69) Rumo ao subsolo

Rumo aos subsolos

Veículo: Revista téchne - Página: Capa/1,46-65
Data: 01/11/2013 a revista do engenheiro civil PIN! apoio, OBRA Centro Paula Souza, em SP Edição 200 ano 21 novembro de 2013 PROJETOS VENCE I II I o o :s técnicas e equipa :ndes dimensões injeção de soto-cime wes profundas coni 46 FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES I Rumo aos subsolos Novos maquinários permitem executar paredes-diafragma até em sob rochoso.

Conheça as novidades do setor 52 FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES II Apoio direto Execução de grandes blocos de fundação direta é complexa e requer cuidados na elaboração do traço do concreto e rigor no planejamento logístico da execução 58 FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES III Solo reforçado Colunas de solo-cimento podem ser adotadas no reforço de solos fracos e de baixa resistência.

Conheça as técnicas de execução 62 FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES IV Base profunda Conheça os fatores técnicos e econômicos que influenciam a especificação de soluções para estacas pré-moldadas e moldadas in loco FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES!

Rumo aos subsolos Busca por produtividade, redução de impactos ambientais e superação de geologia desfavorável orientam o desenvolvimento de equipamentos e técnicas para a execução de paredes-diafragma 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.

Nos últimos anos, a demanda por tecnologias mais eficazes c produtivas promoveu avanços nessa área. Equipamentos de grande porte desembarcaram no Brasil, com destaque para as hidrofresas. Ao mesmo tempo, alternativas ao uso da lama bentonítica como fluido estabilizante também apareceram, proporcionando ganhos ambientais e econômicos. "As paredes-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", comenta o engenheiro Luiz Antônio Naresi Júnior, especialista em fundações pesadas e geotecnia e gerente geral de planejamento da Progeo Engenharia.

Ele lembra que este tipo de técnica de contenção é aplicado principalmente em subsolos enterrados. Nesses casos, primeiro se realiza a parede-diafragma tornando o permetro da construção estanque e contido, para então dar início à escavação dos pavimentos subterrâneos, de forma a garantir a contenção da caixa de escavação.

As paredes-diafragma Execução de paredes-diafragma tem evoluído com o avanço do maquinário, que atinge cotas de escavação mais profundas, com maior produtividade e menores níveis de ruído são construídas a partir de lamelas de ate 7 in de comprimento e espessura variando entre 0,45 m c 1,50 m (com profundidades de até 100 m).

"A evolução das técnicas de execução tem buscado mitigar problemas, minimizar patologias e transpassar limites anteriormente impenetráveis pelos processos convencionais", resume o engenheiro Luiz Callandrelli Neto, gerente técnico da Costa Fortuna.

canto é que, recentemente, têm sido introduzidos no Pais equipamentos diafragmadores hidráulicos de grande porte 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.

Serviços em solo rochoso Foi em meados de 2009 que chegou ao Brasil a primeira hidrofresa (hydromill, em ingles) coin a promessa de permitir a execução de parede-diafragma em qualquer tipo de obra, independentemente da natureza do subsolo local.

A hidrofresa é composta por urna estrutura de aço rígido e por dois motores hidráulicos instalados na parte inferior da estrutura que giram alinhados no sentido horizontal e em direções opostas, além de uma bomba de alta capacidade de sucção.

Solo e rocha são triturados por rodas e correntes de corte, ficam em suspensão no fluido estabilizante e são direcionados até a abertura central do equipamento, onde são aspirados pela bomba hidráulica e conduzidos à central de tratamento.

"Ao contrário das metodologias utilizadas no Brasil, esta ferramenta só é retirada do furo Até a introdução da hidrofresa nas obras brasileiras, a execução de subsolos em quando é atingida a cota de ponta es- >> terrenos urbanos era restrita devido à dificuldade de escavação em rocha FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES I Parede-diafragma executada com hidrofresa - componentes ‘.

1 OHidrofresa fa Bomba de aspiração ODesarenador O Tanque de lodo 10 Bomba centrifuga O Solo escavado la Bomba centrifuga O Misturador de bentonita 0 Silo íp Água Parede-diafragma executada com hidrofresa -sequência de execução Vista lateral Execução de mureta-guia Pré-escavação Escavação de painéis primários em etapas Instalação de armadura Ilingeflfl Wainistais PUB lierua VS" tui S.

SIN N tipulada em projeto. Isto devido ao seu principio de funcionamento, conhecido como circulação reversa", explica Callandrelli. Sensores eletrônicos incorporados ao corpo da ferramenta acompanham toda a operação, registrando informações para o controle de vários parâmetros, como a verticalidade da parede. "As profundidades possíveis de escavação com este sistema aumentaram substancialmente, podendo atingir valores de até 100 rn de profundidade. Além de auferir ganho de desempenho do sistema de paredes-diafragma, as h id rofresas ainda miti - gam ou eliminam a utilização anterior de artifícios construtivos para o atendimento de necessidades de projeto, corno submurações, pinagcns, rebaixamento de lençol freático, etc.

", comenta Luiz Callandrelli Neto. A hidrofresa encontrou em locais com solo rochoso, caso do Rio de Janeiro, um importante nicho de aplicação. Até então, a execução de subsolos na cidade era restrita devido à dificuldade de escavação em rocha. "Já há vários projetistas concebendo edifícios comerciais com dois, trés níveis de subsolo, por conta da disponibilidade dessa tecnologia", revela o engenheiro Carlos Villar, gerente comercial da Terratest.

O engenheiro Luiz Antonio Narcsi Júnior acrescenta que o equipamento vem sendo aproveitado nos casos em que o projetista busca a garantia de engastamento na estrutura de rocha. "As restrições no uso são as grandes profundidades de escavação onde a parede pode desalinhar, havendo a necessidade de um rigoroso controle de verticalidade. As vantagens agregadas são a possibilidade de execução de projetos mais robustos, arrojados com paredes de espessuras maiores e mais profundas", avalia o projetista. A produtividade desse tipo de equipamento é variável em função das características geotécnicas do local. "Mas um índice de produtividade ideal é em torno de 70 m2/dia de escavação e concretagem de parede, valor compatível com solo argiloso, informa Villar. Inovações no clamshell Mesmo em obras com uso exclusivo do clamshell para a execução da parede-diafragma há inovações. Alguns equipamentos permitem, por exemplo, a execução de junta-tubo, de seção circular, em vez da tradicional junta reta. Segundo Villar, com esse sistema, no qual um tubo funciona como guia para o equipamento, é possível reduzirem 50% a diferença entre as lamelas, obtendo maior verticalidade da parede. Por esse método, proveniente da escola alemã, também é possível executar lamelas de maiores dimensões, de até 5 m, reduzindo o número de juntas. No Brasil, o mais usual é usar lamelas de 3 m. "Outra vantagem desse método é a velocidade de execução. A produtividade chega a ser Concretagem dos painéis primários Escavação do painel secundário Instalação de armadura e formação de juntas do painel secundário Concretagem do painel secundário Escavação entre os painéis com clamshell ii FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES I Parede-diafragma executada com clamshell- sequência de execução Fcravação do primeiro painel com clamshell Escavação do segundo painel com clamshell C.

Corte em rocha Em São Luis (MA), a execução de paredediafragma na construção de uma estrutura subterrânea para descarga de minérios da Vale exigiu o uso da hidrofresa devido à presença de rocha sedimentar.

A estrutura enterrada foi dimensionada para receber em sua superfície quatro linhas de trens com vagões carregados de minério de ferro. Nesse caso, o desafio era executar uma contenção profunda capaz de vencer alturas de escavação de 28,50 m e um vão vertical de 24,50 m de extensão, com apenas um travamento superficial. A produtividade média atingida na obra foi de 2,9 mil m2 por mês. Estrutura subterrânea para descarga de minérios - Vale São Luis Ano: 2010 Construtora: Camargo Correa Projeto e execução : Costa Fortuna 20% maior em comparação à escavação com clamshell tradicional", garante o engenheiro da Terratest.

No processo de execução de pareda-diafragma com clamshell, a substituição da lama bentonítica por polítneros biodegradáveis como fluido estabilizante vem se firmando como uma tendência. "Essa questão está na ordem do dia, especialmente nos casos de empreendimentos que almejam certifica ções ambientais", explica o engenheiro Carlos Villar. Embora seja um excelente estabilizante, a restrição ao uso da lama se deve pelo fato de o material ser um potente impermeabilizante, o que cria dificuldades para a penetração de água no solo. Por isso, seu uso requer controle e descarte em aterros próprios, o que costuma ser dispendioso. Os estabilizantes biodegradáveis, por outro lado, podem ser descartados em qualquer bota-fora ou até em galerias de águas pluviais, desde que não haja sólidos (solo) em suspensão. Segundo Callandrelli, o uso dos polímeros, além de suprir condicionantes ambientais, ainda proporciona maior produtividade à obra, pois são fluidos de alta taxa de decantação, que se misturam muito pouco ao solo local.

Consequentemente, estes fluidos não são desarenados em obras antes de concretagens, apenas trocados em casos críticos. "Se ganha por volta de uma hora operacional por furo executado em campo, o que é bastante representativo", compara o engenheiro da Costa Fortuna. "A concepção do projeto e o processo de execução não se alteram significativamente com a substituição da lama", informa Naresi, lembrando que, independentemente do fluido empregado, uma obra de parede-diafragma requer um estudo sofisticado de logística no canteiro em função dos equipamentos de grande porte utilizados.

Omesmo pode ocorrer com os custos, na maior parte das vezes. Em uma comparação direta, a lama ainda é mais barata que os polímeros. "Mas em uma análise de custos global, que considere a despesa com o descarte do material, o preço das duas soluções fica muito próximo, em alguns casos com vantagem para o polímero", afirma Carlos Villar.

Embora o uso de polimeros também exija a instalação de silos de armazenamento no canteiro, o material biodegra Colocação das juntas e chapa espelho Colocação da armadura Colocação do tubo de concretagem Retirada do tubo de concretagem, juntas e chapa-espelho Concretagem da parede Ufil I :.

:I dável apresenta percentuais mais baixos de consumo de materiais."Normalmente utilizamos entre 1%e 3% do volume de água, enquanto a quantidade de bentonita fica entre 2,5% e 7,5% do volume de água", compara Luiz Callandrelli Neto. De acordo com o engenheiro da Costa Fortuna, para obras convencionais (com clamshell mecànico ou hidráulico) o polímero pode ser utilizado em mais de 85% dos casos de obras com satisfatoriedade.

"0 uso dos polímeros biodegradáveis é a melhor e mais económica saída para atendimento a legislações ambientais quando em obras convencionais de paredes-diafragma", avalia Callandrelli. "Contudo, nem em toda obra é possível substituir a lama pelos polímeros", alerta Carlos Villar, ressaltando que a lama ainda é muito mais eficiente em solos ma is arenosos. Também ainda não há, no Brasil, tecnologia para utilização de lama polimérica biodegradável com o sistema de desarenação das hidrofresas. Paralelamente, alternativas vem sendo exploradas visando à diminuição do volume de bentonita e dos resíduos gerados numa obra de parede-diafragma. Em obras onde se utiliza a bentonita misturada em água como fluido estabilizante, pode-se promover a redução dos volumes de resíduos e até torná-los inertes ou biodegradáveis. Uma das tecnologias indicadas para isso é o uso de centrifugação . Nesse caso, a lama bentonítica passa por uma centrífuga que separa as par Processo tradicional Nas obras do Metrô de São Paulo, as boas condições geológicas permitiram a execução de fundações e contenções com parede-diafragma e de estacas com técnicas tradicionais.

A escavação foi realizada com o uso de clamshell e a estabilização foi feita com lama bentonitica. A obra faz parte da interligação entre as linhas 17 - Ouro (Monotrilho) e a Linha 5 - Lilás. Na ocasião, a execução obteve rendimentos diários superiores a 130 rri2 graças à qualidade do terreno, formado por camadas de areia com compacidades variando de média a compacta. Estação Água Espraiada - Interligação entre as linhas 5 e 17 do Metrô São Paulo Ano: 2013 Construtora: Mendes JUnior Projeto e execução : Terratest tículas sólidas do fluido aquoso. "Este processo é talvez o mais eficaz para tal fim, com reduções de volume de descarte de até 95%", conta Callandrelli. Outra solução é o uso o de sistema filtro prensa, que consiste em uma grande prensa tipo sanfona dotada de filtros finos que comprime a massa de lama bentonítica contra suas aletas filtrantes separando a água dos sólidos.

Dessa forma, reduz-se conside ravelmente o volume de descarte de materialliá ainda a opção de realizar o tratamento químico. "0 processo consiste na adição de produtos químicos floculadores à lama bentonítica que gera uma concentração das partículas sólidas em flocos, que mais pesados, decantam com maior rapidez e se separam da água", explica Luiz Callandrelli.

Juli Zena Nakamura FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES II Apoio direto Execução de grandes blocos de fundação direta é complexa e requer cuidados na elaboração do traço do concreto e rigor no planejamento logístico da execução $ chamadas sapatas associadas são indicadas quando as cargas estruturais são muito altas em relação à tensão admissível do solo ou nos casos em que existe superposição de áreas de sapatas vizinhas.

A execução de gran des blocos de concreto de fundação direta é particularmente recomendável em projetos que prevejam distâncias menores entre pilares. Nessa condição, agregar mais de um pilar em uma mesma sapata é técnica e economicamente mais vantajoso do que projetar sapatas individuais. "Quando o projeto prevê pilares com curta distância entre eles, o ideal é pensar em sapatas associadas de modo a impedir as interferências entre esses 0,55m 0,5 m 0,9 m -1 0.8m t 0,5 TL S 23,5°C (±2°C) Its 2l S lis 21,5°C (tai) Ve = 86 M3 Ve = 79m3 Vc = 126 m3 2,75 m 332in 0 8 m o m Fame: ()rut TI = Temperatura de lançamento do concreto Vc = Volume de concreto teórico em cada zona de temperatura de lançamento Exemplo de estudo de zoneamento das temperaturas do concreto no lançamento de cada camada Detalhe da montagem da armadura de um bloco de grandes dimensões imin-rmart,.

pi/74!, he er 4.ái, 4*w:41*k iss. tat ;: jj -ear.? -,4.-rea-re.5-4.-zzr A,51 -C 07 r4ten ".44, " 4 -.fareafravr-sko-,4lifee, eare.-4-creardra 4f,fr seirgs".47-492315.4.4 ea-iikers." ese2 elementos isolados", explica Milton Golombek, sócio-diretor da Consultrix. "Por isso, o projeto desses elementos construtivos deve levar em conta a interação entre pilares. Oprojetista de fundações deve observar como considerar a atuação simultânea das cargas dos diversos pilares; completa Luis Fernando de Seixas Neves, engenheiro da Cepollina Engenheiros Consultores.

Quanto major for a altura do bloco, maior será o tempo de dissipação do calor gerado pelo concreto para o meio ambiente e para o solo. "Principalmente no centro do bloco calm de altura, consideradas as situações mais críticas; diz o consultor Selmo Kuperman, dire tor da Desek, lembrando que em estruturas com grandes volumes podem ocorrer elevadas tensões de origem térmica.

Esse fenômeno é causado pelas reações de hidratação do cimento, gerando calor que terá dificuldade de se dissipar, em razão das dimensões da estrutura. "Durante o arrefecimento da temperatura do concreto podem surgir tensões de tração que, se forem superiores à resistência à tração do material, poderão provocar fissuras no bloca" Assim como o emprego do gelo, o uso de adições e outros produtos para reduzir o calor de hidratação deve ser uma decisão técnico-económica, pois gerará custos adicionais à obra.

"0 custo Sapatas de grandes dimensões, mas independentes entre si FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES II Cuidados no processo Resfriamento do concreto A principal medida a ser tomada na execução de grandes blocos de fundação é a redução da temperatura de lançamento do concreto com a substituição total ou parcial da água da dosagem por gelo na mistura.

"De acordo com algumas normas americanas, para qualquer sapata com altura superior a 1 m é aconselhável usar gelo no concreto ou usar concreto resfriado". lembra Daniel Franco da Silva, do laboratório Falcão Bauer. Em geral, o gelo deve ser moído e ficar à disposição da central dosadora em caminhões frigoríficos e só deve ser colocado no caminhão betoneira momentos antes da carga, com acompanhamento de um profissional capacitado.

Cuidados com o traço Além do resfriamento da água, é altamente recomendado o uso de cimentos com baixo calor de hidratação, como o CPl II. De acordo com Daniel Franco da Silva, do laboratório Falcão Bauer, outra solução indicada é a redução do teor de agregado fino da massa. "Quanto mais areia, maior será a quantidade de água necessária na composição e, consequentemente, de cimento, diz. Em alguns casos, também é recomendável o resfriamento dos agregados graúdos com água gelada. "A brita absorve calor excessiva e rapidamente", explica. Como geralmente o concreto usado nesse tipo de fundação possui resistências de 30 MPa a 50 MPa, a elaboração do traço acaba exigindo consumo elevado de cimento, aumentando assim o calor de hidratação da massa.

Para diminuir o calor de hidratação inicial (e ainda, de quebra, aumentar a resistência final da massa), uma alternativa é usar adições como silica ativa, metacaulim ou qualquer outro material aglomerante capaz de trabalhar como substituto do cimento.

Também podem ser usados nitrogênio liquido e aditivos retardadores de pegas na composição. Mas é fundamental que esses concretos sejam curados adequadamente", observa Arcindo Vaquero y Mayor, presidente da Associação Brasileira das Empresas de Serviços de Concretagem (Abesc). Avaliação e tratamento das fissuras Caso o concreto não tenha sido corretamente resfriado, as fissuras poderão ser percebidas já a partir do segundo dia após a concretagem. Vale ressaltar que nem todas as fissuras são relevantes. No entanto, mesmo que superliciais, devem ser investigadas. Caso estejam expostas a ambientes agressivos e atinjam a armadura de aço, devem ser preenchidas com argamassa polimérica a fim de evitar possíveis danos à estrutura. Em caso de fissuras importantes. que "atravessem" o bloco, os reparos são obrigatórios. "Esse tipo de fissura Iragiliza a fundação, podendo ocasionar cisalhamento e ruptura do concreto. Recalques da estrutura podem gerar fissuras nos andares superiores da edificação ", lembra Gabriel Meibach Meneghin, gerente de obras da Brookfield Incorporações. Na correção do problema, deve-se aplicar produtos que restabelecerão a integridade e monoliticidade da estrutura, tais como epóxi ou poliuretano estrutural. De acordo com especialistas, o custo da correção Pode chegar a até 20% do valor gasto na execução do bloco de concreto. "Por isso, compensa muito mais investir em um estudo prévio bem detalhado", acredita Kuperman. Já a correção do traço do concreto na obra é muito mais difícil e quase raramente indicada. "Dependendo do traço, é até possível colocar mais gelo ou aditivo, mas o ideal é sempre contar com a orientação do consultor envolvido ou então devolver o caminhão ", alerta o engenheiro da Brookfield.

Interrupção na concretagem Quando ocorrer esse tipo de imprevisto, será preciso preparar a superfície do concreto antes do lançamento da camada seguinte. Essa preparação pode ser feita por meio da técnica de corte verde, quando o concreto, próximo à fase final de endurecimento, recebe um jato d água com pressão de 7 kgf/cm2 a 8 kgf/cm2 para remoção da nata da superfície e, depois de dois dias, é limpo Canteiro preparado Dependendo da dimensão do bloco executado, é recomendável prever espaço para a circulação de guindastes de pequeno ou médio porte para o transporte das armaduras até o local onde será executado o bloco.

"Caço já chega cortado e dobrado à obra, mas quando são necessárias grandes dimensões, é praticamente impossível carregá-los para dentro do canteiro. Por isso, o ideal é prever também um espaço para alocar uma fábrica para cortá-los e dobrá-los conforme a necessidade de projeto", explica Meneghin, engenheiro da Brookfield.As rampas de acesso também devem ser planejadas de modo a permitir a entrada e a saída dos caminhões betoneiras, que circularão em grande rotatividade pela obra. "A situação mais confortável é contar com duas rampas de acesso, uma para entrada e outra para a saída dos caminhões : Local, dia e hora para estacionar os caminhões na obra são com água. "É possível também deixá-lo na horizontal e, antes do início da próxima concretagem, submeter sua superfície ao processo de apicoamento para a retirada da nata e da sujeira. Em obras mais sofisticadas, como em barragens, é comum o uso de jatos d água de alta pressão sobre o concreto endurecido para executar essa tarefa", explica Kuperman, da consultoria Desek. informações que precisam ser coletadas. Omelhor cenário é começar o lançamento do concreto muito cedo, a partir das 61, ou 7h, quando a temperatura ambiente ainda está mais baixa. "Mas em algumas cidades, como Santos (litoral paulista), por exemplo, o serviço em ruas centrais às vezes só pode ser liberado às 9h. Algumas cidades também não permitem que as betoneiras fiquem nas ruas quando o trânsito é intenso", conta Kuperman, da consultoria Desek. do concreto ficará maior", lembra Kuperman, observando que é possivel equalizar a necessidade de resfriamento da mistura de acordo com as fases de lançamento. "É viável estudar o wneamento das temperaturas do concreto. A camada próxima ao solo, por exemplo, é a mais crítica e deve receber maior atençào. 0 ideal é que todas as etapas sejam concretadas com a menor temperatura passível, o que aumenta a margem de segurança da execução ", explica. Depois de definir o traço mais indicado para cada projeto, o próximo passo será determinar os gradientes térmicas, ou seja, a evolução das temperaturas do concreto desde o lançamento até sua estabilização com o ambiente.

A evolução das temperaturas do concreto lançado deve ser acompanhada em obra, com termômetros especiais. O estudo prévio da concretagem deve apontar o número de etapas de lançamentos de concreto." Muitas vezes será feita em várias etapas, mas pode ser feita em uma fase só", afirma Kuperman. Se a opção for pelo lançamento único e continuo, é preciso garantir com a concreteira o fornecimento ininterrupto do concreto. "Essa operação demandará dezenas de caminhões envolvidos na obra e, dependendo da cidade, pode não haver fornecedores locais capazes de garantir a entrega do volume necessário", observa o engenheiro.

"A construtora pode até optar por envolver duas ou mais concreteiras, mas a responsabilidade pela qualidade do produto final ficará diluída entre as empresas e o controle tecnológico será mais complexo", completa.

A parada não planejada por falta de concreto no canteiro pode ocasionar problemas de aderências entre as juntas das camadas de concretagem, o que pode diminuir a vida útil da estrutura da fundação.

"A logística e planejamento devem ser elaborados privilegiando a manutenção do fluxo constante e sem interrupções da concretagem. Mas em cidades como São Paulo, por exemplo, o trânsito pode atrapalhar esse processo", observa Daniel Franco da Silva, gerente de unidade do laboratório Falcão Bauer. Guseie °chine. FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES Ill Soto reforçado Cotunas de solo-cimento podem ser adotadas no reforço de solos fracos e de baixa resistência. Conheça as técnicas de execução Garantia de resistência, rapidez de execução e versatilidade são algumas das vantagens do jet grouting. A tecnologia permite melhoria e reforço do solo por meio de colunas de solo-cimento executadas com perfuração, jateamento e desagregação do solo com calda de cimento a altas velocidades (da ordem de 800 km/h) e grandes impactos.

Aplicáveis a qualquer tipo de solo, sem restrições granulométricas, as colimas de jet grouting podem ser feitas em quaisquer direções. A técnica é especialmente indicada para solos fracos, moles e de baixa resistência. No campo geotécnico, é aplicada na melhoria das propriedades dos solos, para contenções, reforços e reduções de permeabilidade dos solos. Obras portuárias,barragens e túneis também podem utilizar a tecnologia, que costuma ser relativamente cara em relação à técnica de injeção tradicional de cimento. "É cara, poiso seu custo costuma estar atre lado ao maior consumo de materiais como o cimento e ao conjunto de equipamentos envolvidos", afirma o engenheiro Luiz Callandrelli Neto, gerente técnico da Costa Fortuna Engenharia de Fundações .

"Nos EUA e Europa a técnica é bem mais competitiva por causa dos valores menores imputados aos aglutinantes", acrescenta o engenheiro. A primeira etapa do jet grouting é fazer o furo, por meio de uma perfuratriz, até a cota final estipulada pelo projeto. Uma vez atingida esta cota, inicia-se o desmonte hidráulico do maciço, de baixo para cima, com jato de calda de cimento, associado a movimentos rotativos e ascendentes na haste. Ojateamento da calda acontece por meio de uma motobomba (com tamanho aproximado de um oanteiner de 20 pés) que bombeia a calda de cimento a uma pressão de aproximadamente 350kgf/art2, formando colunas cilíndricas com diâmetros que podem ultrapassar 2 m.

"A velocidade de subida do bico hidromonitor é controlada por meio de dispositivos eletrônicos acoplados ao equipamento e interligados a um computador que interpreta a fonte de dados reais, emite boletins e relatórios que permitem a ação direta na obra", explica o engenheiro Luiz António Naresi Junior, assessor da Progeo Engenharia.

Em locais pequenos, segundo Naresi Junior, o acesso e operação das grandes máquinas podem ser dificultados. "Nestes casos, o tratamento de consolidação com solo-cimento injetado é feito em tubos manchetados, o que pode ser mais vantajoso", complementa. Antes do jet grouting ser criado pelos japoneses na década de 1970, a única tecnologia disponível para tratamento de maciços instáveis na abóboda de túneis era a enfilagem injetada com o uso de válvula manchete, processo construtivo limitado que trazia riscos durante a execução .

Apesar disso, essa técnica, segundo o engenheiro Akira Koshima, gerente técnico da Novatecna Consolidações e Construções, ainda pode ser a tecnologia mais indicada para situações específicas, como o tratamento de um maciço de blocos sem muitos finos e rochas com fendas, fraturas e fissuras.

"Nesse tipo de maciço, a desagregação por jato de jet grouting não ocorre, havendo o simples preenchimento da feição geológica com calda", explica Koshima. Ele afirma que o jet grouting faz bem a transição entre rocha e solo, sendo indicado, por exemplo, para tratamento do contato entre o maciço rochoso irregular e o aluvião arenoso do leito de um rio.

Koshima ressalta a versatilidade da tecnologia, que já foi aplicada pela Novatecna em todos os tipos de solos (aluvionares, turfosos, marinhos, sedimentares de leito de rio arenoso com cascalhos e blocos de rocha, solos residuais, saprolitos, rocha alterada, etc.

). Reforço adicional Quando reforçadas com barras c tubos de aço, fibras de vidro e perfis metálicos, as colunas de solo-cimento suportam bem os esforços de tração, flexão e cisalhamento. "Colunas de solo-cimento armadas são muito utiliza das, por exemplo, no tratamento de maciço terroso instável em obra de escavação de túnel em sua abóboda. A primeira vez em que elas foram usadas no Brasil, com o nome de enfilagens de bulbo continuo - em substituição às enfilagens injetadas com válvula manchete - foi em 1993, em São Paulo, nos túneis rodoviários Maria Male, esclarece Koshima.

O jet grouting com reforço também é usado como elemento de ancoragem passiva (churnbador) ou ativa (tirante), associado a uma laje de colunas de jet grouting compenetrantes, atuando como um "tampão de fundo" de combate à subpressão hidrostática.

Jet gmutinp armados com perfis metálicos de até 78 kgf/m foram usados em obras de rebaixo de calado de portos em operação. Segundo Koshima, um caso particular é o jet grouting autoperfurante, onde a haste que perfura é a própria armadura da coluna, indicado para maciços terrosos com blocos, matacões, com cascalhos, maciços de transição entre solo e rocha com fragmentos de rocha e maciços arenosos e saturados com fluxo intenso de água propenso a carreamentos de partículas.

"É indicado para obras onde a introdução da armadura é dificultada", diz o engenheiro. A técnica usa a própria barra ou o tubo (que serão deixados como reforço estrutural da coluna) como haste de perfuração e de injeção de calda Callandrelli Neto explica que esses processos (perfuração e injeção de calda de cimento) acontecem simultaneamente (je ing in) e não em sequéncia, como no jet grouting convencional.

Outro campo de atuação do jet grouting autoperfurante são os tirantes submersos, que permitem a execução de ancoragens ativas ou passivas sob a água, provisórias ou definitivas. "A técnica, também conhecida como Under Water Anchor, é indicada para obras portuárias marítimas e fluviais que nea Nsirem de reforços de paramentos de cais por conta de deterioração por vida útil ou para demandas de rebaixamento de calados devido a expansões de atividades", diz Callandrelli Neto.

"Mas esta técnica ainda não foi utilizada em nenhuma obra brasileira : finaliza Callandrelli Neta<< vaienteia Figuemia FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES III Tecnologias Jet grouting autoperfurante Na obra de expansão do Porto de Navegantes (SC), a opção por colunas do tipo jet grouting armado ao invés de estacas-raiz previamente projetadas "levou à redução de custos e prazos", segundo o engenheiro Luiz Callandrelli Neto, gerente técnico da empresa Costa Fortuna.

Ao todo, foram construídas 1.332 colunas de solo-cimento verticais e inclinadas, com 55 cm de diâmetro efetivo e até 40 m de comprimento. Por meio de um sistema de vigamento, as estacas ancoram-se à extremidade do cais de atracação de navios, de modo que o novo travamento criado no topo oferece à estrutura existente condições Para suportar os novos esforços de flexão a Que as contenções estarão sujeitas após o rebaixamento de 3 m do calado atual.

Além disto, a linha de estacas do tipo jet grouting armado fora projetada para absorver os novos esforços horizontais de atracação de navios maiores. Expansão do Porto de Navegantes Local: Navegantes (SC) Cliente: Construtora Triunfo Serviços de fundação : Costa Fortuna - Portonave Fundações e Construções /Layne Geogroup Empresa Projetista: Redav Serviços de Engenharia Tirantes submersos 0 rebaixamento do calado do Porto de Ravenna, na Itália, exigiu o reforço estrutural das cortinas de contenção existentes.

Para isso, ao longo do cais de 16 km de extensão, foram executados aproximadamente 1.660 tirantes submersos com 18 m de comprimento, instalados 8m abaixo do nível do mar, em um solo constituído por sedimentos marinhos arenosos finos, camadas de areias siltosas intermediárias. Para cada tirante, foram utilizadas barras autoperfurantes galvanizadas de 51 mm de diâmetro externo e espessura de 9 mm para cargas de escoamento da ordem de 630 k N, e bulbos de jet grouting com 400 mm de diâmetro.

A injeção da calda de cimento foi feita sob a pressão de 300 bar a 400 bar e as cargas de incorporação aplicadas nos tirantes foram de 360 k N. Reforço do cais do Porto de Ravenna Local: Ravenna, Itália Cliente: PAC spa e Sapir Engineering Fundações : Tecniwell/Layne Geogroup Projetista: Sapir Engineering Tampão de fundo de subsolo e reforço nas pontas das estacas barretes com jet grouting A implantação de uma torre de edifício e de até cinco subsolos (com até cerca de 20 m de altura de escavação ) ocupando toda a área do quarteirão da ordem de 5 mil m2, cercado por paredes-diafragmas no seu perímetro, exigiu o uso de jet grouting.

Foi executado um tampão de fundo e de contraventamento das paredes-diafragmas na cota de apoio do Ultimo piso em colunas de jet grouting compenetrantes com 5 m de espessura. Desta forma, o projeto da parede-diafragma pode ser otimizado, tanto na espessura como na armadura.A escavação era em solo sifts° saturado com subpressão de 10 m, em área nobre de Belo Horizonte. Também foi ei feito o reforço do solo nas pontas das estacas barretes de grande carga devido à presença de solo inadequado. Essa escavação não poderia ser feita com rebaixamento do lençol freático e nem com tirantes abaixo do lençol freático devido aos prováveis carreamentos na sua execução, com base na experiência de outra obra vizinha.

Foram executadas 4.100 colunas de 1.40 m de diâmetro, totalizando 64.500 m de perfuração e 19.000 m de colunas de jet grouting. Edificio Forluz Local: Belo Horizonte (MG) Cliente: Forluz Contratante: Via Engenharia Fundações : Novatecna Consolidações e Construções Jet grouting como contenção lateral e de fundo e como ancoragem passiva em moega ferrorrodoviária profunda em argila marinha muito mole Consolidação do solo mole marinho profundo, com cerca de 40 m profundidade, para contenção lateral e de fundo e fundação /tirante para apoio das moegas ferrorrodoviárias e para o túnel de transporte dos granéis para os armazéns.

A Profundidade de escavação das moegas variaram entre 6 m e 10 m de profundidade na argila marinha saturada de SPT 0 a 2. Ojet grouting armado com três barras especiais serviram também como elemento de fundação dessas estruturas na condição final de obra, bem como elemento de ancoragem (100 tf) para combate à subpressão do tampão (laje) de fundo, formado previamente por colunas justapostas de jet grouting durante a fase de escavação.

A escavação foi feita inteiramente suportada por jet grouting até o tampão de fundo e a concretagem da estrutura feita de baixo para cima. A consolidação do solo mole foi feita com 3.400 colunas de jet grouting de 1,2 m de diâmetro, totalizando uma Oeduração de 38. 800 m e 21.250 m de colunas. Moega ferrorodoviária e túnel Local: Guarujá (SP) Cliente: Terminal de Grão s e Granéis do Guarujá -Termag -TGG Contratante: Constran & Zortéa Fundações : Novatecna Consolidações e Construções WM I r!

finiiiim 41 ill FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES IV Base profunda Saiba quais os fatores que influenciam a escolha do sistema de fundações profundas A hélice continua é urna das soluções preferidas quando as condições topográficas e geotecnicas são favoráveis Edificações cada vez mais altas, erguidas com menos pilares para o ganho de espaço interno são recorrentes nos centros urbanos.

Muitas vezes, essas características construtivas demandam fundações profundas com estacas de dimensões maiores para suportar as cargas solicitadas. Nesse cenário de desafios técnicos, os cuidados com projeto e construção das fundações requerem maior atenção dos pro jetistas para especificar a solução mais adequada a cada empreendimento. A produtividade, o custo competitivo e o baixo nível de ruídos e vibrações emitidos durante a operação fazem da hélice continua a solução preferida dos construtores. No entanto, o engenheiro consultor Milton Golombek, diretor da Consultrix e vice-presidente da Associação Brasileira das Empresas de Projeto e Consultoria em Engenharia Geotécnica (Abeg), chama atenção para o fato de que essa solução nem sempre pode ser a ideal para a obra.

"A hélice é a queridinha das construtoras, pois é rápida, silenciosa, não tem praticamente vibração para incomodar a vizinhança e tem custo acessível", comenta. "A hélice é tudo de bom e todo mundo quer esse tipo de fundação, mas ela não vem substituir todas as outras", completa. -62 TÉCHNE 200 NOVEMBRO DE 2013 en Ns Jr IW at ". NIP met ri ,Iii *ix **IN;Z: "1/2- 1/4. -" nisi tg. e, "la Nt 1,. la3/4. u et 1 "leg. :2-. ;Tr am. Urn ORIN lb et. re 11 9-er: "Nei -l Ur Lit WINNE -. Mercado evoluiu na produção de novos equipamentos, com mais capacidade, potència e mais controles de dados informatizados para a execução das soluções já conhecidas A fundação do tipo hélice continua é uma das soluções mais recentes e chegou ao Brasil há aproximadamente 20 anos.

A técnica é utilizada amplamente no Pais, com muitos equipamentos disponíveis, sendo que os mais recentes atingem profundidades de até 38 m. Se as condições geotécnicas e topográficas de um local permitirem mais de uma solução de fundação e se a hélice continua estiver no contexto, "ela tem grande possibilidade de ser a mais rápida e, consequentemente, a mais produtiva", comenta o engenheiro Celso Nogueira Corrêa, da ZF Solos & Engenheiros Associados e presidente do Núcleo Regional São Paulo da Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica (ABMS).

Embora seja considerada uma boa solução, especialistas relatam que seu uso tem sido indiscriminado, já que o sistema não é o mais adequado para todos os casos nem elimina outros tipos de fundações.

O engenheiro da ZF Solos explica que a fundação do tipo hélice continua é indicada onde o solo apresenta uma resisténcia crescente corn a profundidade, normalmente com presença do nível d água. "É mais fácil a perfuração em solos arenosos (areias e silte arenoso), sem a presença de matacões ou aterros com entulhos", diz. Seu uso é desaconselhado quando há presença de solo muito mole (argilas orgânicas), aluviões com nível d água muito elevado e também quando o solo competente para apoio das fundações se encontra em profundidades acima daquelas atingidas pelos equipamentos disponíveis.

A especificação inadequada da hélice continua pode resultar em vários problemas. "No caso da presença de solo mole saturado, por exemplo, a concretagem pode ficar prejudicada nessa região, pois normalmente é pró xima à superfície, onde a pressão do concreto já é menor, podendo haver a contaminação do concreto pelo solo", explica Corrêa.

Há outros agravantes mais relacionados ao mercado do que à técnica em si. Oprimeiro está ligado à velocidade de execução da estaca. Segundo Milton Golombek, para acelerar o prazo de produção das estacas, não é raro que o trado seja retirado do local perfurado antes do tempo adequado para o preenchimento do concreto. "Se o terreno é consistente, isso não é tão grave porque o furo continua aberto, mas se o terreno em volta tem uma camada mole e o equipamento foi puxado mais depressa que a descida do concreto, é a lama que preenche o furo, o que inutiliza essa estaca", diz.

>\ FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES IV Possibilidade de emendas das estacas metálicas permite o alcance de profundidade de quase 100 m Outro problema apontado pelo diretor da Consultrix é a baixa capacitação dos operadora das máquinas de perfuração.

Justamente pelo fato de o sistema ser muito empregado nas obras, a oferta de equipamentos aumentou consideravelmente, mas a experiência das empresas fornecedoras e a disponibilidade de bons operadores não atingiram a mesma proporção.

Com isso, a mão de obra passou a ser crítica. "Não adianta ter máquina se não há quem opere. Os equipamentos são sofisticados, é preciso entender a operação e não é simples formar esse prolissional", comenta. De acordo com Golombek, essa situação resultou em um certo canibalismo no mercado, com o assédio dos melhores operadora e a oferta dos serviços de empresas inexperientes por preços menores, prejudicando a qualidade das fundações .

0 uso das estacas pré-moldadas é bastante consolidado e o sistema ainda leva vantagem no fator custo Múltiplas soluções Salvo em casos menos comuns, as condições topográficas e geológi cas dos locais normalmente permitem mais de uma solução de fundação.

Por isso, a escolha de uma técnica em detrimento de outras possiveis tem relação com a disponibilidade de equipamentos, custos e prazos. E questões logísticas, aliadas a problemas que podem ocorrer Fundações em estaca-raiz costumam ser a Ultima opção técnica, sendo usada apenas em condições adversas con) a vizinhança são levados em conta também.

Urna das alternativas para obras de edificações são as estacas pré-moldadas de concreto, adequadas para cargas mais leves, distribuídas em vários pilares. Sua utilização se torna menos competitiva nos casos de cargas mais concentradas. "Se eu tenho um pilar que deve suportar 2 mil t c unia estaca aguenta no máxima 200 t, eu preciso de uni bloco de 10 estacas, então é melhor colocar duas estacas que aguentem 1.000 In. pontua Golombek. O barulho e vibração provocados pela cravação também podem ser fatores impediuvos à opção pelo sistema. Por outro lado, a instalação por percussão é bastante conhecida e dominada pelas empresas fornecedoras, e seu uso é consagrado, devendo ser evitado apenas onde há presença de matacões e entulhos.

Além disso, a soulção teni custo competitivo. As estacas metálicas têm utilização seme lhante à do concreto e sua instalação, por percussão ou vibração, leva vantagem com relação à velocidade, perdendo somente para a hélice continua. Os perfis são mais leves, facilitando o transporte, e, assim como as estacas pré-moldadas, não tem limitação de comprimento, já que podem ser soldadas, podendo atingir profundidades de mais de 90 ni.

Segundo Corrêa, a estaca metálica "é indicada praticamente em todos os casos onde se faz necessária uma fundação profunda, devendo-se evitar onde há a presença de matacões ou aterros com entulhos".

Ocusto considerável e os barulhos e vibrações, contudo, podem ser considerados desvantajosos com relação a outros sistemas. Casos adversos Criada inicialmente para ser uni elemento de reforço de fundação, a estaca-raiz ganhou status ao se tornar unia solução indicada para condições adversas. É normalmente utilizada quando é necessário atravessar camadas de matacões ou quando a estaca necessita de uni trecho com perfuração em rocha. "A estaca-raiz tem um procedimento de execução que praticamente não tem restrições técnicas, com exceção do diãmetro, que na maioria das empresas é de no máximo 410 min", diz Celso. Como o equipamento de estaca-raiz é de pequeno porte -capaz de passar por uma porta de 80 cm por 2,20 m de altura - é uma solução empregada em locais confinados, que outros equipamentos não conseguem acessar.

Porém, seu custo é menos competitivo eni relação aos outros métodos, sendo geralmente especificado quando não há outras soluças. "A estaca-raiz é a ultima opção quando se tem que definir unia fundação. As vezes não tern saída, seja por condições de acesso, por ea rac terist icas de solo, ou quando é necessária a penetração em rocha, que nenhuma outra tecnologia conseguiria", finaliza Golombek. Kay Camillo
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