragem da UHE em Água Clara (MS), era necessária a inclusão no projeto executivo de uma camada de proteção que garantisse a integridade da geomembrana PEAD de impermeabilização.

Esta proteção necessitava ser selecionada e dimensionada com algumas restrições tais como: Qualquer proteção a ser construída sobre a geomembrana PEAD devia eliminar qualquer risco de dano por instalação do liner previamente instalado.

A fixação da proteção deveria considerar unicamente o topo superior e inferior da barragem como pontos disponíveis, pois toda a proteção ao longo do talude era restrita pela presença da geomembrana PEAD de impermeabilização.

A proteção deveria ser econômica e rápida de ser instalada devido à 51

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Figura 1 – Perfurações das geocélulas e distribuição uniforme das cintas de PET

Artigo

Figura 3 – Início do processo de instalação onde pode se ver a ancoragem superior das geocélulas e cintas de PET, assim como a geomembrana protegida com geotêxtil

Figura 2 – Preparação dos corpos de prova e teste de pull out

demora que a seleção desta proteção, não considerada inicialmente, gerava no projeto.

Tendo descartando alternativas típicas como sacos sintéticos preenchidos com solo cimento, por serem possibilidades demoradas e sem viabilidade de ser fixada adequadamente ao talude, laje de concreto reforçado devido ao alto custo e tempo de execução, além dos danos possíveis a serem ocasionados pela equipe para execução da estrutura de aço ou o rip rap, devido a pouca disponibilidade de pedra na região e basicamente pelos danos potenciais a serem gerados na geomembrana pelo lançamento das 52

Fundações e Obras Geotécnicas

Figura 4 – Expansão das geocélulas PEAD ao longo da superfície da barragem

pedras, a engenharia do consórcio construtor contatou os técnicos da empresa TDM BRASIL, que já encontravamse no local instalando a geomembrana PEAD, para resolver o problema.

2 PROPOSTA DE SOLUÇÃO O departamento técnico da empresa TDM BRASIL propôs uma cobertura com geocélulas PEAD de

Artigo

7,5 cm de altura preenchidas com concreto de 20 Mpa de resistência à compressão. A cobertura seria fixada na mesma vala de ancoragem escavada para a geomembrana PEAD usando unicamente cintas de poliéster (PET) de aproximadamente 10 kN/m de resistência à tração última.

Uma das dúvidas da engenharia do proprietário era o desempenho da proteção sob ação de ondas, pois sabia-se por meio de experiências anteriores malsucedidas usando geocélulas que ocorriam perda dos blocos de concreto das células por desprendimento. A equipe técnica da TDM BRASIL propôs o uso de geocélulas com paredes texturizadas e perfuradas para garantir um atrito maior na interface de contato com o concreto e adicionalmente distribuir as cintas de poliéster uniformemente em todas as aberturas das geocélulas para serem usadas como ancoragens adicionais e aumentar o fator de segurança (FS) do sistema de proteção.

A equipe técnica da empresa realizou testes de arrancamento em laboratório, para calcular a força máxima necessária para extração do concreto das paredes de geocélula PEAD e usar esses resultados para estimar o desempenho a longo prazo de uma proteção com geocélulas quando submetida a impacto de ondas e forças de tração. A declividade considerada foi 2H:1V e usaram-se equipamentos e bombas hidráulicas do tipo LUKAS LZMH60/200 (60 toneladas) e ZPH10/18 (500 bar).

Esses testes ofereceram a confiança necessária para o uso de geocélulas 53

Fundações e Obras Geotécnicas

Figura 5 – Instalação das geocélulas PEAD ao lado das comportas de concreto

PEAD neste tipo de obras de grande importância regional.

Após a proposta com geocélulas de PEAD ser submetida à análise do consórcio construtor, comprovouse que estas geravam mais de 21% de redução de custos se comparadas com a solução de sacos preenchidos de solo cimento, que até esse momento eram a alternativa mais econômica encontrada. O projeto foi um sucesso, a rápida instalação do sistema compensou qualquer possível atraso no cronograma gerado pela busca da nova proteção e totalizou aproximadamente 30.000 m² de geocélula instalada.

3 INSTALAÇÃO E SEGUIMENTO

A instalação iniciou com a presença da equipe técnica da TDM BRASIL no local da obra. Na continuação apresenta-se o processo completo de instalação: A cobertura com geocélulas PEAD e preenchimento com concreto foi considerado apenas na área de variação do nível mínimo e máximo esperado de água do reservatório. Estas áreas foram definidas entre as cotas 339 e 348 para o trecho da barragem entre o vertedouro e a estaca 88, e entre as cotas 342 e 348 para o trecho entre as estacas 88 até 100.

O enchimento do reservatório teve início em outubro de 2012 e foi concluído em janeiro de 2013, quando atingiu a cota aproximada

Artigo

Os autores (registro de tela no momento da transmissão)

Figura 6 – Colocação do concreto dentro das geocélulas de PEAD

Figura 8 – Reportagem transmitida pela emissora SBT (Sistema Brasileiro de Televisão) sobre a UHE que apresenta a barragem com geocélulas em funcionamento

de 345 metros. O enchimento sofreu uma paralisação no período compreendido entre 25 de outubro e 20 de dezembro de 2012, em razão de serviços que precisaram ser realizados no canal de adução, porém o enchimento, continuou sendo realizado lentamente e em etapas, via54

Fundações e Obras Geotécnicas

Figura 7 – Panorâmica da colocação do concreto nas geocélulas de PEAD

bilizando uma melhor avaliação dos quesitos de segurança das estruturas civis e principalmente da proteção com geocélulas.

Atualmente a proteção com geocélulas PEAD encontra-se trabalhando de forma adequada, cumprindo satisfatoriamente a sua função de proteção da barragem da UHE em Água Clara e ajudando a garantir a geração de potência suficiente para abstecer uma cidade de 550 mil habitantes. Nos próximos 30 anos, o estado e os municípios da área receberão uma compensação financeira 47,7 milhões de reais pela utilização dos recursos do rio Verde. Com o excelente desempenho da proteção da barragem na UHE em Água Clara, a empresa TDM BRASIL fica muito satisfeita de poder participar no desenvolvimento socioeconômico do nosso país.

4 BENEFÍCIOS OBTIDOS COM USO DE GEOSSINTÉTICOS Conseguiu-se instalar uma proteção que não comprometeu a integridade física da impermeabilização; Com engenharia e ensaios de laboratório conseguiu-se gerar uma proteção permanente usando geossintéticos com a resistência do concreto, mas sem a necessidade de aço de reforço; A instalação foi 100% manual, simples e rápida conforme a necessidade do cliente; A proteção com geocélulas conseguiu se adequar sem problemas à topografia do terreno; Reduziu o impacto ambiental em jazidas ao eliminar o uso do rip rap; Reduziu a emissão de CO² em igual proporção à redução de transporte do material pétreo.

História

Obra: Fachada do Country Clube de Londrina (Paraná) em fase de construção.

Atualmente o edifício apresenta-se bem descaracterizado pelas alterações feitas ao longo do tempo Local: Londrina / Paraná Data: Entre 1961 e 1970

Obra: Vista da fachada do Country Clube de Londrina (Paraná) em fase de obras Local: Londrina / Paraná Data: Entre 1961 e 1970

Estas imagens foram retiradas do banco de imagens Arquigrafia da USP (Universidade de São Paulo)

Fundações e Obras Geotécnicas

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O que há de novo

Sonda Rotativa Hidráulica SSH10 se destaca pela produtividade e baixo custo operacional Fotos: Divulgação Sondeq

Além de promover rapidez na execução dos serviços, a operação mecanizada gera confiabilidade ao equipamento, cumprindo todos os requisitos de segurança por Dellana Wolney

C

Com vasta experiência no mercado, a empresa Sondeq Indústria de Sondas e Equipamentos fabrica sondas rotativas mecânicas para o mercado mineral e geotécnico desde 1960. Nos últimos anos, vários modelos importados de sondas hidráulicas foram introduzidos no mercado brasileiro, apresentando maior diversidade de serviços prestados com o mesmo equipamento, porém com mais produtividade e segurança.

Buscando sempre modernizar seus produtos, a Sondeq apresentou no ano de 2012 a Sonda Rotativa SSH50 totalmente hidráulica, voltada para a sondagem mineral. O equipamento perfura solos em profundidades de 600 e 1.000 metros para executar serviços de sondagem durante a funda-

Sonda56Rotativa Hidráulica SSH10 Fundações e Obras Geotécnicas

O que há de novo

ção e é usado para obter amostras de materiais rochosos. A capacidade de perfuração do modelo SSH50 também depende das condições do solo.

A máquina possui cabeçote hidráulico de duas velocidades, que atinge rotação máxima de 1,3 mil RPM (Rotação por Minuto) e torque máximo de 4,95 mil Nm (Newton-metro). Tem motor MWM (Motoren Werke Mannheim) de 195 cavalos-vapor de potência e bomba de lama com vazão de 140 litros por minuto.

Seu peso aproximado é de 7.000 kg.

Lançado durante o SEFE 8 (8º Seminário de Engenharia de Fundações Especiais e Geotecnia) e 2ª Feira da Indústria de Fundações e Geotecnia em 2015, o modelo mais novo fabricado pela Sondeq no Brasil é a Sonda Rotativa Hidráulica SSH10, que apresenta uma opção de alto desempenho, utilizando componentes hidráulicos de última geração, compatíveis com os modelos importados.

Este equipamento se destina à sondagem diamantada de até 375 metros pelo método de amostragem wireline no diâmetro N, ou 250 metros no diâmetro H ou ainda 180 em P. A amostragem wireline é indicada para furos de grande profundidade e a retirada do testemunho se dá pelo recolhimento da camisa interna do barrilete, por meio da haste de perfuração.

FUNÇÕES Por ser uma sonda de múltiplas aplicações, o engenheiro civil e diretor da Sondeq, Paulo Dequech explica que o equipamento executa simultaneamente sondagens SPT (Standart Penetration Test) ou son57

Fundações e Obras Geotécnicas

dagens com trados ocos, que consiste em uma perfuração manual de pequeno diâmetro, por meio de um dispositivo de baixa a média resistência para a perfuração do solo.

O uso do equipamento pode ser desde serviços de sondagem mineral diamantada para minério de ferro e ouro, até o emprego em trabalhos de sondagem e ensaios geotécnicos em obras como barragens e projetos urbanos como de linhas de metrô. “A Sonda Rotativa Hidráulica SSH10 é montada sobre esteira para facilitar o seu deslocamento e posicionamento nos locais solicitados para coleta das amostras (testemunhos), ensaios ou instalação dos instrumentos de controle”, descreve Dequech.

Este equipamento abrange a instalação de várias opções de instrumentos de monitoramento no terreno e, comparando-se aos antigos modelos mecânicos nacionais disponíveis até então, apresenta grande aumento na produtividade das obras que o utilizam, pois reduz o custo de produção nos trabalhos de sondagem, bem como executa vários tipos de serviços, que antes necessitavam de mais de um equipamento e profissionais para a execução.

Baseado em sua experiência, Dequech ainda comenta que para os tipos de trabalhos que a sonda propõe executar, não há espaço mais no mercado, seja por exigência dos clientes ou pelo custo operacional, para equipamentos lentos, de baixa produtividade, que necessitam de um maior número de operadores e que tenham capacidade limitada de execução de serviços.

Sondagem rotativa e ensaios SPT realizados pela Sonda Rotativa Hidráulica SSH10

“Por ser um equipamento polivalente e mais compacto, pesando cerca de 4.000 kg em relação aos 8.000 kg do modelo importado mais popular utilizado, ele ganha em agilidade, reduz custos de transporte e tem investimento inicial significativamente menor, por isso permite menor custo/hora, bem como o financiamento a longo prazo pelo FINAME/BNDES (Financiamento de Máquinas e Equipamentos do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social)”, elucida.

A Sonda Rotativa Hidráulica SSH10 possui poucas limitações, restringindo-se apenas à profundidade da amostragem que é de 375 m e no diâmetro máximo de perfuração

O que há de novo

Execução de sondagem em diâmetro HQ em barragem de rejeito de mineração

SISTEMA

Quadro de características técnicas

58

Fundações e Obras Geotécnicas

que consegue alcançar, sendo de até 200 mm. Por suas vantagens serem muito mais relevantes, o engenheiro civil Paulo Dequech salienta que a receptividade no mercado tem sido positiva, inclusive por ser um equipamento nacional que permite aos prestadores de serviços de sondagem, modernizarem suas frotas e aumentarem a produtividade e gama de serviços que poderão prestar.

Nas obras em que foi utilizada, a máquina se mostrou eficiente até o momento, principalmente pela rapidez de execução dos serviços e confiabilidade, visto que ela cumpre topos os requisitos de segurança, tal como operação mecanizada sem riscos de acidentes, fator imprescindível neste tipo de serviço atualmente.

Jogo Rápido

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Fundações e Obras Geotécnicas

Em foco

DESEMPENHO E SEGURANÇA DE OBRAS GEOTÉCNICAS

O

O conceito de desempenho e segurança de obras geotécnicas se perde no tempo, ou seja, desde quando se começou a executar as primeiras fundações e a testá-las, por meio de provas de carga, esse conceito já surgia na especialidade de um engenheiro geotécnico. A engenharia, principalmente de solos, se desenvolveu de forma muito experimental. Assim, para executar obras geotécnicas com segurança, era preciso ensaiar, simular em modelos, bem como instrumentar e avaliar o comportamento.

Depois de tentativas e erros, desenvolveram-se experiências, muitas vezes válidas regionalmente ou por natureza de formação geológica dos solos e que permitiram o avanço da geotecnia nos limites da segurança. Em geral, a engenharia, bem como as normas que regulamentam as experiências consolidadas, busca melhorar o desempenho com segurança adequada.

NORMATIVAS A NBR 8.044:1983 – Projeto Geotécnico trazia no Capítulo 16 – “Desempenho de Obras”, diretrizes gerais para o acompanhamento de obras em seu aspecto geotécnico, por meio de instrumentação ou de inspeção, antes, durante e após a construção. Foi uma norma que entrava em detalhes do projeto de instrumentação geotécnica “para medida direta de grandezas físicas necessárias à interpretação e previsão de desempenho das obras com referência aos critérios econômicos e de segurança adotados na fase de projeto”.

Embora bastante didática e abrangente 60

Fundações e Obras Geotécnicas

a todos os tipos de obras geotécnicas, essa norma foi extinta no ano de 2015, principalmente por não ser de uso da comunidade geotécnica, que assim decidiu. Atualmente, a norma de fundações utilizada é a NBR 6.122 de 1996. Esses conceitos são explicitados no Capítulo 9 – “Observações do Comportamento e Instrumentação de Obras de Fundações” e diz que um dos objetivos da observação do comportamento e a instrumentação de fundações é: “acompanhar o desempenho da fundação, durante e após a execução da obra, para permitir tomar, em tempo, as providências eventualmente necessárias, a fim de garantir a utilização e a segurança da obra”.

Esse objetivo retrata bem o conceito de desempenho e segurança de obras geotécnicas ampliadas em geral, além das fundações. A versão de 1996, limita-se, no entanto, em detalhar algumas das técnicas de instrumentação mais utilizadas. Já a versão revisada da NBR 6.122 de 2010, simplifica esse capítulo e introduz alguns novos critérios para verificação de desempenho, como por exemplo, condições em que se obriga a realizar controle de recalque de edifícios, bem como a obrigatoriedade de executar provas de carga estática e possível substituição por ensaios de carregamento dinâmico se for apenas para verificação de desempenho, que é como foi alterado o nome do Capítulo 9.

Niyama et al. (2016) no Capítulo 20 – Verificação de Desempenho, do livro Fundações

– Teoria e Prática detalha esses conceitos. Segundo esses autores, o desempenho é satisfatório quando o que foi previsto em projeto aconteceu na execução. Assim, deve-se ter em mente que a especificação de projeto é feita para certificar que o previsto seja atingido. Se corretamente preconizado, a responsabilidade pela não conformidade passa a ser da execução e não do projeto, ainda segundo os últimos autores.

Arquivo IPT

Em foco

AVALIAÇÕES ANALÍTICAS Avaliações analíticas são modelos e teorias que embasam a elaboração de um projeto geotécnico, em que à luz dos conhecimentos e experiências disponíveis podem ser feitas previsão de comportamento de uma obra, se executadas de acordo com as premissas consideradas no projeto. Muitas dessas premissas são definidas a partir dos parâmetros obtidos por meio de ensaios de campo e de laboratório.

Hoje, muitas das avaliações analíticas são alcançadas por meio de modelos matemáticos sofisticados que utilizam parâmetros adquiridos em ensaios de qualidade, quando disponíveis, não compatíveis com o nível dos softwares. Na nossa realidade, o ensaio de penetração dinâmica SPT (Standart Penetration Test) é o único disponível, na maioria dos casos, obrigando os projetistas a utilizarem correlações da literatura.

61

Fundações e Obras Geotécnicas

Execução de medidores de permeabilidade em 14 de abril de 1950

PREVISÕES DE DESEMPENHO Na indústria da construção civil, diferentemente das outras indústrias, o engenheiro se vê obrigado a trabalhar com um material que não tem o menor controle de qualidade na produção, que é o solo. Por isso, a necessidade de fazer uma parte deste controle durante a construção. O profissional faz alguns ensaios em pequenas amostras de solo e estima as propriedades do maciço como um todo. Com isto, é possível realizar algumas previsões de comportamento da obra (deslocamentos ou esforços) que serão confrontadas com medidas no local.

Assim, a segurança da obra é mais garantida quando as medidas reais de deslocamentos ou esforços ficam próximas às previsões do comportamento feitas antecipadamente. Em resumo, as previsões de desempenho futuro de uma obra geotécnica são o controle de qualidade da obra, que permite que se tenham maiores garantias de segurança em relação às incertezas naturalmente existentes nos materiais terrosos.

O termo “obra geotécnica” pede um esclarecimento no presente contexto. Tratase de obras em que: (a) seu principal componente estrutural, quando não geotécnico (como é o caso de uma parede de contenção, de uma estaca pré-moldada ou do revestimento de concreto de um túnel), interage com o terreno ou maciço do local da obra e esta interação define o carregamento da estrutura, suas deformações ou seus deslocamentos.

E (b): obras em que o principal componente estrutural é composto por solo ou rocha escavados ou in situ, condicionados por distintos processos geotécnicos como compactação (no caso de barragens), injeção ou mistura com cimento (no caso de cut offs de vedação), inserção de elementos de “armação” criando massas de compósitos (terra armada, solo grampeado, muro ou mantas de gabiões, maciços rochosos atirantados etc.) que sustentam maciços escavados.

Arquivo Sussumu Niyama

Em foco

Por outro lado desempenho de uma futura obra pode ser entendido como a resposta física da estrutura construída, quando posta em carga seja pelo seu peso próprio, pelo carregamento permanente de água ou do próprio maciço em condições geostáticas ou não, ou pelo carregamento temporal, provisório ou acidental.

A resposta física é representada principalmente pelas deformações ou deslocamentos acumulados pela estrutura e induzidos ao maciço vizinho pela construção, como também pelas tensões ou cargas acumuladas na estrutura ao longo da obra e do seu carregamento temporal.

A resposta física pode ser também mensurada por variações de pressões neutras, por vazões de infiltração de água. Tudo isto em condições estáticas ou dinâmicas conforme o cenário de condições que a estrutura está submetida.

Finalmente previsões são antecipações do desempenho feitas de forma empírica, semiempírica ou de forma teórica. Via de regra as previsões combinam as duas abordagens, as primeiras baseadas em antecedentes, experiências anteriores e, as segundas baseadas em modelos que representam teoricamente o comportamento da estrutura.

Tais modelos partem de situações que retratam a estrutura de forma mais ou menos simplificada, abrangendo desde soluções teóricas analíticas, mais simples, até 62

Fundações e Obras Geotécnicas

Ensaio de carregamento dinâmico para verificação de desempenho em estacas

modelagens numéricas complexas, passando por soluções derivadas numericamente (usando adimensionais como na hidráulica).

As previsões podem ser feitas de modo determinístico ou de modo probabilístico, quando se abordam previsões de comportamento médio, no sentido de mais frequente, coerente com dimensionamentos por fatores de segurança globais e quando abordam confiabilidades, probabilidades de desempenhos, probabilidades de ruína e monetização de risco associado.

Além disso, o desempenho ou comportamento da estrutura geotécnica pode ser previsto ou antecipado para condições limites de utilização e limite último. No primeiro caso definem-se condições de comprometimento funcional da estrutura (por deformações excessivas, por exemplo) e no segundo condições limiares de ruína (por exemplo, deslocamento limite da estrutura pré-colapso).

FATOR DE SEGURANÇA Antigamente, muitos engenheiros propagaram a ideia de que o fator de

segurança seria o fator de ignorância, que quanto maior a incerteza, maior seria o fator de segurança. Genericamente falando, este seria o número de vezes que uma resistência de projeto seria maior do que a de ruptura (colapso) de uma estrutura ou material geotécnico.

No entanto, o solo por ser o principal material neste caso, pode variar em todas as suas propriedades na natureza.

Tanto assim, que a atual NBR 6.122:2010 deixa claro o reconhecimento de que “a engenharia de fundações não é uma ciência exata e que riscos são inerentes a toda e qualquer atividade que envolva fenômenos ou materiais da natureza”. No entanto, a época desse tipo de conceito simplista está sendo desafiada com novos conceitos mais modernos.

Um desses na área de fundações foi feito por Aoki (2016), que na sua memorável palestra Pacheco Silva, no último COBRAMSEG (Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica) de 2016, apresentou o tema “Paradigma do Fator de Segurança”, que substitui o tradicional conceito de fator de segurança pela determinação da curva de variabilidade de resistência para determinação do risco geotécnico, que deve ser a nova postura filosófica dos profissionais.

O fator de segurança de uma estrutura é definido como sendo a razão entre a resistência da estrutura e os esforços nela atuantes.

No caso de um bloco de rocha

Em foco

escorregando sobre uma descontinuidade plana do maciço rochoso em condições de deformação plana, este fator é facilmente calculado integrando a resistência média ao cisalhamento, calculada ao longo do plano da descontinuidade e projetando o esforço atuante do bloco gerado pelo seu peso próprio no plano da descontinuidade.

Em outras estruturas geotécnicas, o cálculo não é tão simples como no caso de túneis, em que a geometria do mecanismo de ruptura é quase sempre tridimensional, às vezes, prefere-se definir uma margem de segurança, onde esta é medida pela distância ou diferença entre a resistência e o esforço atuante, mas os conceitos são equivalentes.

De um modo geral, os fatores de segurança são fatores multiplicativos que se colocam nos cálculos ditos “exatos”, para que sejam feitos os cálculos de projeto, isso porque, o cálculo de projeto não deve ser necessariamente exato, mas sim, ele deve garantir a segurança da obra.

Na engenharia estrutural, separam-se dois tipos de fatores de segurança: os de majoração das cargas e os de minoração das resistências dos materiais. Na engenharia geotécnica, em geral, prefere-se lançar mão de um único fator, que deve atender tanto a majoração das cargas quanto a minoração das resistências.

Existem diversos motivos para que estes fatores existam. De um modo geral, os modelos de resistência dos materiais usados em projetos de engenharia devem ser simples, não podendo levar em conta todas 63

Fundações e Obras Geotécnicas

as variantes possíveis de comportamento dos materiais, pois um cálculo extremamente complicado feito com parâmetros obtidos em muitos ensaios diferentes tem mais probabilidade de conter erros. Por exemplo, os materiais podem possuir resistência maior a uma carga rápida e temporária do que a uma carga aplicada por um grande período de tempo.

Desta forma, uma obra feita para durar trinta anos precisaria ter a resistência dos materiais diminuída, pois a resistência de projeto é normalmente obtida em ensaios que duram algumas horas ou (no caso de solos) alguns dias, no máximo.

Outro aspecto importante é o fato de que os solos são normalmente heterogêneos, em outras palavras, sua resistência pode mudar de um lugar para outro, dentro da mesma obra.

Além disso, eles também podem ser anisotrópicos, ou seja, sua resistência pode mudar em função da direção de aplicação das cargas. Assim, tendo em conta que os ensaios nem sempre são feitos no lugar e na posição mais crítica, lança-se mão dos fatores de segurança para considerar estes aspectos em cálculos mais simples, nos quais o maciço é considerado homogêneo e isotrópico, com sua resistência obtida por meio de poucos ensaios.

FUNÇÃO Segundo Niyama, Aoki e Chamecki (2016), o risco é algo mensurável e pode estimar-se o seu custo, o qual deve ser informado aos clientes e contratantes. Eles consi-

deram que o Risco = Probabilidade de Ruína x Vulnerabilidade x Valor Financeiro das Consequências do Evento (ou o valor de reparação do dano). Na medida em que os conceitos evoluem, as cobranças da sociedade também aumentam e passam a cobrar cada vez mais dos profissionais a responsabilidade pelos eventuais insucessos. No momento em que o Brasil passa por judicialização de todos os fatos e eventos é de suma importância que os profissionais geotécnicos também desenvolvam suas ferramentas de defesas técnicas.

Mesmo com as resistências e os esforços atuantes sendo estimados por ensaios, não há como saber se os valores adotados ou calculados no projeto estão corretos. Portanto seria muito valioso conhecer o fator de segurança real da obra. Entretanto, só é possível conhecê-lo quando ela se rompe. Somente neste caso conhece-se o fator de segurança que é igual a 1. Nesta condição de fator de segurança conhecido é possível de se retroanalisar, por exemplo, parâmetros do maciço. É importante o conhecimento do fator de segurança para se assegurar que a condição limite última de ruína da estrutura está conceitualmente afastada na fase de projeto, antes da construção. Infelizmente, durante a obra, não há como se acessar este valor para saber a margem real de segurança da obra.

O maior problema é que, na prática, o fator de segurança não pode ser medido com exatidão.

A única forma de garanti-lo é le-

Em foco

var uma obra à ruína. Uma forma de se estimarem os fatores de segurança consiste na realização de ensaios com cargas pequenas e, a partir destes ensaios, extrapolarem-se as cargas de ruptura de uma obra. Outra forma de estimativa do fator de segurança consiste em levar à ruína uma “pequena parte” da obra, para garantir a segurança do resto.

Por exemplo, é possível realizar ensaios destrutivos em estacas na obra, para determinar sua carga de ruptura. Se as estacas ensaiadas tiverem suas cargas de ruptura muito maiores que as cargas previstas em projeto, as estacas da obra podem ser mais curtas que as estacas de projeto.

ETAPAS As responsabilidades de cada uma das etapas de um projeto, desde a fase da concepção, execução e acompanhamento e até mesmo da operação e manutenção devem ser claras, explicitadas e bem delimitadas. Os profissionais devem pensar não apenas do lado técnico, mas também do lado da garantia dos produtos que estão entregando à sociedade. As normas técnicas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) estão virando “lei” na ausência da legislação em assuntos específicos, o que aumenta a responsabilidade daqueles que as elaboram ou revisam, tanto para a sociedade como para os profissionais envolvidos.

Para contornar a dificuldade prática de se avaliar a segurança da obra, confronta-se o desempenho 64

Fundações e Obras Geotécnicas

real da estrutura, observado por monitoramento com instrumentação de campo, medindo-se deformações, deslocamentos, tensões ou pressões com valores previstos em projeto para as condições de carregamento da obra ou de sua operação. Contudo, esta abordagem nem sempre é segura por muitas razões.

Um detalhe adicional importante é que a estatística precisa estar cada vez mais presente no conhecimento do engenheiro geotécnico. É curioso que esse profissional que trabalha no controle de qualidade industrial usa mais estatística que o engenheiro geotécnico, mas a situação deveria ser inversa. Quando interpretamos a instrumentação, temos que pensar que não possuímos um modelo de comportamento do solo perfeito.

Devemos entender que sempre teremos um modelo de comportamento “médio”, em que existem “desvios de comportamento” do solo, que não podemos prever com exatidão. Em outras palavras, o engenheiro precisa saber que ele nunca poderá se valer dos ensaios caros e dos modelos complexos para abolir completamente as margens de segurança.

Os solos podem ser muito heterogêneos e complexos e sempre poderão causar surpresas desagradáveis, em curto ou em longo prazo. Com a maturidade da estatística na engenharia, poderemos um dia ter margens de segurança menores que as de hoje, mas apenas nos projetos em que se

verifica uma repetitividade maior de resultados de instrumentação e uma boa concordância entre a previsão de projeto e o desempenho real da obra.

A incerteza na atribuição de parâmetros físicos do maciço obtidos em ensaios pode estar ligada a efeitos de escalas do corpo de prova com alguns centímetros não representando o protótipo com algumas centenas de metros. Para não falar das incertezas geológicas espaciais ou das limitações dos modelos de previsão. Sabe-se que cenários frágeis, com ruptura sendo atingida com valores limites de deformações baixas, a abordagem observacional de confronto entre previsões e desempenhos reais pode não ser aplicável conforme ilustrou Negro et al.

2009, dentre outros.

O uso do critério semiempírico de Cording et al. (1971) para antecipação de instabilidades em cavernas escavadas em rocha, quando aplicado ao caso da Estação Pinheiros do Metrô de São Paulo, baseado na comparação entre deslocamentos medidos e calculados elasticamente, revelou-se incapaz de antecipar a ruptura que ali ocorreu em 2007 (Negro et al. 2009).

Segundo o referido trabalho, o caminho a seguir para antecipação da ruína de aberturas subterrâneas durante a obra é a adoção de indicadores adimensionais múltiplos (adimensionais de deslocamentos, distorções e razões) redundantes, abandonando-se deslocamentos dimensionais limites ainda prevalentes na prática neste início de século.

Em foco

Apenas obras de grande responsabilidade tem possibilidade de fazer um estudo aprofundado, com execução de ensaios geotécnicos de qualidade, que permite elaborar previsões de desempenho confiáveis e, mais ainda, que conseguem medir e avaliar as previsões. Alguns exemplos são os casos de obras geotécnicas de metrô, túneis e barragens.

Em fundações de edifícios, são raros os casos em que se tem uma adequada avaliação e previsão de desempenho que possam ser medidas (monitoradas).

Embora seja necessário reconhecer que a atual norma de fundações NBR

6.122:2010, em revisão nesse momento, favoreceu muito nos últimos anos o acréscimo do número de execução de provas de cargas, ensaios de carregamento dinâmico e medidas de recalques, contribuindo sem dúvida para enriquecer a experiência e conhecimento dos profissionais de geotecnia.

REFERÊNCIAS ABNT – Projeto geotécnico.

Rio de Janeiro, 1983 (NBR 8.044) extinta; Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro, 1996.

(NBR 6.122); Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro, 2010 (NBR 6.122).

AOKI, N.. Paradigma do fator de segurança. Palestra Pacheco Silva apresentada no COBRAMSEG 2016, Belo Horizonte.

Negro Jr., A., Karlsrud, K., Srithar, S., Ervin, M. and Vorster, E. 2009: Prediction, monitoring and evaluation of performance of geotechnical structures. Proceed. 17th International Conf. on SoilMechanics and Geotech Eng. 17, Alexandria. IOS Press, Amsterdam, 2009.

Volume 4 (State of Art Lectures), p.2930-3005.

NIYAMA, S., AOKI, N. e CHAMECKI, P.R.. Desempenho de fundações. In.: Fundações -Teoria e Prática, Editora Pini, São Paulo, 2016.

> PAULO IVO BRAGA DE QUEIROZ é engenheiro de infraestrutura aeronáutica pelo ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutica) 1992, mestre em engenharia de infraestrutura aeronáutica e doutor em engenharia aeronáutica e mecânica pela mesma instituição. Atualmente é professor adjunto do ITA.

> SUSSUMU NIYAMA é engenheiro civil pela Poli-USP, mestre e doutor em engenharia de solos e fundações pela mesma instituição. Atualmente é diretor da empresa Tecnum Construtora, coordenador do curso de mestrado Latu Sensu “Prática de Fundações e Geotecnia em Empreendimentos Imobiliários” na FESP (Faculdade de Engenharia São Paulo) e professor-convidado no mestrado profissional do IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas).

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Fundações e Obras Geotécnicas

Arquivo pessoal

Arquivo pessoal

> ARSENIO NEGRO JUNIOR é engenheiro civil pela Poli-USP (Escola Politécnica da Universidade de São Paulo), mestre em mecânica dos solos pelo Imperial College da Universidade de Londres, PhD (Doctor of Philosophy) em engenharia geotécnica pela Universidade de Alberta. Atualmente é diretor-técnico da TÜV SÜD Bureau de Projetos e Consultoria.

Arquivo pessoal

UTILIZAÇÃO

Memória de Cálculo

FUNDAÇÃO EM ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA MONITORADA

O

O artigo tem como objetivo principal apresentar a memória de cálculo de dimensionamento na compressão de uma estaca hélice contínua monitorada para a fundação do pilar de uma edificação.

1 ESTACA HÉLICE CONTÍNUA

Desde a década de 1990, com o aumento da disponibilidade de equipamentos e com o melhor conhecimento do comportamento, a estaca hélice contínua tornou-se uma das técnicas mais empregadas em fundações de edificações no Brasil.

A estaca hélice contínua é um tipo de estaca moldada in loco, caracterizada pela perfuração do solo através de um trado contínuo, dotado de hélices em torno de um tubo central vazado. Para evitar que durante a introdução do trado haja entrada de solo ou água na haste tubular, existe em sua face inferior uma tampa metálica, que é aberta pela pressão do concreto no início da concretagem. Após a sua introdução no solo, até a cota especificada, o trado é extraído concomitantemente à injeção do concreto através do tubo vazado. À medida que o trado é retirado, o solo confinado entre as pás da hélice é removido. As máquinas perfuratrizes deste tipo de estaca estão equipadas com um sistema de aquisição dos dados de monitoramento, com a finalidade de fornecer informações referentes às fases de perfuração e concretagem da estaca.

A ABEF (Associação Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundações e Geotecnia), em sua publicação, o Manual de Execução de

66

Fundações e Obras Geotécnicas

Fundações e Geotecnia (2016), descreve as práticas recomendadas para execução das estacas hélice contínua bem como apresenta equipamentos, acessórios, ferramentas e equipe para uma máquina, procedimentos executivos e de verificação e avaliação dos serviços e especificações dos materiais.

2 PROBLEMA: DIMENSIONAMENTO NA COMPRESSÃO Pretende-se dimensionar a fundação de um pilar típico de uma edificação, com seção de 50 cm x 50 cm, submetido à carga de compressão característica, devido a peso próprio, cargas permanentes e sobrecarga de 6.000 kN. A carga total de compressão da edificação, considerando todos os pilares, perfaz 250.000 kN. O tipo de fundação já foi definido e deverá ser em estacas do tipo hélice contínua. O perfil geotécnico do terreno foi caracterizado por sondagens de simples reconhecimento do tipo SPT, conforme furo representativo mostrado na Figura 01, e por alguns ensaios de laboratório de caracterização. Na ocasião da sondagem, o terreno já se encontrava terraplenado à cota de implantação da edificação. Foi prevista também a realização de uma prova de carga estática numa estaca piloto na fase de elaboração do projeto.

2.1 Passo 1 – Análise da investigação geotécnica O perfil geotécnico do terreno é predominantemente de solos sedimentares, de

Memória de Cálculo

origem marinha, com várias camadas de areia e uma camada de solo mole de 4,3 m de espessura, conforme mostrado na Figura 01. O impenetrável foi detectado a 28,65 m e o nível d’água a 1,6 m de profundidade.

Algumas amostras da camada de solo mole obtidas na sondagem foram submetidas a ensaios de laboratório de caracterização, cujos resultados são apresentados na Tabela 01.

O projeto de estacas hélice contínua em terreno com camada de solo mole deve ser elaborado considerando a espessura e as características do solo mole, como a resistência não drenada, e a influência delas na integridade das estacas. No caso de espessa camada de solo mole confinado, cuja resistência não drenada seja inferior a 20 kPa, pode ser necessária a armação da estaca hélice ao longo de todo o trecho em solo mole (POLIDO, 2013). Assim, para análise do problema é necessário estimar a resistência não drenada (Su) do solo mole. Será utilizada a correlação de Bjerrum e Simons (1960), citada por Simons e Menzies (2000):

Sendo que: σ’0 é a tensão efetiva no meio da camada, IP é o índice de plasticidade e f(IP) é uma função de IP cujos valores são obtidos num ábaco.

Para cálculo de σ’0 foram estimados, com base nos dados apresentados na Figura 01, os valores do peso específico das camadas I, II e III, mostrados na Tabela 01.

Como IP = 40 % e σ’0 = 75 kPa, a resistência não drenada da argila é estimada em:

No caso presente, em que a camada de solo mole confinado tem espessura de 4,3 m e Su = 21kPa, a situação da estaca hélice em solo mole não foi considerada crítica, sendo dispensável o prolongamento da armadura até atravessar a referida camada.

2.2 Passo 2 – Escolha do método de dimensionamento De acordo com a Norma Brasileira de Projeto e Execução de Fundações, a NBR 6.122 (ABNT, 2010, 67

Fundações e Obras Geotécnicas

Figura 01 – Perfil geotécnico típico do terreno

Tabela 01 – Resultados de ensaios de laboratório e parâmetros estimados Ensaios de Caracterização Camada

I

Peso específico total estimado (kN/m³)

wL

wP

w

#200

-

-

-

-

19

II

-

-

-

-

20

III

67 %

27 %

40 % a 60 %

50 % a 65 %

17

Notas: wL: Limite de Liquidez; wP: Limite de Plasticidade; w: umidade natural; #200: percentual de finos

p. 24), item 8.1, “[...] a grandeza fundamental para o projeto de fundações profundas por estaca é a carga admissível (se o projeto for feito em termos de valores característicos) ou carga resistente de projeto (quando

Memória de Cálculo

for feito em termos de valores de projeto)”. Segundo Cintra, Aoki e Albiero (2011), na prática brasileira de projeto de fundações, em termos geotécnicos há preferência pela carga admissível.

Conforme a mesma norma (p. 25-27), a carga admissível deve ser determinada a partir da carga de ruptura.

E esta é obtida mediante a utilização e a interpretação de um ou mais dos seguintes procedimentos: a) prova de carga; b) métodos estáticos (teóricos ou semiempíricos); c) a partir do estado-limite de serviço (recalque); d) métodos dinâmicos; e) fórmulas dinâmicas; f ) ensaios de carregamento dinâmico.

Foram escolhidos os procedimentos de prova de carga e métodos estáticos semiempíricos.

2.3 Passo 3 – Interpretação da prova de carga A prova de carga estática foi executada antes do início da obra, com carregamento lento, seguindo a NBR 12.131 (ABNT, 2006). A realização da prova de carga a priori, além de possibilitar a aferição e ajuste do método de cálculo de capacidade de carga geotécnica a ser utilizado no dimensionamento, permite também a redução do fator de segurança global de FS = 2 para FS = 1,6, conforme preconiza a NBR 6.122 (ABNT, 2010).

Para reduzir os custos com o sistema de reação da prova de carga, optou-se por testar uma estaca hélice piloto de 40 cm de diâmetro. Com base em cálculos preliminares de capacidade de carga, a estaca da prova de carga foi executada com comprimento de 20 m, com ponta na camada de areia fina a média, pouco siltosa, compacta. Após o arrasamento, o comprimento efetivo da estaca piloto passou a ser de 18,9 m. Quatro estacas hélice contínua de 70 cm de diâmetro e 15,5 m de comprimento, armadas com armadura de ligação e tirante Dywidag ST 85/105 de 36 mm de diâmetro, integraram o sistema de reação. A prova de carga foi conduzida a mais de duas vezes à carga admissível prevista para a estaca (750 kN).

Na prova de carga não foi evidenciada a ruptura ní68

Fundações e Obras Geotécnicas

Figura 02 – Curva carga x recalque e interpretações da carga de ruptura

tida da estaca. Após estabilização do recalque da estaca à carga máxima de ensaio (2.200 kN), essa solicitação foi mantida por mais 12h e, em seguida, foi realizado o descarregamento. A curva carga x recalque da prova de carga é apresentada na Figura 02, assim como as interpretações da carga de ruptura.

Por meio da análise dos resultados da prova de carga empregando o Método de Rigidez (DÉCOURT, 1996b, 2008), obteve-se a carga de ruptura de 2.870 kN convencionada para 10% do diâmetro da estaca.

Constatou-se que a faixa de valores do atrito lateral variou de 830 kN a 1.920 kN, sendo 1.375 kN o valor central. E o melhor ajuste na análise de regressão linear do Método de Rigidez ocorreu ao se considerar o início da mobilização da resistência de ponta no estágio de 1.000 kN. Verificou-se também pelo método que a estaca trabalhou predominantemente por atrito lateral até a carga máxima da prova de carga (2.200 kN). A curva carga x recalque foi extrapolada pelo Método de Rigidez. Com a extrapolação foi possível determinar a carga de ruptura da estaca igual a 2.380 kN pelo critério da NBR 6.122 (ABNT, 2010), conforme mostrado na Figura 02. Cabe ressaltar que o módulo de elasticidade do material da estaca foi estimado de acordo

Memória de Cálculo

com Tabela 8.1 da NBR 6.118 (ABNT, 2014, p. 25).

Sendo a resistência do concreto aos 28 dias de 35 MPa, o módulo de elasticidade foi estimado em 29 GPa. Obteve-se também a carga de ruptura da estaca piloto pelo método de Van der Veen (1953) e o valor encontrado foi de 2.370 kN. Com base nas análises efetuadas, adotou-se o valor de 2.380 kN para a carga de ruptura geotécnica da estaca testada por prova de carga, valor advindo do critério da norma NBR 6.122 (ABNT, 2010) utilizando a curva extrapolada pelo Método de Rigidez (DÉCOURT, 1996b, 2008).

para estimativa de capacidade de carga de vários tipos de estacas, e os métodos semiempíricos de Alonso (1996) e Gotlieb et al. (2000), desenvolvidos, especificamente, para estacas hélice contínua. A carga de ruptura (Qrup-calc) é a soma das parcelas de carga lateral (QL) e carga ponta (Qp), fornecidas pelas expressões a seguir em quilonewton (kN). Nas fórmulas de estimativa de capacidade de carga considera-se que: Ø é o diâmetro da estaca, ∆L é a parcela do comprimento da estaca no trecho considerado e ÑSPT é o índice de resistência à penetração médio da camada de espessura ∆L.

2.4 Passo 4 – Métodos estáticos semiempíricos

a) Método Aoki e Velloso (1975) F1, F2, αAV e KAV são fatores do método, sendo F1 = 2,0 e F2 = 2 F1 = 4,0 para estaca hélice contínua (CINTRA; AOKI, 2010). Os valores de σAV e KAV dependem do tipo de solo. Np é o índice de resistência à penetração na cota de apoio da ponta da estaca.

Existem vários métodos de cálculo de capacidade de carga geotécnica de estacas, principalmente com base em sondagens de simples reconhecimento do tipo SPT (Standard Penetration Test). Em geral, o projetista opta pelo emprego dos métodos em função de sua experiência e conhecimento regional.

Embora os métodos semiempíricos sejam ferramentas valiosas à engenharia de fundações é importante reconhecer que possuem validade limitada à prática construtiva regional e aos casos históricos utilizados para seu desenvolvimento (SCHNAID; ODEBRECHT, 2012).

Alonso (2013), mais uma vez expressa sua preocupação quanto à utilização dos métodos semiempíricos, pois eles “não são universais” conforme exposto em Alonso (2000). Assim, os métodos de previsão de capacidade de carga de estacas devem ser aplicados apenas aos solos das regiões onde o método foi estabelecido. O autor enfatiza que a reavaliação do método original e os seus ajustes, para cada nova região geotécnica, devem ser feitos por prova de carga.

Polido et al. (2016), apresentam resultados de provas de carga em estacas hélice executadas em solo laterítico em que a carga de ruptura foi cerca de três vezes a estimada por alguns métodos semiempíricos.

Apresenta-se a seguir, resumidamente, os métodos semiempíricos de Aoki e Velloso (1975), Décourt e Quaresma (1978, 1996a) que podem ser empregados 69

Fundações e Obras Geotécnicas

e b) Método Décourt e Quaresma (1978, 1996a) e β e αDQ são fatores adimensionais, dados por β = 1,0 e αDQ = 0,3 para estacas hélice contínua em argilas, areias e solos intermediários.

O coeficiente característico do solo KDQ assume os seguintes valores: KDQ = 120 kPa para argila, KDQ = 200 kPa para silte argiloso (solo residual), KDQ = 250 kPa para silte arenoso (solo residual) e KDQ = 400 kPa para areia.

NpDQ é a média aritmética entre o valor do índice de resistência a penetração (NSPT) correspondente à ponta, o imediatamente anterior e o imediatamente posterior.

Na determinação de NSPT valores menores do que 3 devem ser considerados iguais a 3 e os valores maiores que 50 devem ser limitados a 50. c) Método Alonso (1996) Esse método propõe o uso de resultados de sondagem do tipo SPT-T, que é o ensaio SPT com medição do torque, ou dos valores de NSPT convertidos em torque.

Memória de Cálculo

e Em que fs é a adesão máxima, em kPa, expressa por:

Sendo: T o valor do torque máximo, em kgf.m, expresso por T = 1,2.NSPT; e h a penetração total do amostrador, em cm. β é um parâmetro do método dependente do tipo de solo, assumindo os valores: β = 200 kPa para areias; β = 150 kPa para os siltes; e β = 100 kPa para argilas.

NSPT(1) é a média aritmética dos valores do NSPT no trecho 8Ø acima da ponta da estaca e NSPT(2) é a média para o trecho 3Ø abaixo da ponta da estaca. Os valores de NSPT devem ser limitados a 40. d) Método Gotlieb et al. (2000) O método de Gotlieb et al. (2000) fornece expressões para cálculo das parcelas de carga admissível da estaca hélice contínua. Para transformá-las em resistência última sugere-se a aplicação de fator de segurança igual a 2. Assim, as resistências de atrito lateral e de ponta na ruptura são expressas por: e NpG é média aritmética dos valores do NSPT no trecho entre oito diâmetros acima da ponta até três diâmetros abaixo da ponta da estaca, sendo os valores de NSPT limitados a 50.

2.5 Passo 5 – Métodos semiempíricos x prova de carga As resistências por atrito lateral (QL), de ponta

(Q p) e a resistência total na ruptura (Q rup-calc) da estaca hélice de 40 cm de diâmetro ensaiada em prova de carga, foram calculadas utilizando os quatro métodos semiempíricos apresentados. Para a comparação da capacidade de carga determinada na prova de carga (Q rup-pc= 2.380 kN) com aquelas estimadas foi calculado o fator de ajuste Qrup-pc/Qrup-calc de cada método semiempírico. Os resultados são mostrados na Tabela 02.

Verifica-se que o resultado da prova de carga variou de 1,08 a 1,61 vezes as previsões da carga de ruptura. A previsão pelo método de Aoki e Velloso (1975) praticamente coincidiu com o resultado da prova de carga (Qrup-pc/Qrup-calc = 1,08). No entanto, o referido método determinou elevada resistência de ponta da estaca, equivalente a 47% do total, o que não seria recomendável utilizar para este tipo de estaca. A interpretação da prova de carga pelo Método de Rigidez (DÉCOURT, 1996b, 2008) mostrou que a estaca trabalhou predominantemente por atrito lateral até a carga máxima. Nas pesquisas brasileiras em estacas hélice contínua com provas de carga instrumentadas em profundidade sintetizadas por Polido (2013), a parcela de resistência de ponta foi mensurada entre 3,4% a 38,0% da carga de ruptura. Para Polido (2013), é adequada a utilização do percentual de até 20% da carga admissível para a ponta no dimensionamento de fundações de obras em que os recalques têm que ser controlados com rigor. Os demais métodos, apesar de subestimarem a resistência total da estaca, apresentaram percentuais de transferência de carga através do fuste e da ponta em conformidade com o resultado das pesquisas experimentais (ALBUQUERQUE, 2001; CUNHA et al., 2012; SILVA, 2011; SANTINI et al., 2012; ALLEDI, 2013).

Tabela 02 – Valores de carga de ruptura estimados comparados com o resultado da prova de carga Método

70

QL (kN)

Qp (kN)

Qrup-calc (kN)

Qrup-pc/Qrup-cal

Aoki e Velloso (1975)

1.169 (53%)

1.039 (47%)

2.208

1,08

Décourt e Quaresma (1978, 1996a)

1.255 (80%)

312 (20%)

1.567

1,52

Alonso (1996)

1.245 (71%)

515 (29%)

1.760

1,35

Gotlied et al. (2000)

1.176 (80%)

300 (20%)

1.476

1,61

Fundações e Obras Geotécnicas

Memória de Cálculo

2.6 Passo 6 – Dimensionamento da fundação Apresenta-se neste item o dimensionamento da fundação em estaca hélice contínua sob um pilar submetido à carga de compressão de 6.000 kN. Como não é desejável o emprego de bloco com muitas estacas, optou-se pela utilização de estacas hélice Ø 60 cm.

No dimensionamento geotécnico das estacas elegeu- se o método de Alonso (1996), que é específico para estaca do tipo hélice contínua, ajustado com base no resultado da prova de carga. O fator de ajuste da carga de ruptura da estaca hélice Ø 40 cm calculado com o método de Alonso (1996) foi Q rup-pc/Q rup-calc = 1,35. Por ser desconhecida a forma de distribuição da carga da estaca hélice em profundidade, será adotado no dimensionamento das estacas hélice Ø 60 cm um fator multiplicativo conservativo f = 1,2 de ajuste da carga estimada.

Pela metodologia de Alonso (1996), para uma estaca hélice Ø 60 cm, executada com 20 m de comprimento e arrasada 2 m abaixo da cota de implantação do edifício, as parcelas de resistência por atrito lateral e de ponta são, respectivamente, Q L= 1.796 kN e Qp = 1.159 kN, totalizando Qrup-calc = 2.955 kN. Então, a carga de ruptura estimada da estaca é:

Por ter sido realizada prova de carga estática na fase de elaboração do projeto de fundação, a norma NBR 6.122 (ABNT, 2010, p. 18), em seu item 6.2.1.2.2, permite o fator de segurança global de 1,6 para a obtenção da carga admissível da estaca. De forma conservativa será adotado fator de segurança global FS = 1,8.

Logo, a carga admissível da estaca hélice contínua Ø 60 cm de 20 m, com 18 m de comprimento de trabalho é dada por:

Uma carga de trabalho de 1.970 kN corresponderia à tensão média na estaca hélice Ø 60 cm de 7,0 71

Fundações e Obras Geotécnicas

MPa. No entanto, para evitar problemas na instalação da armadura, serão empregadas estacas hélice constituídas de concreto não armado, dotadas apenas de armadura de ligação ao bloco de coroamento.

Nesse caso, a tensão média na compressão na estaca Ø 60 cm será limitada a 6 MPa, conforme preconiza a NBR 6.122 (ABNT, 2010, p. 32), correspondendo a uma carga estrutural admissível de Q estrut = 1.700 kN. Verifica-se que a capacidade de carga geo técnica da estaca dimensionada (1.970 kN) supera a carga admissível estrutural e que o comprimento da estaca pode ser reduzido objetivando a otimização da fundação.

Avaliando uma estaca hélice Ø 60 cm executada com 18 m de comprimento, as resistências obtidas pelo método de Alonso (1996) seriam Q L = 1.485 kN, Qp = 1.166 kN e Qrup-calc = 2.651 kN. Aplicando o fator de ajuste f = 1,2, a carga de ruptura estimada seria Q rup = 3.181 kN e a carga admissível, com FS = 1,8, seria Qadm(18m) = 1.767 kN, valor aproximado da resistência estrutural da estaca não armada (Q estrut = 1.700 kN).

Portanto, serão empregadas no estaqueamento estacas hélice contínua Ø 60 cm, executadas até 18 m, com comprimento de trabalho mínimo de 16 m e carga admissível Qadm = 1.700 kN. Considerando 5% de acréscimo de carga aproximado decorrente do peso próprio da fundação, a quantidade de estacas na fundação do pilar de carga Qpilar = 6.000 kN será:

Logo, a carga de trabalho de cada estaca será 1.575 kN. No que tange à deformação, pode-se fazer, com boa aproximação, um paralelo entre o desempenho da estaca Ø 40 cm submetida à prova de carga e o comportamento esperado para a estaca Ø 60 cm. De acordo com a curva carga x recalque da Figura 02, a estaca Ø 40 cm quando submetida a 1.575 kN teria apresentado aproximadamente 10 mm de deslocamento. Este

Memória de Cálculo

valor é plenamente satisfatório para a obra considerada. Como abaixo da ponta da estaca o terreno é firme, não há necessidade de análise de recalques considerando o bloco de estacas.

2.7 Passo 7 – Dimensionamento da armadura de ligação Como a estaca hélice Ø 60 cm trabalhará sob baixa tensão (≤ 6,0 MPa), sua execução será em concreto não armado, utilizando armadura somente para ligação ao bloco de coroamento. Os valores mínimos de taxa de armadura e seu comprimento útil devem ser de 0,5% e 4 m, respectivamente, conforme NBR 6.122 (ABNT, 2010, p. 32). A taxa de armadura de 0,5% corresponde a seguinte área de aço:

Considerando o emprego de barras de aço CA50 Ø 20 mm, a estaca deverá apresentar armadura longitudinal de cinco barras, cuja área de aço efetiva será 15,7 cm². Como as estacas da obra sofrerão arrasamento para execução dos blocos e, os blocos da fundação apresentam diferentes alturas, optou-se pela instalação de armadura na estaca com comprimento de 6 m, superior ao mínimo. Assim não haveria a necessidade de impulsionar a armadura dentro do concreto fresco. Os estribos serão circulares ou em espiral, constituídos de aço CA-50 de Ø 6,3 mm e espaçados de 20 cm. O cobrimento da armadura será de 7,5 cm para facilitar sua instalação.

Dessa forma, os estribos devem apresentar 45 cm de diâmetro externo, à exceção do trecho de 1 m na ponta inferior, onde se deve fazer afunilamento da ferragem de forma que o estribo inferior apresente 30 cm de diâmetro.

2.8 Passo 8 – Especificações do concreto Atenção especial deve ser dada ao concreto de estacas hélice de modo a facilitar a sua execução e a instalação da armadura no seu interior.

72

Fundações e Obras Geotécnicas

O concreto da estaca hélice deve apresentar resistência característica de 30 MPa aos 28 dias, ser composto de agregados dos tipos brita zero e areia, consumo mínimo de cimento de 400 kg/m³, relação água / cimento máxima de 0,55, slump na faixa de 22 ± 3 cm, exsudação máxima de 4% do volume total de água, percentual de argamassa em massa a partir de 55% e traço do tipo bombeado (ABEF, 2016), o que atende às exigências do item F.9 da NBR 6.122 (ABNT, 2010, p. 53-54).

3 RESUMO DO DIMENSIONAMENTO - Bloco com quatro estacas hélice contínua de diâmetro 60 cm; - Espaçamento entre estacas de centro a centro: 1,5 m; - Comprimento de execução: 18 m; - Comprimento mínimo de trabalho: 16 m; - Armadura longitudinal de aço com cinco barras Ø 20 mm, de 6 m de comprimento, e estribo espiral ou circular Ø 6,3 mm CA-50 a cada 20 cm.

4 AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DAS ESTACAS Para especificação da avaliação de desempenho foi estimado que a obra teria cerca de 180 estacas Ø 60 cm.

A NBR 6.122 (ABNT, 2010) preconiza para 180 estacas a execução de provas de carga estáticas em número igual a 1% da quantidade total de estacas, ou seja, 1,8 provas de carga, e, arredondando-se o número para mais, constata-se a obrigatoriedade da realização de duas provas de carga, sendo que uma foi realizada na etapa de projeto. Uma alternativa à realização da prova de carga adicional seria substituí-la por cinco ensaios de carregamento dinâmico. Especifica-se a execução de cinco ensaios de carregamento dinâmico tipo PDA (Pile Driving Analyser). Previamente ao ensaio PDA, recomenda-se ensaios de integridade do fuste do tipo PIT (Pile Integrity Test), seguindo a norma ASTM D-5882 (2016), em 30% das estacas, o que equivale a cerca de 50 ensaios de integridade. De acordo com FHWA (Federal Highway Administration – 2007), o ensaio de integridade é recomendável para relação comprimento/diâmetro (L/Ø) da estaca hélice

Memória de Cálculo

menor do que 30. No caso presente, a relação é L/Ø = 18/0,6 = 30, ou seja, dentro do limite tolerável. No caso de dúvida quanto à integridade de algumas das estacas testadas, elas seriam escolhidas para serem submetidas a ensaio PDA.

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1 CDROM. POLIDO, U.F.; BERLICH DE ALMEIDA, R.C.M.; ALBUQUERQUE, P.J.R.; BORJAILLE ALEDDI, C.T.D. Análise de Provas de Carga em Estacas Hélice Contínua de Comprimentos variados em Solos Lateríticos da Formação Barreiras. In: Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações, 18., 2016, Belo Horizonte-MG. Anais... Belo HorizonteMG: A.B.M.S., 2016.

SANTINI, I. B. et al. Análise do comportamento de cinco provas de carga estáticas em estacas tipo hélice contínua: previsão x comportamento. In: Congresso

Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações, 16., 2012, Porto de Galinhas. Anais... Porto de Galinhas-PE, 2012. 1 CD-ROM. 8 p.

SCHNAID, F.; ODEBRECHT, E. Ensaios de campo e suas aplicações à Engenharia de Fundações. 2. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2012.

SILVA, C.M. Energia e Confiabilidade Aplicadas aos Estaqueamentos Tipo Hélice Contínua. 2011. Publicação G.TD – 070/11, Tese (Doutorado em Engenharia), Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, 2011.

SIMONS, N.E.; MENZIES, B.K. A short course in Foundation Engineering. London: Thomas Telford, 2000. 2. ed.

VAN DER VEEN, C. The bearing capacity of a pile. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOIL MECHANICS AND FOUNDATION ENGINEERING – ICSMFE, 3., 1953, Switzerland. Proceedings… New Delhi, 1953. v. 2, p. 84-90.

AUTORES > PAULO JOSÉ ROCHA DE ALBUQUERQUE Engenheiro civil e mestre em Infraestrutura pela UNICAMP (Universidade Estadual de Campinas), doutor em engenharia de solos EPUSP (Escola Politécnica da Universidade de São Paulo) e pós-doutorado pela Universidade Politécnica da Catalunha. É professor-associado da UNICAMP desde 2001 na Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. Atua na área de geotecnia com ênfase em fundações e ensaios de campo. Atualmente é presidente da CTF (Comissão Técnica de Fundações) da ABMS e presidente do Núcleo Regional de São Paulo da ABMS. > RITA DE CÁSSIA MOROSINI BERLICH DE ALMEIDA Engenheira civil e mestre em Engenharia Civil pela UFES (Universidade Federal do Espírito Santo). Engenheira Projetista da empresa GEOCONSULT – Consultoria de Solos e Fundações S/C Ltda. e professora de ensino técnico da rede estadual de educação do Espírito Santo. > CARLA TEREZINHA DALVI BORJAILLE ALLEDI Engenheira civil e mestre em Engenharia Civil pela UFES, doutora em Engenharia Civil pela UFV (Universidade Federal de Viçosa) e professora-titular do IFES (Instituto Federal do Espírito Santo), campus Vitória desde 1992.

COORDENADOR > UBERESCILAS FERNANDES POLIDO Engenheiro civil pelo CT-UFES (Centro Tecnológico da Universidade Federal do Espírito Santo) em 1971, Master of Science pela University of South Carolina, nos Estados Unidos em 1973. Professor do CT-UFES (1974 a 2006). Atualmente é consultor em geotecnia pela empresa Geoconsult – Consultoria de Solos e Fundações S/C Ltda.

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Geotecnia Ambiental

TÉCNICAS DE REMEDIAÇÃO IN SITU DE ÁREAS CONTAMINADAS GANHAM CADA VEZ MAIS ESPAÇO NO BRASIL Segundo dados da CETESB, atualmente existem cerca de cinco mil áreas confirmadas no Estado de São Paulo por Dellana Wolney

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Recentemente a CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo) publicou uma Decisão de Diretoria (DD nº 038/2017/C), que tem como finalidade aprimorar o gerenciamento de áreas contaminadas no Estado de São Paulo. No documento, foi aprovado um novo procedimento para a proteção da qualidade do solo e das águas subterrâneas, bem como foi revisado o procedimento para a gestão de áreas contaminadas, estabelecendo diretrizes para o gerenciamento dessas extensões no âmbito do licenciamento ambiental.

No que diz respeito ao licenciamento, uma das premissas é que, preventivamente, algumas empresas terão que elaborar programas de monitoramento com o intuito de evitar o surgimento de áreas contaminadas. Os procedimentos neste documento estão muito mais detalhados, facilitando o trabalho dos profissionais que atuam no apoio às empresas na execução do gerenciamento, que antes recorria a intermináveis consultas à CETESB. De acordo com a companhia, ainda estão previstas na decisão multas para casos de descumprimentos, que poderão chegar a até 4 milhões de UFESPs (Unidade Fiscal do Estado de São Paulo), equivalente hoje a 100,28

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milhões de reais. O valor equivalente a 300 UFESPs, dos recursos arrecadados pela CETESB em cada “Parecer Técnico sobre Plano de Intervenção para Reutilização de Áreas Contaminadas”, será destinado ao FEPRAC (Fundo Estadual de Prevenção e Remediação de Áreas Contaminadas). E os chamados “valores orientadores de intervenção”, referentes à qualidade das águas subterrâneas terão revisão anual.

De acordo com a CETESB, atualmente há cerca de 5,4 mil áreas contaminadas confirmadas no Estado de São Paulo, porém, devido à forte atuação da instituição, que fez cumprir a lei federal que obrigou o licenciamento ambiental dos postos de combustíveis, cerca de 9 mil desses estabelecimentos hoje se encontram licenciados. A nova lista de áreas reabilitadas deve ser divulgada nos próximos meses

DESENCADEAMENTO Não só a nível estadual a preocupação com o meio ambiente vem ocupando substancialmente a agenda de discussões de muitos países nas últimas décadas. O surgimento de áreas contaminadas está relacionado a procedimentos equivocados na disposição de resíduos, no

Fotos: Arquivo Doxor

Geotecnia Ambiental

Técnicas de remediação

lação, quanto os órgãos ambientais consideram necessária a recuperação das áreas contaminadas até que as concentrações máximas aceitáveis atinjam níveis no qual não haja risco à saúde humana, aos receptores reais e hipotéticos”, comenta Zuben.

PROCEDIMENTO

manejo de substâncias químicas e à ocorrência de acidentes ou vazamentos durante os processos produtivos, de transporte e de armazenamento de matérias-primas e produtos.

Para a diretora-técnica na Hera Consultoria, Erika von Zuben, aliado a tudo isso, ainda existe o constante êxodo das indústrias das regiões metropolitanas, disponibilizando áreas industriais inseridas em regiões com infraestrutura, mas também com um passivo ambiental 77

Fundações e Obras Geotécnicas

que, por um longo período, representou um problema para o empreendedor brasileiro. Entretanto, a aquisição dessas áreas se tornou segura, pois há disponível um robusto protocolo estabelecido, com base em critérios científicos, que garantem ao investidor segurança com a quantificação dos custos de remediação necessários para a utilização área para o uso pretendido.

“Independentemente de qual seja o cenário, o fato é que tanto a legis-

O processo de remediação de solos e águas subterrâneas contaminados refere-se à redução de teores de contaminantes a níveis seguros e compatíveis com a proteção à saúde humana e risco ao meio ambiente, utilizando tecnologias direcionadas à imobilização ou à redução dos poluentes a níveis aceitáveis, podendo ser aplicadas diferentes técnicas isoladas ou concomitantemente.

A diretora-técnica na Hera Consultoria, Erika von Zuben explica que a tendência mundial atualmente é a utilização de técnicas de remediação que promovam a contenção e/ou a remoção da fonte de contaminação

Geotecnia Ambiental

e a remoção ou redução da massa de contaminante e, que sejam técnicas in situ, ou seja, tecnologias que resolvam os problemas no local, em oposição às tecnologias ex-situ que geram contaminações secundárias, uma vez que ocorre o transporte do material contaminado até o local de tratamento.

“Seja qual for a tecnologia de remediação adotada para a descontaminação, deverá ser escolhida com base na avaliação da heterogeneidade física do solo, propriedades físicoquímicas dos compostos, da extensão do contaminante, bem como na presença do contaminante em suas fases imiscível, residual ou adsorvida no meio geológico”, esclarece ela.

TÉCNICAS O diretor da empresa Doxor, Thiago Gomes afirma que hoje existem inúmeras técnicas de remediação in situ que promovem a destruição ou modificação dos contaminantes, extração e separação, isolamento ou imobilização do contaminante. Ele cita as mais utilizadas que são: barreiras reativas e hidráulicas; pump and treat; oxidação química; biorremediação; injeção de ar na zona saturada air sparging, geralmente associado à extração de vapores na zona não-saturada SVE (Soil Vapor Extraction); dessorção térmica e utilização de calor para volatilização de contaminantes.

O tratamento por imobilização é uma técnica in situ que se caracteriza pela redução da mobilidade dos contaminantes na matriz do solo ou no transporte dos contaminantes nas águas, por meio da redução da infiltração no meio contamina78

Fundações e Obras Geotécnicas

do com o uso de barreiras verticais ou horizontais.

Já o tratamento por extração e separação é uma das técnicas mais empregadas. O pump and reat, também conhecido como bombeamento e tratamento/controle hidráulico, é desenvolvido a partir da extração de águas contaminadas por meio de poços de extração, sendo o tratamento do efluente gerado, realizado on-site, para atender os padrões de descartes locais. Usualmente, essa tecnologia está associada a outras técnicas de remediação, visando acelerar o tempo da descontaminação. Sua aplicação se mostra muito eficiente na remoção de compostos de hidrocarbonetos clorados (CHCs) e hidrocarbonetos monoaromáticos (BTEX).

A técnica de destruição ou modificação dos contaminantes é geralmente aplicada para redução da toxicidade dos compostos presentes no solo e ou água subterrânea. As principais tecnologias são a ISCO (In Situ Chemical Oxidation – Oxidação Química In Situ) que se baseia na injeção de oxidantes no meio, a fim de que entrem em contato com os contaminantes, já que promovem reações que alteram o estado de oxidação dos átomos pela perda de elétrons, decompondo a molécula orgânica em outras mais simples, como o dióxido de carbono e água, e no caso de compostos clorados, em cloro inorgânico. Grande parte dos contaminantes orgânicos pode ser tratada com essa tecnologia.

Thiago Gomes revela que a biorremediação, por sua vez, é uma técnica que utiliza as bactérias presentes no solo possibilitando a degradação dos

contaminantes. Nela, nutrientes são injetados com o objetivo de aumentar as atividades microbianas, e essas são capazes de degradar o composto orgânico para suas necessidades de carbono e energia. Para aplicação desse método faz-se preciso um estudo criterioso do meio e após o encerramento do processo de remediação, os níveis de bactérias tendem a voltar ao normal, gradativamente.

Já a Air Sparging é empregada para extrair compostos voláteis e semivoláteis que se encontram na zona não saturada, com a injeção de ar para a remoção de contaminantes como CHCs, BTEX e PAHs, promovendo também a biodegradação aeróbica por elevar a concentração de oxigênio dissolvido no aquífero. “Essa técnica é aplicável no caso de compostos orgânicos voláteis dissolvidos na água subterrânea ou sorvidos em partículas de solo da zona saturada, através de injeções controladas de ar”, salienta Erika von Zuben.

A SVE consiste na remoção física dos contaminantes, principalmente os compostos orgânicos voláteis, clorados ou não, muito utilizado em contaminações por BTEX na zona saturada. A técnica é aplicada por meio da instalação de poços de extração por onde o vapor é extraído a vácuo. Sua eficiência pode ser aumentada com a combinação de outras técnicas, por exemplo, a injeção de ar (air sparging).

Neste caso, o ar injetado retira a água dos poros do solo, causando uma dessorção do contaminante da estrutura do solo, fazendo com que este se movimente para a superfície, com a ajuda do sistema SVE.

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Finalmente, na dessorção térmica, o solo e a água subterrânea são aquecidos para provocar a volatilização dos compostos orgânicos voláteis e semivoláteis. Com o aquecimento do solo, ocorre uma mudança de fase dos contaminantes fazendo com que estes passem do estado líquido para a fase de vapor facilitando a extração que é feita por um sistema SVE que sempre trabalha conjugado ao sistema térmico.

Para o sistema termal, a geologia não importa, os fatores que dificultam o processo de dessorção são: alta condutividade hidráulica e alta presença de matéria orgânica, em sites com alta condutividade hidráulica a água fria passa pela região de aquecimento “roubando calor” e a alta quantidade de matéria orgânica atua retendo os contaminantes, exigindo maior aplicação de energia para o processo de dessorção.

“Independentemente da técnica de remediação, o objetivo deve ser sempre reduzir a massa de contaminante transferida para a fase dissolvida, e para alcançar a maior eficiência proposta pela técnica selecionada é imprescindível um bom conhecimento hidrogeológico da área e da extensão da pluma de iso-concentração”, destaca a diretora-técnica na Hera Consultoria, Erika von Zuben.

AÇÕES EMERGENCIAIS Mesmo com as inúmeras formas de remediação, muitas vezes a área contaminada precisa ser isolada ou fechada, porém tanto o fechamento, quanto o isolamento de uma área só ocorre se o risco calculado for ele79

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vado a ponto de não haver medidas de engenharia ou medidas emergenciais, nem medidas de controle institucionais ou de remediação capazes de proteger o indivíduo exposto. E isso é muito difícil de ocorrer, mas não impossível.

“Como enfatizado, o que norteia a escolha da técnica de remediação é a análise de risco à saúde humana, entretanto para que tenhamos risco, é condição indispensável termos, concomitantemente, uma contaminação, via de exposição e receptores expostos. A quantificação dos riscos subsidiará a definição dos objetivos a serem atingidos, bem como o cálculo das CMAs (Concentrações Máximas Aceitáveis) considerando a necessidade ou não de implantação de técnicas de remediação para a área, a fim de permitir a sua utilização”, comenta Gomes.

Ele acrescenta que as tecnologias de remediação de solos e águas subterrâ-

neas sofreram inúmeras mudanças nas duas últimas décadas, em particular na América do Norte. As mudanças ocorreram num ritmo relativamente rápido, sobretudo como resultado de pressões exercidas pela indústria para que houvesse uma contínua melhoria da relação custo-benefício para as tecnologias disponíveis.

“Nos meios técnicos é inquestionável que a melhor opção tecnológica tanto em custos como em eficiência é a remediação in situ. Como salientado anteriormente, existem inúmeras técnicas de remediação para qualquer que seja o contaminante, entretanto não é possível elencar quais são melhores, pois a escolha de uma tecnologia em detrimento de outra é feita somente após serem determinadas às características do meio poroso, do tipo de contaminante, do tamanho da área contaminada, entre outras”, analisa o diretor da empresa Doxor, Thiago Gomes.

Portanto, ele diz que ao deparar-se com uma situação em que foi diagnosticada a necessidade de intervir para que se promova a reabilitação, é preciso buscar sempre profissionais especialistas no tema e que apresentem todas as opções tecnológicas de remediação condizentes com o cenário, de forma que a intervenção seja tecnicamente adequada e economicamente viável.

COORDENADOR DA SEÇÃO "GEOTECNIA AMBIENTAL" > MARCIO FERNANDES LEÃO É geólogo pela UFRJ, possui MBA (Master of Business Administration) em gerenciamento de projetos pela USP (Universidade de São Paulo), É mestre em geotecnia pela UERJ (Universidade do Estado do Rio de Janeiro), mestre e doutorando em geologia de engenharia e ambiental, pela UFRJ. Atualmente é pesquisador do LEMETRO (Laboratório de Experimentos em Mecânica e Tecnologia de Rochas) da UFRJ.

Livro

HIDRÁULICA PARA ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

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Em 2014, a região de São Paulo sofreu uma de suas piores crises hídricas. Com dias de racionamento, seca e muita preocupação de governantes e da população, os paulistas chegaram a cavar poços com o intuito de achar água para armazenamento. No final de 2016, foi a vez de Brasília (Distrito Federal) enfrentar uma crise hídrica. Especialistas acreditam que a causa foi devido ao fenômeno El Niño e para agravar ainda mais, choveu menos do que o esperado em janeiro na região.

Preocupados com essas questões, profissionais procuram cada vez mais achar soluções que possam melhorar ou evitar essas situações de forma sustentável. Instalações que valorizam o reúso da água, automações e outros equipamentos são alguns exemplos de tecnologias que estão sendo desenvolvidas.

Para abordar esses assuntos e atualizar os profissionais foi lançada a quinta edição do livro Hidráulica para Engenharia Civil e Ambiental, elaborada pelos especialistas Andrew Chadwick, Martin Borthwick e John Morfett.

Considerada referência na área, a publicação foi dividida em duas partes nessa edição. A primeira mostra conceitos essenciais em hidrostática, hidrodinâmica, fluxo em tubulações e em canais abertos, teoria das ondas, modelagem física, hidrologia e transporte de sedimentos. A segunda parte exibe quais são as aplicações desses princípios, em engenharia, em projetos de sistemas de tubulação, em estruturas hidráulicas, entre outros. O livro ainda possui um capítulo dedicado à hidráulica computacional, com aplicações de técnicas de simulação computacional em projetos novos.

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Autores: Andrew Chadwick, Martin Bothwick e John Morfett Tradução: Tibério Novais Editora: Elsevier Ano: 2016

Os autores procuraram mostrar de forma completa os fundamentos básicos da hidráulica em engenharia civil, além de apresentar vários estudos de casos, com ilustrações e exemplos solucionados. A quinta edição sofreu revisões em diversas partes, como no capítulo de máquinas hidráulicas, hidrologia das enchentes e modelagem computacional.

A publicação é voltada para alunos e profissionais de engenharia civil, engenharia ambiental, saúde pública e segmentos relacionados.

NACIONAL

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XXXI SNGB – SEMINÁRIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS Belo Horizonte, Minas Gerais http://bit.ly/2dKYL5D Durante três dias, a capital de Minas Gerais sediará um dos mais tradicionais encontros da área de barragens no Brasil. Entre os principais temas que serão apresentados aos participantes, destacam-se o bloco dos benefícios ambientais causados por barragens e reservatórios, que mostrará aspectos como a redução do uso de usinas termelétricas geradoras de gás efeito estufa, por exemplo.

Também será colocada em pauta a avaliação econômica de barragens e empreendimentos hidráulicos, a partir de estudos de caso, entre outros temas relacionados.

89º ENIC – ENCONTRO NACIONAL DA INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO Brasília, Distrito Federal www.enic.org.br O evento é considerado o principal evento brasileiro do calendário da CBIC (Câmara Brasileira da Indústria da Construção). Com o tema “Superação é nossa maior obra”, o congresso tem como objetivo reunir a cadeia da construção civil, para promover debates, avaliar o cenário nacional do setor, encontrar inovações, soluções e oportunidades. O evento costuma atrair uma média de 2.000 pessoas, dentre elas, players importantes do segmento da indústria da construção.

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EXTERIOR

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OFFSHORE TECHNOLOGY CONFERENCE Houston, Estados Unidos 2017.otcnet.org/ Criada em 1969, a OTC (Offshore Technology Conference) é realizada anualmente, em Houston, nos Estados Unidos. Consagrado, o congresso é considerado como o maior evento do mundo para a indústria de petróleo e gás, com uma participação de em média 2.400 expositores e participantes de 120 países em cada edição. O encontro tem como objetivo reunir os profissionais de energia para o compartilhamento de ideias e experiências, além de ser um espaço para a atualização das principais tendências científicas e técnicas para recursos offshore e questões ambientais.

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GEO-RISK – 2017 Denver, Estados Unidos www.georiskconference.org/ Com a alta incidência de tragédias naturais no mundo, quanto mais cálculos para se prever e melhorar a qualidade das estruturas, mais segurança à sociedade.

Nos últimos anos houve uma crescente preocupação com esses fatores e muitas publicações sobre avaliação de riscos geotécnicos surgiram. Com isso em vista, o evento abordará a prática de avaliação e gestão de riscos em todos os campos da geoengenharia, debaterá riscos geológicos, como deslizamentos de terra, falhas de encostas, assim como mostrará desenvolvimentos de códigos baseados em confiabilidade e risco, entre outros tópicos.