20) Parede Diafragma Moldada "In Loco" com auxílio de Lama bentonítica.


Autores:  Eng. Francisco Hilber Bezerra de Souza / Eng. Luiz Antônio Naresi Júnior 

 INTRODUÇÃO:

As paredes de diafragma são painéis de concreto, geralmente armado, pré-fabricados ou moldados in loco com a função de contenção em escavações de subsolo. Os painéis são executados por meio do preenchimento de trincheiras escavadas com o uso contínuo de lama bentonítica, cuja função é estabilizar as paredes de escavação e contrabalançar o empuxo causado pelo lençol freático no terreno. Pode-se, também, utilizar polímeros no lugar da lama bentonítica. Para a escavação, é empregado o equipamento clam shell hidráulico. Elementos estruturais de concreto armado concebidos para contenção de empuxos de terra, água e sobrecargas em escavações verticais profundas, as paredes-diafragma são uma solução recorrente nos centros urbanos, onde a falta de área livre dificulta a execução de outros processos.Na origem da técnica de construção de paredes diafragmas aparece o trabalho pioneiro   da   indústria   de   perfuração   de   poços   petrolíferos.  Apesar   do   efeito estabilizador das lamas nas perfurações ser conhecidas desde 1900 na indústria petroleira, a primeira publicação sobre o assunto só aparece em 1913. A bentonita foi introduzida nos sistema de lama em 1929.Progressos técnicos consideráveis só ocorreram no início dos anos 40. Os primeiros diafragmas de concreto armado surgem na Itália nos anos 50; primeiro como funções de impermeabilização, mais tarde como obras de contenção. No Brasil a primeira parede diafragma foi executada pela FRANKI para o Edifício do Pelletron,na Universidade de São Paulo em 1969.O trabalho tem por objetivo a pesquisa bibliográfica das paredes de diafragma e sua aplicação na indústria da construção civil.

TIPOS DE PAREDES DE DIAFRAGMA

A parede diafragma consiste em se realizar, no subsolo, um muro vertical de profundidades   e   espessuras   variáveis,   constituídos   de   painéis   elementares alternados ou sucessivos, e aptos a absorver cargas axiais, empuxos horizontais e momentos fletores.A parede poderá ter função estática ou de interceptação hidráulica, podendo ser constituída de concreto simples ou armado, pré-moldada ou de coulis, conforme o escopo a que se destinar.As paredes diafragma pré-moldadas são constituídas por uma série de elemento sem concreto armado, preparados em usina ou no próprio canteiro. Esses painéis são dimensionados e armados para responder às solicitações a que serão submetidos.A parede diafragma plástica é uma barreira vertical escavada com a utilização de“coulis” (mistura de cimento, bentonita e água), com o objetivo de reduzir a percolação horizontal da água. Para melhorar sua eficiência, a parede deve penetrar na camada de solo impermeável subjacente.A parede moldada "in loco", ou diafragma contínuo, realiza no subsolo um muro vertical de concreto armado de espessura variável de 30 até 120 cm, apto a absorver cargas axiais, empuxos horizontais e momentos fletores, podendo alcançar e superar profundidades superiores a 50m. A parede diafragma é executada em painéis ou lamelas (sucessivos ou alternados), cuja continuidade é assegurada como auxílio de um tubo ou chapa-junta, colocado após a escavação do painel e retirado logo após o início do endurecimento do concreto. 

 MATERIAIS

Concreto:

É aceito desde que a resistência característica aos 28 dias de cura,determinada conforme NBR12655 (Concreto de cimento Portland - Preparo, controle e recebimento – Procedimento) deve ser maior ou igual a 20,0 Mpa, consumo de concreto de 400 kgf/m³ ou especificado em projeto. O fator água/cimento ≤ 0,6 e slump-test de 20 ± 2 cm Os lotes não devem possuir volume de concreto superior a 100 m³.

Lama Bentonítica:

É aceita desde que o peso especifico esteja compreendido entre 1,025 g/cm³ e 1,10 g/cm³; a viscosidade Marsh esteja compreendido no intervalo de30 s a 90 s; o pH esteja compreendido entre 7 e 11; o percentual de areia seja maior ou   igual   a   3%.   Para   reduzir   impacto   ambiental   do   serviço,   empresas   vêm substituindo a lama bentonítica por polímero biodegradável como fluido estabilizante 

Aço estrutural: 

Os aços são classificados conforme sua resistência, definida pela sua composição e processo de fabricação. Assim, adota-se o CA-25 (superfície lisa)e CA-50 (superfície nervurada). São produzidos de acordo com as especificações da NBR 7480/96 (Barras e fios de aço destinados a armaduras para concreto armado).Quando os parâmetros acima não forem obedecidos deve-se efetuar sua imediata substituição.


EQUIPAMENTOS

As paredes de diafragma têm evoluído com o avanço do maquinário. Aumentou-se a capacidade   de   escavação   atingindo  maiores   profundidades   e   espessuras  de paredes com segurança, velocidade e redução de ruído.Para confecção da parede de diafragma utiliza-se os seguintes equipamentos:

a) Diafragmadores Hidráulicos: Os equipamentos diafragmadores hidráulicos de grande porte são capazes de auferir maior rapidez executiva, menor exposição de um furo  aberto,  e maior controle  de  verticalidade  e  prumo  de  escavações,constituindo uma alternativa ao clamshell mecânico, utilizado no Brasil desde a década de 1970.

b) Clam-Shell: Equipamento tem aplicação consagrada em obras de fundações e contenções. Sua especificação e uso, contudo, devem estar respaldados por estudo geotécnico prévio minucioso e por boas práticas de execução. Tem como principal característica a capacidade de executar paredes retangulares com espessura entre 30 cm e 1,40 m. A largura padrão de cada painel é de 2,50 m, podendo chegar a3,80 m. A escavação com clamshell é uma evolução técnica das cortinas com estacas justapostas tipo strauss ou escavadas mecanicamente. Com baixo custo de operação, o clamshell pode estar livremente suspenso ou ser acoplado às barraskelly (hastes de metal que suportam e dirigem o clamshell). A ferramenta também pode ser acoplada a guindastes convencionais de esteiras ou a equipamentos especialmente   desenhados   para   operá-la.   O   fechamento   das   conchas   ou mandíbulas que fazem a remoção da terra é passível de ser feito tanto por acionamento mecânico (com roldanas) como hidraulicamente.

c) Guindaste Auxiliar e Principal:  O guindaste deve estar dimensionado para suportar, com folga, as solicitações provocadas pela operação de escavação(guinchos, estabilidade etc). Além disso, o clamshell, quando livremente suspenso,deve estar acoplado ao cabo de suspensão, por meio de um destorcedor, a fim de eliminar o fenômeno de torção, que é induzido pelo cabo de suspensão. Nos últimos anos, a evolução tecnológica não teve o clamshell como foco principal, mas sim os guindastes aos quais a ferramenta é acoplada. As empresas brasileiras investiram muito   na   modernização   do   seu   parque   de   guindastes.   Tanto   que   hoje   há equipamentos de última geração, mais eficientes e seguros, com sistemas de controle de poluição sonora e de emissão de poluentes incorporados.

d) Central de Lama: A lama bentonítica é preparada em uma instalação especial denominada central de lama, onde se faz a mistura da bentonita (transportada empó, com uma concentração variando de 25 a 70 kg de bentonita por metro cúbico de água, em função da viscosidade e da densidade que se pretende obter. Na central há um laboratório para controle de qualidade (parâmetros exigidos pela Norma Brasileira de Projeto e Execução de Fundações NBR 6122).

e) Bombas:  Bombas de alta vazão, do tipo submersa ou não, apropriadas para bombeamento de lamas densas e com alta percentagem de areia.

f) Desareadores: Equipamento utilizado para retirar areias da lama bentonítica

g) Tubos ou Chapas:  Após o término da escavação iniciamos a montagem das chapa-junta, colocação da armação no painel e do tubo tremonha para concretagem.As chapas-junta são montadas verticalmente nas laterais da escavação, com seção trapezoidal virada para dentro da mesma, formando assim uma junta fêmea, que na concretagem do painel seguinte será preenchida, solidarizando-se com este.

h)   Limpador   de   Juntas:  Ferramenta que permite proceder a uma raspagem eficiente na junta fêmea do painel que vai se concretando a fim de remover todo o solo à ela aderido devido a escavação do painel , esse limpador de junta é utilizado logo em seguida após a escavação da parede de diafragma, caso fique algum resíduo de solo na junta poderá causar complicações – infiltração de água nas paredes de diafragma. 

i) Funil de Concretagem:  A concretagem é feita com concreto usinado, lançado dentro do painel escavado com a ajuda de um funil. 

j) Caminhões Betoneiras: A base da prestação de serviços de concretagem está-nos caminhões betoneira, pois ao contrário do que pode parecer, estes veículos são responsáveis não apenas pelo transporte do concreto até a obra, mas por toda a mistura   e   homogeneização   dos   materiais   componentes   do   concreto.   A movimentação da betoneira se dá através de duas pequenas alavancas, que controlam o sentido de giro do tambor (balão) e a velocidade deste giro, ou seja,sentido horário para carregar o caminhão e homogeneizar a mistura e anti-horário para descarregar o concreto. Além do sistema de rotação, são necessárias também chapas helicoidais, dispostas internamente no tambor, de modo a auxiliar na misturados materiais e na descarga do concreto.

k) Caminhão Basculante: Utilizado no transporte do material para bota-fora

PROJETOS

A parede de diafragma pode ser definida como uma cortina vertical de concreto armado encravada no solo, que serve como contenção para escavações. Deve-se preparar o canteiro e estudar variáveis como interferências enterradas, espaço para manejo dos equipamentos e restrições ao tráfego de caminhões.Indicada para obras de construção civil  realizadas abaixo do lençol freático,   a execução de paredes de diafragma pode ser utilizada para a construção de estacas retangulares para fundação ou para a criação de painéis de contenção. 

Nesse segundo caso, ela pode ser aplicada praticamente em todo o tipo de solo e atingir grandes profundidades, sem gerar vibrações significativas durante sua execução e com alta capacidade de estanqueidade. Em comparação com soluções equivalentes, a parede de diafragma apresenta custo mais competitivo, especialmente para obras urbanas. Isso porque a técnica alia poder de vedação, alta capacidade de estanqueidade e elevada capacidade estrutural, além de oferecer a possibilidade de escavar verticalmente.A segurança e a eficácia da parede de diafragma depende diretamente de um projeto bem concebido, baseado em informações confiáveis advindas de estudos prévios e sondagens. 

O volume de sondagens, aliás, tem que ser compatível com as dimensões da obra até para que a empresa executora tenha condições de mensurar corretamente o trabalho e realizar um orçamento justo. 

O projeto deve conter, pelo menos, os seguintes dados:

a) Local de execução;
b) Cota de apoio / Cota de arrasamento;
c) Espessura da parede;
d) Armadura das Gaiolas;
e) Peso da maior gaiola a ser içada:
f) Detalhamento da mureta guia;
g) Divisões e sequência executiva dos painéis;
h) Traço do concreto (resistência, slump-test e brita);
i) Detalhamento da escavação mecênica do terreno;
j) Detalhamento da execução dos tirantes (quando necessário);
k) Diâmetro e quantidade de cordoalha para execução dos tirantes;

EXECUÇÃO

Para a execução da parede de diafragma são realizadas várias operações que interligam-se entre si e cada uma deve ser planejada com antecedência para que não haja imprevistos. A evolução das técnicas de execução tem buscado mitigar problemas, minimizar patologias e transpassar limites anteriormente impenetráveis pelos processos convencionais 

Podemos destacar as seguintes fases bem definidas, a saber:

Mureta Guia (1): Antes da execução da parede de diafragma, constroem-se muretas para guiar a escavação com o clam shell. A mureta guia também impede o desmoronamento do terreno próximo à superfície.

Escavação com lama bentonítica (2): Antes da escavação é necessário fazer testes na lama para saber se ela está em condições de uso tendo em vista o tipo desolo a ser atingido durante a escavação. Os testes servem para controlar a densidade, a viscosidade, o pH  e o “cake” (película impermeável nas paredes da escavação formada pela penetração da lama nos vazios do solo). A escavação é feita pela penetração do clam shell, que faz o corte do solo. Na medida em que o solo vai sendo retirado, é introduzida simultaneamente mais lama. A escavação é executada até a profundidade prevista em projeto.  Função   da   lama:  A lama bentonítica apresenta como característica principal a propriedade da tixotropia – um estado fluido quando agitada e mais gelatinoso quando em repouso. As principais funções da lama durante a escavação são suportar a face da escavação, formar uma película (“cake”) para impedir sua própria dispersão no solo e deixar em suspensão partículas sólidas do solo escavado – para evitar que elas se depositem no fundo da escavação. No lugar de lama bentonítica, também pode-se usar polímeros. A lama é conduzida até o ponto da escavação por tubulações metálicas com engate rápido ou mangueiras de plástico rígido. Troca da lama de escavação:Terminada a escavação, a lama que se encontra dentro da vala escavada apresenta grande quantidade de sólidos (grãos de areia) em suspensão (25% a 30%). Na concretagem, a lama deve possuir um teor máximo de areia de 3%. Por isso, ela é trocada por meio de substituição ou de circulação durante o processo.

Instalação da armadura (3): Quando se trabalha com painéis armados moldados in loco, uma armadura formada por barras longitudinais e estribos montados em forma de gaiolas é içada e mergulhada na escavação com o auxilio de um guindaste. No projeto das gaiolas das armaduras deve sempre ser levado em conta que a concretagem é submersa. Por isso, os ferros longitudinais devem ter espaçamento mínimo de 10 cm e um recobrimento  mínimo de 4 cm para se garantir um perfeito envolvimento pelo concreto. No trecho central da gaiola, deve ser previsto um espaço de 30 cm a 60 cm para descida do tubo de concretagem.

Concretagem (4): O processo de concretagem usado na execução das paredes de diafragma é o submerso, o que significa que é executado de baixo para cima de uma maneira continua e uniforme. O concreto  a ser lançado não deve se misturar com a lama bentonítica existente na escavação. Para isso, mergulha-se um tubo de concretagem (tremonha) até o fundo da escavação com um êmbolo que expulsa a lama pelo próprio peso da coluna de concreto. O concreto usado no processo submerso tem como principal característica a alta plasticidade. Ele é lançado por um funil colocado na extremidade superior da tremonha.

CONTROLE TECNOLÓGICO

O controle tecnológico das característica do concreto deve abranger:

a) Verificação do slump (NM 67 - Concreto - Determinação da Consistência pelo Abatimento do Tronco de Cone) de todo caminhão betoneira que chegar na obra, o slump deve atender o especificado no traço do concreto. Quando não atender o especificado o concreto é rejeitado;

b) A moldagem de 4 corpos de prova cilíndricos, conforme (NBR 5738 - Moldagem e Cura de Corpos de Prova Cilíndricos ou Prismáticos de Concreto) de todo caminhão betoneira que chegar a obra, para determinação da resistência à compressão simples, conforme (NBR 5739 - Concreto - Ensaios de Compressão de Corpos de Prova Cilíndricos), aos 7 e 28 dias de cura.O controle tecnológico da lama bentonítica deve abranger:a) Deve-se determinar as características da lama bentonítica após seu preparo e antes da escavação, antes da concretagem e no seu reaproveitamento, e sempre que houver suspeita das variações da característica do material.

b) Devem   ser   executadas   as   seguintes   determinações:   massa   específica,viscosidade Marsh, pH e percentual de areia.

CONTROLE AMBIENTAL

O procedimento de controle ambiental referem-se à proteção de corpos d'água, da vegetação lindeira e da segurança viária. Os cuidados e providências para proteção do meio ambiente no decorrer da execução da parede diafragma são:

a) Deve ser implantada a sinalização de alerta e segurança de acordo com as normas pertinentes aos serviços;

b) Deve ser proibido o tráfego dos equipamentos fora dos limites da obra visando evitar danos desnecessários à vegetação e interferências na drenagem natural;

c) As áreas destinadas ao estacionamento e manutenção dos veículos devem ser devidamente sinalizadas, localizadas e operadas de forma que os resíduos de lubrificantes ou combustíveis não sejam carreados para os cursos d'água. As áreas devem ser recuperadas ao final das atividades;

d) Todos os resíduos de materiais utilizados devem ser recolhidos e dada a destinação apropriada;

e) O material resultante da escavação deve ser transportado para depósito de material excedente previamente aprovado;

f) A lama bentonítica utilizada deve ser recolhida e transportada para local previamente aprovado pela fiscalização para tratamento, reaproveitamento ou para ser destinado ao depósito de material excedente;

g) É proibido o escoamento da lama bentonítica no sistema de drenagem, provisório ou definitivo e nos corpos d'água;

h) Evitar o carreamento do concreto utilizado para os cursos d'água e sistema de drenagem;

i) A área afetada pelas operações de construção e execução deve ser recuperada,mediante a limpeza dos canteiros de obra;

j)   É   obrigatório   o   uso   de   EPI,   equipamentos   de   proteção   individual,   pelos funcionários.

CRITÉRIOS DE MEDIÇÃO E PAGAMENTO

As paredes de diafragma executadas e aceitas pelo contratante devem ser medidas em metro cúbico (m³), obtidos através do produto das espessuras, extensões e profundidades efetivamente executadas e aceitas pela fiscalização do contratante.

A parede de diafragma é paga conforme o respectivo preço unitário (un) contratual,no qual estão inclusos: as operações de escavação, concretagem, armação,execução  das  paredes-guias,   fornecimento   e   colocação   de  lama  bentonítica,transporte dos materiais escavados para bota-fora, fornecimento de concreto e do aço, mão de obra com encargos sociais, BDI (Benefícios e Despesas Indiretas), e equipamentos necessários aos serviços e outros recursos utilizados.Necessário para mensuração e pagamento da parede de diafragma que tenhamos um check list para acompanhamento do avanço físico do dispositivo que contemple:

a) Avaliação da experiência do prestador de serviços, a qualidade dos equipamentos e a especialização da equipe;

b) Ofereça informações completas à contratada quanto aos problemas que podem existir no terreno, como fundações antigas;

c) Verificação de alguma restrição ao tráfego de caminhões ao programar a chegada e saída dos equipamentos e dos caminhões de terra;

d) Prepare o canteiro para receber as máquinas e verifique se o terreno suporta os equipamentos pesados;

e) Controle do andamento da obra verificando os boletins dos painéis.

CONCLUSÃO

Sabe-se que o uso da parede de diafragma é indicada para a contenção de terrenos que não possuem grande área livre de movimentação para escavações, mas que necessitam de técnicas relevantes e assertivas que garantam a proteção e devida contenção da terra, evitando assim a movimentação da mesma.Ao pensar numa obra como um todo, a fase de contenção representa um gasto financeiro considerável, devendo então a técnica ser executada de modo certeiro e evitando assim qualquer tipo de retrabalho. Para isso o estudo prévio para a realização do projeto deve ser associado ao da fundação e ao do solo, sem saber precisamente tais informações o processo pode vir a ser questionado.

O estudo do projeto pré-obra é essencial, já que essa etapa de contenção pode vir a ser realizada junto com a de fundações, e a movimentação e ação da terra e mão de obra tem que ser bem empregada e sincronizada.A técnica das paredes de diafragma traz a segurança oferecida pela modernidade dos equipamentos de realizar cortes verticais profundos e precisos e deixando as armaduras fixadas com exatidão aos eixos.

Outro fator positivo é a adaptação da técnica em três tipos, o que visa trazer assertividade   ao   projeto   e   evitar   gastos   desnecessários,   com   técnicas   não fundamentais no terreno.Pode-se pensar como fator negativo a necessidade de ter uma equipe especializada para realizar a mão de obra, que exige precisão ao extremo, e que uma equipe não qualificada pode vir a prejudicar a execução, e erros no decorrer desse processo podem vir a representar um desastre financeiro para a obra.



ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA PARA EXECUÇÃO DE PAREDE DIAFRAGMA:

1 - OBJETIVO

Procedimentos executivos necessários à implantação de parede diafragma para servir como contenção.


SEQUÊNCIA EXECUTIVA BÁSICA



2 - DEFINIÇÃO

Trata-se da execução de painéis de concreto armado moldados in loco denominadas de "LAMELAS" através do preenchimento de trincheiras escavadas pelo uso contínuo de lama bentonítica, com a função de estabilizar as paredes de escavação e contrabalançar o empuxo devido à ocorrência de lençol freático no terreno.


Detalhe de uma lamela pré-moldada.

2.1 - LAMA BENTONITA :

Trata-se de uma suspensão em água de argila especial (BENTONITA).

É uma mistura argilosa constituida prevalentemente de montmorilonita (silicato hidratado de alumínio), que absorve água até 6 a 7 vezes o próprio peso, aumentando de 15 a 20 vezes o próprio volume. 

A lama de perfuração foi utilizada pela primeira vez nos Estados Unidos da América do Norte em 1883, para execução de poços.

2.1.1 - QUALIDADES BÁSICAS DA LAMA BENTONITICA :

  • Viscosidade superior à da água;
  • Permitir, nas faces da escavação, a colmatação dos vazios da estrutura do solo, formando uma película praticamente impermeável; 
  • Poder tixotrópico, ou seja, a condição de adquirir uma certa rigidez quando a suspensão se apresenta em repouso;
2.1.2 - FINALIDADE DA LAMA BENTONITICA :

Garantir a estabilidade das paredes dos painéis durante a escavação.

2.1.3 - FORMAÇÃO DE LAMA BENTONITA :

Mistura de 1 m3 de água doce e 30 a 100 kg de bentonita em função da densidade e viscosidade desejada.

A preparação deve ser feita com antecedência mínima de 8 horas para permitir o inchamento da mesma.

Densidade da Lama Bentonita : Intervalo dos valores: 1,025 a 1,10 g / cm3.

3 - MATERIAIS

A executante deve prever a utilização dos seguintes materiais:

a) concreto
    - com fck ≥ 20 MPa, consumo de concreto de 400 kgf/m³;
    - fator água/cimento ≤ 0,6 e slump-test de 20 ± 2 cm.

b) aço estrutural CA-25 e CA-50, conforme projeto.

c) lama bentonítica com as seguintes características:
   - peso específico entre 1,025 e 1,10 gf/cm³;
   - pH entre 7 e 11;
   - teor de areia ≤ 3%.

4 - EQUIPAMENTOS

A executante deve prever a utilização dos seguintes equipamentos:

a) diafragamadora, clam-shell e guindaste principal;


Diafragamadora, clam-shell e guindaste principal


Tipos de Clam - Shell

b) guindaste auxiliar;

c) central de lama;

d) bombas;

e) tubos ou chapas;

f) limpador de juntas;

g) funil de concretagem e outros;

h) caminhões betoneiras;

i) veículos auxiliares.

5 - EXECUÇÃO

A executante deve efetuar a locação das paredes projetadas.

PAREDE GUIA / MURETAS- GUIAS :

As paredes guias ou muretas-guia, com a função de balizar a escavação do painel e estabilização do terreno superficial lindeiro à futura parede, devem ser executadas de acordo com detalhes e especificações constantes do projeto.

São elementos de arrimo em concreto armado, com funções de definição do alinhamento, facilitando o posicionamento das lamelas da parede diafragma e servindo como guia para posicionamento do equipamento.

DIMENSÕES USUAIS :

Profundidade: de 1 a 2 metros

ESPESSURA  : de 0,10 a 0,20 metros

A parede diafragma deve ser executada em obediência às seguintes fases sequenciais:

- 1ª fase: escavação das paredes definidas pelas muretas-guias com a utilização contínua de lama bentonítica; 

ESCAVAÇÃO INICIAL COM RETRO-ESCAVADEIRA OU ESCAVAÇÃO MANUAL
 PARA IMPLANTAÇÃO DAS PAREDES GUIAS

ESCAVAÇÃO COM CLAW-SHELL 
EM GUINDASTE



CONCRETAGEM DA PAREDE GUIA

A execução deve ser efetuada com o uso do clam-shell, na largura especificada para a parede, e em passos o tanto quanto possível horizontais, não se deixando degraus de grande porte na escavação;


- 2ª fase: Atingida a profundidade estabelecida em projeto, a executante deve proceder à limpeza da base da escavação com a retirada de detritos remanescentes, para executar a escavação e lançada a lama bentonitica que tem propriedade tixotropica para evitar o fechamento da cava equilibrando os empuxos na escavação, evitando o desmoronamento interno da cava.



 Na seqüência, a armação será aplicada e a lama poderá ser reutilizada sendo bombeada para os reservatórios apropriados e passando pelo desarenador em sistema fechado até que se baixe o teor de areia para que seja efetuada a concretagem, podendo inclusive haver a substituição de parte da lama bentonita por outra mais nova

A lama nova é batida e preparada em misturadores de alta velocidade e bombeadas para Tanques de Maturação onde descansam por  cerca de 48 horas e após isso encontram-se prontas para sua utilização e serão estocadas nos tanques de lama para aplicação na lamela que esta sendo escavada.  


Central para preparo da Lama Bentonita e aplicação no furo escavado


- 3ª fase: Após a desarenação no caso de reutilização ou da aplicação da lama, deve se efetuar a colocação da armadura dentro do painel escavado;


DESCIDA DA GAIOLA DE ARMAÇÃO



Içamento da gaiola metálica com 20,00 m de altura com apoio de
 2 guindastes simultâneos para aplicação na lamela perfurada.


Detalhe do içamento da armação


DESCIDA DA GAIOLA DE ARMAÇÃO - LANÇAMENTO DA GAIOLA

 A gaiola de aço deve ser provida de roletes espaçadores de forma a manter a posição vertical e os recobrimentos mínimos previstos no projeto;


DESCIDA DA GAIOLA E ARMAÇÃO



Recirculação de lama após a aplicação da gaiola para desarenamento da
 lama bentonitica para posterior concretagem submersa


- 4ª fase: Após a colocação da armadura, deve ser efetuada a concretagem do painel;


Concretagem com utilização de funil acoplado a tubo Tremonha diâmetro 8"

Antes do início da concretagem, deve ser colocado o tubo-junta na extremidade do painel e dentro da verticalização prevista; 


Colocação do Tubo Guia


Sempre na 1a concretagem é necessário a colocação do tubo guia

A concretagem deve ser processada utilizando-se, para tanto, o tubo tremonha, que deve ser mantido imerso a pelo menos 1,5 m na camada de concreto.


Concretagem submersa com o cuidado da tremonha permanecer dentro do concreto
 lançado cerca de 1,50 m para manter a homogeneidade do concreto que
se inicia logo após a desarenação.


Detalhe em planta da execução de Parede Diafragma para construção de Metrô em grandes centros urbanos.



Detalhe da Concretagem Submersa

Com o preenchimento do painel pelo concreto, a lama, com menor densidade, sobe, devendo ser bombeada para fora da caixa e estocada no silo específico ou ate mesmo podendo ser descartada em local adequado.

 A concretagem do painel deve ser processada com a maior brevidade possível, evitando ventuais instabilizações; por outro lado, caso a concretagem seja interrompida de um dia para outro, deve-se providenciar a nova troca da lama, antes do seu reinício.

- 5ª fase: imediatamente após o endurecimento do concreto, devem ser removidos os tubos-juntas.


TUBOS JUNTAS OU TUBOS GUIAS

Atingida a profundidade estabelecida no projeto, o painel em execução deve ser armado e concretado simultaneamente à retirada da lama. Antes da colocação da gaiola de aço, a lama suja, devido à escavação, deve ser trocada por lama acidas.


PAREDE DIAFRAGMA - SEQUÊNCIA EM PAINÉIS ALTERNADOS



PAREDE DIAFRAGMA - SEQUÊNCIA EM PAINÉIS SUCESSIVOS

Os painéis projetados não devem ter extensões superiores a 5 m, salvo casos excepcionais previstos no projeto.

A parede projetada pode ser do tipo auto-portante, ou complementada por estruturas adicionais, com elementos de escoramento específico.

6 - CONTROLE

O controle das características do concreto deve abranger:

a) verificar o slump, conforme NM 67(3), de todo caminhão betoneira que chegar a obra, o slump deve atender o especificado no traço de concreto. Quando não atender o especificado o concreto é rejeitado;

b) moldagem de 4 corpos de prova cilíndricos, conforme NBR 5738(1) de todo caminhão betoneira que chegar a obra, para determinação da resistência à compressão simples, conforme NBR 5739(2), aos 7 e 28 dias de cura.

6.1.1 Lama Bentonitica

Deve-se determinar as características da lama betonítica após seu preparo e antes da escavação, antes da concretagem e no seu reaproveitamento, e sempre que houver suspeita das variações da característica do material. Devem ser executadas as seguintes determinações:

a) massa específica;



b) viscosidade Marsh;



c) pH;

d) percentual de areia.



6.2 Execução

A contratada deve manter registro completo da cravação de cada painel, em duas vias, uma destinada à fiscalização. Devem constar neste registro os seguintes elementos

- obra e local;
- data de início de escavação e corretagem;
- número do painel;
- dimensões;
- cotas da parede-guia, do fundo e arrasamento;
- produtividade de escavação e concretagem, por painel, com comparação em cada trecho do consumo real em relação ao teórico;
- resultados dos ensaios de lama antes e após da desarenação;
- slump-test do concreto e outros.

As paredes que não tenham sido adequadamente controladas não são recebidas e aceitas pela fiscalização.

A concretagem de cada painel deve ser acompanhada para verificação dos volumes efetivos do concreto, em comparação com os volumes previstos. Desta forma, torna-se possível estimar as espessuras efetivas da parede, bem como avaliar a presença de locas ou erosão, devido aos desbarrancamentos ocorridos.

Toda a lama a ser utilizada deve ser previamente estocada para verificação de sua densidade e teor de areia.

A executante deve elaborar o boletim de controle de subida do concreto e do ensaio de lama.

As paredes que não tenham sido adequadamente controladas não são recebidas e aceitas pela
fiscalização.

A concretagem de cada painel deve ser acompanhada para verificação dos volumes efetivos do concreto, em comparação com os volumes previstos. Desta forma, torna-se possível estimar as espessuras efetivas da parede, bem como avaliar a presença de locas ou erosão, devido aos desbarrancamentos ocorridos.


A executante deve elaborar o boletim de controle de subida do concreto e do ensaio de lama.

7 - ACEITAÇÃO

Os serviços são aceitos e passíveis de medição desde que atendam as exigências estabelecidas nesta especificação.

7.1 Materiais

7.1.1 Concreto

O concreto é aceito desde que o resistência característica aos 28 dias de cura, determinada conforme NBR 12655(3) deve ser maior ou igual a 20,0 MPa ou especificado em projeto. Os lotes não devem possuir volume de concreto superior a 100 m³.

7.1.2 Lama Betonítica

A lama bentonítica é aceita desde que:

a) o peso específico esteja compreendido entre 1,025 g/cm³ e 1,10 g/cm²;
b) a viscosidade Marsh esteja entre compreendido no intervalo de 30 s e 90 s;
c) o pH esteja compreendido entre 7 e 11;
d) o percentual de areia seja ≥ 3%.
Quando os parâmetros acima não forem obedecidos deve-se efetuar sua imediata substituição.

7.2 Execução

As paredes-guias devem apresentar distância máxima entre elas igual à espessura do painel acrescido de 5 cm.

O alinhamento e o prumo das paredes-guias devem ser verificados, aceitando-se valores situados entre ± 2 cm;

A verticalidade da escavação deve ser garantida através de verificação por fio de prumo e estar situada dentro de limites da parede-guia.

8 - CONTROLE AMBIENTAL

Os procedimentos de controle ambiental referem-se à proteção de corpos d’água, da vegetação lindeira e da segurança viária. A seguir são apresentados os cuidados e providências para proteção do meio ambiente, a serem observados no decorrer da execução da parede diafragma.

a) deve ser implantada a sinalização de alerta e de segurança de acordo com as normas pertinentes aos serviços;

b) deve ser proibido o tráfego dos equipamentos fora do corpo da estrada para evitar danos desnecessários à vegetação e interferências na drenagem natural;

c) caso haja necessidade de estradas de serviço fora da faixa de domínio, deve-se proceder o cadastro de acordo com a legislação vigente;

d) as áreas destinadas ao estacionamento e manutenção dos veículos devem ser devidamente sinalizadas, localizadas e operadas de forma que os resíduos de lubrificantes ou combustíveis não sejam carreados para os cursos d’água. As áreas devem ser recuperadas ao final das atividades;

e) todos os resíduos de materiais utilizados devem ser recolhidos e dada a destinação apropriada;

f) o material resultante da escavação deve ser transportado para depósito de material excedente previamente aprovado;

g) a lama bentonitica utilizada deve ser recolhida e transportada para local previamente aprovado pela fiscalização para tratamento, para reaproveitamento ou para ser destinada ao depósito de material excedente;

h) é proibido o escoamento da lama bentonítica no sistema drenagem, provisório ou definitivo, e nos corpos d’água;

i) evitar o carreamento do concreto utilizado para os cursos d’água e sistema de drenagem;

j) a área afetada pelas operações de construção e execução deve ser recuperada, mediante a limpeza do canteiro de obras, efetuando ainda a recomposição ambiental;

k) é obrigatório o uso de EPI, equipamentos de proteção individual, pelos funcionários.

9 - CRITÉRIOS DE MEDIÇÃO E PAGAMENTO

As paredes diafragma executadas e aceitas pela fiscalização devem ser medidas em metro cúbico (m³), obtidos através do produto das espessuras, extensões e profundidades efetivamente executadas e aceitas pela fiscalização.

A parede diafragma é paga conforme o respectivo preço unitário contratual, no qual estão inclusos: as operações de escavação, concretagem, armação, execução das paredes-guias, fornecimento e colocação da lama bentonítica, transporte dos materiais escavados para botafora, fornecimento do concreto e do aço , mão de obra com encargos sociais, BDI, e equipamentos necessários aos serviços e outros recursos utilizados.

UNIDADES MAIS USUAIS PARA MEDIÇÃO DOS SERVIÇOS

01 Parede diafragma moldada “in loco” m³

02 Taxa de instalação de equipamento para parede diafragma un

10 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

10.1 - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5738. Concreto - Procedimento para moldagem e cura de corpos-de-prova. Rio de Janeiro, 2003.

10.2 - NBR 5739. Concreto – Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. Rio de Janeiro 1994.

10.3 - NBR 12655. Concreto de cimento Portland – Preparo, controle e recebimento – Procedimento. Rio de Janeiro, 2006




ANEXO A - BOLETIM DE PAREDE DIAFRAGMA

Relatório de Acompanhamento de Execução de Parede Diafragma
Obra: Nº Data:
Cliente: Estaca nº:
Cota da parede-guia: Cota do fundo:
Cota de arrasamento: Escavado:
Concretado: Não-concretado:
Data Dimensões
Início Término Barrete:______x______(mm)
Cronometragem dos Trabalhos
Serviços Datas Quantidades de Horas
Paralisações Datas Equipamentos (horas)
Escavação Defeito mecânico
Trepanagem Falta de paredeguia
Colocação de juntas Falta de água
Colocação de camisa Falta de armação
Colocação de armação Falta de caminhão
basculante
Colocação de tubo trem. Falta de concreto
Concretagem Falta de definição
do projeto
Tempo de cura Falta de energia
Retirada de juntas Por chuva
Produção Escavação Concretagem
Quantidade executada
Quantidade acumulada no mês
Quantidade acumulada na obra
Observações:
____________________________
Nome do Executor
____________________________
Assinatura do Executor

A escavação de parede diafragma foi uma evolução natural das cortinas com estacas justapostas tipo strauss ou escavadas mecanicamente. Para tanto, foram desenvolvidas as ferramentas “clam-shell” que podem ser mecânicas ou hidráulicas, de seção retangular sendo sua espessura variável entre 0,30 m até 1,20 m e com larguras variando entre 1,50 m até 3,00 m.

Tendo como finalidade a execução de um muro contínuo no subsolo que possibilita a absorção de cargas axiais, empuxos e momentos fletores


Em função das características geológicas do terreno, os painéis ou lamelas podem ser escavados em seqüência ou alternadamente sendo que, a aderência entre as sucessivas lamelas é obtida com a utilização de tubos junta no caso das paredes moldadas “In loco”.

Para paredes diafragma “pré-moldadas” o encaixe entre painéis consecutivos é do tipo “macho-fêmea”, podendo ter diferentes formas geométricas.

As estacas barrete seguem o mesmo processo executivo, sendo perfuradas lamelas individuais ou com seção mista do tipo H, +, --, etc... e são indicadas para absorção de cargas elevadas nas fundações.



METODOLOGIA EXECUTIVA

1- Execução da mureta guia em concreto armado ou chapa metálica, que serve como guia do clam-shell e contenção da camada de terreno superficial.

2- Escavação das lamelas com utilização do clam-shell e contenção da camada de terreno superficial.

3- Colocação do tubo-junta para moldagem “in loco”.

4- Aplicação da armada pré-montada com alças, clips, distanciadores, etc.

Caso sejam utilizadas placas pré-moldadas, as mesmas já dispõem da amadura pré-moldada de engate na sua extremidade inferior, bem como de juntas tipo “macho-fêmea” eliminando-se com isso a fase 3 acima. 

5- Concretagem submersa, utilizando-se o tubo “tremie” com o intuito de evitar a lavagem e desagregação do concreto, obtendo-se elevadas velocidades de lançamento de grandes volumes de concreto. O mesmo deve ter “slump” adequado.

Inicialmente, emprega-se um obturador no tubo “tremiê” para evitar a mistura da lama bentonítica com o concreto, que pode acarretar perda na qualidade do mesmo.

Em seguida procede-se a concretagem contínua da lamela tomando-se a precaução de manter o tubo sempre imerso no concreto e, concomitantemente procede-se a retirada da lama bentonítica excedente para reciclagem e reproveitamento.

No caso das placas pré-modadas, são deixados furos ao longo das mesmas e, que permitem a introdução do tubo “tremiê” até o fundo da escavação para a concretagem e interação das mesmas com o solo. 

Como vantagens desse sistema, ressalvamos:

Alta produtividade em função da mobilidade do equipamento, da rapidez de manobra, da agilidade na troca da ferramenta e descarga do material escavado.

Atingir grandes profundidades abaixo do lençol freático, possibilitando por exemplo a ampliação do número de subsolos e garagens.

Contenção lateral para grandes escavações poços, casas de máquina, silos subterrâneos, etc.

Elementos estruturais

Impermeabilização de barragens, diques, escavações, canalizações de córregos ou rios, podendo-se executar diafragmas plásticos preenchidos com mistura de cimento e argila ou bentonita.

Execução da parede a edificação vizinha sem causar danos a esta, por não provocar vibrações ou alívio significativo das pressões laterais, não retirar água do solo alterando enfim as condições do solo sob as estruturas adjacentes.

Características da lama bentonítica e do concreto

A) Lama Bentonítica

Densidade: < 1.10 g/ml - (balança densidade)

Viscosidade: 20 - 90 seg - (balança de Marsh)

Resistência do gel (10 min): 1.4 - n/m² - (Shearometer)

PH:

8 - 12 - (papel de tornasol)

B) Concreto

“Slump” 20 ± 1 cm

A/C = 0,6

Agregado: dimensões max 20m (pedra 1)

Cimento: 400 kg/m³

Areia: 35% - 45% em peso (total de agregado)


EXECUÇÃO DE PAREDE DIAFRAGMA


Execução de Parede Diafragma - Vídeo Geofix



LUIZ ANTONIO NARESI JUNIOR

Luiz Antonio Naresi Júnior
 é engenheiro civil com ênfase na área de Saneamento, possui pós-graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho, Analista Ambiental pela UFJF (Universidade Federal de Juiz de Fora), e em Engenharia Geotécnica pela UNICID (Universidade Cidade de São Paulo). É especialista em obras de Fundação Profunda, Contenções de Encosta, Obras de Artes Especiais, Projetos de Contenção, Infraestrutura Ferroviária e Rodoviária. Atualmente é sócio da ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica), diretor do Clube de Engenharia de Juiz de Fora (MG) desde 2005, participa como voluntario pela ABMS como apoio a defesa civil de Belo Horizonte, Professor da Escalla Cursos para Mestre de Obras (CEJF / CREA/MG), consultor de fundação pesada e geotecnia, comercial e assessor da diretoria da Empresa Progeo Engenharia Ltda.
 

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