Revista Fundações Ed.85 by Revista Fundações

Ano 8 | Nº 85 | Outubro de 2017

www.revistafundacoes.com.br ISSN 2178-0668 | R$ 27,00

DEMOLIR PARA INOVAR: conheça a engenharia de demolição

TIRANTES em solo

ESCAVAÇÕES em obras urbanas

Reciclagem de RESÍDUOS SÓLIDOS

www.revistafundacoes.com.br 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 (Redes Sociais); Rosemary Costa (Revisão); Patricia Maeda (Projeto Gráfico); Agência Bud (Diagramação/Arte); Melchiades Ramalho (Artes Especiais)

Rua Leopoldo Machado, 236 – Vila Laís CEP: 03611-020 São Paulo - SP Telefone: (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 • Jean Rodrigo Garcia 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

Contatos Pautas: glessia@revistafundacoes.com.br Assinaturas: assinatura@revistafundacoes.com.br Publicidade: publicidade@revistafundacoes.com.br Financeiro: financeiro@revistafundacoes.com.br Arte de capa: Melchiades Ramalho 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. 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. • A publicação segue o Acordo Ortográfico da Língua Portuguesa. • Esta publicação é avaliada pela QUALIS, conjunto de procedimentos utilizados pela CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior) e encontra-se atualmente com classificação B4. • As seções “Coluna do Conselho”, “Artigo”, “Espaço Aberto”, “Opinião” e “Memória de Cálculo” 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.

Associações que apoiam a revista

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EM FOCO Eduardo Pereira de Souza https://www.arcadis.com/pt-br/brasil/ Jonatan Garrido Jung Marciano Lang Fraga http://www.mlfgeotecnia.com.br/ Raphael Faria de Mendonça raphfm.rfm@gmail.com

NOTÍCIA Gleyson Marzolla – MC-Bauchemie Brasil www.mc-bauchemie.com.br/

JOGO RÁPIDO A.T. Kearney https://www.atkearney.com/ CEI Architecture http://www.ceiarchitecture.com/

REPORTAGEM Allan Miranda, Gilson Barros e José Carlos Guerra ENIAC https://www.eniac.com.br Via Assessoria de Imprensa – Agência Race www.racecomunicacao.com.br Rodolfo Zanchin rodolfozanchin@agenciarace.com.br AGN Arquitetura e Interiores – Alessandra Garcia Nabuosuke https://www.facebook.com/agnarquitetura/ Perla Lopes – Via Assessoria de Imprensa Fernanda Tuber – fernandatuber@casualcomunicacao. com.br

NOTAS Construtora San Remo http://construtorasanremo.com.br/ Gerdau https://www.gerdau.com/br/pt

ARTIGO 1 Thomaz Athayde Cordeiro thomazathaydecordeiro@hotmail.com Schubert Santos Goulart Junior schuusantos@gmail.com

GEOTECNIA AMBIENTAL Serello Ambiental https://www.serello.com.br/

Antônio Carlos Moreira da Costa Júnior eng.civil@fip-moc.edu.br ARTIGO 2 Felipe Schaeffer Santos felipess@ipt.br Jorge Kazuo Yamamoto jkyamamo@usp.br Wilson Shoji Iyomasa wsi@ipt.br COLUNA DO CONSELHO Paulo Henrique Vieira Dias phdias@seel.com.br MEMÓRIA DE CÁLCULO Uberescilas Fernandes Polido uberescilas@geoconsult.com.br

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EDITORIAL CANCELAMENTO DO PRÊMIO MILTON VARGAS 2017 Informamos que a cerimônia de entrega dos troféus da 7ª edição do Prêmio Milton Vargas que aconteceria no dia 16 de novembro de 2017 foi cancelada e será remarcada para o próximo ano. Dessa forma, em 2018 anunciaremos uma nova data, assim como todas as outras informações pertinentes ao evento. Serão realizadas juntamente a 7ª e a 8ª edição do prêmio. Instituído pela revista Fundações & Obras Geotécnicas o Prêmio Milton Vargas é uma premiação estritamente Cultural, Artística e Científica, conforme disposto no art. 30 do Decreto nº 70.951/72, promovido pela Editora Rudder Ltda., sem qualquer modalidade de sorte ou pagamento pelos concorrentes, nem vínculo obrigatório com a compra de produtos editoriais fabricados pela

empresa promovente, suas marcas ou qualquer outra forma de publicidade. Os objetivos do Prêmio Milton Vargas são estimular a criatividade e a originalidade dos profissionais do setor, bem como a divulgação dos trabalhos e inovação no meio, mediante a criação de projetos que gerem tendências, livres de preconceitos, cópias e propiciando oportunidades, inclusive, de implantação consecutiva no segmento da engenharia civil. A relação de concorrentes da 7ª edição do prêmio será divulgada em dezembro de 2017 em nossas plataformas online.

DA REDAÇÃO

PLATAFORMAS DE GEOLOGIA O Brasil tem, de acordo com o Sistema de Informações Georreferenciadas da CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior), 55 programas de pós-graduação voltados para as Geociências. A informação contempla cursos que incluem Geologia, Geofísica, Geoquímica, Clima e Ambiente, Recursos Hídricos, Ciências Geodésicas, Tecnologias da Geoinformação, entre outras categorias ligadas ao campo. O Portal de Periódicos da CAPES viabiliza para a comunidade acadêmica brasileira a pesquisa e o aprofundamento de conhecimentos em cada

categoria que envolve o segmento. Entre os conteúdos da área estão a base de dados GeoScience World e os periódicos da Lyell Collection e da American Geophysical Union. Acesse: www.periodicos.capes.gov.br

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Fundações e Obras Geotécnicas

10 NESTA EDIÇÃO 10

REPORTAGEM Demolir para inovar

16 NOTÍCIA

Técnicas podem solucionar fissuras estruturais

18 MEMÓRIA

DE CÁLCULO Tirantes em solo

26 ARTIGO

Análise de sistemas antisísmicos e a realidade de Montes Claros – MG

32 ARTIGO

Modelagem geológicogeotécnica a partir de sondagens SPT auxiliada por computador

EM FOCO Escavações em obras urbanas

46 GEOTECNICA

AMBIENTAL Usina de reciclagem de resíduos sólidos da construção civil inicia operação na Região Metropolitana de Campinas

SEÇÕES

06 Jogo Rápido 08 Coluna do Conselho 50 Notas

46 Fundações e Obras Geotécnicas

Jogo Rápido

por Dellana Wolney

Autossuficiência UTE instalada no empreendimento é capacitada para gerar diariamente 5.800 MW em um equipamento que funciona de forma paralela e opera com cinco geradores (dois a gás e três a diesel).

Para que o sistema seja mais eficiente, a operação é feita inicialmente com quatro geradores e sequencialmente são desligados dois geradores a diesel, dando seguimento com os geradores a gás. Mountain / Flickr

O Pátio Victor Maizoni, considerado o maior edifício corporativo de São Paulo, é também o primeiro empreendimento no Brasil a ter uma UTE (Usina Termelétrica) para atender sua demanda de energia. A

Transição energética

Versatilidade

A empresa A.T. Kearney inaugurou recentemente a organização não governamental A.T. Kearney Transition Institute, com intuito de fornecer recomendações estratégicas, baseadas em pesquisas que combinam conhecimento tecnológico com análises de negócios e dados do setor energético. É uma maneira dos líderes dos setores públicos e privados movimentar-se mais rápido em um cenário cada vez mais dinâmico. O órgão atua por meio da colaboração com empresas parceiras e uma rede global de pesquisadores e especialistas acadêmicos. Toda a iniciativa é em prol do meio ambiente e tem como objetivo oferecer análises com insights tecnológicos e perspectivas econômicas sobre mudanças climáticas, redução do aquecimento global, segurança energética.

Teve início na cidade de Vancouver, no Canadá, a construção do maior edifício do mundo com estrutura em concreto e madeira. O projeto inovador abriu mão do aço tendo como argumento que a madeira diminui a pegada de CO² presente no concreto. Outro fator importante é exemplificar a versatilidade que materiais opostos podem ter. Com 40 pavimentos, o empreendimento utilizou nas fundações quatro grandes pilares construídos em concreto e na estrutura lajes préfabricadas com painéis híbridos de concreto e madeira. O estímulo da empresa CEI Architeture de construir um empreendimento nesse padrão, veio após o governo local divulgar incentivos fiscais para projetos arquitetônicos que tenham uma linha sustentável.

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Coluna do Conselho

O QUE MUDOU NA GEOTECNIA

Arquivo pessoal

Q > PAULO HENRIQUE VIEIRA DIAS é engenheiro civil, formado pela UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro) em 1971, com curso de pós-graduação na COPP-/UFRJ (Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro) em 1973. Iniciou sua vida profissional na empresa Tecnosolo atuando em contenção de encostas e fundações, e em barragens na empresa Monasa. É fundador e diretor da SEEL.

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Quando a empresa SEEL (Serviços Especiais de Engenharia Ltda.) iniciou suas atividades a cerca de 25 anos, seu primeiro serviço de vulto foi a instalação de telas metálicas para estabilização de encostas rochosas. O serviço foi realizado ao longo da BR-040 (RJ), no trecho que liga o Rio de Janeiro a Juiz de Fora, para a recém-constituída concessionária rodoviária CONCER (Companhia de Concessão Rodoviária Juiz de Fora-Rio de Janeiro). Neste ano, a obra mais importante da SEEL similarmente é a estabilização de encosta rochosa com aplicação de telas metálicas também para uma concessionária, a Autopista Planalto Sul do grupo ARTERIS, na BR-116 (SC), na serra do Espigão, em Santa Catarina. Então o que mudou? A grande mudança observada neste período, a meu ver, diz respeito ao foco na segurança e ao meio ambiente, exigência de qualidade nos produtos entregues, surgimento de novos materiais, força de lei das normas e evolução das ferramentas de projeto e fiscalização. Começando pelas ferramentas de apoio ao projeto, no cenário atual possuímos a nossa disposição potentes softwares com capacidade de simular ambientes complexos tridimensionais e analisar comportamentos avaliando a evolução das tensões e deformações.

Ademais é possível contar com imagens de satélite e detalhes terrestres do sistema Google Maps, que fornecem uma visão ampla dos ambientes envolvidos no projeto, incluindo os contornos mais distantes nem sempre observados na topografia convencional. Ainda podemos citar levantamentos topográficos de precisão efetuados com auxílio de drones, extremamente úteis no caso de encostas íngremes, como o que está sendo usado para acompanhamento da obra na Serra do Espigão acima citada. Novos materiais e a ampliação na gama de fornecedores permitiram o desenvolvimento e maior aplicação da técnica de solo reforçado, aterros leves com EPS (sigla internacional para Poliestireno Expandido ou simplesmente isopor), barreiras de impacto e tirantes de maior capacidade de carga. De forma similar ampliaram-se as opções de dispositivos compostos de materiais sintéticos para drenagem. As mantas, grelhas e geogrelhas sintéticas permitiram novas alternativas de reforço de terreno, particularmente em aterros e pavimentos, que facilitam e aperfeiçoam os projetos. A evolução em equipamentos foi constatada com a crescente utilização de equipamentos hidráulicos tanto para perfuração como para execução de estacas, sem os inconvenientes impactos dos bate-estacas mecânicos.

Expandiu-se o mercado de estacas hélice, estacas secantes e bate-estacas hidráulicos e vibratórios. Outro aspecto importante dos novos tempos é a força de lei das normas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas). A introdução de um maior rigor na execução de provas de carga, exigidas pela NBR 6.122:2010 refletiu em um aumento na quantidade de provas de cargas em fundações e, consequentemente, melhor controle e segurança das obras. No tocante à fiscalização das obras, ocorre uma consolidação da cultura dos clientes contratarem um ATO (Apoio Técnico de Obra) e também em muitos casos uma verificação independentemente dos projetos. Este procedimento gera valor para os clientes no aspecto qualitativo e também retorno financeiro. QSMS (Qualidade, Segurança, Meio Ambiente e Saúde) foi a maior evolução dos últimos tempos. As leis se aperfeiçoaram, os acidentes diminuíram, os clientes aumentaram a exigência e fiscalização e, consequentemente, os executores evoluíram. Atualmente todos já estão conscientes da importância de tratar bem seus colaboradores, o meio ambiente e principalmente o retorno que pode ser obtido com estes procedimentos. Em contraponto a estas mudanças positivas, a engenharia nacional

tem que conviver, espero que não por muito tempo, com os efeitos da crise, que diante da redução de oportunidades de negócios levam as empresas a se digladiarem às custas de sacrifício de preços para preservação da sobrevivência. Por outro lado, o conceito de “melhor preço ser o menor preço”, particularmente em concorrências públicas é uma barreira para o desenvolvimento e execução de obras envolvendo a complexidade da formação da natureza, os solos e as rochas, objeto das obras geotécnicas. Novas mudanças estão por vir como uma esperança, pois o Congresso Nacional já estuda um projeto de revisão da Lei Geral de Licitações, e o Governo Federal dedica esforços para modernizar os editais de concessões e PPPs (Parcerias Público Privadas), as empresas privadas já começam a valorar o retorno financeiro de projetos devidamente aprofundado por técnicos competentes e obras executadas dentro da melhor técnica, enquanto o país assiste aos efeitos do combate à corrupção. Sem dúvidas é a oportunidade de consolidação de um cenário de crescimento, onde os jovens geotécnicos poderão desenvolver mais ainda nossa engenharia. A engenharia continua evoluindo, acredito nisso e este sempre foi meu sonho. Fundações e Obras Geotécnicas

Joe P / Flickr

Reportagem

Demolir para inovar Apesar de precisar de investimentos e mão de obra especializada, essa vertente pode trazer grandes benefícios por Dellana Wolney

A construção de edifícios de concreto é um sinal de progresso, porém os projetos de habitação em extinção, os shopping centers desativados e os projetos urbanos pouco conhecidos são edificações condenadas ao abandono após cumprir a sua finalidade. O concreto permanece ocupando mais espaço do que poderia ser um futuro empreendimento.

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Para solucionar este problema, atualmente a construção civil tem tido uma nova abordagem, priorizando a sustentabilidade. Apesar de a atividade não ser ainda tão intensa no Brasil, a demolição de edificações, considerada um ramo da construção civil é muito utilizada em países que demandam mais áreas para construção, como o Japão, que tem até

de conhecimento técnico, assim como o projeto de construção. O professor dos cursos de Engenharia Civil e Arquitetura do ENIAC, Allan Miranda Pereira explica que todo serviço de engenharia exige uma técnica que deverá ser seguida para o bom funcionamento da edificação, inclusive no que diz respeito a pôr abaixo uma edificação antiga. “Os trabalhos de demolição englobam um conhecimento técnico e uma preparação e organização sequencial de cuidados pertinentes à segurança dos integrantes envolvidos na operação, bem como a vizinhança e suas particularidades em função de cada trabalho a ser realizado. O planejamento na engenharia de demolições

pode ser compreendido com algumas sequências: justificativa da demolição, avalição estrutural, documentos e alvarás, planejamento, execução, remoção dos materiais e reciclagem”, explica. As demolições estão muito atreladas às ações que influenciam diretamente ao conhecimento dos materiais de construção, bem como as particularidades estruturais, e comportamento de rigidez, além de um plano de prevenção e gestão voltado para o desmonte ou desconstrução. Nos projetos deve constar a técnica escolhida e a região de interferência para obedecer a sequência lógica do desmonte. Esta condição é passível de ser representada graficamente e geometricamente, por meio de Ed Schipul / Flickr

uma lei de zoneamento e controle das edificações, determinando que prédios com mais de 100 m de altura tenham vida útil máxima de 35 anos. Depois disso, podem ser demolidos. A engenharia de demolição consiste, na retirada, desmonte, desmantelamento ou desmoronamento parcial ou integral de elementos que constituem um determinado projeto, com a finalidade de aproveitamento de espaços, ou resolução de problemas com equipamentos obsoletos para estruturas e projetos que já foram ultrapassados em sua vida útil ou degradados pela ação das intempéries. Embora seja uma forma ideal de criar espaço para novas edificações, a execução de uma demolição precisa

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Reportagem

Kitty Terwolbeck / Flickr

projetos de engenharia, como por exemplo, o projeto de locação de equipamentos para içar de peças, conhecido por “Projeto de Rigging”. O professor de engenharia civil e arquitetura do ENIAC, Gilson Barros enfatiza que as principais técnicas de demolições são: mecanizada, térmica, com uso de explosivos, processos abrasivos, químicos ou manuais. “O destaque é a demolição mecanizada que é utilizada para obras com maiores dimensões. É uma técnica que gera agilidade e segurança aos operários. Normalmente os equipamentos utilizados são: escavadeiras giratórias, pinças esmagadoras e martelos demolidores”, descreve.

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ESPECIALIZAÇÃO A especialização em engenharia de demolição no Brasil ainda é pouco discutida, aqueles que querem se aprofundar no assunto precisam buscar conhecimentos fora do País ou por meio das experiências profissionais. O professor José Carlos Guerra acredita que a prática e a especialização neste campo ainda sejam negligenciadas, porque a área territorial apresentada no Brasil é grande, então as particularidades ou interesses pela técnica de demolição ficam mais visíveis nos grandes centros, em que o espaço para novos empreendimentos é bem disputado. “É importante que estes cursos sejam desenvolvidos para melhorar

as atividades neste segmento, formando profissionais especializados, desta forma a especialização poderá ser muito mais aproveitada em função dos materiais empregados e das particularidades de cada estrutura, levando em conta as normas construtivas, materiais disponíveis, intempéries e equipamentos para cada País. Temos profundos conhecedores e indivíduos capacitados para ministrarem este tipo de especialização”, opina. Outro motivo pelo qual a demolição ainda seja pouco utilizada, é que as construções antigas eram feitas, em geral, de alvenaria estrutural, ou seja, com tijolos maciços, e paredes grossas (de aproximadamente 25 a

Rianne Rowlands / Flickr

30 cm de espessura). A arquiteta da empresa AGN – Arquitetura e Interiores, Alessandra Garcia Nabuosuke explica que essas alvenarias são muito resistentes, além de trazer certo conforto ambiental ao espaço, fazendo com que os arquitetos em particular prefiram manter essa estrutura. “Antigamente as leis de recuos dos terrenos e leis de uso e ocupação do solo não eram severas como hoje. Para se aproveitar melhor o terreno, a ‘casca’ da construção é mantida, fazendo-se apenas modificações internas. Com isso, usufrui-se melhor das construções, também utilizando procedimentos de ‘retrofit’ de construções já erguidas, principalmente em casos de imóveis com algum nível de tombamento de patrimônio”, esclarece. A designer de interiores, Perla Lopes exemplifica esta questão com o Rio de Janeiro (RJ), que há mais de 100 anos é palco de um embate entre preservacionistas dos prédios e instituições históricas, e aqueles que defendem demolições e intervenções para a modernização e expansão da cidade. “Além de possuir inúmeras construções tombadas pelo Patrimônio Histórico, quando há a aprovação de alguma demolição, o País depara-se com manifestações sociais em forma de protestos, a fim de coibir essa ação, o exemplo mais recente foi o Museu do Índio que seria tombado para a revitalização do entorno do Estádio do Maracanã”, conta.

PAPEL DO ARQUITETO O arquiteto tem uma visão ampliada do espaço e sua funcionalidade. Fundações e Obras Geotécnicas

Dependendo da situação, com a diminuição de um espaço, se ganha em funcionalidade em outros cômodos adjacentes. Uma demolição interliga espaços, amplia a visão de um todo e abre possibilidades, que variam de um projeto para outro. “Utilizo muito a demolição para residências em estilo ‘americana’, que interligam a cozinha e sala de estar pela demolição da parede entre elas ou até mesmo para a construção de ‘passa-pratos’. Às vezes, a mudança da localização de uma porta contribui muito para o maior aproveitamento do espaço, dependendo da nova função. Demolição de paredes para projetos corporativos também é uma excelente opção quando se trata da integração de todos os funcionários em um só espaço”, exemplifica Nabuosuke. O arquiteto pode idealizar uma demolição em projeto, visando o reaproveitamento ou reciclagem de componentes, já que, segundo empresas de demolição no Brasil, numa demolição obtem-se no máximo 40% de material reaproveitado. Diferente da demolição, em que os resíduos vão para aterros sanitários, levando em conta procedimentos em atendimento à legislação (alvarás, licenças, laudos etc.). Um dos laudos é de vistoria cautelar, ferramenta gerencial que evidencia as características dos imóveis vizinhos, atestando o estado de uso e conservação das edificações, interferências urbanas e circulação de veículos, diminuindo reclamações que ocorrem durante e após as obras. Essa função seria de responsabilidade da engenharia, que prevê na NR18, 14

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Ministério da Cultura / Flickr

Reportagem

procedimentos de segurança para execução das demolições, com o intuito de diminuir ruídos, poeiras, batidas, esmagamentos, contaminações ou quedas.

RECICLAGEM O setor da construção civil desponta na lista dos maiores consumidores de matérias-primas não renováveis, devido a esta grande utilização, a atividade é responsável na categoria de aumento do consumo energético, emissão de gases e geração de resíduos. O crescimento populacional de forma geométrica impõe constantes construções e adaptações de infraestrutura e utilização de materiais, mas vale lembrar que para a realização destes projetos não existe a preocupação de escassez da matéria-prima, fato enfraquecedor da ideia de construções sustentáveis (emprego de material reciclado). Existe a falta de regulamentação para triagem dos materiais de construções voltados a reciclagem

do RCR (Resíduos de Construção e Demolição), recentemente, por meio de decreto foi regulamentado uma logística reversa para resíduos sólidos. Considera-se que por volta de 88% a 95% dos resíduos de construção e demolição são de interesse para a reciclagem como agregados para a construção civil. Com essa possibilidade, não somente de descarte, atribui-se uma função do gerenciamento dos resíduos sólidos por parte da engenharia de demolição, com a possibilidade de reciclagem. O custo do produto reciclado é bem menor que o agregado natural e automaticamente barateia os industrializados, que demandam em sua maioria, a extração de recursos naturais e a produção nada sustentável. Isso quando há previamente investimento de maquinários e mão de obra especializada. “A comparação, feita em meados de 2008 com técnicos e alunos da USP (Universidade de São Paulo), mostrou que o produto reciclado tem uma consistência igual ao

produto convencional, ou seja, mesmas características de medida, peso e durabilidade”, relata Perla Lopes. “Utilizo sempre o entulho em todas as minhas bases de alvenaria, por exemplo: numa residência, em que colocarei os armários planejados na cozinha, gabinetes de área de serviços e banheiros, sempre faço uma base de alvenaria para apoiá-los. Essa base é sempre preenchida pelo entulho das demolições. A base de alvenaria funciona não só como suporte dos gabinetes dos armários planejados, mas também para embutir os canos de esgotos e para aparafusar os próprios gabinetes”, comenta Nabuosuke. Ela acrescenta que o entulho também é utilizado em seus projetos para

fazer bases de jardins, patamares, nivelamento de pisos/rampas ou algum detalhe. Além disso, as esquadrias de madeira de demolição também são muito usadas. Portas e janelas antigas, que têm tamanhos fora dos padrões atuais, são reutilizadas para novas construções ou decorações no estilo rústico. Para a reutilização, primeiro analisa-se as esquadrias, para ver se não há cupins, por exemplo, depois vem o tratamento da madeira que serve para vários fins, desde a função original até em painéis decorativos. Materiais de reciclagem são utilizados para fabricação de móveis e divisórias, como garrafas de plástico e vidros. “A sustentabilidade ainda é um assunto delicado

no Brasil, mas as pessoas estão muito mais conscientes da importância do recolhimento e separação de lixos limpos. Inclusive casas de baixa renda estão sendo construídas com paredes de garrafas PET”, finaliza a arquiteta, Alessandra Garcia Nabuosuke. A alvenaria de demolição requer investimento em equipamentos que já fazem a separação dos materiais, como as ferragens, além de mão de obra especializada e local adequado para armazenamento. Segundo as empresas de demolição, isso encarece a reciclagem e não permite preços competitivos. Mesmo sendo ainda inviável, não deixar de ser uma opção futura mais sustentável para o Brasil.

Notícia

Técnicas podem solucionar fissuras estruturais Para cada tipo de estrutura é necessária a identificação adequada da patologia para a escolha da melhor solução

por Dellana Wolney

Mario Goebbels / Flickr

Fissuras em estruturas de concreto costumam ser comuns, porém não deixam de ser um motivo para preocupação, porque além da estética, elas podem prejudicar a edificação com vazamentos e infiltrações, comprometendo a durabilidade e até mesmo a segurança. Ainda existe o senso comum de que as fissuras surgem somente como um alívio às sobrecargas de tração, compressão, flexão, torção e cisalhamento, mas a verdade é que é necessário compreender a complexidade da análise e a

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identificação da causa de uma fissura, avaliando, por exemplo, se ela é ativa (oscilante ou crescente) ou passiva. O gerente de produto da empresa MC-Bauchemie Brasil, Gleyson Marzolla afirma que também é preciso analisar a forma, posição, direção da fissura e o tipo da estrutura (alvenaria, concreto armado ou concreto protendido), pois além das ocasionadas por sobrecargas, as mais recorrentes ainda são as fissuras promovidas por recalque diferencial, oxidação da armadura e as fissuras de retração (plástica, secagem ou hidráulica, retração química, autógena e térmica). “Existem as fissuras admissíveis, ou seja, aquelas que são previstas em projeto, determinadas em função do tipo de estrutura e classe de agressividade ambiental, como descreve a norma de Projetos de Estruturas de Concreto (NBR 6.118:2014)” explica Marzolla, acrescentando que em alguns casos apenas a direção e disposição da fissura podem não ser suficientes para determinar sua origem ou causa, assim faz-se necessário identificar outros fatores, como a variação dimensional quando submetida à alteração da carga ou temperatura, materiais e tipo da estrutura.

“Uma análise criteriosa de um especialista no assunto é imprescindível para verificar o porquê da manifestação patológica, pois as características de uma fissura podem parecer semelhantes, porém suas causas podem ser muito diferentes, exigindo uma rápida intervenção. A caraterização correta da fissura determina a origem e as possíveis consequências à estrutura, fator fundamental para classificar se essas são admissíveis, seja por norma ou projeto, ou se merecem tratamento para a reabilitação da segurança e estabilidade estrutural”, revela Marzolla. Ele ainda diz que para cada tipo de estrutura existem fissuras específicas. Em edificações, são comuns fissuras na

interface de alvenaria e concreto, em fundo de viga normalmente aparecem as fissuras promovidas pela oxidação e expansão da armadura, nas lajes surgem fissuras de retração, em lajes de subpressão as fissuras costumam estar associadas ao esforço do empuxo, em reservatórios ou cisternas estão associadas à movimentação.

SOLUÇÕES As fissuras podem determinar a vida útil da edificação ou mesmo ser indício de um grave problema estrutural. Em qualquer um dos casos, a consequência é extremamente prejudicial ao morador de um prédio, por exemplo, seja uma fissura que apenas reduz a durabilidade

da estrutura, que resulta em manutenção em menor espaço de tempo ou fissuras que trará um acréscimo significativo no custo da intervenção, até o caso da interdição da edificação. Por isso, várias soluções existem hoje no mercado para o tratamento desta patologia, dentre elas: sistemas de injeção de resinas estruturais de base epóxi e poliuretano, que permitem a reconstituição do monolitismo da peça; sistemas com resinas flexíveis, como gel de poliuretano, espuma hidroativada e gel acrílico, para impermeabilização e selamento de estruturas flexíveis; sistemas cimentícios rígidos e flexíveis; selantes à base de poliuretano e à base de polímero.

Memória de cálculo

TIRANTES EM SOLO O artigo tem como objetivo principal apresentar a memória de cálculo de dimensionamento de tirante ancorado em solo para uma cortina de contenção em concreto armado

INTRODUÇÃO Por conceito universal, tirante é um elemento linear capaz de transmitir esforços de tração entre suas extremidades. No caso de tirantes, especificamente para aplicação em solo, ou ancoragens em solo, existem algumas particularidades, podendo neste caso ser dividido em três principais partes: cabeça, comprimento livre (LL) e comprimento ancorado (Lb) ou bulbo, conforme ilustrado na Figura 01. A revisão da norma NBR 5.629:2006 que está em consulta para aprovação deverá apresentar a seguinte definição para tirante: “Dispositivo capaz de transmitir esforços ativos de tração distribuídos a uma região estável do terreno, sendo constituído por cabeça,

Figura 01 – Elementos básicos do tirante

Fundações e Obras Geotécnicas

comprimento livre e comprimento ancorado ou bulbo”. A aplicação de tirantes em obras geotécnicas é da década de 1950, tendo como pioneiro o professor Antonio José da Costa Nunes, engenheiro brasileiro que dedicou praticamente quase toda sua vida a pesquisa e desenvolvimento desta técnica. Segundo Costa Nunes, as primeiras aplicações datam de fins de 1957 e princípio de 1958, no Brasil e na Alemanha (COSTA NUNES, 1987), com obras em Copacabana, estradas Rio-Teresópolis e Grajaú-Jacarepaguá, coincidindo com a primeira obra realizada na Alemanha, no edifício da Rádio Difusão de Munique. A regulamentação da execução de ancoragens em solo começou cedo para os padrões da época. Por ini-

ciativa do professor Costa Nunes, foi traduzida a norma alemã DIN 4125 e, em 1975, sob a sua coordenação foi elaborada a primeira norma brasileira de ancoragens, a NB565-ABNT, baseada na norma alemã. Atualmente a norma vigente é a NBR 5629:2006.

1 O PROBLEMA: DIMENSIONAMENTO DE TIRANTES EM SOLO Pretende-se dimensionar os tirantes definitivos de uma cortina de concreto armado, seção típica com 9 m de altura e 60 metros de extensão, num total de 57 tirantes, para uma carga de trabalho de 50tf=500kN, decorrente do empuxo de terra e sobrecarga na superfície do terrapleno. O tirante deverá ser em monobarra de aço a ser adquirido de fabricantes no mercado nacional. O terrapleno é uma meia encosta com perfil geotécnico caracterizado por sondagens de simples reconhecimento do tipo SPT e por ensaios de laboratório. A Figura 02 ilustra a seção típica da cortina e o perfil geotécnico. Na ocasião da sondagem o terreno já se encontrava terraplenado à cota do topo da cortina. A construção da cortina será feita de cima para baixo, com corte vertical do terreno em etapas, ou seja, metodologia descendente adequada a esse tipo de obra.

Figura 02 – Seção típica da cortina e o perfil geotécnico do terreno

2 INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA E PARÂMETROS DO SOLO O perfil geotécnico do terreno no comprimento ancorado é constituído de solo residual, laterítico, do tipo argila siltosa, arenosa, com lentes de mica, cor variegada, SPT (Standard Penetration Test) variando de 9 a 14, conforme Figura 02. O impenetrável foi detectado a 21,15 m e o nível d’água a 13 m de profundidade. Para determinação dos parâmetros do solo influentes na cortina e nos tirantes foram coletados blocos de amostras do tipo indeformada em duas posi-

ções do talude, na profundidade de 5,5 m (amostra A) e 8 m (amostra B). Em laboratório foram realizados ensaios de caracterização, densidade natural e cisalhamento direto com inundação da amostra, tipo lento. O resumo dos ensaios já analisados e interpretados para serem utilizados no dimensionamento dos tirantes seguem apresentados na Tabela 01.

3 DIMENSIONAMENTO A seguir são apresentados os critérios de dimensionamento atendendo as prescrições da NBR 5.629:2006, observando que deve haver uma coerência entre as três partes dos tirantes para qualquer

situação de dimensionamento. Embora a norma deixe alternativa para utilização de qualquer material resistente à tração como tirante, a prática atual é com utilização de aço. Três aspectos devem ser levados em conta no dimensionamento: tempo de utilização, resistência estrutural e resistência geotécnica. Tempo de utilização: podem ser considerados neste aspecto o caráter provisório ou definitivo da obra e a durabilidade da peça. Quanto à característica da obra os tirantes são definidos como provisórios quando o seu período de utilização é de até dois anos. Para períodos maiores são chamados de tirantes definitivos. Dentro deste conceito são adotados fatores de segurança (FS) distintos. Resistência estrutural: para cálculo da seção de aço componente do corpo do tirante, a norma parte da carga máxima possível a ser aplicada neste elemento durante o ensaio de campo (Fmax). Esta carga corresponde a 90% da carga que leva a peça ao escoamento. Fmax = 0,90 ∙ Sf ∙ fyk • Tirante provisório (FS=1,5): Ftrabalho = Ft = Fmax/1,5 • Tirante definitivo (FS=1,75): Ftrabalho = Ft = Fmax/1,75 Onde Sf é a menor seção de aço,

Tabela 01 – Resultados dos ensaios de laboratório e parâmetros de resistência ao cisalhamento Amostra

Profund. (m)

w (%)

wP (%)

wL (%)

γs (tf/m³)

γt (tf/m³)

c' (tf/m²)

ф'

A B

5,5 8,0

22 26

20 22

61 67

2,60 2,63

1,74 1,78

1,0 1,3

26° 25°

w: Umidade; wP: Limite de plasticidade, wL: Limite de Liquidez; γs: Peso específico dos grãos; γt: Peso específico natural; c’: Coesão efetiva; ф’: Ângulo de atrito efetivo.

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Memória de cálculo

fyk a tensão de escoamento teórica e Ft é a carga de trabalho. Desta forma é determinada a seção do aço, que não deve ser inferior a 50 mm², conforme NBR 5.629:2006. Resistência geotécnica: neste cálculo é considerada a capacidade de aderência do tirante no terreno, ou seja, a capacidade de resistência do bulbo chumbado no terreno naturalmente estável. Toda resistência é distribuída ao longo do comprimento ancorado e o cálculo consiste na determinação do comprimento deste bulbo. Neste caso é proposto considerar a formulação sugerida por Costa Nunes (1987) baseada fundamentalmente nos princípios da física, ou seja, considera a superfície externa do bulbo submetida a uma tensão normal efetiva constante, onde a resistência provém de duas parcelas: uma independente da tensão normal e outra de atrito proporcional a esta tensão. A parcela de adesão é considerada igual à coesão natural do solo. Como na execução do tirante é aplicada uma pressão na calda de cimento, tem que ser considerado ainda um acréscimo da tensão normal proveniente da pressão residual do efeito da injeção. Tirantes reinjetáveis têm cargas melhoradas pelo efeito da injeção após cada fase de reinjeção. Tmax = p ∙ d ∙ Lb ∙ [c + (Dp + g ∙ h) ∙ tg f] Onde: “d” é o diâmetro da perfuração, “Lb” o comprimento ancorado ou bulbo, “c” a coesão do solo, “Dp” a pressão residual de injeção, “g” o peso específico efetivo médio do 20

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terreno acima do bulbo, “h” a altura de solo acima do ponto médio do bulbo e “f” o ângulo de atrito do solo na região do bulbo. Observar que existem parâmetros que podem ser definidos, com o “d” e “h”, e os dependentes do solo e da pressão residual de injeção, sujeitos a incertezas. Os parâmetros geotécnicos podem ser obtidos por meio de ensaios de laboratório ou podem ser arbitrados dentro de limites aceitáveis diante do conhecimento prévio do perfil geotécnico, da geologia local e do sistema de injeção adotado. Considerar que a influência da profundidade, representada por “h”, deve ser limitada a cerca de 8 m a 10 m. Para a pressão residual de injeção, recomenda-se adotar cerca de 40% da pressão estabilizada medida na saída da bomba. Existem outras proposições para determinação da resistência geotécnica do bulbo, conforme mostrado por Hanna (1982), entretanto, a real resistência é fortemente influenciada pelo processo executivo e características do terreno no local do bulbo, muitas vezes influenciada por heterogeneidade e anomalias geológicas. Assim, uma metodologia bastante utilizada é praticar a comprovação experimental, que além de ser exigida pela norma é de fácil execução. A recomendação prática é executar ensaios previamente ou no mínimo imediatamente após a execução dos primeiros tirantes da obra, de forma a propiciar em tempo hábil eventuais ajustes. Estabilidade Global: A verificação da estabilidade global, embora não tratada aqui, deverá ser verificada por modelo consagrado da mecânica

dos solos. Conforme recomendação da NBR 5.629:2006 as prováveis superfícies de escorregamento considerando a introdução das forças dos tirantes devem apresentar um fator de segurança (FS) maior ou igual a 1,5.

3.1 PASSO 1: DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL Neste caso deve ser conhecida a área da seção efetiva e a tensão de escoamento teórica do aço, que são fornecidos no catálogo do fabricante, juntamente com as cargas de ensaio e de trabalho. Cabe observar que para o cálculo da seção efetiva da barra de aço deve ser considerado o diâmetro efetivo, que leva em conta o tipo de rosca, que nem sempre é igual ao diâmetro nominal, sendo importante considerar a área efetiva da barra indicada pelo fabricante. Dentre as várias opções do mercado nacional, serão considerados como exemplos, tirantes monobarra de três fabricantes que atendem a condição de trabalho definitiva com carga de 50tf=500kN. Tirante DW36 mm, aço 95/105, catálogo Dywidag, tirante Inco50D, aço 60/72, catálogo Incotep e tirante TOR-50B, aço 63/70, catálogo Torcisão. Caso de tirantes de cordoalha: Se a opção fosse adotar tirantes de cordoalha, também deveria ser consultado o fabricante para utilizar as características do aço. Os diâmetros mais utilizados são os de 12,7 mm aço CP190 RB, compostos de sete fios contorcidos.

3.2 PASSO 2: COMPOSIÇÃO DO TIRANTE Além do aço como elemento resistente à tração fazem parte do corpo do tirante: espaçadores, sistema de reinjeção, bainha do comprimento livre, luvas de emenda, batoque e elementos de proteção anticorrosivas, cada um com seu espaço físico que deve ser acomodado dentro da perfuração. Além disso, o sistema deve ser adequado para o transporte e introdução dentro da perfuração, que na maioria das vezes é revestida, devendo o tirante passar pelo interior do tubo de revestimento. Nos tirantes monobarra, as preocupações devem ser maiores. Não havendo sistema de reinjeção o limitador é a luva e a respectiva mangueira de proteção no comprimento livre. No comprimento ancorado ou bulbo, os espaçadores delimitam o diâmetro de perfuração. Quando é previsto sistema de reinjeção em tirantes monobarra, as perfurações devem ser obrigatoriamente maiores, e a sessão crítica passa a ser a da luva com a passagem do tubo de

Figura 04 – Determinação do comprimento livre (LL)

reinjeção ao seu lado, conforme mostrado na Figura 03.

3.3 PASSO 3: DIMENSIONAMENTO GEOTÉCNICO Cabe observar que o dimensionamento do bulbo independe do tipo de aço, mas depende da carga desejada, do diâmetro do furo, das características do solo e da metodologia executiva. Assim, o diâmetro da perfuração deve ser coerente com o diâmetro da parte de maior seção transversal. No caso de tirante monobarra, na seção

da luva deverá ainda ser observada a coerência com o sistema de reinjeção, se houver, e com o diâmetro do tubo de revestimento usado na perfuração, se o local de execução assim exigir.

3.3.1 DETERMINAÇÃO DO COMPRIMENTO LIVRE (LL)

O ângulo teórico do plano de ruptura (α) é estimado como sendo, α= 45+f/ 2 = 58º. Por medida de segurança o plano de ruptura teórico é considerado transladado de 2 m, conforme mostrado na Figura 04. Dessa forma

Figura 03 – Corte típico com o tirante executado, com tubo de injeção e tubo manchete

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Memória de cálculo

tem-se, Nível 1: LL = 6 m; Nível 2: LL.= 4,5m e Nível 3: LL = 3 m. Cabe observar que a NBR 5.629:2006 determina como comprimento livre mínimo, o valor de 3 m, o que deve ser observado principalmente nas ancoragens do nível inferior.

3.3.2 DETERMINAÇÃO DO COMPRIMENTO DE ANCORAGEM (Lb) O dimensionamento deve ser feito para a carga máxima de ensaio. No presente caso de tirante definitivo, FS=1,75, a carga do ensaio deve ser de Fens =50 ∙ 1,75 = 87,5 tf. Serão considerados como parâmetros de resistência do solo: c=1,0 tf/m²; f=26 graus; γ=1,74 tf/m³, amostra “A” na Tabela 01, e o diâmetro de perfuração de 4” (d=0,10 m) para o caso sem sistema de reinjeção e 5” (d=0,125 m) para o caso com sistema de reinjeção. Caso 1: Tirante sem sistema de reinjeção, apenas com a pressão da bainha, que pode ser considerada como duas vezes a pressão de terra (ΔP = 2 ∙ γ ∙ h), se o furo for feito integralmente revestido, a injeção for procedida na medida em que são retirados segmentos do tubo de revestimento e a calda refluir na boca do furo em cada estágio de injeção.

Tmax = p ∙ d ∙ Lb ∙ [c + (Dp + g ∙ h) ∙ tg f] Lb = Tmáx /{p ∙ d ∙ [c + (Dp + g ∙ h) ∙ tg f]} O valor de “h” pode ser obtido da Figura 04: h = H + LL ∙ sen 20º + Lb/2 ∙ sen 20º. Os resultados para cada nível estão apresentados na Tabela 05. Caso 2: Tirante com sistema de reinjeção com tubos manchetes, pressão residual de injeção de 4,0kgf/cm2 (40tf/m2), cerca de 40% da pressão estabilizada na saída da bomba de 10kgf/cm². Os resultados para cada nível estão apresentados na Tabela 05. É importante destacar que há uma grande sensibilidade da fórmula com relação à variação de parâmetros, sendo indispensável a verificação dos tirantes no campo por meio de ensaios prévios.

3.4 PASSO 4: TRATAMENTO ANTICORROSIVO A nova norma, em fase de aprovação, deverá modificar o critério atual da NBR 5.629:2006, sendo explicita quanto à orientação da classe de tratamento a ser estabelecida no projeto. O critério será baseado em barreiras, proporcionais à agressividade do meio e se o tirante é definitivo ou provisório. Deverá considerar ainda

um tratamento especial na região da cabeça, indicando um detalhe com proteção de tubo adicional, Figura 05. A norma considerará barreira qualquer obstáculo para acesso ao aço, como tubo de PVC (Policloreto de Polivinila), pintura, graxa, calda de cimento e outras.

3.5. PASSO 5: ENSAIOS E PROTENSÃO DOS TIRANTES Conforme a NBR 5.629:2006, todos os tirantes devem ser ensaiados, sendo no mínimo 10% com a carga máxima e os demais com 1,4 vezes a carga de trabalho (Ft). Para tirantes definitivos, carga de trabalho de 50tf=500kN, os ensaios seriam os seguintes: Tipo A, carga de 87,5tf, (10% dos tirantes); Tipo B, carga de 70tf, (90% dos tirantes). A carga de incorporação seria de 50tf, podendo ser outra a critério do projetista e conforme sequência executiva adotada.

4 DRENAGEM Obras geotécnicas são sensíveis ao efeito da água, podendo com isso descaracterizar o modelo de cálculo concebido. Assim, a elevação do nível d’água pode resultar num aumento de carga muito significativo no tirante. Embora não faça parte do dimen-

Tabela 05 – Dimensionamento geotécnico dos tirantes

Nível

LL (m)

H (m)

6,0

2 3

Sem Reinjeção (Caso 1)

Com Reinjeção (Caso 2)

h (m)

Δp(tf/m²)

Lb (m)

h (m)

Δp(tf/m²)

Lb (m)

2,0

6,5

22,6

16,0

5,5

40,0

9,0

4,5

5,0

8,5

29,6

12,0

8,0

40,0

8,0

3,0

8,0

10,5

36,5

10,0

10,5

40,0

7,5

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Figura 05 – Tubo protetor conforme proposição de revisão da NBR 5.629:2006

sionamento do tirante em si, cabe aqui enfatizar que deve ser previsto no projeto um sistema de drenagem adequado ao perfil geotécnico e as características locais. No caso presente deverá ser especificado drenagem de face, com barbacãs, e drenagem profunda com DHP (Drenos Sub-Horizontais Profundos).

5 RESUMO DO DIMENSIONAMENTO E ESPECIFICAÇÕES Tirante definitivo, com sistema de reinjeção (tubo manchete), mo-

nobarra: DW36, 0 mm, aço Dywidag 95/105 ou Inco50D, aço 60/72, Incotep ou TOR-50B, aço 63/70, Torcisão. • Diâmetro da perfuração: 5” (12,5 cm). • Sistema de reinjeção: tubo PVC Ø40 mm no trecho livre e tubo Ø32 mm no trecho ancorado, com manchete a cada 1 m. • Trecho para protensão (LP): 1,0m (pode ser com extensão com luva, para trabalho apenas durante a protensão).

• Comprimentos: Comprimento (m) Nível Livre (LL)

Bulbo (Lb)

Total (LT)

6,0

9,0

16,0

4,5

8,0

13,5

3,0

7,5

11,5

• Carga de trabalho: 50 tf e Carga de incorporação: 50 tf. • Pressão mínima estabilizadora de injeção por válvula = 100 tf/m² (10 kgf/cm). Fundações e Obras Geotécnicas

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• Calda de cimento: cimento Portland, relação água/cimento=0,5. • Proteção anticorrosiva: para tirante definitivo em terreno não agressivo. • Cabeça: pintura de Epóxi, tubo de PVC, calda de cimento e tubo protetor; • Trecho livre: pintura de Epóxi, Tubo de PVC e calda de cimento; • Trecho ancorado: pintura de Epóxi e calda de cimento com no mínimo 2 cm de espessura (garantir com espaçador).

REFERÊNCIAS

ABEF – Associação Brasileira de Engenharia de Fundações e Geotecnia. Manual de execução de fundações e geotecnia: práticas recomendadas. São Paulo: ABEF, 2012. p. 347-365. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5.629: Execução de tirantes ancorados no terreno. Rio de Janeiro: ABNT, 2006. CAPITANI, E. Ancoragens Injetadas 30 Anos de Evolução, Tecnosolo, N°45, Rio de Janeiro, 1977. COSTA NUNES A. J. Ground Prestressing – First Casagrande Lecture. VIII CPAMSEF; Cartagena, Colômbia, 1987.

AUTORES > PAULO HENRIQUE VIEIRA DIAS é engenheiro civil pela UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro) em 1971. Atualmente é diretor da empresa SEEL (Serviços Especiais de Engenharia Ltda.). > SILVIA G. F. POLIDO LEMOS, é engenheira civil e mestre em Engenharia Civil pela UFES (Universidade Federal do Espírito Santo) em 1994 e 2014. Doutoranda na COPPE-UFRJ (Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro) e consultora na empresa GEOCONSULT – Consultoria de Solos e Fundações S/C Ltda.

COORDENADOR > UBERESCILAS FERNANDES POLIDO é 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 CTUFES (1974 a 2006). Atualmente é consultor em geotecnia pela empresa Geoconsult – Consultoria de Solos e Fundações S/C Ltda.

Fundações e Obras Geotécnicas

DYWIDAG, Catálogo Sistemas de Protensão com Barras, 2017. PINI, ABMS/ABEF. Fundações Teoria e Prática, 3ª edição, 2016. INCOTEP, Catálogo Sistemas de Ancoragem, 2013. GRANDIS, I. O Estado da Arte na Execução de Tirantes Permanentes, 1973. HANNA, T.H. Foundations in Tension Ground Anchors, Mc Graw Hill; 1982. TORCISÃO, Catálogo Sistemas de Protensão. Proposta de Revisão da norma NBR 5.629:2006 ABNT.

Viva o Progresso.

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Artigo

ANÁLISE DE SISTEMAS ANTISÍSMICOS E A REALIDADE DE MONTES CLAROS – MG Eng° Thomaz Athayde Cordeiro, engenheiro civil, Montes Claros (MG) thomazathaydecordeiro@ hotmail.com Eng° Schubert Santos Goulart Junior, engenheiro civil, Montes Claros (MG) schuusantos@gmail.com MSc. Antônio Carlos Moreira da Costa Júnior, coordenador do curso superior de Engenharia Civil das Faculdades Integradas Pitágoras, Montes Claros (MG) eng.civil@fip-moc.edu.br

sísmicos, recomendações, análises e riscos no lançamento de estruturas e algumas patologias causadas por tremores. Por fim, é apresentada a realidade de Montes Claros (MG), que possui uma falha geológica de 1 a 2 km de profundidade, de 5 km de extensão, o que faz aumentar os riscos relacionados às atividades sísmicas. Assim, fica constatado a necessidade de maior atenção de engenheiros, construtores, arquitetos e governo, visto que não se pode prever onde, quando e qual magnitude dos abalos. PALAVRAS-CHAVE: Engenharia anti-sísmica; Terremotos; Montes Claros (MG).

RESUMO

INTRODUÇÃO

O homem sempre conviveu com fenômenos naturais como enchentes, ventanias, terremotos etc. Isso fez com que se aperfeiçoasse em técnicas para proteger suas construções. Nesse contexto, a engenharia antisísmica surge com a finalidade de reduzir os impactos causados por tremores, preservando as edificações, evitando gastos envolvendo patologias e colapsos. São analisados os variados tipos de sistemas anti-

Ao longo dos anos a sociedade convive com as forças da natureza, terremotos, ventos fortes, tsunamis etc. Com o passar do tempo, o homem vem se especializando em estudar estruturas para resistir a esses eventos. Com isso, uma das áreas de estudo é a engenharia anti-sísmica, que é uma área que busca criar tecnologias e métodos para construir estruturas cada vez mais resistentes a terremotos e se faz presente em diversos países

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pelo mundo, Japão, Estados Unidos, Nova Zelândia, dentre outros. Há, portanto, a necessidade de estudar geotecnia e princípios de sismologia, para compreender como as ondas sísmicas atingem a estrutura e quais seus impactos. Também foram estudados autores que tratam da estrutura em si, patologias e sistemas para resistir aos abalos, além de cartilha/manual sugerido para arquitetos, engenheiros e autoridades. Por isso, é preciso descobrir se há a necessidade da implementação de sistemas anti-terremotos nas estruturas da região de Montes Claros (MG) e quais são esses sistemas e tecnologias. Essa pesquisa pode ajudar a reduzir os custos relacionados a patologias e acidentes ou até mesmo fatalidades causadas devido a abalos sísmicos. O custo para tecnologia anti-sísmica não é barato, mas não se compara ao custo de reconstruir estruturas totalmente abaladas pelo terremoto e a oportunidade de salvar vidas.

1 MÉTODOS Essa pesquisa é de natureza teórica dedutiva, pois pressupõe a razão com a única forma de chegar ao conhecimento verdadeiro e utiliza do estudo

de normas para aprofundar o tema. A abordagem da pesquisa é qualitativa, pois se caracteriza pela qualificação dos dados coletados durante o estudo e tem o objetivo exploratório e explicativo, pois visa analisar e estudar os sistemas anti-sísmicos. Quanto aos instrumentos técnicos foi realizada uma entrevista com ex-coordenador da Defesa Civil de Montes Claros (2009-2016) e os responsáveis pelos estudos e acompanhamentos sismológicos e gráficos da região, somadas a pesquisas bibliográficas e documentais para se aprofundar no tema, além de contato com o comitê elaborador da NBR 6.118:2014 (Projeto de Estruturas de Concreto) e análise de documentos das equipes de sismologia da USP (Universidade de São Paulo) e UnB (Universidade de Brasília) que estiveram na cidade. Não foram encontradas tecnologias e métodos de engenharia anti-sísmica para desenvolver pesquisa de campo e estudo de caso sobre o tema em Montes Claros (MG).

chamados placas litosféricas ou placas tectônicas. Esses enormes blocos estão em constante movimento, podendo se afastar (zona de divergência) ou se aproximar (originando uma zona de convergência). Francisco (2016) aponta que entre os efeitos de um terremoto de grande magnitude em áreas povoadas estão a destruição de ruas, estradas, pontes, prédios, hospitais, escolas, casas etc., além de mortes. Os sismos nos oceanos provocam a formação de ondas gigantes (tsunamis). Essas ondas podem atingir as áreas continentais, gerando grande destruição. Milhares de terremotos ocorrem diariamente no mundo, porém a maioria apresenta baixa intensidade e tem hipocentro muito profundo, sendo assim, os terremotos são pouco percebidos na superfície terrestre. O Japão, localizado em uma zona muito sísmica, é atingido por centenas de terremotos

por dia. Os lugares mais atingidos são os territórios localizados em zonas de convergência de placas, em especial os países situados nos limites das placas tectônicas. Entre as nações que estão nessa situação podemos destacar Japão, Indonésia, Índia, Filipinas, Papua Nova Guiné, Turquia, Estados Unidos da América, Haiti, Chile, entre outras. De acordo com Shearer (2009), existem três tipos diferentes de ondas sísmicas. Uma onda primária, que percorre o solo através de sólidos e líquidos, movimentação horizontal e apresenta alta velocidade. Uma onda secundária, de velocidade média, movimentação na vertical e percorre o solo através de sólidos, somente. E, por fim, uma onda de superfície de velocidade lenta, movimentação rolante, como somatória dos outros dois tipos de onda. A Figura 1 apresenta os tipos de onda e ilustra o que é hipocentro (foco) e epicentro.

2 RESULTADOS E DISCUSSÃO De acordo com Francisco (2016), terremotos, também chamados de abalos sísmicos, são tremores que ocorrem temporariamente na superfície terrestre. Esse fenômeno natural pode se desencadear por causas como atividade vulcânica, falhas geológicas e, principalmente, pelo encontro de diferentes placas tectônicas. Conforme a teoria da Deriva Continental, a crosta terrestre é uma camada rochosa fragmentada, ou seja, que é formada por vários blocos,

Figura 1 – A) Esquema demonstrativo de foco e epicentro. B) Ilustração de foco e epicentro. C) Quadro de classificação dos três tipos de ondas sísmicas. D) Ilustração da movimentação das ondas sísmicas. Fontes: A) Google B) Brasil Escola C) Google D) Google

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Artigo

De acordo com o Bachmann (2002), de 1950 até 1999, 234 catástrofes naturais foram categorizadas como grandes catástrofes naturais, fazendo-se necessário a intervenção regional e/ou internacional. Dessas 234, 68 (29%) foram terremotos. O maior em termos de fatalidades foi o de 1976, em Tangshan, na China com 290.000 mortes. Em termos de perda econômica, o maior foi o de Kobe, no Japão em 1995 com 100 bilhões de dólares em gastos. É comum pensar que o risco está concentrado em regiões de alta sismicidade, mas em áreas de baixa e moderada sismicidade, os tremores podem ser de enorme risco também, pois a intensidade pode ser baixa, mas a vulnerabilidade é muito alta, devido a falta de medidas preventivas nas construções e instruções do governo. Na Figura 2 é possível notar que em termos de fatalidades e perda eco-

nômica, os terremotos apresentam o maior poder de devastação entre os fenômenos naturais. Alguns desses sistemas são responsáveis por isolar o solo da estrutura, o que ameniza os impactos do tremor, devido à absorção do impacto causado pelas ondas sísmicas. O isolamento sísmico serve para reduzir a resposta da estrutura através dos isoladores de base e amortecedores, que normalmente são instalados entre a infraestrutura e a superestrutura. Já que o isolamento aumenta o período que a estrutura leva para sentir o abalo e os amortecedores amortecem os impactos, a aceleração de resposta causada pelo terremoto é bem reduzida. Dispositivos de absorção de energia e dispositivos de adição de massa também são usados para controlar a resposta. Já os dispositivos de absorção de energia aumentam o amortecimento através da deformação plástica ou

Figura 2 – Gráficos de fatalidades e perdas econômicas de grandes catástrofes naturais registradas entre os anos de 1950 a 1999 Fonte: BACHMAN (2002)

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resistência viscosa. A utilização de massas ou líquidos adicionais controlados são responsáveis pelo balanceamento da estrutura através da inércia durante a vibração e movimentação da estrutura como um todo. A Figura 3 demonstra o tempo de resposta de uma estrutura para perceber o tremor, e a intensidade sentida na edificação. Estruturas convencionais sentem o impacto intenso e rapidamente (A). Estruturas com sistema de controle de resposta percebem o impacto mais fraco e rapidamente (B), como, por exemplo, os mecanismos de efeito de massa e absorção de energia. Estruturas com o sistema de isolamento experimentam o impacto de maneira mais amena e demoram a sentir (C), por exemplo, o isolamento sísmico. A Figura 3 explicita a funcionalidade dos sistemas. Em destaque, o isolamento sísmico que apresenta maior eficiência, não permitindo que a estrutura sinta totalmente o alto impacto das ondas sísmicas, devido a tecnologia de amortecedores e isoladores. Segundo Kam (2011), existem vários tipos de isolamento de base, sistemas de molas, borrachas, estruturas metálicas, sistemas deslizantes etc. Cada um possui suas características e propriedades. Um destes sistemas, por exemplo, é composto de duas placas de metal que são ligados nas partes superior (superestrutura) e inferior (infraestrutura). Na parte externa, há uma camada de borracha para proteger o sistema de sua possível deterioração, e internamente existem camadas de borracha, normalmente

Figura 3 – Gráfico sobre os efeitos dos sistemas de controle de resposta nas estruturas Fonte: ISO 3010 (2001)

neoprene, que absorvem os impactos do solo. Ao centro há uma estrutura cilíndrica que liga a parte superior na inferior e está envolta pelas camadas de borracha, essa estrutura que é responsável pela dissipação de energia. Com isso, as estruturas que permitem o acesso à edificação, como escadas e rampas de entrada, precisam ter pequenas articulações, assim, essas não sofrem quando os amortecedores são solicitados. Os sistemas de amortecedores internos podem ser instalados à vista ou embutidos em paredes. Esses possuem o objetivo de tornar a estrutura mais articulada, o que ajuda a edificação a resistir aos impactos através da flexibilidade. Os equipamentos dissipam a energia do tremor e não permitem

que a estrutura entre em ressonância com o terremoto.

3 REALIDADE DE MONTES CLAROS A cidade de Montes Claros, norte de Minas Gerais, registrou atividades sísmica nos últimos anos e com isso recorreu a estudos e parcerias para um melhor esclarecimento do assunto. A prefeitura trouxe cientistas especializados da USP e UnB para estudar o caso, para isso foram instalados sismógrafos em pontos estratégicos na cidade. Foi realizada uma entrevista com os responsáveis pelos estudos sismológicos e pelo acompanhamento sismográfico de Montes Claros (MG) e quando foi discutido o relatório de

março de 2013, gerado pelo Centro de Sismologia da USP (IAG-IEE) e SIS-UnB: Observatório Sismológico da UnB, que diz que uma atividade sísmica vem ocorrendo na cidade, pelo menos, desde 1995 onde o mais forte ocorreu em 19 de maio de 2012 atingindo 4.2 graus de magnitude na escalada Richter, causando pequenos danos em casas e prédios e assustando a população de Montes Claros. Foram instaladas nove estações sismográficas, o que constatou que os tremores mais fortes acontecem na região do bairro Atlântida, e indicou que os tremores são causados por uma falha inversa, com cerca de 5 km, cuja movimentação é causada por tensões geológicas naturais do tipo compressão. A Figura 4 retrata em (A) a frequência e intensidade dos tremores em Montes Claros. A imagem (B) mostra os sismos e suas magnitudes no Brasil relacionando com as províncias geológicas. A imagem (C) é o mapa usado pela NBR 15.421 – Projeto de estruturas resistentes a sismos (2016), que é utilizado para o cálculo de estruturas, identificando apenas poucas regiões com ameaças sísmicas, onde as cores mais fortes representam maior aceleração sísmica. A imagem (D) são mapas de ameaça sísmica, para aceleração de pico (Peak Ground Aceleration) em rocha, para probabilidades de 10%, no gráfico superior, e 2%, no gráfico inferior, de excedência em 50 anos. Durante a entrevista foi discutido que esses mapas foram criados por cientistas sismólogos e afirmam representar melhor a reFundações e Obras Geotécnicas

Artigo

Figura 4 – A) Gráfico sobre a frequência e magnitude dos tremores em Montes Claros (MG). B ) Mapa de sismos e magnitudes no Brasil conforme províncias geológicas. C) Mapa de ameaça sísmica utilizado pela NBR 15.421. D) Mapas de ameaças sísmicas criados por sismólogos em 2016 Fonte: A) Laudo USP e UnB (2013). B) Boletim SBG, f n° 96). C) NBR 15.421/2006). D) Boletim SBGf, n° 96

alidade sísmica no Brasil do que o atual gráfico utilizado na NBR 15.421 de 2006, que aproveita um estudo de 1999. Segundo o mesmo relatório, os tremores têm origem a profundidades de 1 e 2 km, aproximadamente, ou seja, em rochas cristalinas da parte superior da crosta, abaixo da camada de calcário. Os pesquisadores entrevistados também notaram que a falha está em expansão, sentido a zona rural de Montes Claros, o que não é um 30

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alívio para o meio urbano, visto que, na verdade, aumenta os riscos relacionados aos terremotos, pois pode intensificar a magnitude e o raio de abrangência. O que demanda muita atenção, visto que as tensões são geradas somente até 2 km de profundidade somente, fazendo de qualquer variação mais forte um perigo para a cidade. Ainda segundo o estudo, tremores de magnitude 4 ocorrem duas vezes por ano no Brasil, portanto, o fenômeno em Montes Claros não é incomum.

Não há provas que liguem as atividades das pedreiras na região com os tremores. Não é possível prever se a atividade sísmica continuará diminuindo ou se acontecerá um novo surto com algum abalo de magnitude 4 ou maior. No entanto, mesmo com a baixa probabilidade é recomendado que se reforce as estruturas próximo a zona epicentral, segundo o relatório de 2013.

CONCLUSÃO O presente estudo contextualizou os impactos causados por terremo-

tos, analisou sistemas anti-sísmicos, recomendações e riscos para o lançamento de estruturas sismo resistentes e algumas patologias relacionadas às solicitações sísmicas. Através do estudo de artigos, normas e entrevistas, ficou evidente a necessidade de maior atenção às atividades sísmicas ocorridas na região de Montes Claros (MG), visto que não se pode prever quando irão ocorrer, nem a intensidade, local ou duração dos tremores. O que pode causar de pequenos danos até estruturas comprometidas, colapso ou fatalidades envolvidas por negligência.

Este artigo não só demonstra sistemas anti-sísmicos modernos empregados em edificações de alta tecnologia ao redor do mundo, mas também apresenta e sugere técnicas, recomendações e atenção aos riscos e patologias para o lançamento da estrutura e execução, que podem ser facilmente adotados pelos profissionais da região sem grandes custos adicionais, visto que a alta vulnerabilidade nas edificações pode causar grandes perdas e danos. Para estudos futuros é sugerido que se aproxime cada vez mais de técnicas anti-sísmicas que podem ser facilmente empregadas em Montes Claros (MG).

REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15421: Projeto de estruturas resistentes a sismos – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2006. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2014. BACHMANN, Hugo. Seismic Conceptual Design of Buildings – Basic principles for engineers, architects, building owners, and authorities. Biel, 2002, 81p. BOLETIM SBGF. Publicação da Sociedade Brasileira de Geofísica, n° 96. Brasil, 2016, 32p. DANTAS, R. O. O. Subsídios para o projeto de estruturas sismo resistentes. Dissertação de Mestrado em Estruturas e Construção Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, RN, 2013, 200p. EUROCODE 8. Seismic Design of Buildings, Lisbon, 10-11 Feb. 2011 FRANCISCO, Wagner de Cerqueira e. Terremotos; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol. com.br/geografia/terremotos.htm>. ISO 3010. Basis for design of structures – Seismic actions on structures. 1. ed. Ethiopian Standart, 2001. KAM, W. Y.; PAMPANIN, S.; ELWOOD, K. Seismic performance of reinforced concrete buildings in the 22 february chirstchurch (Lyttelton) earthquake. Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, Vol.44, No.4, December, 2011 SHEARER, Peter M. Introduction To Seismology. 6. ed. University of California, San Diego, 2009. UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO (USP); UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA (UnB). Estudos dos Tremores de Terra, Montes Claros, MG, de 2012. Março, 2013.

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Artigo

MODELAGEM GEOLÓGICOGEOTÉCNICA A PARTIR DE SONDAGENS SPT AUXILIADA POR COMPUTADOR Felipe Schaeffer Santos, geólogo, pesquisador-assistente júnior no IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo) – São Paulo (SP) felipess@ipt.br Dr. Jorge Kazuo Yamamoto, professor-titular sênior do Instituto de Geociências, Departamento de Geologia Sedimentar – USP (Universidade de São Paulo) – São Paulo (SP) jkyamamo@usp.br Dr. Wilson Shoji Iyomasa, pesquisador sênior no IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo) – São Paulo (SP) wsi@ipt.br

RESUMO O presente artigo discute e busca o aprimoramento da ferramenta computacional aplicada na elaboração de modelos geológico-geotécnicos, que por sua vez são recorrentemente utilizados em projetos de engenharia. Para tanto, lançou-se mão de 36 perfis de sondagens à percussão, a partir dos quais se estabeleceu um modelo de bloco 3D por meio de equações multiquádricas no software Geokrige. Os resultados apresentados em três dimensões e seções geológicogeotécnicas dispostas em cerca mostraram que a modelagem com auxílio computacional é viável sob o ponto de vista técnico, muito embora 32

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os modelos estabelecidos devam ser validados e ajustados, considerando as informações como anisotropias e direções de maior continuidade para variáveis categóricas. Palavras-chave: Modelos Geológico-Geotécnicos; SPT; Equações Multiquádricas; Geokrige; Variáveis Categóricas.

INTRODUÇÃO Geralmente, a interpretação de dados de NSPT (índice Standard Penetration Test), nível d’água e de tipos de solos provenientes das sondagens de simples reconhecimento é apresentada em forma de seções geológico-geo-

técnicas, elaboradas por profissionais habilitados e desenhadas em softwares com recursos gráficos. Tais seções objetivam estabelecer um modelo da subsuperfície que retrate a situação real da distribuição das camadas de solos, rochas e estruturas geológicas. Quanto mais fiel à realidade for esse modelo, menor é a probabilidade de ocorrerem situações que necessitem de adequações nas execuções de obras. Dada a importância deste modelo, este artigo se propõe a discutir a viabilidade técnica do uso de computador na elaboração de modelagens com conceitos geoestatísticos.

1 OBJETIVOS E JUSTIFICATIVAS Este trabalho tem por objetivo discutir e buscar o aprimoramento da aplicação de técnicas e conceitos matemáticos e estatísticos na elaboração de modelos geológico-geotécnicos com auxílio de computador, utilizando-se perfis de sondagens à percussão com execução de SPT, conforme norma NBR 6.484 (ABNT, 2001). A necessidade em reduzir custos e prazos na elaboração de modelos geológico-geotécnicos justifica o emprego de ferramentas computacionais e estatísticas, porém vale ressaltar, que

estas ferramentas não buscam substituir a execução de sondagens, por outro lado, objetivam alcançar modelos e seções geológico-geotécnicas com satisfatória confiabilidade para uso em obras geotécnicas (FARIAS et al., 2005). Deste modo, o auxílio computacional aliado a conceitos geoestatísticos, pode contribuir para representar com maior confiabilidade as características de uma população. Neste artigo, entende-se por população os solos presentes na Planície Costeira de Caraguatatuba, e por amostras as sondagens de simples reconhecimento com SPT.

2 ASPECTOS GEOLÓGICOGEOTÉCNICOS O município de Caraguatatuba pode ser dividido em duas grandes compartimentações distintas: a Serra do Mar e a Planície Costeira. Todas as sondagens utilizadas neste artigo foram executadas na compartimentação da Planície Costeira (Figura 1).

Figura 1 – Locação das sondagens utilizadas sobre mapa geológico de Caraguatatuba. Fonte: Suguio e Martin (1978). Modificado

A Planície Costeira de Caraguatatuba é constituída por diferentes tipos de sedimentos de idade quaternária:

os de origem marinha ou lagunares, resultantes das transgressões Cananeia e Santos (SUGUIO e MARTIN, 1978); depósitos de mangues; e depósitos de origem continental, como aluviões, colúvios e tálus, estes dois últimos ocorrem no pé das encostas da Serra do Mar. Sob a Planície Costeira de Caraguatatuba, o embasamento pré-cambriano ocorre em profundidades variadas, por vezes aflorando em superfície na forma de “morros”. As sondagens executadas amostraram sedimentos quaternários continentais e marinhos assentados sobre SA (Solo de Alteração) do embasamento cristalino. O contato entre os sedimentos quaternários e o SA se dá desde a cota -10 m até -43 m. Na área do estudo, os sedimentos quaternários continentais amostrados são de corpos de aluvião, predominantemente arenosos, com presença de silte, argila e micas. Estes corpos ocorrem nas porções superficiais do terreno (primeiros 10 m), e apresentam cor cinza amarelado, e seus índices de NSPT variam entre 2 e 10 golpes. Os sedimentos quaternários de origem marinha podem ser divididos em dois grupos, a saber: predominantemente arenosos e predominantemente argilosos. Estes grupos ocorrem interdigitando-se lateral e verticalmente. Os predominantemente argilosos apresentam cores cinza amarelado e cinza escuro, com índices de NSPT variados, desde argila muito mole (NSPT ≤ 2) até dura (NSPT > 19). Os sedimentos predominantemente

arenosos possuem índices de NSPT também variados, e vão desde areia fofa (NSPT ≤ 4) até muito compacta (NSPT >40). Essas areias apresentam tonalidades de cinza e geralmente contêm pedregulhos e conchas em meio aos grânulos sólidos. O SA é caracterizado por silte arenoso, ora de cor cinza esbranquiçado, ora marrom avermelhado, dependendo da quantidade de biotita e feldspatos na rocha de origem. Nos primeiros metros o índice de NSPT varia entre 10 e 33 golpes, porém em profundidade, encontram-se, gradativamente, materiais mais resistentes, atingindo a impenetrabilidade ao ensaio penetrométrico. Em obras realizadas na Planície Costeira de Caraguatatuba há interesse específico da engenharia na ocorrência das camadas de argila muito mole (NSPT ≤ 2) e mole (2 < NSPT ≤ 4), já que são projetadas fundações (aterros, edificações, pontes e viadutos) sobre esses materiais. Trechos com modelos geológico-geotécnicos inadequados podem ocasionar rupturas e recalques diferenciais indesejáveis.

3 MODELAGEM AUXILIADA POR COMPUTADOR A partir das sondagens que permitem fazer a amostragem do subsolo, pode-se obter um modelo que melhor represente a distribuição e variabilidade espaciais da propriedade de interesse. A modelagem geológico-geotécnica auxiliada por computador visa estimar valores da propriedade ou da variável de interesse em pontos não amostraFundações e Obras Geotécnicas

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dos. Portanto, trata-se em aplicar procedimentos matemáticos de interpolação ou geoestatísticos de estimativa. Atualmente, a modelagem geológico-geotécnica pode ser feita tanto para variáveis contínuas como para variáveis discretas (Figura 2).

Figura 2 – Classificação das variáveis aleatórias, conforme proposta de Stevens (1946). Fonte: Yamamoto e Landim (2013)

A ideia básica da modelagem é obter um modelo tridimensional de blocos, onde cada bloco é interpolado ou estimado com base nos dados de sondagens próximas. Para localização dos pontos de dados próximos, geralmente se usa o critério dos octantes por proporcionar uma melhor amostragem espacial (Figura 3).

Figura 3 – Localização dos oito pontos de dados mais próximos por octante em relação ao centro do bloco (YAMAMOTO, 2001)

Evidentemente, nem todos os blocos do modelo são calculados, pois podem estar no ar (Figura 4), ou então, fora do alcance das sondagens executadas. 34

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Figura 4 – Seção cortando um modelo tridimensional de blocos hipotético ilustrando o limite dos blocos calculados, conforme a topografia do terreno (GEOKRIGAGEM, 2017)

O cálculo dos blocos do modelo tridimensional leva em consideração os pontos de dados de sondagens próximas, como ilustrado na Figura 3. Para calcular a influência de cada ponto no bloco calculado é necessário obter os pontos de dados com suporte amostral constante. Isso significa que as sondagens precisam ser regularizadas. Para fins de modelagem geológico-geotécnica, aplica-se a regularização down-the-hole. A regularização consiste em obter para intervalos amostrais constantes, o valor da propriedade ou variável de interesse. Sendo a média ponderada para variáveis contínuas e o tipo mais frequente para variáveis discretas. A partir das sondagens regularizadas, procede-se ao cálculo dos blocos do modelo tridimensional. Yamamoto et al. (2012) utilizaram as equações multiquádricas para interpolação de variáveis discretas, pois a krigagem indicadora depende da obtenção de K modelos de variogramas, onde K é o número de tipos da variável discreta.

As variáveis categóricas não podem ser manipuladas diretamente, mas somente após a sua transformação em funções indicadoras. Considerando que uma variável categórica é composta por K tipos, a função indicadora para o k-ésimo tipo é obtida conforme a expressão (SOARES, 2006):

A partir desta codificação binária, uma variável categórica composta por K tipos é transformada em K funções indicadoras (zeros e uns). A codificação binária transforma as observações em probabilidades (zeros ou uns). Assim, o resultado da manipulação matemática irá refletir também uma probabilidade. A interpolação multiquádrica é feita para cada tipo da variável categórica com a seguinte expressão de média ponderada:

onde {wi , i=1,…,n} é o conjunto de ponderadores multiquádricos, que são determinados a partir da resolução de um sistema de equações multiquádricas:

Onde ф(•)é a função de base radial e • é a norma de um vetor em Rn. Considerando que há K tipos, a interpolação multiquádrica gera K valores interpolados, dos quais se deve escolher o de maior valor, ou seja, de maior probabilidade calculada, cujo tipo será atribuído ao bloco do modelo tridimensional. O maior valor pode ser obtido pela relação:

4 MATERIAIS E MÉTODOS Além dos 36 perfis de sondagens à percussão, distribuídas em área de aproximadamente 175.000 m2, lançou-se mão também de plantas com mapeamento geológico regional e local, bem como, dos softwares Excel e Geokrige. Todos os materiais empregados foram georreferenciados e adotou-se a seguinte classificação para os solos amostrados: tecnogênico (AT), sedimentos quaternários (SQ), e solo de alteração (SA). Estes dados foram sumariados e categorizados, no Excel, conforme Tabela 1, para posteriormente serem processados no Geokrige. Essa sumarização dos dados agrupou as variáveis contínua (NSPT) e discretas (Granulometria e Interpretação Geológica) em variável categórica (Categorias).

Como já mencionado, as variáveis categóricas podem ser interpoladas utilizando-se as equações multiquádricas alternativamente às estimativas realizadas por krigagem indicadora. Portanto, após a transformação das variáveis categóricas por meio da codificação binária (Equação 1) e regularização dos dados dos perfis definitivos metro a metro (down-the-hole), estas informações foram interpoladas por intermédio de equações multiquádricas no software Geokrige, onde se pôde definir o modelo 3D de blocos que permitiu gerar diversas seções geológico-geotécnicas, em distintas direções, sendo algumas destas apresentadas no item “Discussão e Resultados”.

5 DISCUSSÃO E RESULTADOS

Tabela 1 – Sumarização e categorização dos dados provenientes das sondagens de simples reconhecimento com SPT INTERPRETAÇÃO GEOLÓGICA

GRANULOMETRIA

NSPT

CATEGORIAS

Qualquer granulometria

Qualquer valor

0a2

3a5

6 a 20

>20

0a4

5 a 18

19 a 40

>40

0 a 12

13 a 24

25 a 50

>50

Predominantemente argilosa

Predominantemente arenosa

Qualquer granulometria

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Figura 5 – Perspectiva do bloco 3D estabelecido a partir dos dados das sondagens SPT

Figura 6 – Seções em cerca mostrando a disposição das camadas internamente ao bloco 3D

Figura 7 – Seção em cerca curvilínea com a posição das sondagens executadas

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Dentro desta discussão não é possível deixar de relatar a conveniência em elaborar no computador modelos geológico-geotécnicos cujas litologias são dispostas em camadas horizontais e contínuas. Entretanto, nem sempre os materiais em subsuperfície apresentam tal homogeneidade. Em locais onde a geologia é complexa, como em ambientes sedimentares multifacetados e em zonas metamórficas, as litologias encontram-se interdigitadas, inclinadas e por vezes dobradas, e seu caráter anisotrópico é evidenciado. Nesses casos, a modelagem computacional deve respeitar a geologia complexa, como a presença de falhas, foliações, dobras, atitude de camadas etc. A identificação de anisotropias, em geoestatística, se dá por meio da análise dos parâmetros da função semivariograma, como alcance, patamar e continuidade (MATHERON, 1963; FARIAS et al., 2005; LOURENÇO e LANDIM, 2005). Entretanto, como se sabe, só é possível calcular funções semivariograma para variáveis contínuas ou variáveis categóricas transformadas pela função indicadora. Tratando-se de variáveis categóricas, o ideal seria elaborar um modelo de semivariograma para cada tipo de variável categórica e utilizar-se da técnica de krigagem indicadora como método de estimativa, bem como realizado em Oliveira e Rocha (2011). Entretanto, como descrito em Yamamoto e Landim (2013), ocorre a dificuldade em obter-se modelos de semivariogramas idênticos para os K tipos de variáveis, resultando em semivariogramas distintos em

termos de efeito pepita, patamar e amplitude. Portanto, a condição essencial de somatória igual a 1 quando se estima probabilidades nem sempre é alcançada. Logo, neste estudo, a interpolação das variáveis categóricas foi feita por equações multiquádricas com base radial. A partir do modelo 3D estabelecido no Geokrige por meio da interpolação utilizando-se das equações multiquádricas, pôde-se estabelecer e visualizar o maciço terroso em estudo sob perspectivas distintas (Figura 5). Embasando-se no modelo 3D estabelecido foram confeccionadas seções em cerca, nas quais é possível observar as disposições espaciais das camadas internamente ao bloco (Figura 6). Estas seções em cerca são frequentemente utilizadas em obras geotécnicas, e com o recurso computacional utilizado neste trabalho, estas podem ser reproduzidas rapidamente em diferentes direções, até mesmo em curva (Figura 7). Dada a condição geológica de uma área em estudo e a obra geotécnica aventada, pode-se priorizar a representação gráfica de uma variável geológico-geotécnica específica que demande soluções técnicas não triviais na elaboração do projeto, por exemplo, na região da Planície Costeira de Caraguatatuba, a presença de camadas de solo mole e muito mole. Com o auxílio computacional torna-se prático a disposição destas camadas de solos e a conseguinte representação gráfica das mesmas, como pode ser visto na Figura 8. Para verificar se as seções geológicogeotécnicas elaboradas por meio da

Figura 8 – Modelo 3D com a ocorrência apenas de camada de solo muito mole

Figura 9 – Seção geológico-geotécnica elaborada manualmente, levando em consideração três sondagens, representadas pelos traços pretos

Figura 10 – Seção em cerca elaborada a partir do bloco tridimensional estabelecido no Geokrige

geoestatística têm correspondência com a realidade, elaborou-se manualmente a seção geológico-geotécnica apresentada na Figura 9. Esta seção

foi escolhida por atravessar os três tipos de materiais representativos da região em estudo: AT, SQ e SA, e é correspondente à seção apresentada Fundações e Obras Geotécnicas

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na Figura 10, que por sua vez foi estabelecida a partir do modelo de blocos 3D. As escalas das figuras são distintas e as três retas tracejadas representam a posição das mesmas sondagens nas duas figuras. De antemão, deve-se mencionar que nas seções elaboradas manualmente, em duas dimensões, não são consideras todas as sondagens executadas, apenas as sondagens mais próximas à seção. Por outro lado, nas seções dispostas em cerca elaboradas com auxílio computacional, todas as influências das sondagens executadas são consideradas de alguma forma. Por esta razão intrínseca, é de se esperar algumas diferenças entre as seções elaboradas. Comparando-se as seções apresentadas nas Figuras 9 e 10, observa-se que há uma satisfatória semelhança entre os modelos elaborados, entretanto, é possível elencar algumas diferenças importantes: a) continuidade do SA; b) presença de camadas sedimentares quaternárias abaixo do SA; c) forma do topo do SA; e d) supressão de camadas sedimentares pouco espessas (<0,50 m). Nota-se na Figura 10 que o software extrapolou as informações preferencialmente na direção horizontal, pois não foram inseridas as informações de anisotropia na elaboração do modelo do bloco 3D. Deste modo, encontramse nesta seção estabelecida camadas de sedimentos quaternários abaixo do SA e, adicionalmente, a própria disposição do SA segue essa tendência de extrapolação ao longo da horizontal. Estas situações apresentadas na Figura 10 não correspondem com as 38

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interpretações inseridas na Figura 9, em que o SA ocorre na forma de “morro”, e não ocorrem camadas quaternárias abaixo do SA do embasamento. Portanto, estes aspectos divergentes presentes na seção apresentada na Figura 10 requerem ajustes. A inserção de novas atribuições ao Geokrige para variáveis categóricas permitirá definir uma direção de maior continuidade, bem como, as direções dos contatos litológicos, disposição das camadas e a forma do topo rochoso. Neste estudo tais procedimentos não foram adotados devido ao atual estágio de desenvolvimento do software que ainda não permite tais ajustes para variáveis categóricas. A supressão de camadas sedimentares poucos espessas (<0,50 m) ocorreu devido ao parâmetro utilizado na regularização dos dados: down-the-hole metro a metro. Nesta regularização, a camada escolhida é a mais frequente dentro do metro investigado. Para representar camadas pouco expressivas ao longo de um perfil de sondagem, é necessário que o parâmetro de regularização seja mais restrito. Com base nestas divergências, mesmo com a satisfatória representatividade da seção geológico-geotécnica apresentada na Figura 10, constata-se que é imprescindível a validação do modelo estabelecido por um profissional habilitado, já que a disposição dos materiais em subsuperfície devem estar de acordo com os princípios geológicos.

CONCLUSÕES O uso da ferramenta computacional não visa suprimir as atribuições

e responsabilidades do profissional habilitado na confecção de modelos geológico-geotécnicos, muito pelo contrário, esta ferramenta objetiva, concomitantemente com a aplicação do conhecimento tácito, otimizar a elaboração de modelos geológicogeotécnicos e proporcionar estimativas de pontos não amostrados, observando-se que estes modelos devem ser submetidos ao processo de validação. Para se elaborar um modelo geológico-geotécnico confiável é importante reconhecer as estruturas e os processos de formação do sítio geológico em estudo, identificando-se as anisotropias e as regiões de maior continuidade. Em geoestatística, a análise de semivariogramas auxilia na obtenção destas informações. Recorrentemente, em obras lineares, as investigações com sondagens mecânicas são realizadas ao longo do eixo do projeto, sendo que suas imediações laterais não são necessariamente investigadas. Em contrapartida, as sondagens utilizadas nesta pesquisa apresentam uma distribuição espacial além de um eixo unidimensional, que possibilitou elaborar o modelo tridimensional, cuja distribuição geométrica das camadas de solo se aproxima do real, comprovado pela seção geológico-geotécnica elaborada manualmente. Se porventura fossem executadas sondagens apenas ao longo de um único eixo, o modelo do bloco 3D seria facilmente contestado, já que a extrapolação pelo computador apresentaria nível baixo de confiança. Dessa forma, destaca-se que nas campanhas de investigações do subsolo é necessário distribuir os pontos

de amostragem em malhas para garantir a melhor representatividade nos trabalhos e permitir a extrapolação adequada de dados coletados, sobretudo quando se utiliza ferramentas geoestatísticas computacionais em ambientes com presença de fortes anisotropias geológicas horizontais e verticais. Por fim, com base nos dados utilizados nesse estudo e nos resultados obtidos, a modelagem com auxílio

computacional se mostrou viável tecnicamente, tanto sob o ponto de vista conceitual como de exequibilidade, apresentando resultados gráficos satisfatórios demandando pouco tempo de processamento. Entretanto, é consenso que esses tipos de softwares de modelagem, sobretudo na geologia, ainda necessitam ser aprimorados no quesito interação profissionais habilitados e modelo geológico-geotécnico preestabelecido.

REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR-6484: Solo – Sondagens de simples reconhecimento com SPT – Método de ensaio. Rio de Janeiro: ABNT, 2001. 17p. FARIAS, R. N. S.; ALBUQUERQUE JÚNIOR, F. S.; YAMAMOTO, J. K. O uso da geoestatística na caracterização de áreas com instabilidade no Município de Campos dos Goytacazes – RJ. In: CONFERÊNCIA BRASILEIRA SOBRE ESTABILIDADE DE ENCOSTAS, 4., 2005, Salvador, BA. Anais..., Rio de Janeiro: ABMS, 2005. p. 131–136. GEOKRIGAGEM. Geokrige – Modelagem Geológica e Geoestatística 3D. Disponível em:<https://web.archive. org/web/20170619180345/http://www.geokrigagem.com.br/geokrige/>. Acesso em: 19 jun. 2017. LOURENÇO, R. W.; LANDIM, P. M. B. Mapeamento de áreas de risco à saúde pública por meio de métodos geoestatísticos. Cadernos de Saúde Pública, Rio de Janeiro, v. 21, n. 1, p.150-160, jan./fev. 2005. MATHERON, G. Principles of geostatistics. Economic Geology, v. 58, n. 8, p.1246-1266, dec. 1963. OLIVEIRA, S. B.; ROCHA, M. M. Krigagem indicadora aplicada aos litotipos do depósito de Ni-Cu de Americano do Brasil – GO. Geologia USP - Série Científica, v. 11, n. 2, p.123-134, ago. 2011. SOARES, A. Geoestatística para as ciências da terra e do ambiente. 2 ed. Lisboa: IST Press, 2006. 232 p. STEVENS, S. S. On the theory of scales of measurement. Science, v. 103, n. 2684, p.677-680, jun. 1946. SUGUIO, K.; MARTIN, L. Quaternary marine formations of the State of São Paulo and southern Rio de Janeiro. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON COASTAL EVOLUTION IN THE QUATERNARY, 1978, São Paulo. Special Publication, n.1, São Paulo: The Brazilian National Working Group for the IGCP – Project 61, 1978. 55p. YAMAMOTO, J. K. Avaliação e classificação de reservas minerais. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2001. 232 p. YAMAMOTO, J. K.; LANDIM, P. M. B. Geoestatística: conceitos e aplicações. São Paulo: Oficina de Textos, 2013. 215 p. YAMAMOTO, J. K.; MAO, X. M.; KOIKE, K.; CROSTA, A. P.; LANDIM, P. M. B.; HU, H. Z.; WANG, C. Y.; YAO, L. Q. Mapping an uncertainty zone between interpolated types of a categorical variable. Computers and Geosciences, v. 40, p.146-152, mar. 2012.

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Em foco

ESCAVAÇÕES EM OBRAS URBANAS

Arquivo Raphael Faria

Não é raro que escavações subterrâneas sejam feitas por razões de falta de espaço na superfície. Cada vez mais edificações comerciais, residenciais e obras de infraestrutura demandam um melhor aproveitamento do terreno para tornarem-se economicamente viáveis. No entanto, antes de iniciar qualquer serviço de escavação em áreas urbanas é importante que sejam feitas avaliações no local, não só investigações geotécnicas, mas também consultas às plantas cadastrais da prefeitura e concessionárias, bem como aos projetos estruturais das edificações vizinhas. Toda escavação, por mais controlada que seja, movimenta o maciço de solo em seu entorno, por isso o cadastramento de todas as edificações vizinhas é fundamental para que sejam identificadas todas as possíveis interferências com a obra antes do processo de escavação. Informações como a presença de subsolos, tipo de fundações, obras de contenção definitivas, redes de instalações, altura e características dos sistemas estruturais do entorno ajudam a prevenir danos futuros, uma vez que tudo isso deve ser levado em conta na fase de projeto e

Acidente em obra de escavação

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constantemente monitorado durante e após o término dos serviços. Cada projeto deve ter uma análise específica, mas como regra geral é preciso conhecer, em primeiro lugar todas as suas peculiaridades: geometria, profundidade, níveis de escavação, cargas atuantes e eventuais condicionantes ambientais, legais, de acesso de materiais e/ ou equipamentos.

INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS Escavações realizadas em perímetros urbanos estão diretamente conectadas às investigações geotécnicas do solo, imprescindíveis para viabilizar um empreendimento, cuja solução dependa da exploração e utilização do subsolo. Esta é, com certeza, a etapa mais cuidadosa e importante de todo o processo, pois seus resultados são responsáveis por nortear tanto o projeto, quanto a obra antes, durante e depois da sua conclusão. Sem dúvida a primeira investigação geotécnica a ser realizada na área da escavação é o SPT (Standard Penetration Test). Tratase de um ensaio econômico e que permite a identificação da consistência de solos coesivos, a densidade de solos granulares e até rochas brandas. Com seus resultados é possível definir as características do solo e sua estratigrafia ao longo de toda a área da obra, gerando assim um mapa geotécnico que será a referência inicial para todas as atividades seguintes. Outro importante ensaio que precisa ser realizado é o CPTu (Piezocone Penetration Test), capaz de identificar além da estratigrafia do solo, propriedades dos materiais prospectados como resistência de ponta, atrito lateral

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e medidas de poro-pressão geradas durante a cravação. Com todas estas informações associadas é possível, por exemplo, determinar a existência de camadas drenantes no solo de pequena espessura e camadas de argila mole, além da variação espacial das propriedades mecânicas e condições do nível d’água, características de adensamento, potencial de liquefação e histórico de tensões.

SEGURANÇA

Arquivo Raphael Faria

A segurança de uma obra de escavação e do entorno é uma grande preocupação tanto dos projetistas, quanto dos construtores. Após a determinação de todas as características geotécnicas e estruturais que envolvem o empreendimento, é necessário realizar um plano de instrumentação da área, com o intuito de monitorar “tudo” relativo ao processo das escavações. Como o solo é um material heterogêneo e muito sensível, durante a obra são necessários monitoramentos contínuos de parâmetros que influenciam a qualidade e segurança do projeto.

Escavação de poço secante

O primeiro passo é definir os pontos de benchmark que caracterizam o marco zero e a zona de influência da escavação na vizinhança. Eles são instalados fora da zona de influência de uma forma que possibilite que as suas leituras permaneçam constantes ao longo de toda a obra. Um exemplo muito comum é a instalação de marcos superficiais no canteiro para avaliar o recalque vertical do solo na superfície em pontos previamente definidos no projeto.

Ao longo da escavação os valores dos recalques são comparados com os valores limites definidos no projeto e com as leituras contínuas da instrumentação. Em seguida são comparadas com os benchmarks para definição dos níveis de alerta e intervenção que podem comprometer a segurança da obra ou edificações vizinhas. Existem NRs (Normas Regulamentadoras de Segurança e Saúde do Trabalho) para a segurança dos operários e também as NBRs (Normas Técnicas) que abordam a segurança do projeto quanto à ruína ou desempenho.

RESULTADOS

Vala a céu aberto

A adoção de procedimentos de segurança em obras de escavação evita a ocorrência de sinistros no caso de danos às edificações vizinhas. Como enfatizado anteriormente, é sempre necessário fazer um cadastramento com a situação atual dos imóveis antes do início da obra. Este cadastro permite avaliar se durante a construção ocorreu algum dano ao imóvel. Caso Fundações e Obras Geotécnicas

VCA – Estroncado

e/ou técnico da empresa projetista no canteiro de obras, auxiliando na interpretação e entendimento dos projetos no campo. Esse profissional tem a função de manter a segurança do processo de produção, criando um

Arquivo Marciano Lang

este cadastramento não seja feito, pode gerar sérios prejuízos ao empreendimento, uma vez que não há controle se as edificações vizinhas já tinham o dano antes da obra ou se apareceu após as intervenções. Mais importante ainda são as adoções de medidas de segurança para evitar acidentes decorrentes do próprio processo de escavação. Acidentes em obras que envolvem o subsolo normalmente são trágicas e de grandes proporções. Nunca é demais dizer que todo o cuidado é pouco, principalmente relacionado ao depósito de materiais, tráfego de veículos pesados e posicionamento de gruas próximo às escavações. Um dos elementos cruciais em uma obra é o ATO (Apoio Técnico à Obra) que nada mais é do que a presença constante de um engenheiro

Arquivo Raphael Faria

Em foco

elo de comunicação entre o projetista e o executor.

EXECUÇÃO Atualmente existem diversos métodos de escavação em áreas urbanas. A escolha do melhor método depende das características do solo, geometria do terreno, interferências com edificações vizinhas, orçamento disponível entre outros elementos. Excluindo-se as escavações subterrâneas para túneis realizadas, por exemplo, por tuneladoras (TBM – Tunnel Boring Machines) ou pela técnica NATM (New Austrian Tunnelling Method), as escavações em perímetro urbano mais utilizadas são as chamadas VCAs (Valas a Céu Aberto) que são divididas em dois tipos:

1) VCA – MÉTODO CUT AND COVER

Escavação concluída do empreendimento residencial em Porto Alegre (RS)

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Neste método, a escavação do perímetro da vala é iniciada, instalandose, por exemplo, paredes diafragmas atirantadas. Estas paredes são escavadas até a cota determinada em projeto incluindo a “ficha”, que é o comprimento

Arquivo Marciano Lang

Trecho da primeira laje concretada

2) VCA – MÉTODO INVERTIDO COVER AND CUT Este método tem as mesmas características do anterior, porém com a vantagem de liberar a superfície para o trabalho mesmo antes do início das escavações. Após a execução do perímetro, a laje de topo é executada e são deixados acessos em determinados pontos por onde serão feitas as escavações. Guindastes posicionam as escavadeiras até o fundo da vala e posteriormente as estruturas internas são construídas até chegar ao nível do topo já executado.

Porto Alegre (RS) com dois subsolos apresentou alguns desafios na etapa de escavação. Como o terreno é em aclive, as alturas de escavação variaram de 7 a 12 m. A Figura 3 apresenta uma seção geotécnica do terreno, elaborada dentro de uma campanha total de 14 sondagens SPT (NBR 6.484 e ABGE, 2013). A estratigrafia era composta basicamente de um solo residual argiloso nos primeiros 3 m a 5 m, passando para uma alteração de rocha com forte presença de mica. Os limites de sondagem foram bem variados devido à existência de matacões, chegando ao máximo de 15 m. Não foi observado nível d’água, mas

Arquivo Marciano Lang

enterrado além da cota de fundo da escavação para garantir a estabilidade da contenção. Após a execução do perímetro, é feita a escavação da vala propriamente dita. À medida que a cota de escavação vai se aprofundando, são instalados tirantes intermediários até chegar ao fundo da escavação.

durante as escavações vertia água pelos tirantes mais baixos. Como solução de contenção foram executadas lamelas de 40 cm que em alguns locais ficaram sem ficha ou com ficha menor que 1,5 m. Como reação aos empuxos foram executadas de duas a cinco linhas de tirantes (NBR 5.629) com carga de trabalho variando entre 200 kN e 350 kN e comprimentos totais entre 8 m e 19 m. Nesta obra foram instalados 16 pontos de medição de deslocamentos em diversas etapas ao longo de 268 dias. No período mais crítico alcançaramse velocidades de até 430 µm/dia. As deformações previstas para as cortinas foram estimadas segundo a modelagem realizada utilizando o programa Cype – Módulo Cortinas. Para esta obra elaborou-se um perfil geotécnico ideal com base nas correlações apresentadas por Joppert Jr. (2007). Gusmão Filho (2006) explica que os deslocamentos em cortinas são de dois tipos: de curto e longo prazo. Os primeiros são devido às alterações no estado de tensões in situ, decorrentes do alívio de pressões. Já os do segundo tipo estão ligados aos processos de adensamento e drenagem do solo. Os primeiros são estimados de forma empírica e os

CASO DE OBRA Um caso de um empreendimento residencial no bairro Auxiliadora em

Seção geotécnica

Fundações e Obras Geotécnicas

Em foco

Arquivo pessoal

Os avanços tecnológicos na área de projetos e execuções de escavações urbanas têm passado por constantes modificações. Na área de projeto, os modelos numéricos de cálculo estão cada vez mais elaborados, permitindo que os dados experimentais tenham

Arquivo pessoal

> EDUARDO PEREIRA DE SOUZA é engenheiro civil e de transportes pelo Centro Universitário FEI (Fundação Educacional Inaciana). Atualmente é engenheiro civil na empresa Arcadis.

> RAPHAEL FARIA DE MENDONÇA é engenheiro civil pela UFJF (Universidade Federal de Juiz de Fora) e possui mestrado em estruturas pela COPPE-UFRJ (Instituto Alberto Luiz Coimbra de PósGraduação da Universidade Federal do Rio de Janeiro). Atualmente é diretor-técnico da empresa SESAN Engenharia e professor da pós-graduação em estruturas da UCEFF (Unidade Central de Educação Faem Faculdade).

sofisticados. Máquinas e equipamentos de última geração são fabricados especificamente para este tipo de obra, resultando em mais produtividade sem abrir mão da segurança. Já existem nos grandes centros urbanos, equipamentos de escavação mais fortes e ensaios geotécnicos de campo com excelente resposta de informação, mas que na prática das obras de pequeno e médio porte ainda não estão presentes.

Arquivo pessoal

INOVAÇÕES

boas correlações com os resultados experimentais e leituras de instrumentação. Métodos de cálculo clássicos estão sendo substituídos por métodos evolutivos, que levam em conta cada fase da escavação e incorporam efeitos da não-linearidade geométrica e física dos materiais, da plasticidade do solo e influência do lençol freático, por exemplo. Na obra, cada vez mais os sistemas de instrumentação e controle estão

Arquivo pessoal

segundos facilmente previstos, por meio da teoria de adensamento.

> JONATAN GARRIDO JUNG é engenheiro civil pela UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul), onde também fez seu mestrado em engenharia com ênfase em geotecnia. Atualmente é sócio da empresa MLF Consultoria Geotécnica.

Importante

> MARCIANO LANG FRAGA é engenheiro civil pela UFPR (Universidade Federal do Paraná). Atualmente é diretor-técnico da empresa MLF Geotecnia Consultoria Geotécnica.

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Informamos que o texto dessa seção não foi escrito em conjunto pelos quatro autores indicados e sim conta com contribuição de cada um deles que enviaram seus materiais separadamente para a jornalista responsável pela seção, que posteriormente fez um compilado das principais informações enviadas por cada um para a publicação desse texto no formato atual. DA REDAÇÃO

Geotecnia Ambiental

USINA DE RECICLAGEM DE RESÍDUOS SÓLIDOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL INICIA OPERAÇÃO NA REGIÃO METROPOLITANA DE CAMPINAS A capacidade de recebimento diária será de 500 a 1.000 toneladas de resíduos por Dellana Wolney

Fotos: Eduardo Conte / Serello Ambiental

Usina de reciclagem de resíduos sólidos da construção civil da empresa Serello Ambiental

Fundações e Obras Geotécnicas

Em julho deste ano tiveram início as operações da usina de reciclagem de resíduos sólidos da construção civil da Serello Ambiental na Região Metropolitana de Campinas (SP). O empreendimento é a iniciativa que faltava para as cidades da região (Vinhedo, Campinas e Louveira) se adequar ao Plano Nacional de Resíduos Sólidos. Além das questões ambientais, a localização da usina levou em consideração as questões

logísticas, por isso a proximidade com os centros urbanos. Na época de sua idealização, o projeto contou com o apoio da agência de promoção de investimentos ligados à Investe São Paulo (Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência, Tecnologia e Inovação do Estado de São Paulo). Os diretores da empresa Serello Ambiental, Pedro Serapião e Rafael Cossiello esclarecem que a usina é proveniente de um fundo de investimentos responsável pela aquisição do terreno e obras. Cossiello conta que o empreendimento sempre teve como objetivo potencializar custos e viabilizar a cadeia de reciclagem de materiais de construção civil. Dentre as vantagens conquistadas, desde o seu funcionamento, está a diminuição da clandestinidade de caçambas, disposições inadequadas de entulho e a redução do custo do frete para destinação desse material. Estima-se que a despesa mensal gerada por essas irregularidades às cidades adjacentes seja de um real por habitante, ou seja, aproximadamente 120 mil reais por mês, isso somente para a cidade de Valinhos. Além de direcionar corretamente o resíduo inerte, podendo duplicar o tempo de vida de um aterro sanitário e cumprir as regulamentações ambientais exigidas pelo CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente), Resolução CONAMA nº 307 que estabelece diretrizes, critérios e procedimentos para a gestão dos resíduos da construção civil e pela PNRS (Política Nacional de Resíduos Sólidos), a gestão do entulho alavanca Fundações e Obras Geotécnicas

Geotecnia Ambiental

Os diretores da empresa Serello Ambiental, Pedro Serapião e Rafael Cossiello

as cidades na obtenção da Certificação Município Verde Azul, do Governo do Estado de São Paulo, que pode ser convertido em benefícios como ambulâncias e maiores repasses às prefeituras certificadas.

PLANEJAMENTO Serapião e Cossiello contam que visitaram mais de 13 usinas de britagem, inclusive nos Estados Unidos, para fundamentar a empresa. A iniciativa notável rendeu ao projeto o 1º lugar na “Categoria Ambiental” no 6º Prêmio Milton Vargas da revista Fundações & Obras Geotécnicas. O empenho também resultou em uma unidade de operações com tecnolo48

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gia de ponta instalada em uma área de 51.000 m² no eixo logístico da Rodovia Anhanguera. “Trouxemos o que existe de mais moderno em instalações e britagem de materiais e, hoje, seguramente, temos uma das mais eficientes usinas do País”, afirma Serapião. A Serello sempre teve como premissa o tratamento de entulho como material nobre para que tenha utilidade novamente na cadeia da construção civil, juntamente com o grande diferencial da logística reversa dos transportadores de caçambas como forma de diversificar a entrega dos agregados reciclados nas obras, diminuindo expressivamente os custos do

empreendimento. “Em um mesmo frete, o cliente envia o entulho à destinação correta e carrega novos produtos provenientes daquele material, como areia, pedrisco, britas, rachão e bica corrida”, explica Serapião. O recebimento dos resíduos envolverá as duas classes de entulho, ou seja, tanto o material cinza como, por exemplo, blocos, colunas de sustentação e laje, como material vermelho como tijolos, blocos cerâmicos e telhas. Também está previsto o trabalho com o beneficiamento da madeira, como tapumes, madeirites, pontaletes e pallets para a fabricação de cavacos de madeira e aplicação como biomassa na indústria em fornos e caldeiras.

“O processo de destinação correta se tornará natural ao longo do tempo com o auxílio de agências reguladoras e fiscalizadoras. Os agregados recolhidos poderão ser empregados em diversos fins como em drenos, base e sub-base de pavimentação, aterramento de valas, aplicações em alvenaria, muros, calçadas, pisos, valetas e fabricação de artefatos cerâmicos e de concreto como tijolos e blocos em obras públicas e privadas”, afirma Cossielo.

OPORTUNIDADE Há 15 anos o CONAMA estabeleceu diretrizes, critérios e procedimentos para a gestão dos resíduos da construção civil. Segundo Cossiello,

essa resolução veio como uma grande esperança para milhões de brasileiros e cidades que vinham sofrendo com a destinação incorreta do entulho em rios, lagos, terrenos baldios e lixões. “Tanto tempo se passou e o entulho ainda é descartado nesses mesmos lugares e tratado como lixo, sendo muitas vezes misturado aos resíduos orgânicos domésticos e destinado em aterros sanitários”. O último levantamento da ABRECON (Associação Brasileira para Reciclagem de Resíduos da Construção Civil e Demolição) mostra que 55% do total de resíduos gerados é referente a restos de construções civis, sendo que a taxa de geração de entulho por m² de construção

varia entre 100 e 150 kg, considerando edificações executadas por processos convencionais. A usina da Serello Ambiental terá capacidade para receber diariamente cerca de 100 a 200 caçambas, o equivalente ao montante de 500 a 1.000 toneladas de resíduos, dependendo do tipo de material coletado. Além de tratar dos resíduos da construção civil, o projeto promoveu o plantio de mais de 700 mudas de espécies nativas na bacia hidrográfica dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí e mais 160 na própria área da usina. O investimento total do projeto foi de cerca de 12 milhões de reais, com a geração inicial de 15 novos postos de trabalho.

Notas

por Dellana Wolney

fissuras em função do calor gerado durante o processo de cura, houve a necessidade de inserir 56 toneladas de gelo. O engenheiro da San Remo, Rafael Ravera de Azevedo revela que toda a fase de construção do bloco envolveu o trânsito de 100 caminhões-betoneira no canteiro de obras, por isso foi necessário um rigoroso planejamento logístico, visto que o fluxo dos caminhões, bem como o fornecimento do concreto deveria ser preciso para prevenir problemas de aderência entre as camadas.

Superbloco de concreto é destaque em obra Para a construção da estrutura foram utilizados 800 m³ de concreto e 90 toneladas de aço

Divulgação San Remo

O novo empreendimento de luxo da construtora San Remo, Residencial Queen Victoria, concluiu em julho a etapa de concretagem que encerra a fase de fundação da torre. O bloco de concreto utilizado na fundação teve uma notável relevância pela quantidade de material empregado: 800 m³ de concreto e 90 toneladas de aço em uma dimensão de 15,30 m x 13,30 m x 4 m (altura). Dois dias ininterruptos foram necessários para que o superbloco fosse finalizado. A estrutura possui 30 estacas com 1 cm de diâmetro e 26,50 m de cumprimento. Com o intuito de evitar a retração do concreto e a formação de

Os modelos possibilitam mais agilidade e facilidade no desenvolvimento de projetos que utilizam o aço

Steve Jurvetson / Flickr

Biblioteca de perfis estruturais para BIM é disponibilizada pela Gerdau

Fundações e Obras Geotécnicas

A empresa Gerdau está oferecendo uma biblioteca de sua linha de perfis estruturais para o BIM (Building Information Modeling). O objetivo é proporcionar mais agilidade e tecnologia aos profissionais de arquitetura e engenharia, que terão acesso direto a modelos prontos com especificações técnicas dos produtos. A iniciativa garante eficiência no desenvolvimento de projetos de construção metálica. O BIM é um conceito que possui diversas funcionalidades, dentre elas a possibilidade de trabalhar um projeto de maneira integrada e em tempo real. O profissional ainda tem acesso a uma ampla variedade de informações como custos, quantidade de mão de obra, informações de fornecedores e contatos. As bibliotecas da Gerdau foram desenvolvidas na plataforma Autodesk Revit, em parceria com Solutec Engenharia de Estruturas, empresa especializada em oferecer soluções técnicas em engenharia de estruturas para empreendimentos. Para fazer o download da ferramenta acesse o site: www.gerdau.com.br

Seja anunciante na revista Fundações & Obras Geotécnicas Ao anunciar na revista Fundações & Obras Geotécnicas sua marca, empresa, produtos e serviços são divulgados para todo o setor de fundações e geotecnia. Além disso, a revista conta com diversas plataformas para divulgação nos meios impresso e digital, tais como: revista impressa, revista online, site, email marketing, canal de vídeos, redes sociais com conteúdo segmentado, podcasts, dentre outros.

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