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Ensaios Tecnológicos executados no

Viaduto Mauá e no Viaduto Nuno de Assis e

Sondagem de Terreno

Bauru-SP

00 13/10/2010 RT-1237-ET-01-REV00

Daniela David Claudius Barbosa Marco Juliani

Rev. Data Elaboração Verificação Aprovação N.ºdocumento

Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00

Daniela David 13/10/2010

ÍNDICE

1 INTRODUÇÃO E OBJETIVOS .......................... ..................................................................................... 1

2 SONDAGEM DO TERRENO .................................................................................................................. 5

3 ENSAIO DE CARBONATAÇÃO .......................... .................................................................................. 7

3.1 Ensaio de Carbonatação no Viaduto Mauá ........ .............................................................................. 8

3.2 Ensaio de Carbonatação no Viaduto Nuno de Assis .................................................................... 11

4 ENSAIO DE ESCLEROMETRIA ......................... ................................................................................. 14

4.1 Equipamentos Utilizados ....................... .......................................................................................... 15

4.2 Resultados obtidos ............................ ............................................................................................... 15

4.2.1 Ensaio de Esclerometria no Viaduto Mauá ..... ............................................................................. 16

4.2.2 Ensaio de Esclerometria no Viaduto Nuno de As sis ............................................... ................... 17

5 ENSAIOS DE ULTRA-SOM ............................ ...................................................................................... 18

5.1 Equipamentos Utilizados ....................... .......................................................................................... 19

5.2 Resultados obtidos ............................ ............................................................................................... 19

5.2.1 Ensaio de Ultra-Som no Viaduto Mauá ......... ............................................................................... 20

5.2.2 Ensaio de Ultra-Som no Viaduto Nuno de Assis. ........................................................................ 22

6 ENSAIOS DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO E MÓDULO DE D EFORMAÇÃO .......................... 24

6.1 Ensaio de Compressão e Módulo de Deformação no Viaduto Mauá ...................................... .... 24

6.2 Ensaio de Compressão e Módulo de Deformação no Viaduto Nuno de Assis .......................... 25

7 CONCLUSÕES ..................................................................................................................................... 26

Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 1 Daniela David 13/10/2010

1 INTRODUÇÃO E OBJETIVOS

A cidade de Bauru, situada na região central do estado de São Paulo, possui atualmente

cerca de 350 mil habitantes. Foi impulsionada por um grande crescimento desde a primeira

metade do século passado, quando era o principal pólo econômico da região. Tinha como

destaque a estrada de ferro Noroeste do Brasil – com o trecho inicial na cidade e que hoje

pertence à America Latina Logística − e a baldeação com a estrada de ferro Sorocabana e

com a Companhia Paulista de Estradas de Ferro. Além da malha ferroviária, Bauru é ligada a

importantes rodovias do estado e da região, destacando-se a SP-300 (Rodovia Marechal

Rondon), SP-225 (Rodovia Comandante João Ribeiro de Barros) e a SP-321 (Rodovia

Cezario José de Castilho). É neste contexto que se situam as obras de arte da cidade,

transpondo rodovias, ferrovias e interligando bairros da cidade.

O país, de uma forma geral, encontra-se uma situação de desenvolvimento consolidado o

que, conseqüentemente, gera aumento do tráfego para escoamento de produtos seja nas vias

rodoviária ou ferroviária. Muitas obras de arte, projetadas há alguns anos, apresentam hoje

capacidade aquém da demanda de fluxo e carga. Muitas vezes, em função desta demanda

pelo escoamento, a carga média diária supera as cargas previstas em projeto e estas

estruturas têm de ser submetidas a análises criteriosas para avaliar os efeitos desta

discordância. É comum a readequação destas estruturas em função da expansão do número

de faixas de tráfego e aumento da capacidade de toneladas por eixo.

A inoperância de uma determinada obra de arte gera prejuízos a todas as partes envolvidas,

seja o usuário ou o proprietário/responsável. É sobre estes aspectos que devem ser

planejadas atividades direcionadas para impedir que a sua estrutura ou parte dela atinja

estados limites que impeçam a sua utilização.

O desafio dos responsáveis pela malha viária dos estados e municípios é definir uma política

de atuação capaz de manter a mobilidade e fluidez dos deslocamentos. Para garantir o

deslocamento de pessoas e mercadorias, é necessário que as obras viárias passem por um

contínuo processo de análise, planejamento e readequação.

No caso particular em discussão, os viadutos Mauá e Nuno de Assis ligam o centro da cidade

de Bauru à Vila Falcão, na região Oeste, um dos bairros mais populosos da cidade, tornando


naturalmente uma via de destacada importância. Estas obras de arte interligam a Avenida

Pedro de Toledo e as Ruas Campos Salles e Alfredo Maia transpondo duas linhas férreas da

América Latina Logística e o Ribeirão Bauru. Desde setembro de 2008, o viaduto Mauá e

parte do Viaduto Nuno de Assis encontram-se interditados, sendo todo o tráfego desta via

desviado a apenas duas faixas do viaduto Nuno de Assis, uma para cada sentido. Antes da

interdição o tráfego era realizado por duas faixas no sentido centro-bairro e duas no sentido

bairro-centro. .

Figura 1 − Vista aérea dos viadutos Mauá e Nuno de Assis e s ua localizaç ão transpondo a via férrea

O Viaduto Mauá (Figura 2a), construido durante a década de 1950 é formada por cinco

tramos isostáticos, constituídos por quatro vigas longitudinais, vinte e uma vigas transversais

e laje maciça. As vigas possuem alturas variáveis em dois tramos os quais estão em balanço

e servem de apoio, por meio de dentes Gerber, aos demais. Quatro pilares servem de apoio

aos tabuleiros na extremidade e estão interligados formando um muro de contenção de

aterro. Os demais apoios também são constituídos por quatro pilares unidos na parte

superior. Os aparelhos de apoio são compostos por pêndulos de concreto armado sobre cada

pilar. A estrutura é de concerto armado moldado in loco e o sistema estrutural típico de obras

de arte. Este viaduto tem aproximadamente 50,9 m de extensão e 8,4 m de largura.

Contíguo ao Viaduto Mauá, localiza-se o Viaduto Nuno de Assis (Figura 2b), sua

superestrutura é constituída por quatro tramos isostáticos formados por duas vigas

longitudinais de seção celular trapezoidal e unidas na parte superior pela laje de concreto. A

estrutura é apoiada dobre cinco apoios, todos com morfologia de pilar parede e, de forma

similar ao observado no Viaduto Mauá, os apoios de extremidade também servem de

contenção do terreno. A estrutura também foi executada em concreto armado e é um pouco


mais recente, construída no final da década de 1960. Sua extensão é de 50,7 m e 14,8 m de

largura.

(a) (b) Figura 2 − Vista dos viadutos Mauá (a) e Nuno de As sis (b)

As duas estruturas apresentam uma série de anomalias e estado de conservação

comprometido com diversas patologias no concreto e aço. De forma geral, destacam-se:

� Desaprumo dos pilares;

� Deslocamento horizontal do topo dos pêndulos;

� Ruptura do muro de contenção formado pelos apoios de extremidade;

� Infiltração de água em diversos pontos da estrutura;

� Destacamento da argamassa de revestimento e do concreto;

� Eflorescência do concreto;

� Armaduras expostas e corroídas;

� Afundamento dos passeios e danos no pavimento;

� Presença de vegetação nas juntas de dilatação;

� Trincas nas transversinas;

� Fissuras nas lajes.

As patologias referentes ao concreto e aço, apesar de apresentarem estado bastante

avançado, são típicas e comumente observadas em obras de arte. É necessária a avaliação

do grau das patologias dos materiais a fim de intervir o mais depressa possível e evitar o

contínuo processo de degradação que pode reduzir a capacidade da segurança da estrutura.


O mais preocupante é a situação dos elementos estruturais, principalmente aqueles que

apresentam trincas, ruptura da armadura, desaprumos e armadura com seção transversal

reduzida. Neste caso, provavelmente, as patologias surgiram em função de esforços

solicitantes não previstos em projeto.

Para avaliar a qualidade e resistência do concreto e do solo foram realizados ensaios

tecnológicos, como, sondagem do solo, extração e ensaios à compressão de corpos-de-

prova, de carbonatação, ultra-som e esclerometria do concreto Este relatório apresenta a

metodologia utilizada e os resultados obtidos.


2 SONDAGEM DO TERRENO

A sondagem do terreno foi executada para que tivesse um maior conhecimento do solo onde

estão apoiadas as fundações dos viadutos, assim como o solo do encontro bairro. O método

usado foi a sondagem SPT, que consiste na cravação vertical de um cilindro amostrador no

solo, por meio de golpes de um martelo de aproximadamente 65 kg solto em queda livre de

uma altura de 75 cm. São anotados os números de golpes necessários à cravação do

amostrador em três trechos consecutivos de 15 cm sendo que o valor da resistência à

penetração (NSPT) consiste no número de golpes aplicados na cravação dos 30 cm finais.

Após a realização de cada ensaio, o amostrador é retirado do furo e a amostra é coletada,

para posterior classificação.

O ponto 1 de sondagem foi no encontro bairro no Viaduto Mauá. O solo se mostrou

predominantemente um aterro de areia fina pouco argilosa de coloração marrom

avermelhado. A camada abaixo, já com profundidade de 9,20 m, mostrou-se um solo de areia

fina pouco argilosa com coloração marrom avermelhado. A aproximadamente 11,0 m de

profundidade foi encontrada uma camada de concreto, provavelmente da fundação. Não foi

prosseguir com a escavação e não foi encontrado nível d’água.

O ponto 2 de sondagem foi entre o encontro bairro e a primeira linha de pilares do Viaduto

Mauá. A 60 cm de profundidade foi encontrado um aterro de areia fina pouco siltosa cinza.

Logo após essa camada, com profundidade de até 2,70 m, foi encontrado outro aterro, porém

de areia fina pouco argilosa marrom amarelado com entulho. A terceira camada de solo foi

encontrada uma areia fina pouco argilosa marrom claro, com SPT baixo, representando uma

baixa resistência deste solo. A quarta camada mostrou-se uma areia fina pouco argilosa

cinza, mais resistente que a camada anterior, entre 5,00 e 9,20 m de profundidade. Na quinta

e última camada foi encontrada uma areia fina pouco siltosa marrom amarelado, com um SPT

maior que 50 entre 9,20 e 15,07 m de profundidade, representando o tipo de solo mais

resistente. O nível d’água foi encontrado há aproximadamente 2,42 m de profundidade.

O ponto 3 de ensaio foi entre a terceira e quarta linha de pilares. Na primeira camada do solo

foi encontrado um aterro de areia fina pouco siltosa marrom amarelado de 0,80 m de

profundidade. Após o aterro, foi encontrada uma camada de 0,20 m de argila orgânica preta.

Na segunda camada foi encontrada uma camada de areia média pouco argilosa marrom


amarelado com um SPT baixo, ou seja, pouca resistência. A quarta camada de solo mostrou-

se mais resistente, constituída de areia fina pouco argilosa cinza, entre 3,90 e 7,30 m de

profundidade. A última camada, a mais resistente (SPT maior que 50), é de areia fina pouco

siltosa marrom amarelado, chegando a 11,41 m de profundidade. O nível d’água foi

encontrado há, aproximadamente, 1,31 m de profundidade.

O relatório completo e detalhado se encontra no Anexo I.


3 ENSAIO DE CARBONATAÇÃO

A carbonatação é um dos mecanismos mais decorrentes na deterioração do concreto

armado. O dióxido de carbono presente no ar penetra nos poros do concreto e reage com o

hidróxido de cálcio formando carbonato de cálcio e água. Este processo é acompanhado pela

redução da alcalinidade do concreto. Em um concreto homogêneo, a carbonatação progride

com a frente paralela à superfície, ou seja, mais exposto ao ar. Quando a frente de

carbonatação atravessa o cobrimento das armaduras, estas ficam despassivadas (devido à

perda de alcalinidade), permitindo o início da sua corrosão (desde que existam água e

oxigênio), comprometendo, deste modo, a durabilidade do concreto.

A taxa de carbonatação depende de vários fatores, particularmente da permeabilidade do

concreto (quanto mais permeável, maior será a taxa de carbonatação) e da umidade relativa

(a carbonatação ocorre mais facilmente quando a umidade relativa se situa entre 55% e

75%).

Utilizando o indicador da fenolftaleína, é possível determinar in situ a profundidade da frente

de carbonatação em superfícies recém-expostas. Conhecendo a posição da frente de

carbonatação em vários pontos de uma estrutura de concreto armado, é possível avaliar a

sua durabilidade e estimar a extensão das zonas a reparar.

Utilizando um borrifador com a solução alcoólica de fenolftaleína, molham-se as superfícies

internas do local de ensaio e observa-se a sua coloração. A zona carbonatada apresenta-se

incolor, e a não carbonatada deverá apresentar uma coloração rosada, sendo possível medir

a profundidade da frente de carbonatação na transição de uma zona para a outra. Na Figura

abaixo é possível observar o fenômeno da carbonatação depois de adicionada a solução de

fenolftaleína no corpo de prova.


Figura 3 – Corpo de prova com a solução alcoólica d e fenolftaleína

O ensaio de carbonatação foi realizado no Viaduto Mauá e no Viaduto Nuno de Assis. Depois

de detectado o fenômeno, foi usado um paquímetro eletrônico para medir a profundidade

carbonatada. A seguir, é ilustrado por meio de fotos o ensaio de carbonatação nas estruturas.

3.1 Ensaio de Carbonatação no Viaduto Mauá

O ensaio de carbonatação no Viaduto Mauá foi realizado nos pilares e nos corpos de prova

extraído das vigas longarinas e transversinas. Na Tabela 1 estão apresentadas as

profundidades carbonatadas nos pilares.

Tabela 1 – Ensaio de Carbonatação nos pilares do Vi aduto Mauá

Localização Profundidade de Carbonatação

CP1 1,56 cm

P6 até a armadura, 4,00cm

P9 2,00 cm

P11 toda a argamassa, 2,5cm

Abaixo estão apresentadas as fotos de cada pilar com o ensaio de carbonatação.


a) CP1 - todo o combrimento de argamassa

carbonatado

b) P6 - todo o combrimento de argamassa

carbonatado alcançando a armadura

c) P9 - todo o combrimento de argamassa

carbonatado

d) P11 - todo o combrimento de argamassa

carbonatado

Figura 4 – Pilares após a aplicação da solução de f enolftaleína

Na Tabela 2 estão apresentadas as profundidades carbonatadas nos corpos de prova

extraídos das vigas longarinas e transversinas.

Tabela 2 – Ensaio de Carbonatação nos corpos de pro va das vigas longarinas

Corpos de Prova Localização Dimensão (cm) Profundidade de Carbonatação (cm) CP1 VL4 14,25 1,45

CP2 VT2 19,5 2,70

CP3 VT11 20,3 6,00

CP4 VL2 23,1 0,00

CP5 VL3 11,26 4,20

CP6 VT8 21,00 4,20

Abaixo estão apresentadas as fotos de cada corpo de prova com o ensaio de carbonatação.


a) CP1

b) CP2

c) CP3

d) CP4

e) CP5

f) CP6

Figura 5 – Corpos de prova após a aplicação da solu ção de fenolftaleína


3.2 Ensaio de Carbonatação no Viaduto Nuno de Assis

O ensaio de carbonatação no Viaduto Nuno de Assis foi realizado no encontro bairro, pilares

e nos corpos de prova extraídos dos pilares e tabuleiro. Na Tabela 3 estão apresentadas as

profundidades carbonatadas no encontro bairro e pilares.

Tabela 3 – Ensaio de Carbonatação nos pilares do Vi aduto Nuno de Assis

Localização Profundidade de Carbonatação

CB não carbonatado

P1 1,00 cm

P2 superficialmente carbonatado

Abaixo estão apresentadas as fotos do encontro bairro e dos pilares com o ensaio de

carbonatação.

a) Encontro bairro

b) P1

c) P2

Figura 6 – Encontro bairro e pilares após a aplicaç ão da fenolftaleína


Na Tabela 4 estão apresentadas as profundidades carbonatadas nos corpos de prova

extraídos das vigas longarinas e transversinas.

Tabela 4 – Ensaio de Carbonatação nos corpos de pro va dos pilares e tabuleiro

Corpos de Prova Localização Dimensão (cm) Profundidade de Carbonatação (cm)

CP1 CB 16,8 2,28

CP2 CB 17,3 3,73

CP3 P1 9,1 incolor

CP4 P1 8,8 1,99

CP5 P2 14,4 4,07

CP6 P2 11,8 2,55

CP7 Tabuleiro 1 -

Chanfro da viga caixão

14,1 0,00

CP8 Tabuleiro 1 -

Entre as vigas caixão

11,1 0,00

Abaixo estão apresentadas as fotos de cada corpo de prova com o ensaio de carbonatação.

a) CP1

b) CP2

c) CP3

d) CP4



a) CP5

b) CP6

c) CP7

d) CP8



4 ENSAIO DE ESCLEROMETRIA

O ensaio esclerométrico é um método não destrutivo que mede a dureza superficial do

concreto, fornecendo elementos para a avaliação da qualidade do concreto endurecido. O

valor obtido através do impacto do esclerômetro de reflexão sobre uma área de ensaio,

fornecido diretamente pelo aparelho, correspondente ao número de recuo do martelo,

denominado Índice Esclerométrico. Utiliza-se um gráfico, fornecido pelo fabricante, para

correlacionar a resistência à compressão com o índice esclerométrico.

Figura 9 – Gráfico do fabricante que correlaciona r esistência à compressão com o índice

esclerométrico

Para a realização deste ensaio foi delimitada uma área de 200 mm x 200 mm em cada

componente estrutural analisado. Em cada área foram aplicados 16 (dezesseis) impactos. Os

impactos foram uniformemente distribuídos conforme ilustra a

Figura 10. Foi realizado o ensaio de esclerometria em diversos elementos da estrutura,

incluindo longarinas e pilares.

200mm

200mm


Figura 10 - Área para ensaio de pacometria

4.1 Equipamentos Utilizados

As características e o aparelho de esclerometria são apresentados na Tabela 5.

Tabela 5 – Características técnicas do esclerômetro

Marca: Matest

Tipo: N

4.2 Resultados obtidos

Pelo ensaio de esclerometria foi possível calcular a resistência do concreto à compressão. A

resistência média à compressão, fcm, foi calculada a partir do índice esclerométrico e, pela

expessão 1, foi possível obter a resistência característica do concreto, fck.

fck = fcm-1,65Sd (1)

Onde:

fcm = resistência média a compressão;

fck = resistência característica do concreto;

Sd = desvio padrão da resistência média a compressão de todos os elementos

analisados, igual a 5,66.

Com o valor do fck, determinado a partir da esclerometria, foi possível calcular o módulo de

elasticidade, Ec, pela expressão 2:

fck

5600

Ec

= (2)

Nas tabelas a seguir estão os resultados obtidos para cada grupo estrutural, pilares e

longarinas de ambos os viadutos.


4.2.1 Ensaio de Esclerometria no Viaduto Mauá

O ensaio de esclerometria no Viaduto Mauá foi realizado nos pilares, nas vigas longarinas e

transversinas. A Tabela 6 e a Tabela 7 apresentam o índice esclerométrico, resistência

característica do concreto e o módulo de elasticidade dos locais onde foi realizado o ensaio.

Tabela 6 – Esclerometria nos Pilares

Pilares – Viaduto Mauá

Leitura Elemento

Esclerometria

Com a argamassa Sem a argamassa

I.E. fcm (MPa)

fck,est (MPa)

Ec (MPa) I.E. fcm

(MPa) fck,est (MPa)

Ec (MPa)

1 CP1 28,20 22 12,8 20.004 31,00 26 16,8 22.926

2 CP2 20,73 10 0,8 4.882 - - - -

3 CP3 26,33 19 9,8 17.495 - - - -

4 CP4 20,83 11 1,8 7.429 - - - -

5 CP5 26,29 19 9,8 17.495 - - - -

6 CP6 21,85 12 2,8 9.303 - - - -

7 CP7 26,62 19 9,8 17.495 - - - -

8 CP8 21,14 12 2,8 9.303 - - - -

9 P1 23,50 14 4,8 12.218 - - - -

10 P2 26,14 19 9,8 17.495 - - - -

11 P3 28,29 21 11,8 19.204 - - - -

12 P4 22,83 14 4,8 12.218 - - - -

13 P5 27,08 20 10,8 18.369 - - - -

14 P6 22,13 13 3,8 10.859 34,67 31 21,8 26.123

15 P7 22,00 13 3,8 10.859 31,00 26 16,8 22.926

16 P8 21,09 12 2,8 9.303 - - - -

17 P9 23,63 14 4,8 12.218 - - - -

18 P10 19,17 10 0,8 4.882 - - - -

19 P11 23,78 15 5,8 13.440 - - - -

20 P12 18,83 10 0,8 4882 26,80 18 8,8 16574

21 P13 24,43 16 6,8 14560 25,43 18 8,8 16574

22 P14 20,00 10 0,8 4882 - - - -

23 P15 24,36 16 6,8 14560 - - - -

24 P16 25,27 17 7,8 15600 - - - -


Tabela 7 – Esclerometria nas Vigas Longarinas e Tra nsversinas

Vigas Longarinas e Transversinas – Viaduto Mauá

Leitura Elemento Esclerometria

I.E. fcm (MPa)

fck,est (MPa)

Ec (MPa)

1 VL3 46,6 46 36,8 33.953

2 VL12 42,0 45 35,8 33.488

3 VT11 42,5 46 36,8 33.953

4.2.2 Ensaio de Esclerometria no Viaduto Nuno de Assis

O ensaio de esclerometria no Viaduto Nuno de Assis foi realizado nos encontros bairro e

centro e nos pilares. A Tabela 8 apresenta o índice esclerométrico, resistência característica

do concreto e o módulo de elasticidade dos locais onde foi realizado o ensaio.

Tabela 8 – Esclerometria nos Encontros e Pilares

Encontros e Pilares – Viaduto Nuno de Assis

Leitura Elemento Esclerometria

I.E. fcm (MPa)

fck,est (MPa)

Ec (MPa)

1 CB 49,2 58 48,8 39.104

2 P1 48,6 57 47,8 38.701

3 P2 54,9 70 60,8 43.651

4 P3 46,4 53 43,8 37.045

5 CC 42,9 46 36,8 33.953


5 ENSAIOS DE ULTRA-SOM

O aparelho de ultra-som mede o tempo empregado pelo impulso de ultra-som para efetuar o

percurso desde a sonda transmissora até a sonda receptora.

A velocidade que os pulsos ultra-sônicos atravessam um material contínuo depende de suas

propriedades elásticas e de sua densidade. A qualidade de alguns materiais é relacionada, às

vezes, à rigidez elástica. Desta forma, o ensaio de ultra-som é uma ferramenta de boa

aplicação na análise da qualidade do concreto, podendo ser utilizado para avaliar sua

homogeneidade, auxiliar na avaliação de sua resistência, acompanhamento das propriedades

ao longo do tempo, determinação da profundidade de fissuras e detecção de vazios.

O método usado foi o de Transmissão Direta. Este arranjo é o mais recomendado na

determinação da velocidade de propagação de ondas através do material, pois desta forma

as ondas são recebidas com maior intensidade. Os transdutores são posicionados em faces

opostas da estrutura da forma mais alinhada possível, conforme Figura 11.

E

R

Figura 11 - Transmissão Direta

O ensaio foi realizado em diversos pilares de ambos os viadutos.


5.1 Equipamentos Utilizados

Foram realizados ensaios de ultra-som e esclerometria em diversos elementos da estrutura.

O aparelho de ultra-som possui as características dadas na

Tabela 9.

Tabela 9 – Características técnicas do aparelho de ultra-som

Fabricante: Matest

Modelo: C368

Resolução: 0,16 µsec

Alimentação: 12Volt D.C.

Consumo: 0,30A

5.2 Resultados obtidos

Pelo ensaio de ultra-som foi possível calcular o módulo de elasticidade e a resistência do

concreto à compressão.

A partir do ensaio de ultra-som, o módulo de elasticidade foi obtido pela expressão 1:

)1(

)21) (1(pVEd

2

ν−ν−ν+= (1)

Onde:

Ed = módulo de elasticidade dinâmico do concreto;

p = densidade do concreto, 2500kg/m3;

ν= coeficiente de poison, 0,2;

V = velocidade da onda ultrasônica.

Segundo Leslie e Cheesman (1949) a qualidade do concreto pode ser avaliada pela

velocidade na qual a onda ultra-sônica percorre a distância entre o transmissor e o receptor

de acordo com a Tabela 10.


Tabela 10 – Qualidade do concreto e velocidade da o nda ultra-sônica

Velocidade da onda (m/s) Qualidade do concreto

Superior a 4500 Excelente

3500 a 4500 Bom

3000 a 3500 Regular

1500 a 3000 Geralmente ruim

Inferior a 1500 Ruim

Nas tabelas, a seguir, estão os resultados obtidos para cada grupo estrutural de ambos os

viadutos.

5.2.1 Ensaio de Ultra-Som no Viaduto Mauá

O ensaio de ultra-som no Viaduto Mauá foi realizado nos pilares e nos corpos de prova

extraídos das vigas longarinas e transversinas. A Tabela 11 e Tabela 12 apresentam a

velocidade de propagação da onda e o módulo de elasticidade calculado pela equação (1)

nas estruturas onde foi realizado o ensaio.


Tabela 11 – Ultra-Som nos Pilares


Leitura Elemento Ultra-som Qualidade do

Concreto Velocidade (m/s)

Ed (MPa)

1 CP1 2.888 18.763 Geralmente ruim

2 CP2 - - -

3 CP3 4.722 50.175 Excelente

4 CP4 10.301 2.389 Excelente

5 CP5 - - -

6 CP6 - - -

7 CP7 4.274 41.092 Bom

8 CP8 - - -

9 P1 4.507 45.703 Excelente

10 P2 4.369 42.955 Bom

11 P3 - - -

12 P4 2.289 11.785 Geralmente ruim

13 P5 4.894 53.888 Excelente

14 P6 4.760 50.973 Excelente

15 P7 2.748 16.991 Geralmente

ruim

16 P8 3.999 35.976 Bom

17 P9 3.681 30.479 Bom

18 P10 4.646 48.557 Excelente

19 P11 - - -

20 P12 2.423 13.213 Geralmente

ruim


22 P14 3.701 30.827 Bom


24 P16 - - -


Tabela 12 – Ensaio de ultra-som nos corpos de prova das vigas longarinas e transversinas

Corpos de Prova Localização Dimensão (cm) Velocidade (m/s) Ec (MPa) Qualidade do Concreto

CP1 VL4 14,25 4.083,70 37.522 Bom

CP2 VT2 19,5 4.076,31 37.387 Bom

CP3 VT11 20,3 4.083,49 37.519 Bom

CP4 VL2 23,1 4.138,93 38.544 Bom

CP5 VL3 11,26 3.325,19 24.878 Regular

CP6 VT8 21,00 2.884,08 18.715 Geralmente

ruim

5.2.2 Ensaio de Ultra-Som no Viaduto Nuno de Assis

O ensaio de ultra-som no Viaduto Nuno de Assis foi realizado nos pilares e nos corpos de

prova extraídos dos pilares e tabuleiro. A Tabela 13 e Tabela 14 apresentam a velocidade de

propagação da onda e o módulo de elasticidade calculado pela equação (1) nas estruturas

onde foi realizado o ensaio.

Tabela 13 – Ultra-Som nos Pilares


Leitura Elemento Ultra-som

Qualidade do Concreto Velocidade

(m/s) Ed

(MPa)

1 P1 – lado próximo ao

Viaduto Mauá 5.659 72.047 Excelente

2 P2 – lado próximo ao Viaduto Mauá

3.117 21.863 Regular

3 P3 – lado próximo ao Viaduto Mauá

4.885 53.682 Excelente

4 P1 – lado mais afastado ao Viaduto Mauá

4.396 43.471 Bom

5 P2 – lado mais afastado

ao Viaduto Mauá 3.842 33.214 Bom

6 P3 – lado mais afastado ao Viaduto Mauá

4.775 51.309 Excelente


Tabela 14 – Ensaio de ultra-som nos corpos de prova dos pilares e tabuleiro

Corpos de Prova Localização Dimensão

(cm) Velocidade (m/s) Ec (MPa)

Qualidade do Concreto

CP1 CB 16,8 3.621 29.497 Bom

CP2 CB 17,3 3.526 27.973 Bom

CP3 P1 9,1 4.528 46.123 Excelente

CP4 P1 8,8 4.632 48.271 Excelente

CP5 P2 14,4 4.586 47.322 Excelente

CP6 P2 11,8 4.896 53.940 Excelente

CP7 Tabuleiro 1 -

Chanfro da viga caixão

14,1 3.406 26.100 Regular

CP8 Tabuleiro 1 - Entre

as vigas caixão 11,1 4.269 41.009 Bom


6 ENSAIOS DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO E MÓDULO DE D EFORMAÇÃO

Para a realização destes ensaios foram extraídos corpos de prova de ambos os viadutos. Os

resultados e gráficos estão mostrados nos itens abaixo.

6.1 Ensaio de Compressão e Módulo de Deformação no Viaduto Mauá

Foram extraídos sete corpos de prova do Viaduto Mauá. Os corpos de prova CP1, CP3, CP4

e CP6 estão divididos em A e B, pois foram extraídos da mesma estrutura. Os valores da

resistência à compressão e módulo de elasticidade estão apresentados na Tabela 15.

Tabela 15 − Propriedades mecânicas obtidas a partir do ensaio à compressão uniaxial dos corpos-de-prova de concreto extraídos da estrutura

Corpo de

Prova Localização fcm (MPa) fck (MPa) (MPa) Ec

CP1 A Viga Longarina 4 – VL4 43,2 33,9 18.486

CP1 B Viga Longarina 4 – VL4 34,8 25,5 22.000

CP2 Viga Transversina 2 – VT2 31,3 22,0 20.700

CP3 A Viga Transversina 11 – VT11 17,4 8,1 -

CP3 B Viga Transversina 11 – VT11 18,1 8,8 19.600

CP4 A Viga Longarina 2 – VL2 20,6 11,3 16.600

CP4 B Viga Longarina 2 – VL2 18,7 9,4 -

CP5 Viga Longarina 3 – VL3 23,8 14,5 -

CP6 A Viga Transversina 8 – VT8 21,3 12,0 18.534

CP6 B Viga Transversina 8 – VT8 20,6 11,3 -


6.2 Ensaio de Compressão e Módulo de Deformação no Viaduto Nuno de Assis

Foram extraídos dez corpos de prova do Viaduto Nuno de Assis, para posterior averiguação

da resistência à compressão e módulo de deformação. Os valores da resistência à

compressão e módulo de elasticidade estão apresentados na Tabela 16.

Tabela 16 − Propriedades mecânicas obtidas a partir do ensaio à compressão uniaxial dos corpos-de-prova de concreto extraídos da estrutura

Corpo de

Prova Localização fcm (MPa) fck (MPa) (MPa) Ec

CP1 Encontro Bairro - CB 33,1 23,8 -

CP2 Encontro Bairro - CB 36,4 27,1 -

CP3 Pilar 1 – P1 22,6 13,3 33.100

CP3 A Pilar 1 – P1 31,3 22,0 24.200

CP4 Pilar 1 – P1 27,1 17,8 15.600

CP5 Pilar 2 – P2 38,1 28,8 -

CP6 Pilar 2 – P2 39,4 30,1 -

CP7 Tabuleiro 1 - Chanfro da viga

caixão 42,7 33,4 -

CP8 A Tabuleiro 1 - Laje 44,3 35,0 -

CP8 B Tabuleiro 1 - Laje 59,8 50,5 -


7 CONCLUSÕES

Por meio da sondagem, SP-01,verificou-se que solo do encontro bairro é formado por um

aterro de areia fina com baixa resistência, aos 11m de profundidade foi encontrado uma

camada de concreto, provavelmente a sapata da cortina. A sondagem SP-02, realizada sob o

viaduto, indicou a existência de um aterro de areia fina nos 2,70m iniciais, em seguida, até 6

m de profundidade, areia fina pouco argilosa marrom claro, de baixa resistência, de 6 até 12m

areia fina pouco argilosa cinza, com resistência média. A resistência mais elevada, SPT>50,

foi encontrada entre 12 e 15m, onde a sondagem foi finalizada. A sondagem SP-03, realizada

sob o viaduto, mais afastada do rio, foi semelhante aos resultados obtidos no SP-02. A

resistência mais elevada, SPT>50, foi encontrada a 8 m de profundidade. Não é possível

realizar uma análise quantitativa da capacidade portante do solo e associar com a segurança

das fundações, pois esta análise deve ser realizada em conjunto com os elementos

estruturais de fundação.

Por meio do ensaio de carbonatação, principalmente nos corpos de prova, foi possível

observar que a camada carbonatada não atinge a profundidade da armadura na estrutura, em

ambos os viadutos. Isso garante que a despassivação das armaduras, de forma geral, não é

decorrente do processo de carbonatação do concreto e sim em função da exposição direta ao

ambiente agressivo em conseqüência do destacamento da camada superficial do concreto.

No ensaio de esclerometria foi possível observar a diferença da dureza superficial entre os

pilares do Viaduto Mauá com argamassa e sem argamassa, o que era de se esperar. Os

valores mais baixos, obtidos nos elementos revestidos com argamassa não podem ser

levados em consideração para análise da estrutura. No Viaduto Nuno de Assis o ensaio de

esclerometria foi realizado no encontro bairro e nos pilares. Como o ensaio de esclerometria

leva em conta somente a dureza superficial, as propriedades mecânicas encontradas

serviram apenas como orientação e não como resultados a ser utilizado na verificação

estrutural, destacando-se a uniformidade dos valores obtidos.

Por meio do ensaio de ultra-som de transmissão direta foi possível obter a qualidade do

concreto. Alguns pilares do Viaduto Mauá apresentaram qualidade “geralmente ruim”,

provavelmente devido à influência da camada de argamassa. Já nos corpos de prova

extraídos das vigas longarinas o ensaio de ultra-som se apresentou satisfatório, com a

qualidade do concreto “bom”. No Viaduto Nuno de Assis, tanto os pilares quanto os corpos de


prova, a qualidade do concreto se mostrou satisfatória, ficando entre “bom” e “excelente”.

Estes resultados indicam para uma qualidade inferior do concreto da estrutura do Viaduto

Mauá em comparação com o da estrutura do Viaduto Nuno de Assis.

O ensaio de resistência à compressão resultou em resistências próximas à 20 MPa para o

Viaduto Mauá, e aproximadamente 35 MPa para o viaduto Nuno de Assis. Já o módulo de

elasticidade foi aproximadamente 19 MPa para o viaduto Mauá e 24 MPa para o Viaduto

Nuno de Assis. Na Tabela 17 está o resumo dos resultados.

Tabela 17 – Resumo das propriedades mecânicas das e struturas de ambos os viadutos

Viaduto Estrutura fcm (MPa) Ecm (MPa)

Mauá

Viga longarina 28,2

19,3 Viga transversina 21,7

Pilares 21,7

Tabuleiro 21,7

Nuno de Assis Pilares 32,6

24,3 Tabuleiro 48,9

Para a análise da capacidade portante dos elementos estruturais foram sempre considerados

os valores a favor da segurança, ou seja, aqueles com valores mais baixos.


ANEXO I

Laudo da Sondagem do Terreno


ANEXO II

Corpos de Prova do Viaduto Mauá


ANEXO III

Corpos de Prova do Viaduto Nuno de Assis

ensaios tecnológicos executados no viaduto mauá e no ... · ensaios tecnológicos executados no...

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