apostila tcc

Upload: rodrigo-jukemura

Post on 15-Oct-2015

36 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 5/25/2018 apostila tcc

    1/157

    TECNOLOGIA DA CONSTRUO CIVILNotas de Aula

    Prof. Dr. Jos Bento Ferreira2007

  • 5/25/2018 apostila tcc

    2/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    2

    1. Introduo

    Conceito de Linguagem dos Materiais

    Basicamente, as tcnicas empregadas na construo civil se baseiam nos

    seguintes parmetros bsicos, que so:

    Caractersticas fsico-qumicas dos materiais a serem empregados Capacidade tecnolgica de uso dos materiais Caractersticas scio-culturais

    Esse trs parmetros que definem a forma como cada um dos materiais deconstruo foi e utilizado.

    Assim, temos que o mesmo material pode ser utilizado de forma diversa emduas culturas diferentes, mesmo sendo iguais as suas caractersticas fsico-qumicas.

    Isso pode ser exemplificado pelas figuras abaixo, onde vemos sempre doismomentos distintos da utilizao dos materiais na construo civil. Nas figura 1 e 2 temos autilizao da pedra e madeira:

    Figura 1: Habitao celta de altopadro, cerca de 50 A.C.. Nota-se a estrutura circular de pedra,espessa apesar da pequena alturafinal, coletada e parcialmentelavrada para distribuio emfiadas horizontais, sobre a qualse instalou uma estrutura decobertura executada com varas

    rolias de madeira e recobertacom junco. Na mesma poca, naRepblica Romana, com umaestrutura urbana significativa, jera comum a utilizao de arcosde pedra e alvenaria de tijolos.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    3/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    3

    Figura 2: Nave da igreja da Abadia deFontenay, construda entre os anos de 1139e 1147, com 66 m de comprimento, 8 m delargura na nave (19 m com as naveslaterais) e altura de 16,7 m. Executada noestilo gtico inicial, em pedra calcrea,

    com uma mo de obra estimada em 100pessoas. Abaixo, uma gravura com asferramentas utilizadas no perodo, que noapresentavam grandes diferenasfuncionais daquelas de 1000 anos antes.

    Na verdade, o que permite to grande diferena entre as obras no o materialem si, ou ferramentas inovadoras, mas a compreenso das possibilidades dos materiais. Nestecaso especfico, a compreenso das tenses atuantes sobre os materiais, ainda que emprica eobtida muitas vezes atravs de insucessos, permitiu a adoo de estruturas complexas, nas

    quais o material tem a sua utilizao otimizada. Fatos importantes que possibilitaram issoforam os registros das experincias, cujo grande iniciador histrico foi Vitrvio Polio, napoca de Jlio Csar, e a organizao dos trabalhadores especializados nas chamadas guildas,ou corporaes de trabalho.

    Como registro histrico, deve-se notar que o arco gtico foi um elementoestrutural de grande importncia na engenharia civil, pois permitiu pela primeira vez querealmente a estrutura fosse dissociada das paredes, pois forma uma estrutura independente.Como resultado direto, temos a adoo de grandes vitrais, criando assim um ambiente maisiluminado durante o dia. Isso pode ser visto nas figuras 3 e 4.

    Da mesma forma, s que em datas recentes, podemos ver a evoluo dasestruturas de ao, conforme existe um maior domnio do material e da tcnica construtiva,sendo que neste caso tambm foi essencial no seu desenvolvimento, a pesquisa de novas ligasmetlicas, com maior resistncia mecnica e qumica, ao mesmo tempo que trabalhvel.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    4/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    4

    Como exemplos notveis,temos o Empire Stade Building e o World Trade Center (figuras 5 a8).

    Figura 3: Corte transversal de uma catedral gtica emestilo tardio, em que possvel ver o arco centralogival ou quebrado, e os contra-fortes, denominados

    arcobotantes.

    Figura 4: Corte longitudinal da mesma catedral, onde possvel se perceber a separao da estrutura e oaproveitamento dos vos entre os elementos

    estruturais.

    Figura 5: Desenho do Empire State, onde se pode

    notar a fachada escalonada, que objetiva manter ainsolao das ruas ao seu redor.

    Figura 6: Esquema estrutural adotado no prdio, em

    prticos contnuos executados em ao, que neste casoforam recobertos com ao e fechados com painis dealvenaria.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    5/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    5

    Figura 7: Vista das duas torres, com as sua fachadasestruturais modulares, e de um dos prdios menores

    que compunham o conjunto arquitetnico do WorldTrade Center.

    Figura 8: Modelo estruturas adotado no edifcio, comdois tubos estruturais concntricos. O fechamento

    adotado foi o vidro, interposto entre as colunas,propiciando grande rea til.

    No concreto armado, a grande evoluo se deve ao maior conhecimentoacumulado nas ltimas dcadas, sobre o real comportamento estrutural e as possibilidades deaumento da resistncia dos materiais que o compem, o concreto de cimento portland e o aoespecfico para concreto armado. Nos ltimos anos, criou-se uma designao especial paradeterminado tipo de concreto, que apresenta incremento notvel na sua resistncia mecnica edurabilidade, e que ento definido como Concreto de Alto Desempenho, ou simplesmenteCAD. Isso muito bem exemplificado pelo edifcio do BANESPA (figura 9), localizado nocentro de So Paulo/SP, e pelo Centro Empresarial Naes Unidas, tambm em So Paulo/SP

    (figura 10).

  • 5/25/2018 apostila tcc

    6/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    6

    Figura 9: Edifcio do BANESPA, finalizado em 1947e com 161 m de altura, foi durante muito tempo oedifcio mais alto da cidade. Apesar de sua fachadaremeter ao Empire State, sua estrutura toda emconcreto armado, material de pleno domnio pelaengenharia nacional desde a dcada de 30.

    Figura 10: Centro Empresarial Naes Unidas,finalizado em 1999 e com 157 m de altura. Na suaexecuo, foi utilizado o Concreto de AltoDesempenho bombeado e com Fck 50 MPa. Nota-sea grande possibilidade esttica do concreto, que semolda no local, adotando a forma do seu recipiente.

    Quanto forma, vemos que o concreto armado tem grandes possibilidades demoldagem, capacidade maior que outros materiais, o que o leva a ser adotado quando se

    pretende formas incomuns, como pode ser visto na figura 11.

    Figura 11: Prdio dapera de Sidney, ondepodem ser vistas asconchas executadas emconcreto armado,revestidas com placascermicas. A pea maisalta se eleva a 60 m emrelao ao nvel da gua.

    Assim, podemos notar que todo o material tem a sua capacidade de uso,conforme suas prprias caractersticas fsico-qumicas e a tecnologia disponvel para o seu

    emprego. Isso corresponde linguagem dos materiais, e a sua escolha deve ser sempreobjetivando o resultado final.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    7/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    7

    2. Aes preparatrias

    2.1. Investigao geotcnica

    Tendo-se um projeto em mente, e definido o terreno a ser ocupado,

    necessrio se proceder investigao geotcnica, para se definir o tipo de fundao maisadequado ao terreno e s cargas que a ele sero transmitidas.

    Uma investigao geotcnica preliminar compreende o estudo da planta plani-altimtrica do terreno e seu entorno, para verificar a sua topografia, definindo assim o tipo defundao, a necessidade de obras de conteno ou ainda pontos crticos de insero da obra, euma visita preliminar, para se ter uma noo, atravs da observao direta e de mtodosexpeditos, de como se compem as camadas superiores do solo. Esses mtodos compreendemperfuraes a trado e a classificao textural do solo.

    Na perfurao a trado, utilizamos um de pequeno dimetro (at 4) e com furosadequadamente espaados (15 a 20 m ou em pontos significativos do terreno) procuramosidentificar as camadas superficiais do solo. Nessa operao, utilizamos a ClassificaoTextural do Solo (quadro 1).

    Quadro 1 - Classificao Textural do Solo

    Esse procedimento se destina a uma prviaclassificao do solo, utilizando as denominaes daclassificao HBR-AASHO, sem que seja necessriauma bateria completa de ensaios, a serem realizadosposteriormente e que podem levar a umareclassificao. O seu princpio dar ao solo o nomea frao granulomtrica predominante, adjetivadocom o nome de outras fraes que contribuam para o

    seu desempenho. Assim, podemos classificar um solocomo argilo-arenoso, quando a frao predominante a argila, mas a frao areia nele presente influenciade forma mais significativa que outras o seudesempenho.Nessa classificao se deve considerar que oporcentual em peso predominante, em alguns casos,no necessariamente o que confere ocomportamento predominante ao solo. Um casotpico o das argilas, que muitas vezes, apesar de noserem predominantes em peso, definem ocomportamento do material.De um modo geral temos a seguinte classificao,

    que ser feita de forma aproximada em um primeiromomento no campo atravs de avaliao visual-tctil,e que posteriormente ser confirmada ou ajustadapelos ensaios de laboratrio:Pedregulhos ou areias solo que apresentam menosde 35% em peso passando na peneira 200, sendopedregulhos quando a frao predominante estacima de 4,8 mm e areias quando a fraopredominante estiver abaixo dessa dimenso.Siltes quando mais de 35% do peso do materialpassa na peneira 200 e o seu IP < 10.Argila quando mais de 35% do peso do materialpassa na peneira 200 e o seu IP > 10

    Para efeito prtico, temos a observar em campo oseguinte:O solo encontrado, em uma observao visual, temuma frao de material mais grosso e solto?Se a resposta for positiva, temos um solo arenoso oupedregulhoso, conforme a frao predominante, o quetambm pode ser verificado visualmente.O solo encontrado, em uma observao visual, tem

    uma frao de material mais fino?Se a resposta for positiva, temos um solo siltoso ouargiloso.Para definir se temos silte ou argila, deve-se recorrer anlise tctil, que consiste nos seguintesprocedimentos:Verifica-se se ao se esfregar o material entre osdedos, temos uma textura spera, o que corresponde aum silte, ou temos uma textura macia, o quecorresponde a uma argila.Podemos tambm moldar uma bolinha com omaterial. Se com uma pequena umidade conseguimosmoldar o material, temos uma argila.

    Tambm ao pressionarmos um torro do materialseco, se a resistncia significativa, temos umaargila. Se o material esfarela facilmente temos umsilte.Esses procedimentos tambm servem para identificaras fraes secundrias do solo, que podem alterar oseu comportamento.

    Ainda nessa fase deve-se fazer uma verificao do nvel do lenol fretico e desua variao ao longo do ano.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    8/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    8

    Um procedimento comum, que economiza tempo, se informar sobre outrasobras j executadas prximas ao local, quanto ao tipo de fundao, possveis recalques, etc..No entanto, devemos ter sempre em mente que os solos podem apresentar grandes mudanasna composio e espessura das camadas em virtude do relevo, portanto esse tipo deinformao sempre complementar.

    Feito o reconhecimento prvio, pode-se partir para o projeto, utilizando-sevalores de referncia a serem confirmados posteriormente, ou ento se procede investigaogeotcnica definitiva, que pode ser feita atravs dos seguintes mtodos:

    SPT Standard Penetration Test Sondagem de simples reconhecimento a percusso

    Este ensaio, o mais utilizado, permite a anlise de resistncia do solo, atravsda contagem do nmero de golpes necessrios para promover a penetrao de 15 cm de umamostrador padro, cravado com uma energia padro (martelo de 65 kg com queda de 75 cm).Alm disso, permite a definio do tipo de solo, atravs da retirada de uma amostradeformada, a cada metro de cravao; e a posio do nvel ou nveis de gua.

    A disposio dos furos de sondagem deve considerar o carregamento daestrutura e a presena de camadas que necessariamente devem ser identificadas, tanto emcomposio como em espessura, como aterros, por exemplo.

    A execuo da sondagem, e o espaamento dos furos devem obedecer aodisposto nas normas NBR 8036 Programao de sondagens de simples reconhecimento dossolos para fundaes de edifcios e NBR 6484 Execuo de sondagens de simplesreconhecimento dos solos.

    Como referncia, consideramos a tabela 1:

    Tabela 1- Relao entre rea de terreno e n de furos de sondagemQuantidade de furos

    rea do terreno Nmero de furosA < 200 m 3200 < A < 400 m 3400 < A < 600 m 3600 < A < 800 m 4800 < A < 1.000 m 51.000 < A < 1.200 m 61.200 < A < 1.600 m 71.600 < A < 2.000 m 82.000 < A < 2.400 m 9

    A > 2.400 m A critrio do projetista

    Abaixo, na figura 12, podemos ver o conjunto de sondagem, composto portrip, barrilete amostrador e martelo, mais bomba de gua e guincho. Pode-se notar que porser um equipamento simples, esse mtodo est sujeito a erros grosseiros se o equipamento formal operado ou se encontrar fora de especificao, por manuteno deficiente.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    9/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    9

    Figura 12: Momento do ensaio de SPT em que se faz a perfurao com lavagem do material, para se atingir acota de cravao.

    SPT - T Sondagem de simples reconhecimento a percusso com medio de torque

    Ensaio em que, aps a execuo da cravao, adapta-se uma cabea na qual acoplado um torqumetro, atravs do qual se obtm um dado complementar, a resistncia aotorque oferecida pelo solo.

    Esse ensaio, mais completo que o anterior, utilizado principalmente quando:

    Existem pedregulhos no interior da massa de solo arenoso Existem fragmentos de rocha em solos saprolticos. Identificao de solos colapsveis.

    Apresenta as mesmas deficincias operacionais do SPT.

    Perfurao rotativa

    Mtodo utilizado para investigar rochas ss ou decompostas, ou seja, quandoexistem camadas impenetrveis para o SPT ou em obras de grande porte, associado a este,quando ento temos a sondagem mista. Utiliza-se uma perfuratriz rotativa com coroadiamantada ou de metal duro para retirar amostras da rocha, caracterizando assim a suaestratificao. Essa identificao feita normalmente por um gelogo.

    Ensaios de penetrao

    Medem a resistncia penetrao de um cone atravs das camadas do solo.Como o SPT, permitem estabelecer correlaes entre a resistncia medida e a capacidaderesistente do solo, mas ao contrrio deste, o ensaio em si no retira amostras. Pela

  • 5/25/2018 apostila tcc

    10/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    10

    metodologia adotada, estabelecida na NBR 12069, mede-se a resistncia ao avano da ponta eresistncia ao avano do fuste (atrito lateral).

    O ensaio consiste na cravao esttica (lenta) de um aparato cone com 10 cmde rea e ponta cnica de 60 de dimetro e luva de atrito de 36 mm de dimetro e rea de 150cm, sendo os dados armazenados para cada 20 cm de avano.

    A sua grande vantagem em relao ao SPT a preciso inerente aoequipamento, no entanto, isso obtido em troca de um maior custo.Na figura 13, vemos um equipamento para ensaio de penetrao de cone.

    Figura 13: Equipamento para CPT(Cone Penetration Test).Comparando-se este equipamentocom o apresentado na figura 12,vemos que este, pela sua prpriaconstruo, apresenta maiorpreciso nos seus resultados.

    Explorao com poo

    Uma tcnica trabalhosa, que consiste em escavar poos onde possa entrar umapessoa, para a identificao das camadas do solo e retirar amostras indeformadas do material.Somente adotado esse mtodo quando h a real necessidade de se coletar essas amostras oupara uma identificao mais especfica da disposio e composio das camadas de solo.

    2.2. Verificao de documentao e projetos

    Antes de se iniciar uma obra, deve-se verificar se toda a documentao e osprojetos necessrios para a sua execuo j esto disponveis. Como documentos bsicos,podemos citar:

    Licenas da prefeituraLicenas ambientaisART

    Essa documentao mantida no local da obra para consulta em uma eventualfiscalizao.

    Como projetos, consideramos que os essenciais para o incio da obra so:

    Plantas arquitetnicas, inclusive de eixos para locao Plantas estruturais Planta de telhado ou cobertura Plantas de instalaes hidrulicas, eltricas, telefonia, gases.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    11/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    11

    Todas essas plantas devem ter um nvel adequado de detalhamento parapermitir a especificao dos materiais e das tcnicas necessrias para a execuo da obra.

    Neste momento, necessrio verificar se o projeto compatvel com astcnicas construtivas que se pretende empregar, e tambm permite definir as tolerncias aserem adotadas. Estas devem ser definidas pelo engenheiro no apenas para atender as

    normas, pois estas visam estabilidade estrutural da construo, mas tambm para criarfacilidades de ajuste inerentes ao processo construtivo. fcil compreender isso se considerarmos uma comparao entre duas

    estruturas executadas em concreto armado, uma moldada in loco e outra pr-fabricada. Naprimeira, o limite aceitvel de desalinhamento aquele definido pela NBR 6118, enquantoque na segunda, tambm temos as especificaes dadas pela NBR 9062, cujo no atendimentopode inviabilizar a concluso da obra ou um retrabalho excessivo.

    Deve-se considerar que as tolerncias praticveis dependem da capacitaogeral da mo de obra, do equipamento e do material, e a preciso a ser praticada aqueladefinida como necessria.

    2.3. Terraplenagem

    Obra em terra que consiste em executar um terrapleno, ou seja, uma plataformade terra aonde a obra ir se assentar.

    Pode ser feita inicialmente uma terraplenagem parcial, para permitir aimplantao da obra civil, ou pode ser feita, quando possvel, toda a terraplenagem prevista, oque barateia o custo do servio, por exigir apenas uma mobilizao de equipamento.

    A determinao das cotas de corte ou aterro devero sempre ser definidas porlevantamentos topogrficos, a no ser em terrenos de pequena rea (abaixo de 300 m).

    Para executar um terrapleno, podemos ter servios de corte ou aterro de solos.Para definir os equipamentos que devem ser mobilizados para a sua execuo, o engenheirodeve classificar os solos a serem cortados, transportados e compactados de acordo com o graude dificuldade encontrado na operao de corte. Basicamente os solos, aqui definidos comomateriais, so classificados da seguinte forma:

    Materiais de 1 categoria: compreendem os solos em geral, residuais ou sedimentares eos seixos com dimetro mximo inferior a 0,15 m, qualquer que seja o teor deumidade, desde que inferior ao limite de liquidez. Os equipamentos normalmenteutilizados so: trator equipado com lmina de corte, p carregadeira e caminhobasculante. Podem ainda ser utilizados moto-scrapers.

    Materiais de 2 categoria: Compreendem os materiais com resistncia ao desmontemecnico inferior a da rocha no alterada, cuja extrao se processe por combinaode mtodos que obriguem utilizao constante do maior equipamento deescarificao mobilizado. A extrao eventualmente poder envolver o uso deexplosivos ou processos manuais adequados. Esto includos nesta classificao osblocos de rocha com volume inferior a 2 m e os mataces ou pedras de dimetromdio compreendido entre 0,15 m e 1,00 m. Os equipamentos normalmente utilizadosso: trator equipado com escarificador, trator equipado com lmina de corte, pcarregadeira e caminho basculante. Podem ainda ser necessrias perfuratrizes erompedoras pneumticas.

    Materiais de 3 categoria: Compreendem os materiais com resistncia ao desmontemecnico equivalente a da rocha no alterada e blocos de rocha com dimetro mdiosuperior a 1,00 m ou de volume igual ou superior a 2 m, cuja extrao e reduo, afim de possibilitar o carregamento, se processem somente com o emprego contnuo de

  • 5/25/2018 apostila tcc

    12/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    12

    explosivos. Os equipamentos normalmente utilizados so: perfuratrizes pneumticas,p carregadeira e caminho basculante.

    Materiais moles ou Solos brejosos: Compreendem os solos em geral que apresentamumidade superior ao seu limite de liquidez ou que exijam a utilizao de dragas ousimilares para a sua remoo. Eles podem apresentar ou no grande ndice de

    contaminao por matria orgnica. Podem ser utilizadas escavadeiras hidrulicas oudragas, associadas a equipamentos de remoo do material, como caminhes dumperou linhas de recalque.

    Nas figuras 14, 15 e 16 temos alguns exemplos de equipamentos utilizadosnesta etapa.

    Figura 14: Trator de esteira equipado com lmina decorte de solo. Neste caso, equipamento de pequenoporte (40 Hp) mais utilizado em reas demovimentao restrita.

    Figura 15: Escavadeira hidrulica, utilizada paraescavao de valas e remoo de material brejoso.

    Figura 16: P-carregadeira, utilizada paracarregamento e movimentao de material na obra.No deve ser utilizada para escavao, sob risco dequebra do equipamento.

    Na execuo dos aterros so utilizados materiais de 1 e 2 categoria,descartando-se os materiais brejosos ou com alto ndice de contaminao por matriaorgnica, materiais friveis ou instveis quimicamente. Devido a suas caractersticas, osmateriais de 3 categoria somente so utilizados na falta absoluta dos outros. Materiais queapresentam expansibilidade quando expostos gua, como os siltes, podem ser utilizadoscomo ncleos de aterros envelopados. Nesta etapa, so utilizados caminhes basculantes,moto-niveladoras, compactadores, e equipamentos para correo da umidade, comocaminhes-pipa com barra espargidora e grades de disco.

    Nas figuras 17 e 18 temos alguns exemplos de equipamentos utilizados nestaetapa.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    13/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    13

    Figura 17: Motoniveladora, utilizada para conformarcom preciso uma plataforma de terra ou espalharcamadas definidas de material granular.

    Figura 18: Unidade compactadora mista, com rolo de

    pneus frente e rolo de ao liso atrs, paracompactao de pavimentos ou camadas granulares.

    Para fins de pagamento, consideramos que os servios de corte obedecem aseguinte seqncia de execuo: escavao, carga e transporte do material, enquanto queos servios de aterro compreendem: descarga, espalhamento, correo de umidade ecompactao do material.

    As medies dos servios de terraplenagem devem ser feitas sempre atravs delevantamentos topogrficos, admitindo-se medio por nmero de caminhes apenas emobras de pequeno porte (volume estimado de at 50 m)

    Tambm em obras de pequeno porte, podem ser utilizados equipamentos

    multi-funcionais, como tratores agrcolas equipados com retro-escavadeira e p-carregadeira(figura 19), ou ento equipamentos como carregadeiras de pequeno porte (figura 20).

    Figura 19: Trator agrcola equipado com p frontal eretro-escavadeira na parte posterior. Equipamentoverstil,mas de baixo rendimento, se comparada commquinas especializadas.

    Figura 20: P-carregadeira de pequeno porte,utilizada em locais com espao de operao limitado,por executar curvas sobre o prprio eixo.

    2.4. Locao da obra civil

    A locao de uma obra essencial para que o projeto seja cumpridocorretamente, e exige uma seqncia lgica de execuo, devendo ser adotada a seguinte:

    Verifica-se se os limites do terreno j esto definidos de forma ntida e inquestionvel.Em caso de dvida, essencial a execuo do levantamento topogrfico para esse fim.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    14/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    14

    Definem-se os pontos, j determinados na planta de locao, que serviro para definiro alinhamento de uma das paredes. de uso corrente se utilizar o logradouro pblicopara esse fim, j que este apresenta limites definidos.

    A partir dos pontos, define-se por triangulao o alinhamento da parede, conformefigura 21.

    Figura 21: Esquema de locao de uma obra,extrado da planta de locao. Note-se que a partirde pontos definidos no alinhamento da rua(pontos 1, 2 e 3), por triangulao definindo oalinhamento frontal da construo (pontos 4 e 5).Para evitar erros, todos os tringulos devem tertodos os seus lados com medidas conhecidas (A,B, C, D, E, F, G,), sendo estas definidas a partirde clculos matemticos, no extrados dodesenho. Em plantas geradas em programas decomputador, todas essas medidas j devem serdefinidas na confeco da planta.

    Definido esse alinhamento, monta-se um gabarito de madeira que envolva toda a obra,com esquadro correto, a uma distncia que permita o trabalho dos operrios emquinas sem que esse elemento de locao seja danificado. Normalmente adotada adistncia de 1,20 m do alinhamento das paredes, mas deve tambm se considerar oespao disponvel no local. O conceito do gabarito apresentado na figura 22. A suaexecuo com suportes verticais feitos com caibros 6x6 cm, cravados no solo, nosquais pregado um sarrafo 3x1 perfeitamente na horizontal, a uma altura que podeestar entre 1,00 m e 1,20 m, conforme figura 23.

    A partir do primeiro alinhamento, o qual definido para a montagem do gabarito,locamos todas as outras paredes, internas e externas, com o auxlio de trena, linha,esquadro de obra (60, 80, 100 cm) e prumo. So locados os eixos de fundao e eixose bordas de paredes, sendo a sua marcao no gabarito executada com pregos cravadosem cada um desses alinhamentos, de forma a que uma linha neles amarrada descrevacorretamente o alinhamento de cada um desses elementos, conforme apresentado nafigura 23.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    15/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    15

    Figura 22: Conceituao bsica de umgabarito de obra, onde vemos que aplanta projetada no terreno inscrita moldura de madeira. No caso deterrenos acidentados, pode sernecessria a implantao de gabaritos

    segmentados, para permitir que osarrafo superior seja sempre instaladono plano, evitando erros grosseiros demedida. Ao contrrio do que mostrado, o gabarito no executa ofechamento integral da obra, pois deveter passagens para os trabalhadores,materiais e equipamentos, evitandoassim que a todo momento ele tenhaque ser pulado ou desmontado, o queprejudica o seu alinhamento.

    Figura 23: croquis de um gabarito, noqual podemos ver a disposio dosuporte, executado com caibros esarrafos, e a marcao dos pontos, com

    definio de eixo e bordas. As medidasmarcadas so sempre definidas comomedidas acumuladas, marcadas comtrena, de modo a evitar errosacumulados que geram odesalinhamento final da obra.Preferencialmente o gabarito deve serpintado de branco para facilitar avisualizao das marcas e para maiorconservao da estrutura. Da mesmaforma, os suportes do gabarito devemser cravados em terreno firme, e,sempre que possvel, bem drenado.

    Marcados todos os pontos, no sarrafo do gabarito feita a identificao de cadaconjunto de pregos e a sua pintura por cdigo de cor, evitando confuso de elementos.

    A partir do gabarito, escolhemos alguns alinhamentos principais e locamos marcospermanentes de concreto ou fazemos marcas de referncia em paredes de alvenaria,

    para evitar que no caso de danos ao gabarito toda a locao de obra recomece do pontode partida. Tambm necessrio lembrar que como o gabarito fica exposto s

  • 5/25/2018 apostila tcc

    16/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    16

    intempries, necessrio periodicamente corrigir quaisquer desalinhamentos geradospor empenamento das peas de madeira, o que torna esses marcos sempre necessrios.

    Executado o gabarito e os marcos permanentes, definimos um ponto como refernciade nvel para a obra, considerando o indicado no projeto como cota final do piso emrelao rua e as caractersticas das instalaes definitivas, principalmente no que se

    refere ao esgoto e escoamento de guas pluviais.

    Em obras de maior porte, a locao geral feita atravs de servios detopografia, mas para todos os elementos estruturais ser montado um gabarito, parcial ouintegral, para facilitar os servios de construo, seguindo os mesmos princpios descritosacima, e tambm so instalados marcos de referncia permanentes, para agilizar o processo delocao e verificao de medidas.

    2.5. Canteiro de obras

    Por definio, o canteiro de obras abrange toda a rea de trabalho necessria implantao da obra pretendida, e eventualmente pode extrapolar, em rea, o terreno onde seexecuta a construo.

    A sua organizao, regulamentada pela NR-18, essencial para o bomandamento do trabalho, afetando de forma direta a produtividade das equipes envolvidas emtodas as etapas da construo. Para evitar remanejamentos excessivos das instalaes edepsitos de materiais, necessrio o estudo das instalaes e reas necessrias em todas asetapas da obra.

    Como instalaes, temos como bsico:

    gua: necessria em todas as etapas da obra, quando indisponvel no local pedida ainstalao provisria do cavalete e registro para a concessionria municipal. O seulocal de instalao, dentro do lote, deve ser de fcil acesso,mas fora da circulao daobra, e a tubulao dele derivada deve ser instalada de forma protegida e de modo ano exigir remanejamentos durante o desenvolvimento dos servios. No caso de noser possvel a instalao por parte da concessionria, pode se optar por um poo, o queexige a verificao da potabilidade da gua e a iseno de contaminantes paraconcretos e argamassas, como pode se optar por um reservatrio abastecido com guapotvel por carro pipa ou ento por uma soluo mista, com a gua de poo, imprpriapara o consumo, sendo usada para descarga sanitria e lavagem de equipamentos, e agua potvel do reservatrio sendo utilizada para consumo humano e em argamassas e

    concretos. Esgoto: pode ser feita a conexo a rede local, ou ento pode ser escavada uma fossa.Neste caso, essencial verificar se essa escavao no afetar em nenhum momento aobra, mesmo aps a sua concluso. Ao trmino da obra, a no ser em casosespecficos, esta ser esgotada e aterrada. Temos tambm a alternativa de banheirosqumicos, como pode ser visto na figura 24.

    Luz: solicitado concessionria local a instalao provisria, exige a determinao dapotncia dos equipamentos eltricos instalados, como serra, betoneira, elevador, gruas,etc. que sero utilizados no canteiro.

    Barraco: sob essa denominao temos um conjunto composto por escritrio de obra,local de trabalho do engenheiro e do mestre de obra, com local para guarda e anlise

    de projetos e documentao de obra; depsito de ferramentas e equipamentos oualmoxarifado, destinado guarda tanto de ferramentas manuais como de materiaisfrgeis ou de alto valor, como louas sanitrias, material hidrulico e eltrico;

  • 5/25/2018 apostila tcc

    17/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    17

    sanitrios, que servem a toda a equipe de obra, dotados inclusive de chuveiros;refeitrio e rea de descanso, local de alimentao para a equipe; dormitrio, que soinstalados no caso de equipes deslocadas da cidade-sede. Na figura 25 temos umesquema bsico de um barraco de obra, e nas figuras 26 e 27 temos modelosinstalados em container padro. Em todos os casos as instalaes so dimensionadas

    conforme a NR-18.

    Figura 24: Banheiro qumicoporttil utilizado em obras queexigem rpida mobilizao emlocais sem de infraestruturabsica, como gua e esgoto.

    Figura 25: Disposio bsica de um barraco de obra, onde vemos asdiversas reas que devem ser previstas. No necessariamente todas elasso mantidas juntas, pois a instalao sempre deve ser adequada ao localem que se insere.

    Figura 26: Escritrio de obra instalado em container,uma soluo rpida e eficiente, mas que s se justifica a

    partir de um determinado porte de obra.

    Figura 27: Disposies que podem ser adotadasem containeres padro, demonstrando a

    facilidade de mobilizao do equipamento.

    Depsitos cobertos fechados: destinados a materiais que devem ser resguardados dasintempries, como cimento, cal, portas, janelas, azulejos e pisos. Todos esses materiaisdevem ser colocados sobre estrados de madeira, para evitar a umidade do solo, e nocaso especfico do cimento e cal, afastados das paredes. O cimento s pode serarmazenado por 90 dias a partir da data de fabricao, e o seu empilhamento no podeexceder 10 sacos. Considera-se necessria uma rea de 1 m para 30 sacos de cimento.

    Depsitos cobertos abertos: destinados guarda de madeira bruta, ao para concretoarmado e protendido. Para a madeira adequada a previso de um comprimento depeas de at 6 m, e para as barras de ao, um comprimento de 15 m, sendo para alguns

    casos necessria a previso de separao por bitola e tipo. Depsitos abertos: destinados armazenagem de blocos de alvenaria, telhas e outros

    materiais que possam ficar ao tempo. Para prevenir encharcamento pela gua de

  • 5/25/2018 apostila tcc

    18/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    18

    chuva, necessria a previso de uma lona plstica para proteo, ao menos superior,das pilhas de materiais.

    Baias: executadas com paredes laterais e traseiras de alvenaria ou tbuas de madeira,se destinam a receber o material a granel de forma separada, como areia e pedra,evitando assim o seu desperdcio e mistura. Devem ser dimensionadas de acordo com

    o consumo e previso de reabastecimento. Em poca de chuva, os materiais devem serprotegidos por lonas plsticas para evitar variaes no fator A/C dos concretos eargamassas. O seu dimensionamento se baseia na freqncia possvel deabastecimento e consumo da obra.

    Ptios de armazenagem: locais para estocagem de peas de grandes dimenses comopr-moldados. Devem ser dimensionados considerando-se a movimentao desseselementos por equipamentos prprios, como guindastes ou gruas.

    Circulao: toda obra deve ter sua circulao programada, de forma a evitarremanejamento de reas e principalmente perda de tempo na movimentao deoperrios e insumos. Dependendo do equipamento de movimentao adotado, oscaminhos de servio podem receber um revestimento primrio para garantir o seu uso.

    Alm das instalaes, necessria a previso, no canteiro de obras, dosequipamentos de movimentao de materiais que sero utilizados. Eles podem ser de pequenoporte, e trao humana, como jericas (figura 28), carrinhos plataforma e carrinhos cargarpida (figura 29), at equipamentos de grande porte, como guindastes (figura 30) e gruas(figura 31), que exigem bases de apoio para a adequada operao.

    Figura 28: Jerico multiuso, til paratransporte de concreto e material a granel.Exige piso relativamente bom para aoperao adequada.

    Figura 29: Carrinho plataforma hidrulico, para transporte demateriais paletizados. Exige piso muito plano. Ao fundo, vemosum carrinho carga rpida, assim conhecido pela velocidade dedeslocamento e facilidade de carregamento.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    19/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    19

    Figura 30: Guindaste de lana telescpica,utilizado quando h a necessidade de muitamovimentao do equipamento para atender umarea extensa. Exige muito cuidado no seu apoiosobre o solo durante sua operao, principalmentequando operam com a lana toda alongada.

    Figura 31: Grua de torre fixa e lana mvel, com maiorprodutividade que os guindastes, tambm apresenta maiorversatilidade dos modelos com lana fixa (pivotante nahorizontal), pois apresenta capacidade de manobra navertical, ajustando-se a operaes em lugares maisrestritos. A sua implantao exige planejamento prvio,integrado ao projeto do canteiro e da estrutura.

    Tambm necessria na organizao de um canteiro de obra a previso deremoo e disposio dos resduos. A remoo local pode se utilizar de dispositivos como osapresentados na figura 32. Em compensao, podemos ver na figura 33 uma disposioincorreta e perigosa de resduos

    J a disposio final dos resduos gerados pela construo atualmente regulamentada pela Resoluo CONAMA n 307/2002,. Por ela, os resduos devem seragrupados e receberem posterior disposio adequada s suas caractersticas. Os grupos deresduos so:

    resduos reciclveis como agregados resduos reciclveis para outras destinaes resduos para os quais no foram ainda desenvolvidas tecnologias de reciclagem

    economicamente viveis resduos perigosos

    Sendo uma obrigao legal, seu descumprimento pode levar a aplicao demultas ou at o embargo administrativo ou judicial da obra.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    20/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    20

    Figura 32: sistema de remoo de resduos, onde vemos uma tubulao vertical combocais dispostos em cada andar, descarregando em uma caamba, para posteriorremoo. A utilizao correta desse dispositivo exige que os operrios sejam instrudossobre o que deve ser lanado pela calha a cada vez, evitando assim que seja necessriauma separao posterior

    Figura 33: armazenamento de madeira inservvel. Apesar de estar separada, a formacomo ela est acumulada perigosa, pois se nota que existem ainda madeiras pregadas,e portanto as pontas de prego representam um risco adicional. Alm disso, tanto materialcombustvel acumulado um risco real de incndio, principalmente se houver instalao

    eltrica prxima

  • 5/25/2018 apostila tcc

    21/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    21

    3. FUNDAES

    O objetivo de uma obra de fundao receber as cargas da estrutura e astransmitir de forma adequada ao solo, de forma a garantir, segundo Velloso e Lopes:

    Deformaes aceitveis sob as condies de trabalho (figura 34) (estado limite deutilizao NBR 8681)

    Segurana adequada ao colapso do solo de fundao (figura 35) (estado limite ltimo NBR 8681)

    Segurana adequada ao colapso dos elementos estruturais (figura 36) (estado limiteltimo NBR 8681)

    Figura 34: Deformao excessivada estrutura.

    Figura 35: Colapso do solo. Figura 36: Colapso dos elementosestruturais da fundao.

    Ainda segundo eles, em casos especficos, devem ser considerados:

    Segurana adequada ao tombamento e deslizamento (estabilidade externa), quandoforas horizontais elevadas atuam em elementos de fundao superficial.

    Nveis de vibrao compatveis com o uso da obra, quando nela ocorrem cargasdinmicas.Para atender a esses requisitos, temos diversos tipos de fundao, descritos a

    seguir.

    3.1. Tipos de fundaes

    Tradicionalmente, as fundaes so divididas em dois grupos, as superficiais,ou diretas, definidas como aquelas em que os mecanismos de ruptura de base atingem asuperfcie do terreno, e as profundas, cujos mecanismos de base no atingem a superfcie do

    terreno, ou, como estabelece a NBR 6122, so aquelas cujas bases esto implantadas a umaprofundidade superior a 2 vezes sua menor dimenso, ou a mais de 3 m de profundidade.

    3.1.1. Fundaes superficiais

    So utilizadas quando a resistncia das camadas superficiais do solo tmcapacidade de suporte compatvel com as cargas a serem lanadas e/ou, as camadas abaixo dacamada portante apresentam grandes espessuras de solo mole (solo compressvel), queinviabilizam tcnica e economicamente o emprego de fundaes profundas, como o caso dealgumas regies litorneas, onde a camada de vasa tm espessuras que ultrapassam dezenasde metros.

    Por essas caractersticas, a no ser quando temos uma camada superficial derocha s, as fundaes rasas se restringem carregamentos individuais pequenos emoderados, da ordem de poucas toneladas.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    22/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    22

    Para verificar a possibilidade de emprego desse tipo de fundao, atravs dosMtodos de Estimativa de Tenses Admissveis, tanto podem ser utilizados os mtodos deinvestigao geotcnicos j descritos, que permitem a adoo de Mtodo Terico deDimensionamento, como podemos adotar o Ensaio de Prova de Carga Sobre Placa (NBR-6489), para um Mtodo Semi-Emprico, como pode ser adotada uma tabela (tabela 2) que

    relaciona tenses bsicas com o tipo de solo, como a apresentada na NBR 6122,caracterizando um Mtodo Emprico de dimensionamento, sendo que essa tabela, segundo aprpria norma, deve ser utilizada para uma orientao bsica de projeto, nunca comoelemento de clculo definitivo.

    No dimensionamento de fundaes rasas avaliamos a distribuio de tenses(cargas puntiforme, cargas distribudas em placas flexveis e placas rgidas) e os recalques,sejam imediatos, ou elsticos, sejam recalques totais.

    Tabela 2 Tenses bsicas segundo NBR 6122

    Classe Descrio (segundo definio da NBR 6502) Valores (MPa)

    1 Rocha s, macia, sem laminaes ou sinais de decomposio 3,0(ver nota 1)2 Rochas laminadas, com pequenas fissuras, estratificadas 1,53 Rochas alteradas ou em decomposio (ver nota 2)4 Solos granulares concrecionados, conglomerados 1,05 Solos pedregulhosos compactados a muito compactados 0,66 Solos pedregulhosos fofos 0,37 Areias muito compactas 0,58 Areias compactas 0,49 Areias medianamente compactas 0,2

    10 Argilas duras 0,311 Argilas rijas 0,212 Argilas mdias 0,1

    13 Siltes duros (muito compactos) 0,314 Siltes rijos (compactos) 0,215 Siltes mdios (medianamente compactos) 0,1

    Notas:1. No caso de calcrio ou outra rocha crstica, devem ser feitos estudos especiais.2. Para rochas alteradas ou decompostas, deve ser considerado o estado de decomposio e a natureza da

    rocha matriz.

    Os tipos usuais de fundaes rasas so:

    Fundao em Alvenaria: muito utilizada em edificaes com pequenas cargas

    previstas (at dois pavimentos, com pequenos vos), vantajosa por dispensar formas eferragem, a no ser na cinta de amarrao, utilizada para uniformizar as tenses e absorveresforos acidentais. Executadas de tal forma que nela s ocorrem esforos de compresso(figura 37), as camadas de alvenaria so assentadas com argamassas com hidrofugantes erecebem exteriormente uma pintura com emulso asfltica, para evitar ascenso capilar dagua. comum, mas no essencial, que se execute uma camada de apoio em concreto magro,que tem a vantagem de nivelar o apoio para a execuo da alvenaria. Sobre essa base ascargas devem ser aplicadas de forma distribuda, motivo pelo qual ela sempre associada aparedes executadas em alvenaria auto-portante, nunca a pilares, devido a suas cargasconcentradas.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    23/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    23

    Figura 37: Fundao em alvenaria, onde vemos as suascaractersticas prprias, como o lastro de concreto magro,destinado ao nivelamento da estrutura; as camadas deblocos de alvenaria, intertravadas, atingindo uma alturatotal que configure, a partir do centro superior da cinta deequiparao de tenses, um ngulo de abertura no

    superior a 45. Um cuidado importante a escolha daargamassa de assentamento, que deve ter resistncia umidade, o que obriga a um controle de impurezas comomateriais pulverulentos, na sua composio.

    Sapata isolada:executada em concreto armado, utilizada quando temos umpilar isolado aplicando a carga (figura 38). Neste caso, a fundao mais barata, por otimizar

    o consumo de concreto e forma, motivo pelo qual geralmente tronco-cnica, podendo seradotados outros formatos quando as condies locais assim o exigirem. Sempre armada(quando no armada, recebe o nome de bloco de fundao, e apresenta maior altura paratrabalhar apenas a compresso), por trabalhar flexo. Para garantir a estabilidade doconjunto estrutural e a transmisso de carga ao solo, mesmo em caso de pilares noretangulares o seu centro de cargas sempre coincidir com o centro de gravidade da sapata(figura 39). No caso de solos agressivos, devem ser adotados cuidados especiais quanto aorecobrimento e tipo de cimento adotado para a composio do concreto.

    Figura 38: Foto de duas sapatas isoladas,executadas prximas, onde se v, pela

    variao dimensional da base que as cargasaplicadas so diferentes, apesar da aparenteigualdade de dimenso dos pilares. Note-seainda a estrutura da cofragem, destinada agarantir a concretagem sem deformaes.

    Figura 39: Exemplos de coincidncia do CGda sapata com o centro de carga de pilaresassimtricos, condio necessria paragarantir a estabilidade da fundao executadacom sapatas isoladas.

    Sapatas corridas:adotadas em substituio fundao em alvenaria, quandoas cargas a serem aplicadas de forma distribuda so mais elevadas, ou o solo apresenta menorresistncia, o que geraria consumo muito elevado de material e aumento significativo do peso

    da prpria fundao (figura 40). Apenas nesse caso, de cargas distribudas, elas apresentameficincia superior s sapatas isoladas ou associadas. Considerando esse tipo de carregamento,a armadura normalmente utilizada nesse tipo de estrutura a tela de ao, por sua configuraofavorvel, o que facilita o servio, dispensado mo de obra especializada de armador.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    24/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    24

    Figura 40: Sapata corrida, utilizada sempre como apoio parauma carga distribuda, sendo comum a sua utilizao parasuportar paredes de alvenaria estrutural, que no apresentacarregamentos pontuais.

    Sapatas associadas: utilizadas quando a proximidade dos pilares levaria auma superposio de reas da base ou quando as cargas estruturais so elevadas, para o tipode solo sobre a qual se apiam (figura 41). Para homogeneizar as tenses, possuem uma vigade rigidez incorporada na sua seco transversal e para garantir a estabilidade da fundao e acorreta aplicao de cargas no solo, essencial que o centro de gravidade da sapata sejacoincidente com o centro de cargas dos pilares, motivo pelo qual ela atende sempre a pilaresque possam ser alinhados sobre a viga de rigidez, no sendo aplicada a outros casos.

    Figura 41: Utilizadas apenas quando no possvel oemprego das sapatas isoladas, seu projeto exige umaescolha de dimenses criteriosa, para se obter umequilbrio entre as propores da viga de rigidez e osbalanos das lajes de apoio.

    Sapatas alavancadas:utilizadas quando um obstculo ou a divisa do terrenoimpede o alinhamento do centro de carga de um pilar com o centro de gravidade de umasapata. Para compensar o momento gerado, essa sapata associada a outra atravs de umaviga alavanca, projetada de forma a transmitir os esforos, assegurando a estabilidade doconjunto, como visto na figura 42.

    Figura 42: Associao de duas sapatas atravs de uma

    viga alavanca, para compensar o carregamento excntricogerado pela dissociao entre centro de carga do pilar ecentro de gravidade da sapata. O conjunto assim obtidodeve apresentar um equilbrio de presso sobre o solo, oque obriga essa viga a ter grande rigidez, da a sua secotransversal significativa.

    Radier:denominao de uma laje totalmente apoiada sobre o solo, na qual se

    aplicam todas as cargas oriundas da estrutura, e esta se encarrega de transmiti-las de formaadequada ao solo. Sendo calculada como laje em base elstica, adotada em dois casos muitodistintos. No primeiro, temos cargas elevadas e concentradas, o que exige o emprego de

  • 5/25/2018 apostila tcc

    25/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    25

    grandes espessuras de concreto para suportar os esforos de flexo e puno nela atuantes. Oconsumo de concreto pode ser diminudo, neste caso, com uma estrutura em grelha ou com oemprego de protenso (figura 43).

    No segundo caso, o radier utilizado em casas populares, pois, ao mesmotempo que compe a fundao, serve como contra-piso ou mesmo piso da edificao (figura

    44). Aqui, necessrio um projeto completo de instalaes, pois a posterior execuo de furosnessa estrutura para a passagem de instalaes torna-se invivel para o porte da obra. Cadaradier deve servir no mximo como fundao para duas casas, preferencialmente geminadas, eno caso de macios sujeitos a deformao, ou em terrenos desnivelados, as fundaes dessetipo devem servir a apenas uma casa.

    Figura 43: Esquema de radier para grandes estruturas,onde se pretende o seu aproveitamento para reassubterrneas de armazenagem ou estacionamento,conforme o caso. Note-se a grande espessura da lajenecessria para atender as necessidades de carregamentoe distribuio de tenses sobre o solo. Neste tipo de

    estrutura sempre feita a verificao do efeito de punosobre a laje.

    Figura 44: Fase de concretagem de um radier de casapopular, sendo adotado esse tipo de fundao por ser,neste caso, um elemento facilitador da execuo daalvenaria estrutural adotada nessa obra. A ausncia decargas pontuais permite a adoo de uma pequenaespessura de laje (9 cm), sendo utilizados apenas reforoscom telas metlicas em pontos com carregamento mais

    elevado (bordas).

    Cuidados a serem tomados em fundaes rasas

    Como cuidados de projeto, nas fundaes rasas, deve se considerar que estasexigem uma aplicao de cargas sobre o solo o mais uniforme possvel, obrigando que ascargas sejam encaminhadas aos pontos de carregamento do solo de forma compatvel com asua capacidade de carga, para que as dimenses das sapatas no apresentem muitas variaes.Da mesma forma, as variaes de capacidade de carga do solo, detectadas atravs dassondagens e das escavaes executadas para a fundao devem ser consideradas, no serecomendando a adoo de valores mdios, no representativos da realidade sob cada umadessas estruturas. Tomados esse cuidados, podem se utilizar tamanhos padro para as sapatas,sem risco de gerar posteriormente recalques lentos que induzam carregamentos excessivos naestrutura

    Como cuidados executivos, deve-se considerar que as sapatas, por suageometria e dimenses e tipo de formas, podem se caracterizar como concreto-massa, ou seja,estruturas com grande concentrao de concreto para uma pequena rea de dissipao decalor, durante as primeiras idades. Isso exige cuidados com o concreto, sendo muitas vezesnecessria a adoo de escamas de gelo em substituio a gua de amassamento, para evitar

    dilatao e conseqente fissurao da estrutura, e uma posterior ao de cura controlada, paragarantir uma superfcie no fissurada por desidratao. Outra forma de evitar o aquecimentoexcessivo, principalmente nos perodos mais quentes do ano, a concretagem noturna.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    26/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    26

    Outros cuidados a serem tomados quanto limpeza da forma, a execuo decamada de proteo do fundo e a sua sujeio, pois, por se tratar de obra executadanormalmente abaixo do nvel da superfcie do solo, o risco de contaminao superior ao deoutras peas de concreto armado, e esta muito difcil de ser detectada nesse tipo de pea, ano ser quando uma manifestao patolgica significativa a assinala. Quando a sujeio, a

    forma adotada para as sapatas, apoiada no solo, normalmente sugere que a cofragem sempre estvel, quando na verdade, devido s suas dimenses, a ruptura de uma parede da forma muito provvel se esta no estiver solidamente fixada. Na figura 45 temos exemplos de comono proceder a uma concretagem de fundao rasa.

    Figura 45: Exemplo de concretagem incorreta.Podem ser apontados os seguintes erros:

    1. Ausncia de formas laterais eprovavelmente lastro no fundo da vala. Aose utilizar as paredes de terra comoconteno do concreto, principalmente o

    solo mostrado, facilmente desagregvel,existe uma grande probabilidade decontaminao do concreto por torres,criando falhas virtuais na estrutura quecaracterizaro posteriormente linhas deruptura ou de contacto da umidade com aarmadura, o que pode provocar posteriorcorroso. Nota-se tambm que pelaausncia de formas, a cota de acabamentodo concreto no definida, o queprejudica posteriormente a execuo daalvenaria.

    2. Execuo da armadura de formaamadorstica, onde vemos a disposioirregular da armadura, sem alinhamentovertical adequado, e ausncia de pontos dereferncia.

    3. Armadura mal posicionada pela ausnciade formas e de elementos de sujeio,como cavaletes, que assegurem o corretoposicionamento estrutural e derecobrimento, o que necessrio paragarantir a durabilidade e o corretodesempenho estrutural.

    4. Inviabilidade de se executar aimpermeabilizao da fundao, devidoao seu contacto direto com o solo, o quecompromete posteriormente a proteodas paredes contra a umidade do solo.

    5. Uso de carrinho de mo (peruzinho) paratransportar concreto, o que aumenta aperda no transporte e segrega o material.

    6. Ausncia de caminhos para o transportedo concreto, o que aumenta o nvel decontaminao das formas.

    7. Ausncia de EPIs (Equipamento deProteo Individual)

  • 5/25/2018 apostila tcc

    27/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    27

    3.1.2. Fundaes profundas

    So utilizadas quando a resistncia das camadas superficiais do solo no compatvel com as cargas a serem lanadas ou ento as cargas a serem transmitidas ao soloso muito elevadas, da ordem de dezenas ou centenas de toneladas por elemento de fundao.

    As fundaes profundas se dividem em trs tipos:

    Estacas, cujo elemento estrutural, dotado de ponta e fuste, pode ser pr-fabricado oumoldado in loco, podem ser executadas por cravao percusso, por prensagem,por vibrao, ou podem ser escavadas com o auxlio de ferramentas manuais ouequipamentos mecnicos.

    Tubules, elemento de fundao de seco cilndrica, que, ao menos na sua fase final,envolve a descida de operrio para escavar o fuste e/ou conformar a base. Deve-senotar que a caracterstica de entrada de funcionrios para executar uma etapa dafundao que caracteriza o tubulo, e no o seu dimetro.

    Caixo, cuja estrutura prismtica, executada na superfcie, abaixada at a cota finalpor escavao interna.

    3.1.2.1. Estacas

    As estacas so normalmente divididas em duas categorias:

    Estacas de deslocamento, que so aquelas introduzidas no terreno sem escavaoprvia ou apenas com escavao inicial executada para transpor camada superficialmuito rgida. Esto nessa categoria as estacas pr-moldadas de concreto, de ao,madeira, e as estacas de concreto apiloado, com ou sem revestimento metlico, comoas estacas Strauss e Franki.

    Estacas escavadas, executadas com a perfurao prvia do terreno, com ou semrevestimento, para posterior preenchimento de concreto. So desse tipo as brocas,trados, estaces, estacas barretes, hlices contnuas monitoradas e estacas tipo mega.

    A escolha do tipo de estaca est diretamente ligada carga a ser aplicada e ascamadas de solo a serem ultrapassadas, e tambm s condicionantes operacionais de cadalocal, considerando-se que cada tipo tem nveis de rudo, vibrao e emisso de gases, almdo posicionamento do equipamento de execuo, que devem ser considerados na escolha.

    Quanto sua capacidade resistente, deve-se considerar que podemos ter, emrelao ao solo, resistncia de ponta, de fuste ou a associao entre as duas, e a determinao

    do tipo de estaca est ligada sua seco resistente, resistncia do solo execuo eestabilidade lateral proporcionada pelo solo ao fuste.

    Estacas pr-fabricadas: os elementos estruturais so executados fora docanteiro de obras e cravados no local por percusso (figura 46), vibrao ou prensagem(figura 47). As estacas podem ser constitudas por perfis metlicos (figura 48), peas deconcreto armado (figura 49) ou protendido ou ento por madeira (figura 50).

    As vantagens e desvantagens de cada um dos tipos so apresentadas no quadro2 e as suas capacidades de carga no quadro 3.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    28/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    28

    Figura 46: Cravao de estaca metlica por percusso. Nestafoto podemos notar os principais elementos do sistema, queso: Conjunto de guincho, que ergue e libera o martelo, e

    ergue e posiciona a estaca. Neste caso, o martelo temuma montagem denominada capelinha, onde ele corre

    entre as guias de queda e a estaca tambm posicionadaentre as guias. Isso diminui a possibilidade de golpesexcntricos, aumentando a efetividade do equipamento.O seu posicionamento feito com guincho ou alavanca,a partir dos cilindros de apoio.

    Martelo, que golpeia a estaca, transmitindo a ela o efeitocintico da queda da sua massa. dimensionadoconforme a carga que a estaca dever suportar e adimenso da sua seco.

    Capacete, pea de proteo da cabea da estaca, queevita a deformao da superfcie, em uma estacametlica, ou a quebra, em uma estaca de concreto.Normalmente sobre o capacete utilizado um cepo de

    madeira dura para que a aplicao do golpe noapresente picos caractersticos, melhorando ascaractersticas de transferncia das foras de impacto.

    Coxim, pea de madeira utilizada para uniformizar astenses dos golpes sobre toda a superfcie de aplicao,motivo pelo qual so utilizadas madeiras macias na suaconfeco, sendo descartado a cada estaca.

    Figura 47: Muito utilizadas para reforo defundao, as estacas cravadas por prensagem soexecutadas forando-se pequenos segmentos deestaca, conhecidos comumente como tubos,contra o solo, com a utilizao de um macacohidrulico. Ao final da cravao, os tubos podemreceber armao e concreto de enchimento,visando a solidarizao do fuste, aumentando aestabilidade lateral do conjunto, e ento executado o encunhamento e a concretagem donicho de macaqueamento. Como elemento dereao para essa cravao, utiliza-se a prpriaestrutura que se pretende reforar, sendo quenesse caso o coeficiente de carregamentoequivale a 1, como podem ser executadascravaes com elementos de reaosobrecarregados, denominados cargueiras,quando o coeficiente de carregamento podechegar a 2. Quando a reao contra a estruturapr-existente, muitas vezes necessrio o seureforo local, para que a interao da carga dereao com a estrutura se d de forma adequada,no gerando tenses pontuais. A vantagem dessetipo de execuo a ausncia de vibrao ouimpacto a ser transmitido s construes lindeirase a possibilidade de se trabalhar em espaosrestritos, uma condio normal em obras dereforo, onde escavaes extensas podemdesestabilizar a estrutura que se pretendereforar.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    29/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    29

    Figura 48: Composies de perfis metlicos quepodem ser utilizados como estacas metlicas. Temosperfis I, H, Tubos metlicos de seco quadrada ecircular, e composio de estacas a partir de trilhos,sejam simples seja a partir da combinao de 2 a 4trilhos soldados entre si. No clculo da capacidade

    de carga desse tipo de estaca, a NBR 6122 exige queseja descontada uma espessura de 1,5 mm em toda aseco, ento, podemos ver que nas estacascompostas por tubos, existe uma diferena entreaquelas de ponta aberta e as de ponta fechada,porque nestas no existe contacto direto do solocom a parede interna. So as estacas mais fceis deemendar, atravs de solda, mas exigem proteocontra corroso em alguns tipos de solos.

    Figura 49: Detalhe da cravao de uma estaca deconcreto de seco octogonal, quase no momento doimpacto do martelo com o capacete de proteo dacabea da estaca. Pode-se notar, pela idade doequipamento, que o capacete apresenta uma folgaexcessiva nos trilhos, o que compromete o seualinhamento no momento do impacto. Isso dissipaenergia que no ento aproveitada na cravao(capacidade real inferior nominal), e pode levar ruptura da cabea da estaca, por concentrao detenses de forma assimtrica. Tambm prejudica averificao na nega, que a medio da penetraoque indica que a capacidade de carga desejada foialcanada.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    30/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    30

    Figura 50: Fundao antiga executada com estacasde madeira, como as da cidade de Veneza. Nestecaso em especial, devido ao solo mole encontradono esturio, foi adotado um tipo de fundaoflutuante, composta por estacas de madeira depequeno comprimento (2 a 5 m), encimado por um

    bloco de fundao de alvenaria de pedra lavradaargamassada que, alm de solidarizar o conjunto,protege a cabea das estacas do apodrecimento quepode ser gerado pela faixa de variao das mars.Sobre essa base se executa a construo. Como acapacidade de carga individual de cada estaca pequena, por apresentar resistncia de fuste e no deponta, estima-se que sob a cidade de Venezaexistam 12.000.000 de estacas de madeirasustentando todas as construes da cidade.

    Quadro 2. Vantagens, desvantagens e indicaes de uso de estacas pr-fabricadas

    Tipo Indicao e caractersticas Vantagens Desvantagens

    Madeira

    Execuo de obras provisriasem pontes e obras martimas,onde trabalharo submersas,

    submetidas a cargas entre 10 e30 t, normalmente por

    resistncia de fuste.

    A carga admissvel depende dodimetro mdio e do tipo de

    madeira.

    Trabalham normalmente poratrito lateral, mas tambmapresentam resistncia de

    ponta.

    Leves e de fcil transporte

    Custo acessvel

    Fcil disponibilidadeFceis de confeccionar a partir

    de material bruto.

    Baixa durabilidade

    Baixa capacidade depenetrao em solos maisduros, exigindo nesse caso

    ponta metlica.Exigem cuidados especiais nas

    emendas, que podem serexecutadas por sambladura,

    talas ou anis metlicos.

    Metlicas

    Apresentam grande capacidadede carga

    Trabalham bem trao ecompresso

    Podem ser utilizadas em obrasdefinitivas ou provisrias

    Fcil cravao

    Baixa vibrao

    Podem ser cravadas em quase

    qualquer tipo de terrenoFacilidade de corte e emenda

    Custo superior aos outros tiposde estacas pr-moldadas e sestacas tipo Franki e Strauss.

    Necessitam de proteo contracorroso

    Concreto

    Utilizadas em obras depequeno e mdio porte

    So utilizadas em obrasdefinitivas

    Possuem diversas secestransversais, o que as torna

    muito adaptveis s condiesde cargas e terrenos

    Podem ser cravadas abaixo donvel da gua

    Tm limitao quanto aocomprimento total

    Cortes e emendas exigemmaiores cuidados, dificultando

    o aproveitamento de sobrascurtas

    Processo de cravao com altonvel de vibrao

    Apresentam restries cravao em terrenos muitoresistentes

  • 5/25/2018 apostila tcc

    31/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    31

    Quadro 3. Tipos e capacidades de carga de estacas de ao e concreto

    Material TipoDimenso

    (cm)

    Carga usual

    (tf)

    Cargamxima

    ((tf)

    Observaes

    Concreto

    Vibrada quadrada 20x20 a 35x35 25 a 80 35 a 100 Comprimento de at 8 mPodem ser emendadas

    Vibrada circular 22 33 30 a 70 40 a 80

    Comprimento de at 10 m

    Podem ser emendadas

    Possuem furo central

    Protendida 22 33 25 a 70 35 a 80

    Comprimento de at 12 m

    Podem ser emendadas

    Possuem furo central

    Centrifugada 22 60 25 a 170 30 a 230

    Comprimento de at 8 mPodem ser emendadas

    Possuem furo central

    Espessura da parede varia de6 a 12 cm

    Metlicas

    Trilhos

    TR 25 20 Peso de 24,6 Kgf/m

    TR 32 25 Peso de 32,0 Kgf/m

    TR 37 30 Peso de 37,1 Kgf/m

    TR 45 35 Peso de 44,6Kgf/m

    TR 50 40 Peso de 50,3 Kgf/m

    2 TR 32 50 Peso de 64,0 Kgf/m

    2 TR 37 60 Peso de 74,2 Kgf/m

    3 TR 32 75 Peso de 96,0 Kgf/m

    3 TR 37 90 Peso de 11,3 Kgf/m

    Perfis I

    I 8 30 Peso de 27,3 Kgf/m

    I 10 40 Peso de 37,7 Kgf/m

    I 12 60 Peso de 60,6 Kgf/m

    2 I 10 80 Peso de 75,4 Kgf/m2 I 12 120 Peso de 21,2 Kgf/m

    Perfil H H 6 40 Peso de 37,1 Kgf/m

    Madeira

    20 cm 15

    25 cm 20

    30 cm 30

    40 cm 40

    50 cm 50Observao: as cargas discriminadas correspondem capacidade de carga estrutural da estaca,sendo que esses valores podem no ser atingidos devido capacidade de carga do solo.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    32/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    32

    Estacas Franki:estaca executada por deslocamento, atravs da cravao deum tubo de ao que possui a sua ponta fechada por uma bucha de concreto. Essa cravao feita com o uso de um pilo, que ao incidir sobre a bucha, arrasta consigo o tubo, o queimpede a contaminao do fuste. Ao se atingir a cota desejada, o tubo travado e a bucha socada at se desprender do tubo. Na continuidade do trabalho, concreto lanado e apiloado,

    formando a base alargada. Coloca-se ento a armadura e se prossegue a concretagem com oapiloamento do concreto e remoo do tubo, sendo esta controlada para evitarestrangulamento ou contaminao do fuste (figura 51). Estacas desse tipo, por serem cravadascoma ponta fechada, no apresentam problemas com lenol fretico ou solos de resistnciavarivel, tambm sendo fcil o ajuste do seu comprimento. O apiloamento da base e do fusteaumentam tanto a resistncia de ponta como de fuste, o que permite a previso de cargas deat 170 tf, no sendo recomendvel a sua adoo para cargas inferiores a 50 tf, devido suamobilizao e aos inconvenientes de vibrao e dimenso da rea de trabalho.

    Figura 51: Seqncia executiva de uma estaca Franki, na qual vemos a cravao do tubo com a bucha, aexpulso da bucha e formao da base alargada, e a concretagem do fuste com apiloamento do concerto, dando aforma caracterstica dessa estaca.

    Brocas:Estacas executadas por escavao manual, com o auxlio de um tradomanual, ao qual vo sendo adicionadas hastes conforme se aprofunda a perfurao.Executadas apenas em solos mais consistentes, tm uma capacidade de carga estimada de at6 tf, comumente atingindo uma profundidade de at 6 m, sendo rotineiro se alcanar a camadade cascalho, ultrapassando a camada superficial de solo mais fraco, deformvel ou colapsvel.No recomendvel a sua execuo abaixo do lenol fretico, devido ao possvelestrangulamento de fuste. Caso seja necessrio, isso s ser possvel em solos resistentes, combaixa velocidade de percolao, sendo a concretagem executada sem o auxlio de bomba deesgotamento e com o uso de tubo para concretagem submersa.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    33/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    33

    Trados: estacas executadas como as brocas, mas com o emprego de tradosmecnicos. Apesar de atingir maiores profundidades e cargas, apresenta as mesmas restriesdas brocas.

    Estacas Strauss: estaca executada por escavao, com o auxlio de gua, emconcreto simples ou armado, com revestimento metlico recupervel. A sua capacidade de

    carga varia de 20 a 40 tf, com o dimetro variando entre 25 e 38 cm. Na sua execuoutilizamos uma sonda ou piteira, dotada de vlvula mecnica na borda cortante inferior ejanelas de descarga laterais. Ao penetrar no solo, o material, j amolecido pela gua, entra napiteira, e, ao esta ser levantada, o descarrega lateralmente pelas janelas. Ao se aprofundar aescavao, a camisa metlica abaixada com o auxlio da piteira e novo segmento rosqueado. Atingida a profundidade desejada, introduzida gua limpa na tubulao, para sualimpeza, e esta esgotada com o uso da piteira ou de bomba. O concreto, com SLUMP de 80mm lanado e apiloado, formando a base da estaca, e ento, conforme o tubo retiradolentamente, mais concreto lanado e apiloado, formando o fuste. Devido s caractersticasconstrutivas, a armao do fuste no uma operao simples, sendo mais recomendado que seutilizem apenas barras de ao de espera. Caso seja necessrio, utiliza-se um soquete com

    dimetro menor que o da armao, e o saque do tubo deve ser feito com ateno para no adeslocar. Esse tipo de estaca apresenta restries quanto a solos moles ou areias fofas equanto a lenis freticos. Em compensao, a sua execuo transmite pouca ou nenhumavibrao para edificaes vizinhas, e o equipamento para a sua execuo ocupa pouco espao.

    Estaces: estacas escavadas mecanicamente, utilizadas para grandes cargas,com dimetro entre 0,60 e 2,00 m, so executadas at 45 m de profundidade, comequipamento rotativo de grande porte e o auxlio de lama bentontica, que preenchetotalmente o furo conforme a broca avana, estabilizando as suas paredes at suaconcretagem. Exige uma grande rea de trabalho, para permitir a movimentao da perfuratrize a instalao dos tanques de lama e depsito de material escavado. Apresenta ainda restriesquando existem camadas de areia fina e fofa ou lenol fretico com velocidade de percolao,fatores que podem contaminar e desestabilizar a lama.

    Estacas barrete e paredes diafragma: executadas da mesma forma que osestaces, as estacas barrete dela diferem por terem seco retangular ao invs de secocircular. A associao de estacas barrete compe uma parede diafragma. A seqncia deexecuo pode ser vista na figura 52.

    Figura 52: Seqncia de execuo de uma estaca barrete, onde temos a escavao com clamshell, j com autilizao da lama como estabilizante (a) a colocao da armadura, imersa na lama bentontica (b) e aconcretagem, executada com tubulao (tremonha), a partir do fundo da escavao (c).

    Hlice contnua monitorada:estaca moldada in loco, executada por meiode um trado contnuo mecnico e injeo de concreto pela haste central do trado, durante asua operao de retirada do furo. denominada monitorada porqu durante a penetrao no

  • 5/25/2018 apostila tcc

    34/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    34

    solo, o torque aplicado controlado e na operao de bombeamento de concreto, queapresenta SLUMP entre 200 e 240 mm temos o monitoramento da presso e controle da sadada hlice (figura 51). A armadura colocada aps a concretagem. As suas grandes vantagensso a velocidade de execuo, a ausncia de vibrao e a capacidade de ser executada emlocais que apresentam lenis freticos e/ou camadas resistentes, podendo ser atingidas

    profundidades de at 32 m e inclinao de 1:4 (H/V), com dimetros que variam de 275 a1000 mm, com cargas estruturais admissveis entre 35 e 500 tf. Devido dimenso doequipamento, so necessrias uma grande rea de trabalho plana e central de concretoprxima, e a sua mobilizao s justificada economicamente quando existe um nmeromnimo de estacas de mesmo dimetro a serem executadas.

    Figura 53: Execuo de uma estacaatravs do mtodo da hlice contnuamonitorada. A primeira etapa aescavao, com controle de torque,utilizando-se um trado em hlicecontnua, montado em uma haste

    tubular. Esse trado, ao mesmo tempo emque escava, remove o solo do furo.Atingida a cota desejada, inicia-se aretirada do trado com o bombeamentosimultneo do concreto, de forma aevitar vazios na coluna. Isso controlado pelo computador de bordo doequipamento. Ao se terminar aconcretagem, imediatamente a armadura inserida no concreto, com o auxlio deum guindaste, conforme figura abaixo.

    Estacas tipo mega: semelhante ao procedimento das hlices contnuasmonitoradas, dela difere pelo formato do trado, que ao invs de retirar o material o comprimelateralmente, gerando uma tenso no solo que permite a diminuio do dimetro e daprofundidade da estaca, e a introduo da armadura antes da concretagem, pela estabilizaoda parede do furo. Tambm tem como vantagem a ausncia de material escavado, diminuindoo espao de trabalho necessrio.

    3.1.2.2. Tubules

    So fundaes que correspondem a poos com bases alargadas (figura 54) que,em seu todo ou em parte, so executadas por meio de escavao manual.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    35/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    35

    Figura 54: Geometria de um tubulo,onde vemos a sua base alargada, a partirde um fuste que deve ter dimetrocompatvel com a rea de trabalho depelo menos 1 operrio (0,70 m).

    comum se adotar para um valor querpermita ao concreto da base trabalharapenas por compresso, dispensando aarmadura destinada a combater a flexo.No caso de ausncia de esforoslaterais, a armao metlica pode serestringir ao topo dessa base, sendodestinada vinculao com amesoestrutura.

    Quanto s suas caractersticas construtivas, temos dois tipos de tubules, a cu

    aberto e a ar comprimido.

    Tubulo a cu aberto: mtodo utilizado quando no se prev escavaoabaixo do lenol fretico ou a pouca profundidade deste (figura 55). Consiste em um pooescavado sem revestimento at a cota onde se encontra a camada resistente que se pretendeatingir, e ao ser atingida essa cota, executada a conformada base, colocada a armadura e aconcretagem com tremonha. Executada em solo firme, apresenta as vantagens de permitiruma verificao das camadas do solo conforme avana a escavao, e no necessitar quequase nenhuma mobilizao de equipamento, apesar um sarilho, ps, picaretas e baldes, o quepermite que ela seja executada em obras remotas.

    Figura 55: Execuode um tubulo a cuaberto, onde vemosa escavao dopoo, neste casocom dimetrosuficiente para otrabalho de apenasum operrio, e a suaetapa de lanamentodo concreto, onde seconstata um erroexecutivo, a queda

    do concreto de umaaltura superior a 2m, o que exige o usoda tremonha ou tubode queda, destinadoa evitar a segregaodos componentes doconcreto e a erosodas paredes de solo.

    Tubulo a ar comprimido: procedimento adotado quando necessrio seultrapassar o lenol fretico na execuo do tubulo, para se atingir a camada resistente

    desejada. Neste caso, o poo escavado revestido com uma camisa de concreto ou ao, sendoa primeira mais comum no Brasil, e ao se alcanar a cota do lenol fretico, instalada umacampnula de ao (figura 56), que, ao manter a presso dentro do tubo superior presso

  • 5/25/2018 apostila tcc

    36/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    36

    gerada pelo lenol dgua, com a utilizao de um sistema de compressores e vlvulas,permite o trabalho a seco no seu interior (figura 57).

    Figura 56: Colocao de uma campnula detubulao a ar comprimido em um fuste deconcreto. possvel se notar o local de fixaoda campnula no tubulo, normalmente umanel metlico dotado de parafusos, e aexistncia de ferragem de espera para aconcretagem de novos anis nesse tubulo,conforme progride a sua escavao.

    Figura 57: Esquema geral de um tubulo a ar comprimido,onde se podem ver as vlvulas de sada de material eentrada de concreto, chamadas de cachimbo, que impedem aperda de presso interior, bem como o final do tubo deparede afilada, proporcionando um pequeno ganho na reade trabalho. Na operao de descida do tubulo cuidadosadicionais devem ser tomados para garantir a suaverticalidade.

    Esse tipo de fundao permite cargas sobre o solo de centenas de toneladas,motivo pelo qual muito adotado em obras como pontes e viadutos, que apresentamcarregamentos dessa ordem. A sua execuo lenta, motivo pelo qual se estudam muitasvezes alternativas mais caras, mas que apresentam maior velocidade de execuo, comoestaces ou o equipamento Bade-Wirth. Quando tempo no um impedimento, costuma-seadotar o tubulo a ar comprimido por ser a alternativa mais econmica para fundaes degrande carregamento.

    3.1.2.3. Caixes

    Estruturas retangulares de fundo aberto, executadas em concreto armado ouao, que funcionam dentro do mesmo princpio do tubulo a ar comprimido, como pode servisto na figura 58.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    37/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    37

    Figura 58: Modelo de caixo a ar comprimido para a execuo defundaes submersas ou abaixo do lenol fretico. adotada quando necessrio se obter uma grande superfcie de apoio sobre um solo quedemanda pouca profundidade de escavao para ser atingido. Ao seratingida a cota desejada, colocada a armadura de ao e feito o seupreenchimento de concreto. Atualmente no uma soluo muito usual,

    tanto pelos riscos como pela lentido com que os trabalhos de escavaose desenvolvem.

    Assentes sobre leitos de rios, permitem a sua escavao manual at a camadaresistente, quando ento so preenchidos de concreto para funcionar como base de grandedimenso para pontes ou obras porturias. Sua execuo lenta e no isenta de riscos, comonos tubules, por envolver a colocao de operrios diretamente no local da escavao.

    3.2. Vinculao das fundaes s estruturas superiores

    Uma fundao pode ser vinculada a uma estrutura pelos seguintes mtodos:

    Assentamento direto de alvenaria Ferragem de arranque Blocos de fundao

    Assentamento direto da alvenaria: o mtodo adotado em fundaes dealvenaria e em sapatas corridas, que j proporcionam uma base de apoio para a alvenariasobrejacente (figuras 37 e 40). Apenas pode ser usada quando no so previstos esforoslaterais na estrutura, pois a forma de ligao entre as estruturas, com argamassa, no suportaforas cortantes ou flexo.

    Ferragem de arranque:utilizada quando a cada elemento de fundao estassociado apenas um elemento de descarga concentrada, como conjuntos sapata/pilar (figura38), ou tubulo/pilar (figura 61), no sendo comum a ligao estaca/pilar.

    Blocos de fundao: elementos de solidarizao executados em concretoarmado, utilizados quando necessrio mais de um elemento de fundao para suportar acarga aplicada sobre ele pela estrutura. A sua aplicao mais comum em conjuntos deestacas (figura 60), sendo tambm muito utilizado em obras com cargas da ordem de milharesde toneladas, para conjuntos de tubules. A funo do bloco de fundao garantir que oconjunto de elementos trabalhe de forma unssona, impedindo recalques excessivos outores, mesmo sob cargas laterais elevadas. Para que isso acontea, a primeira operao a serexecutada, no caso de estacas, o arrasamento das cabeas, de forma a que todas elasapresentem a mesma cota, sendo o procedimento apresentado na figura 61.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    38/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    38

    Figura 59: Esquema da fundao da ponte sobre o reservatrio da hidroeltrica de Xavantes, constituda porprticos-grelha ligados entre si por vigas pr-moldadas apoiadas em dentes Gerber. A fundao foi executadacom tubules a ar comprimido, ligados diretamente aos pilares, existindo apenas vigas de ligao entre eles paragarantir estabilidade lateral, no distribuio de tenses verticais.

    Figura 60: Fundao de ponte executada com estacas, verticais e inclinadas, solidarizadas por bloco de fundao.

    Figura 61: Seqncia executiva de insero de uma estaca em um bloco de fundao.

    As formas e dimensionamento dos blocos, bem como a sua armadura, sodefinidos pela quantidade de elementos que se pretende associar para suportar as tenses

    previstas, sendo suas dimenses usuais apresentadas na tabela 3 e sua forma geomtricademonstrada na figura 62.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    39/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    39

    Tabela 3 - Dimenses usual de blocos de fundao

    Dimetro Dimenses

    (mm) A b c d

    100 30 90 60 54

    120 35 95 60 54150 40 100 60 54

    160 40 100 60 54

    200 45 115 70 63

    250 50 130 80 69

    310 55 155 100 87

    410 65 195 130 114

    Um caso particular de bloco de fundao a sua associao com estacas para

    gerar a estapata, onde sua superfcie de contacto com o solo contribui para aumentar acapacidade resistente da fundao, considerando-se ento para efeito de clculo o bloco comosapata, descontando-se a rea das estacas da superfcie de apoio.

    Figura 62: Formas geomtricasde blocos utilizados parasolidarizar estacas ou tubules.O afastamento entre oselementos calculado para quea interao entre os bulbos depresso gerados por cada umdeles seja feita de forma

    favorvel, e tambm para quedurante a cravao doselementos, no caso de estacaspr-moldadas, as tensesgeradas durante essa operaono prejudique o desempenhodas estacas j cravadas, levandoa perda de capacidade de cargado conjunto. As dimensesverticais e armadura sodefinidas de acordo com oafastamento e as cargasaplicadas. O rasamento de todos

    os elementos de fundao quesero solidarizados em cadabloco deve ser feito de modo aque todos apresentem a mesmacota superior, e estruturaindene.

    3.3 Impermeabilizao de fundaes

    Normalmente, as estruturas que tm contacto direto com o solo podem

    apresentar problemas relacionados com a umidade. Via de regra, quando a estrutura envolveapenas concreto em contacto direto, essa estrutura, se adequadamente projetada no apresentaproblemas. No entanto, quando junto ao concreto temos alvenaria ou outros elementos que

  • 5/25/2018 apostila tcc

    40/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    40

    possam permitir a ascenso capilar, necessrio o tratamento dessa estrutura, interna eexternamente. O problema apresentado na figura 63

    Figura 63: Esquema geral dos mecanismos geradores deumidade no ambiente interno de uma edificao a partir dassuas fundaes. Vemos, de baixo para cima as seguintessituaes:

    Infiltrao direta, normalmente causada pelaexistncia de um lenol fretico prximo superfciedo solo, gerando presso direta sobre o paramento dealvenaria ou concreto de uma obra abaixo do nvel dosolo. Deve ser adotada uma pelcula ou camada debloqueio adequada ao substrato e presso da gua.

    Umidade por ascenso capilar, que ocorrenormalmente quando a parte inferior da construo,executada com elementos mais porosos, comoelementos de alvenaria e argamassa, sem proteoadequada, tm contacto direto com o solo,absorvendo a sua umidade. Pode ser um problemasazonal, quando existe grande variao do nvel dolenol fretico, como permanente, quando este temnvel elevado permanentemente.

    Outros fatores podem provocar a umidade nas edificaes,mas no a partir das suas fundaes, motivo pelos quais osoutros casos so abordados no item impermeabilizaes.

    Pode-se depreender, do exposto acima, que a nossa preocupao direta a

    proteo da alvenaria e da argamassa em contacto direto com o solo. Diversos fabricantesapresentam esquemas muito semelhantes, que apresentam funcionalidade em obras correntes.A operao consiste nas seguintes etapas:

    Aplicar no respaldo do alicerce camada impermevel, executada com argamassa qual se tenha associado um hiodrofugante, na proporo recomendada pelo fabricante.Essa camada deve descer ao menos 15 cm na lateral e apresentar uma espessuramnima de 1,5 cm, no podendo ser queimada.

    Sobre essa camada, aplicar uma pintura com emulso asfltica. Assentar sobre a fundao pelos menos 3 fiadas executadas com argamassa qual se

    tenha associado um hidrofugante. Revestir as paredes internas e externas at uma altura de pelo menos 1 m acima do

    solo com argamassa qual se tenha associado um hidrofugante. No caso de construes enterradas, a parede em contacto com o solo deve ser

    totalmente revestida com argamassa qual se tenha associado um hidrofugante, at 1m acima do solo.

    As figuras 64 e 65 apresentam as solues padro propostas.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    41/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    41

    Figura 64: Esquema de impermeabilizao proposto pela Otto Baumgart para paredes expostas e enterradas .

    Figura 65: Seqncia executiva daimpermeabilizao de uma fundao,onde temos:

    Impermeabilizao do respaldoda fundao com argamassa aqual foi associado umhidrofugante.

    Aplicao de pinturahidrofugante, a base de emulsoasfltica.

    Assentamento das 3 primeirasfiadas com argamassa a qual foiassociado um hidrofugante.

    Aps essa operao, a paredetambm revestida com massacom hidrofugante, at uma alturade pelo menos 1 m acima do solo.

  • 5/25/2018 apostila tcc

    42/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    42

    4. ESTRUTURAS DE CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND

    A execuo de estruturas de concreto simples, armado ou protendido envolvebasicamente as seguintes operaes, nem todas elas executadas em cada caso:

    Execuo e posicionamento da armadura frouxa. Execuo e posicionamento, e, no caso de pr-tenso, protenso da armadura

    protendida. Execuo, posicionamento e sujeio das formas e escoramento. Mistura, transporte, lanamento, adensamento e cura do concreto de cimento portland. Execuo da protenso, em estruturas de concreto protendido ps-tensionado . Remoo das formas e do escoramento.

    4.1. Armaduras para concreto armado e protendido

    Estrutura composta por fios, barras ou cabos de ao, imersa no concreto, quetrabalha em conjunto para resistir aos esforos atuantes sobre essa estrutura, sendo essencial asua disposio correta, nas 3 dimenses da pea de concreto armado ou protendido para seobter a resistncia desejada.

    Quando estrutura de ao do concreto no aplicada nenhuma tenso a noser aquela oriunda do carregamento da pea, dizemos que ela uma armadura frouxa, e essa uma caracterstica da armadura do concreto armado. Normalmente composta por barras oufios, dobrados, amarrados com arame ou soldados e dispostos na forma correta dentro daforma de concreto.

    Quando estrutura de ao aplicada uma tenso adicional, fazendo com quesurjam tenses na pea de concreto, destinadas a se contrapor a outras tenses oriundas do

    carregamento da pea, dizemos que ela uma armadura ativa, sendo esta uma dascaractersticas do concreto protendido. Normalmente essa armadura composta por cabos oufios dispostos na forma correta dentro a forma de concreto, atravs de dispositivos desujeio, no sendo dobrados ou soldados. Essa armadura pode ser tensionada antes daconcretagem, o que denominado pr-tenso, ou posteriormente concretagem, o que denominado ps-tenso.

    4.1.1. Aos para concreto armado

    Identificados pela sigla CA (concreto armado), so barras, fios ou malhas deao, destinadas especificamente a serem empregadas na execuo de peas de concreto

    armado. So aos doces, laminados a quente (classe A) ou a frio (classe B). Os aos classeA so fornecidos em barras, com dimetro nominal igual a 5 mm ou superior, e os aosclasse B so fornecidos em fios, com dimetro nominal igual ou inferior a 10 mm.

    4.1.1.1. Barras

    Todas as barras nervuradas, obrigatoriamente, devem trazer marcas delaminao em relevo, identificando o fabricante, tipo de ao e dimetro nominal. Alm disso,considera-se que as barras e fios, quando fornecidos retos, devem apresentar um comprimentode 11,00 m, com tolerncia de 9 %, sendo que outros comprimentos e tolerncias devem seracordados entre fornecidos e consumidor.

    Os aos para concreto armado, obrigatoriamente, devem apresentar aspropriedades mecnicas estabelecidas na tabela 4:

  • 5/25/2018 apostila tcc

    43/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    43

    Tabela 4 Propriedades mecnicas dos aos para uso em concreto armadoEnsaio de trao (valores mnimos) Ensaio de

    dobramento a180

    Aderncia

    Categoria Resistnciacaracterstica

    de escoamentofy(MPa)

    Limite deresistncia

    fst(MPa)

    Alongamentoem 10

    (%)

    Dimetro dopino

    (mm)

    Coeficiente deconformao

    superficialmnimo para 10 mm

    20CA-25 250 1,20 fy 18 2 4 1,0CA-50 500 1,10 fy 8 4 6 1,5CA-60 600 1,05 fy 5 5 - 1,5

    Extrado da NBR 7480

    Considera-se que o dimetro do pino descrito aplicvel ao ensaio, enquanto

    que nas condies de execuo, a NBR 6118 considera os seguintes dimetros internosmnimos para ganchos (tabela 5):

    Tabela 5 Dimetro interno mnimo para dobramento de aoBitola

    mmCA - 25 CA 50 CA - 60

    < 20 4 5 6 20 5 8 -

    Para estribos, adotam-se os valores da tabela 6 para definir os pinos dedobramento:

    Tabela 6 Dimetro interno mnimo para dobramento, em estribosBitola (mm) CA-25 CA-50 CA-6010 3 3 3

    10 < < 20 4 5 6 20 5 8 -

    4.1.1.2. Telas

    As telas de ao so especificadas de acordo com o seu material e seco de aono sentido predominante. Os tipos previstos na NBR 7481/1990 so (tabela 7):

    Tabela 7: Tipos de telas para concreto armadoTipo `Q Seco por metro da armadura longitudinal igual da seco por metro da armaduratransversal, usualmente com malha quadrada; ao CA-60.

    Tipo `L Seco por metro da armadura longitudinal maior que a seco por metro da armaduratransversal, usualmente com malha retangular; ao CA-60.

    Tipo `T Seco por metro da armadura longitudinal menor que a seco por metro da armaduratransversal, usualmente com malha retangular; ao CA-60.

    Tipo `QA Seco por metro da armadura longitudinal igual da seco por metro da armaduratransversal, usualmente com malha quadrada; ao CA-50 B.

    Tipo `LA Seco por metro da armadura longitudinal maior que a seco por metro da armaduratransversal, usualmente com malha retangular; ao CA-50 B.

    Tipo `TA Seco por metro da armadura longitudinal menor que a seco por metro da armaduratransversal, usualmente com malha retangular; ao CA-50 B.

    Existem ainda os tipos destinados fabricao de tubos de concreto, que so(tabela 8):

  • 5/25/2018 apostila tcc

    44/157

    Tecnologia da construo civil

    Jos Bento Ferreira 2007

    44

    Tabela 8 Tipos de telas para tubos de concreto

    Tipo `PB Para tubos com encaixe tipo `ponta e bolsa; ao CA-60

    Tipo `MF Para tubos com encaixe tipo `macho e fmea; aoCA-60

    Tipo `PBA Para tubos com encaixe tipo `ponta e bolsa; ao CA-50 B

    Tipo `MFA Para tub