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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA
CURSO: ENGENHARIA CIVIL
AUGUSTO LUIZ SOUZA LEÃO
UMA REVISÃO SOBRE FISSURAS CAUSADAS POR PROBLEMAS DE
FUNDAÇÕES
Feira de Santana
2010
1
AUGUSTO LUIZ SOUZA LEÃO
UMA REVISÃO SOBRE FISSURAS CAUSADAS POR PROBLEMAS DE
FUNDAÇÕES
Monografia apresentada à disciplina Projeto
Final II do Curso de Engenharia Civil, da
Universidade Estadual de Feira de Santana
como parte dos requisitos para conclusão do
Curso de Engenharia Civil.
Orientadora: Profª. D.Sc. Maria do Socorro
Costa São Mateus.
Feira de Santana
2010
2
AUGUSTO LUIZ SOUZA LEÃO
UMA REVISÃO SOBRE FISSURAS CAUSADAS POR PROBLEMAS DE
FUNDAÇÕES
Trabalho Final de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil através da
disciplina Projeto Final II da Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS) como requisito para aquisição do grau de bacharel em engenharia civil. Feira de Santana, 29 de Janeiro de 2010. ________________________________________________________ Profa. D.Sc. Maria do Socorro Costa São Mateus Universidade Estadual de Feira de Santana _________________________________________________________ Prof. D. Sc. Washignton Almeida Moura Universidade Estadual de Feira de Santana _________________________________________________________ Prof. M. Sc. Areobaldo Oliveira Aflitos Universidade Estadual de Feira de Santana
3
AGRADECIMENTOS
Primeiramente aos meus pais, por nunca medirem esforços para me darem
tudo que estivesse ao seu alcance e sempre me alertarem da importância dos
estudos na minha vida, além de acreditarem na minha capacidade para concluir o
presente trabalho.
Minha orientadora, Maria do Socorro, pela competente orientação, dedicação,
interesse, ética nas atitudes tomadas e, sobretudo, pela paciência para comigo.
Ao Técnico em Solos Jorge Luiz, pela preciosa contribuição na realização dos
ensaios de caracterização de solo.
Aos meus amigos de curso, especialmente Alex Rocha, Fabrício Cerqueira e
Jânio Bonfim.
Ao meu amigo de infância Oberione Lima, por estar sempre junto, tanto nas
horas boas quanto nas horas ruins.
Aos engenheiros Jarbas Gama e Fabrízio, pelas informações e documentos
cedidos.
4
Quando você quer alguma coisa, todo o universo
conspira para que você realize o seu desejo.
Paulo Coelho
5
RESUMO
As fissuras encontradas nas construções são causadas por diversos fatores, entre eles os problemas nas fundações. Essa manifestação patológica causa desconforto e insegurança nos moradores e, em alguns casos, leva ao comprometimento total da estrutura. Dentre os problemas nas fundações, temos os recalques diferenciais advindos da presença de solos expansivos, colapsíveis, compressíveis, associados à atuação de sobrecargas. Para este estudo desenvolveu-se uma revisão bibliográfica concisa e aplicou-se o conteúdo teórico a dois municípios do estado da Bahia, Serrinha e Araci. Foi identificado o tipo de solo nos dois municípios, assim como edificações com fissuração, sendo encontrada situação precária em um bairro de baixa renda no município de Araci. A partir de então, realizou-se o mapeamento das fissuras em uma das residências (a mais atingida) e, também, a amostragem de solo. A expansividade do solo foi uma das causas imediatamente levantadas para o problema, sendo esse tipo de solo conhecido na Bahia como “massapê”. Foram realizados ensaios de caracterização com amostras deformadas e ensaio de expansão em amostra indeformada. Os resultados mostram valores de limite de liquidez igual a 53%, índice de plasticidade igual a 28%, indicando que o solo possui elevada plasticidade. Os valores encontrados foram comparados aos apresentados por Britto (2006) para o “massapê” de Santo Amaro-BA e, verificou-se que o solo possui alto potencial de expansão. Esta característica fornece fortes indícios de que a presença de solo expansivo, aliada ao tipo inadequado de fundação, é a principal causa das fissuras nas edificações do bairro do Tira Colo, em Araci-BA.
Palavras-Chave: Fissuras; Problemas de Fundações; S olo Expansivo.
6
ABSTRACT
Many factors promote building cracks and one of them is the foundation problems. This kind of pathologic appearance causes discomfort and unsafety to population and in some cases, it has consequences on the whole structure. From the many foundation problems, there are the differential settlements due to swelling, collapsible and compressible soils, associated to overload action. This work presents a review about building cracks caused by foundation problems and it applicate the theoretical concepts to Serrinha and Araci, two different towns in Bahia state, Brazil. The subsoil of these towns and the buildings presenting cracks were identified. A bad situation was found in a poor district in Araci town. At that place it was chosen a worst situation house, whose cracks were registered and soils samples were collected. The presence of swelling soil, known as “massapê” in Bahia state, was the main investigated cause. Characterization tests and swelling test were carried out to disturbed and undisturbed samples, respectively. The results showed 53% of Liquid Limit and 28% of Plasticity Index, indicating a high plasticity soil. The determined values were compared to the investigated massapê by Britto (2006) in Santo Amaro-BA, and it was verified a high swelling potential to soil from Araci. It´s possible to conclude that the presence of swelling soils and the use of inappropriated foundation are the main reasons to the building cracks at Tira Colo district, Araci-BA.
Key-words: Cracks, Foundation Problems, Swelling So il.
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 14
1.1 JUSTIFICATIVA ....................................................................................... 15
1.2 OBJETIVOS ............................................................................................. 15
1.2.1 Objetivo Geral ............................................................................ 15
1.2.2 Objetivos específicos ................................................................ 16
1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO ................................................................. 16
2 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS NAS CONSTRUÇÕES: FISSUR AÇÃO ... 17
2.1 CLASSIFICAÇÃO DAS FISSURAS EM ALVENARIAS ............................ 19
2.1.1 Classificação segundo a abertura ........................................... 19
2.1.2 Classificação segundo a atividade .......................................... 20
2.1.3 Classificação segundo a direção ............................................. 20
3 MECÂNICA DOS SOLOS E FUNDAÇÕES ........................................................... 23
3.1 IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DOS SOLOS ............................................ 23
3.2 ORIGEM E CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS ............................................. 24
3.3 INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO ............................................................... 27
3.4 SOLOS EXPANSIVOS .............................................................................. 29
3.5 DEFORMAÇÕES NOS SOLOS ................................................................ 31
3.6 ESTUDO SOBRE FUNDAÇÕES ............................................................. 34
3.6.1 Conceito e tipos de fundação .................................................. 34
3.6.2 Recalques admissíveis das fundações nos solos ....... ......... 37
4 PROBLEMAS CLÁSSICOS EM FUNDAÇÕES ..................................................... 41
8
4.1 PROBLEMAS DEVIDO A FALHAS NA ETAPA DE PROJETO ................ 41
4.2 PROBLEMAS DEVIDO A FALHAS NA ETAPA DE EXECUÇÃO ............. 43
4.3 PROBLEMAS DEVIDOS A FATORES EXTERNOS ................................. 44
4.4 EFEITOS DO MOVIMENTO DAS FUNDAÇÕES EM PAREDES DE
ALVENARIA .................................................................................................... 46
4.4.1 Elaboração do diagnóstico das aberturas ou le sões causadas
por problemas de fundações ............................................................ 48
4.4.2 Solução do problema de fissuração ........................................ 50
4.4.3 Reforço de fundações ............................................................... 54
4.5 EXEMPLOS DE ESTUDOS DE CASO RELACIONADOS COM
PATOLOGIA DE FUNDAÇÕES ................................................................................ 55
4.5.1 Estudo de caso: Estudo de manifesta ção patológica em
edificação assente sobre solo expansivo – massapê ( BRITTO, 2006)..... 55
4.5.1.1 Diagnóstico e medidas preventivas ................................ 60
4.5.1.2 Conclusões ..................................................................... 60
4.5.2 Estudo de caso: Levantamento de problemas em fundações
correntes no estado do Rio Grande do Sul (SILVA, 19 93). ....................... 61
4.5.2.1 Discussão do estudo realizado por Silva (1993) ............63
4.5.2.2 Conclusões ..................................................................... 63
5 APLICAÇÃO DO CONTEÚDO TEÓRICO A SERRINHA E ARACI, BAHIA ......... 65
5.1 CONSIDERAÇÕES SOBRE A METODOLOGIA ...................................... 65
5.2 CARACTERIZAÇÃO DOS MUNICÍPIOS ESTUDADOS ........................... 66
5.2.1 Caracterização do município de Serrinha ............................... 66
5.2.2 Caracterização do município de Araci .................................... 67
9
5.2.3 Tipos de fundações existentes ................................................ 68
5.3 RESULTADOS OBTIDOS ......................................................................... 69
5.3.1 Município de Serrinha-Ba .......................................................... 69
5.3.2 Município de Araci-Ba ............................................................... 71
5.3.3 Análise das fissuras em uma edificação do bairro do Tira
Colo ..................................................................................................... 79
5.3.4 Caracterização do solo – Bairro Tiracolo/Araci-BA ................ 80
5.3.5 Diagnóstico das condições locais e das lesões - Bairro
Tiracolo/Araci-BA ............................................................................... 82
5.3.6 Sugestões para resolução dos problemas patoló gicos no
bairro do Tiracolo ............................................................................... 83
6 CONCLUSÕES ...................................................................................................... 86
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 88
ANEXOS ................................................................................................................... 91
10
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Fissuras inclinadas devido a recalques nas fundações (SILVA, 1993) ................... 21
Figura 2 Fissuras verticais devido a recalques nas fundações (SILVA, 1993) ..................... 21
Figura 3 Fissuras verticais e horizontais devido a movimentações da argamassa de
assentamento, provocadas pelos recalques nas fundações (VERÇOSA, 1991) .................. 22
Figura 4 Escala granulométrica da ABNT- NBR 6502/1995 ................................................. 25
Figura 5 - Esquema da sondagem a percussão SPT (www.mrsondagens.com/images/02.jpg,
aceso em 29/01/2010) ............................................................................................................ 29
Figura 6 - Provável ocorrência de solos expansivos no Brasil (SILVA, 1993) ..................... 30
Figura 7 - Principais tipos de fundações superficiais (www2.unijui.tche.br, acesso em
20/09/2009) ......................................................................................................................... 35
Figura 8 Blocos e alicerces (BESTETTER, 2008) ................................................................ 35
Figura 9 - Alguns tipos de fundações profundas: a) estacas metálicas b) pré-moldadas de
concreto c) pré-moldadas de concreto centrifugado d) Franki e Strauss e) estaca raiz f)
escavadas tubulões g) a céu aberto, sem revestimento h) com revestimento de aço
(www2.unijui.tche.br, acesso em 20/09/2009) ...................................................................... 36
Figura 10- Distorções angulares e danos associados (VELLOSO & LOPES, 2004) ............ 38
Figura 11 Recalque diferencial por consolidações distintas do subsolo carregado (THOMAZ,
1989) ................................................................................................................................... 42
Figura 12 Recalque da edificação devido à espessura variável da camada compressível
(SILVA, 1993) ...................................................................................................................... 43
Figura 13 - Representação de fissuras causadas por recalque diferencial (MAGALHÃES,
2004) ................................................................................................................................... 46
Figura 14 - Configurações básicas das fissuras em alvenaria (HOLANDA JUNIOR, 2002).
............................................................................................................................................ 47
Figura 15 - Exemplo de fissuras causadas por recalques (HOLANDA JUNIOR, 2002) ........ 47
Figura 16 - Estrutura do método para resolução de problemas patológicos (DAL MOLIN,
1988) .................................................................................................................................. 49
11
Figura 17 - Principais métodos para correção de fissuras (DAL MOLIN, 1988) .................... 51
Figura 18 Fissura inclinada em alvenaria da fachada frontal da escola (BRITTO, 2006) ..... 56
Figura 19 Fissura inclinada na alvenaria de fachada lateral esquerda da escola (BRITTO,
2006) ................................................................................................................................... 56
Figura 20 Fissura vertical na extremidade superior da alvenaria interna da escola (BRITTO,
2006) ................................................................................................................................... 57
Figura 21 Fissura horizontal próximo ao vértice superior da porta da cozinha (BRITTO, 2006)
............................................................................................................................................ 57
Figura 22 Relatório de sondagem à percussão do subsolo da escola .................................. 59
Figura 23 Mapa de dados Cartográficos da Bahia (maps.google.com.br, 2009) .................. 65
Figura 24 Tipo de fundação mais empregada no bairro Tira Colo em Araci/BA ................... 68
Figura 25 Mapa de Serrinha com a localização dos furos de sondagem
(maps.google.com.br, 2009) ................................................................................................ 69
Figura 26 Fissura vertical já recomposta na alvenaria do Hospital Estadual de Serrinha/BA
............................................................................................................................................ 70
Figura 27 Fissuras verticais já recompostas nas paredes do Hospital Estadual de
Serrinha/BA ......................................................................................................................... 71
Figura 28 Mapa de arruamento do município de Araci/BA destacando o bairro do Tiracolo.
............................................................................................................................................ 72
Figura 29 Exemplo de construção mais presente no bairro do Tiracolo, Araci-BA ............... 73
Figura 30 Mapa de arruamento do bairro do Tiracolo, Araci/BA identificando as residências
com maior quantidade de fissuras ....................................................................................... 74
Figura 31 – Fissura inclinada acima da janela: casa 1 bairro Tiracolo, Araci/BA .................. 74
Figura 12 Fissuras verticais e inclinadas já reparadas: casa 2 bairro Tiracolo, Araci/BA ..... 75
Figura 33 Fissuras inclinadas na porta e ceteira: casa 3 bairro Tiracolo, Araci/BA .............. 75
Figura 34 Fissura inclinada na alvenaria: casa 4 bairro Tiracolo, Araci/BA .......................... 76
Figura 35 Abertura de 04 centímetros na casa 4 do bairro do Tiracolo, Araci/BA ................ 77
12
Figura 36 Comparação das fissuras apresentas na revisão bibliográfica com as encontradas
nas edificações do bairro do Tira Colo ................................................................................. 78
Figura 37 Comparação das fissuras apresentas na revisão bibliográfica com as encontradas
nas edificações do bairro do Tira Colo ................................................................................. 78
Figura 38 Análise das fissuras em uma edificação do bairro do Tira Colo ........................... 79
Figura 39 Localização do ponto onde as amostras foram coletadas .................................... 80
Figura 40 Ponto de coleta das amostras .............................................................................. 81
13
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Classificação segundo espessura (JUNIOR, 2006) ............................................... 19
Tabela 2 Principais métodos de investigação geotécnica .................................................... 28
Tabela 3 Limites para recalques máximos ou admissíveis (SKEMPTON E MACDONALD,
1955) ................................................................................................................................... 37
Tabela 4 Abertura de fissuras e danos associados (VELLOSO & LOPES, 2004) ................ 39
Tabela 5 Problemas Clássicos em fundações: Falhas na etapa de projeto (SILVA, 1993) .. 41
Tabela 6 Problemas Clássicos em fundações: Falhas na etapa de execução (SILVA, 1993)
............................................................................................................................................ 43
Tabela 7 Problemas Clássicos em fundações: fatores externos (SILVA, 1993) ................... 44
Tabela 8 Escolha de material de reparação de acordo com a abertura da fissura (BRITTO,
2006) ................................................................................................................................... 53
Tabela 9 Resumo dos resultados de caracterização e expansão livre do estudo de Britto
(2006) .................................................................................................................................. 58
Tabela 10 Gravidade dos danos causados em edificações correntes por problemas nas
fundações (SILVA, 1993) ..................................................................................................... 61
Tabela 11 Tipos de fundações afetadas por problemas (SILVA, 1993) ................................ 62
Tabela 12 Número de pavimentos das edificações afetadas (SILVA, 1993) ........................ 62
Tabela 13 Resultado do levantamento de dados segundo os agentes causadores (SILVA,
1993) ................................................................................................................................... 63
Tabela 14 Caracterização das residências da forma como são construídas nos bairros de
baixa renda no município de Araci ....................................................................................... 73
Tabela 1 Resumo dos resultados de caracterização e classificação .................................... 81
Tabela 16 Classificação do solo quanto o seu Índice de Plasticidade (MACHADO e
CARVALHO 1998).................................................................................................................. 82
14
1 INTRODUÇÃO
Desde épocas remotas, ouve-se falar de estruturas extremamente danificadas
ou mesmo em ruínas, devido a problemas em suas fundações. O desconhecimento
do comportamento dos solos, pela falta de métodos ou processos de investigação
do subsolo, provavelmente foi o principal responsável por colapsos de edificações
antigas. Esse é um problema que ainda hoje causa desconforto e insegurança, pois,
mesmo com toda evolução das construções, é comum vermos nas edificações com
rachaduras.
Para Thomaz (1989), o surgimento de trincas ou fissuras é particularmente
importante, pois indica potenciais problemas estruturais, que poderão comprometer
o desempenho da edificação e causam constrangimento psicológico aos usuários.
De maneira geral, afirma o autor, as fissuras provocadas por recalques diferenciais
são inclinadas, confundindo-se às vezes com as fissuras provocadas por deflexão
de componentes estruturais. Mas estas também se apresentam, em alguns casos,
nas direções horizontal e vertical.
Por serem as fundações a base e a sustentação das edificações, a ocorrência
de problemas pode causar danos graves nos componentes do prédio e trazer risco à
segurança dos seus usuários.
A Patologia das Edificações é a “ciência” que estuda os sintomas, origem,
causas, os mecanismos dos danos nas construções. Os procedimentos para sanar
tais danos chamam-se terapêutica. Existem várias razões para o aparecimento das
fissuras nas edificações: falta de inspeção geotécnica, falhas na etapa de projeto e
execução, a quantidade de materiais envolvidos, os fatores externos, entre outros.
Devemos destacar que as fissuras não são causadas apenas pelos problemas nas
fundações. Existem outros agentes como, temperatura, retração e expansão,
sobrecarga, reações químicas, deformação dos elementos estruturais, que também
fazem com que surjam as aberturas, tanto nas paredes de alvenaria quanto na
estrutura.
O principal agente no que diz respeito aos problemas nas fundações é o
recalque. Para Velloso & Lopes (2004), recalque é todo deslocamento sofrido por
uma estrutura, na sua fundação, e pode acontecer imediatamente após o
15
carregamento e/ou com o decorrer do tempo. A magnitude das deformações
apresentadas pelo solo irá depender de suas propriedades elásticas e plásticas e do
carregamento a ele imposto.
No município de Araci, no Estado da Bahia, foi encontrado um bairro que vem
sofrendo com o problema de fissuramento por problemas nas fundações. A
presença de solo expansivo, conhecido na Bahia como “massapê”, pode ser umas
das principais razões para o aparecimento da fissura. Foram realizados ensaios com
o solo coletado nesse bairro para verificação de suas propriedades, bem como seu
grau de expansividade.
1.1 JUSTIFICATIVA
Este trabalho tem como principal justificativa, a realização um estudo que
identificaque a importância e as aplicações de um projeto de fundações bem
elaborado, assim como a importância da execução bem feita.
O estudo também foi realizado, para alertar o poder público municipal sobre
problemas existentes em edificações construídas nos municípios do interior da
Bahia, e sobre a importância de se realizar estudos prévios à ocupação e expansão
de municípios.
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo Geral
O objetivo geral deste trabalho foi realizar uma revisão sobre fissuras
causadas por problemas nas fundações, conhecendo-se conceitos, termos técnicos
e procedimentos para o estudo de problemas patológicos. Além da revisão, objetivou
também a aplicação desse conhecimento a uma situação real.
16
1.2.2 Objetivos Específicos
Os objetivos específicos são:
• apresentar estudos realizados em diferentes locais do país, suas
principais causas e soluções indicadas;
• a partir do conhecimento teórico sobre o tema, estudar os problemas
das trincas em edificações localizadas no bairro do Tira Colo, município
de Araci-BA, descrevendo o problema, realizando o diagnóstico e
mostrando os tipos e graus das fissuras, para indicar soluções;
• estudar as características do maciço terroso do local, mediante
realização de ensaios de laboratório;
• apresentar contribuições teóricas e práticas para o problema de
fissuras, provocadas por problemas de fundações.
1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO
O tema foi abordado e distribuído em 08 capítulos.
O primeiro capítulo, ou introdução, apresenta a importância e justificativa
deste trabalho, seus objetivos e estrutura.
A revisão bibliográfica está apresentada em quatro capítulos: o segundo,
terceiro, quarto e quinto. O segundo capítulo apresenta o tema “Patologia das
edificações do tipo Fissura”. O terceiro trás uma breve revisão sobre Mecânica dos
Solos e Fundações. O quarto capítulo, denominado problemas clássicos em
fundações, é uma abordagem dos problemas mais comuns nas fundações de
edificações. E o quinto capítulo, apresenta dois estudos de caso, identificados
durante a revisão bibliográfica, que estão relacionados ao tema fissuras e problemas
nas fundações, como forma de enriquecimento do estudo.
O sexto e o sétimo capítulos apresentam um exemplo de aplicação dos
conhecimentos adquiridos, a um município do interior da Bahia.
Encerrando o trabalho, o oitavo capítulo apresenta as conclusões.
17
2 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS NAS CONSTRUÇÕES: FISSUR AÇÃO
Verçosa (1991) destaca que:
“... as edificações podem apresentar defeitos comparáveis a doenças: rachaduras, manchas, deslocamentos, deformações, rupturas, etc. Por isso, convencionou-se chamar de Patologia das Edificações ao estudo sistemático desses defeitos.”
A Patologia das Edificações pode ser entendida como sendo o ramo da
engenharia que estuda os sintomas, formas de manifestação, origens e causas das
doenças ou defeitos que ocorrem nas edificações. Esse conhecimento é
indispensável, em maior ou menor grau, para todos que trabalham na construção
civil. Quando se conhecem os defeitos que uma construção poderá apresentar, bem
como as suas causas, é muito menos provável que se cometa erros (Vercosa,
1991). A patologia na construção pode ser entendida, analogamente à Ciência
Médica.
Os problemas patológicos estão presentes na maioria das edificações, seja
com maior ou menor intensidade, variando o período de aparição e/ou a forma de
manifestação (LICHTENSTEIN, 1986)
Existem várias razões para os defeitos nas construções: a quantidade de
materiais e técnicas envolvidas, as grandes variações que caracterizam os espaços
construtivos e, principalmente, os erros de projeto e falhas na execução.
Segundo Thomaz (1989) a classificação das manifestações patológicas pode
ser apresentada de diferentes formas, de acordo com diferentes princípios e pontos
de vista, podendo se encontrar classificações segundo:
a) os sintomas: manchas de umidade, fissuras, corrosão, deslocamentos,
desagregação, entre outros;
b) as causas: presença de umidade, sobrecargas, por deformações,
variações térmicas, entre outras;
c) os elementos construtivos atingidos: estruturas de concreto armado,
em alvenarias, em revestimentos, em fundações, entre outros;
18
d) as tensões envolvidas: por flexão, tração, compressão, torção, entre
outras;
e) as fases correspondentes do processo construtivo: manifestações
patológicas originadas na fase de planejamento, projeto, execução,
uso, manutenção, entre outras.
Nesse estudo, serão tratadas as fissuras que aparecem nas alvenarias de
vedação das edificações, decorrentes dos problemas de fundações.
Duarte (1998, p.9) apud Magalhães (2004) diz que:
[...] as manifestações patológicas que mais preocupação causam aos leigos são as fissuras. A ocorrência de fissuras tem se tornado um incômodo que provoca crescente preocupação na construção civil, face à mudança de mentalidade dos usuários com a criação de novos paradigmas, e consequente aumento do nível de exigência, em busca de qualidade e satisfação.
As fissuras ocorrem quando a resistência dos componentes da edificação ou
a resistência da união entre eles é superada pelas tensões geradas com a
movimentação das fundações (SILVA, 1993).
Segundo Thomaz (1989), o surgimento de trincas ou fissuras é
particularmente importante, pois indica potenciais problemas estruturais, que
poderão comprometer o desempenho da edificação e causam constrangimento
psicológico aos usuários. Uma vez surgidas, as fissuras poderão sofrer ataques
químicos, pelo gás carbônico emitido por veículos, águas de chuva, levando a um
aumento nas aberturas das mesmas. O aumento ocorrerá também, devido a uma
contínua movimentação da estrutura.
Quanto às implicações de ordem funcional, a questão a ser considerada é o
quanto a fissura interfere com relação aos requisitos de funcionamento das
alvenarias e dos elementos estruturais. Por este ponto de vista, ficam
comprometidas muitas das exigências dos usuários quanto: à estanqueidade, ao
conforto visual, ao conforto acústico, ao conforto tátil e à durabilidade (JUNIOR,
1998).
19
É preciso acompanhar a evolução da abertura das fissuras, para elaborar um
diagnóstico correto. O acompanhamento da abertura de fissuras, de acordo com a
NBR- 6122/2001, constitui um recurso mais simples e mais expedito para se ter uma
idéia do comportamento de uma obra, sobretudo quando ela estiver sujeita a
perturbações de evolução mais ou menos rápida no tempo (por exemplo, durante a
execução de obra vizinha). Este acompanhamento é realizado, medindo-se
periodicamente as diagonais (representadas pelas fissuras) de um retângulo traçado
ou através de fissurômetro ou qualquer outro instrumento de precisão de medida.
2.1 CLASSIFICAÇÃO DAS FISSURAS EM ALVENARIAS
As fissuras em alvenarias podem ser classificadas segundo diferentes
critérios, sendo os principais: abertura, atividade, direção (MAGALHÃES, 2004).
2.1.1 Classificação segundo a abertura
Em função da largura de cada abertura surgida na superestrutura de uma
edificação, Junior (2006) faz a distinção apresentada na Tabela 1.
Tabela 1 Classificação segundo espessura (JUNIOR, 2 006)
TIPO CARACTERÍSTICA ESPESSURA
Fissura abertura em forma de linha até 0,5 milímetro
Trinca abertura em forma de linha de 0,5 milímetro até 1,0 milímetro
Rachadura abertura expressiva, proveniente de 1,0 milímetro a 1,5 milímetro
de acentuada ruptura de massa Fenda abertura excessiva que causa superior a 1,5 milímetro divisão da parede
Segundo Magalhães (2004), as fissuras ou aberturas ainda podem ser
classificadas como finas (espessura menor que 1,5mm), média (espessura entre 1,5
e 10mm) e largas (superiores a 10mm).
20
2.1.2 Classificação segundo a atividade
As fissuras também podem ser classificadas segundo a sua atividade, como
ativas e inativas (DUARTE, 1998 apud MAGALHÃES, 2004):
a) ativas: são produzidas por ações variáveis que promovem deformações
também variáveis e, por isso, podemos dizer que não são fissuras
estabilizadas. Apresentam variações de abertura em um determinado período
de tempo. Podem apresentar comportamento cíclico. No caso das fissuras
causadas pelo recalque, essas podem apresentar abertura crescente;
b) inativas ou estabilizadas: são geralmente o resultado de um evento que já
passou ou, da atuação temporária de cargas em uma estrutura, portanto já
estão estabilizadas. Apresentam variações de abertura ou comprimento ao
longo do tempo. Fissuras inativas costumam ser causadas por solicitações
externas, tais como sobrecargas ou fundações estabilizadas.
2.1.3 Classificação segundo a direção
As fissuras podem também ser classificadas segundo sua direção como:
a) inclinadas
b) verticais
c) horizontais
De maneira geral, afirma Thomaz (1989), as fissuras provocadas por
recalques diferenciais são inclinadas, confundindo-se às vezes com as fissuras
provocadas por deflexão de componentes estruturais. Em relação às primeiras,
contudo apresentam aberturas geralmente maiores, “deitando-se” em direção ao
ponto onde ocorreu o maior recalque. Mas estas também se apresentam, em alguns
casos, nas direções horizontal e vertical. A Figura 1 mostra como as fissuras se
apresentam quando um elemento de fundação recalca.
21
Figura 1 Fissuras inclinadas devido a recalques nas fundações (SILVA, 1993)
As fissuras causadas por problemas nas fundações, principalmente os
recalques, se caracterizam por possuírem uma inclinação. Algumas vezes essas
fissuras se apresentam na direção vertical devido ao aparecimento de tensões de
cisalhamento verticais. A Figura 2 apresenta algumas fissuras verticais causadas por
recalques de fundação
Figura 2 Fissuras verticais devido a recalques nas fundações (SILVA, 1993)
Outras vezes, as fissuras de recalque que deveriam ser verticais, podem se
disfarçar sob outras formas. Assim, por exemplo, camadas de argamassa de
assentamento mais fracas podem deslizar para o lado e então as fissuras também
tomam inclinações horizontais, conforme Figura 3.
22
Figura 3 Fissuras verticais e horizontais devido a movimentações da argamassa de
assentamento, provocadas pelos recalques nas fundaç ões (VERÇOSA, 1991)
Magalhães (2004) diz que por sua simplicidade, a classificação de fissuras
segundo sua direção é apropriada para análise prévia de fissuras, como parte de um
processo de diagnóstico.
Segundo Chand (1979), apud Silva (1993), as fissuras causadas por
problemas nas fundações aparecem em ambas as faces do componente atingido, ou
seja, há a ruptura transversal do mesmo e, geralmente tem maior abertura em uma
das extremidades.
Como o enfoque deste trabalho são as manifestações patológicas provocadas
por problemas de fundações, no capítulo 3 será realizada uma revisão sobre
mecânica dos solos e fundações.
23
3 MECÂNICA DOS SOLOS E FUNDAÇÕES
3.1 IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DOS SOLOS
Toda obra de engenharia transmite cargas ao solo. O estudo do
comportamento do solo frente às solicitações a ele impostas por estas obras é,
portanto, de fundamental importância porque evita problemas de estabilidade.
Para Tsutsumi (2007), as principais razões que levam à necessidade de se
compreender a Mecânica dos Solos em meio às construções é aplicar o
conhecimento dos solos de uma maneira prática para projetar obras de engenharia
de forma segura e econômica.
O solo é considerado não apenas material de fundação (que serve de suporte
às estruturas), mas também como material de construção (barragens de terra,
rodovias). Engenheiros devem ter um sólido conhecimento das propriedades e
comportamento dos solos, para evitar a ocorrência de desastres.
Segundo Vargas (1978),
“O êxito de uma obra de terra ou fundação, pelo menos em tese, exige o conhecimento da totalidade das propriedades técnicas dos solos com que, ou sobre que, são feitas. Entretanto, o conhecimento de tal totalidade é difícil, caro e demorado.”
Vargas (1978) afirma ainda que, além das características relacionadas ao
material de constituição dos solos, como a granulometria e a plasticidade, existem
também propriedades relacionadas com os diversos estados em que o solo se
apresenta na natureza. São propriedades relacionadas com sua maior ou menor
compacidade e consistência e com sua estrutura.
Silva (1993) reforça que,
“Para que se possa entender o comportamento de um solo, ou prever o desempenho de uma fundação nele apoiada, é necessário que se conheça algumas de suas características de comportamento. Este comportamento é influenciado pela estrutura, composição mineralógica e permeabilidade, bem como pelas condições de carga (e umidade) a que ele está, já esteve ou estará submetido.”
24
De acordo com Tsutsumi (2007), as propriedades dos solos dependem do tipo
do solo, sendo mais ou menos desfavoravelmente afetadas por muitos fatores,
incluindo a presença da umidade, proximidade com águas subterrâneas, umidade do
ar, enchentes, congelamento e descongelamento, etc. Uma das dificuldades para
tratar com o solo como um material é que as suas propriedades físicas no campo
podem variar entre distâncias consideravelmente pequenas (ordem de 1 m ou, às
vezes, menos).
Os problemas de investigação do subsolo e condições locais e a possibilidade
de ocorrerem variações durante e após a construção da obra não podem ser
ignorados por engenheiros, arquitetos e construtores. Uma investigação detalhada
das propriedades dos solos, seguida de interpretação correta, é a melhor maneira de
se evitar o colapso do sistema solo-estrutura.
“Na Mecânica dos Solos, a umidade é considerada como um dos fatores mais
importantes, que regem as propriedades dos solos” (Tsutsumi, 2007).
Para entender um pouco mais sobre a importância do estudo dos solos para a
engenharia civil, desenvolveu-se uma pequena introdução sobre a origem do solo e
suas características.
3.2 ORIGEM E CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
Dando enfoque especifico à Engenharia Civil, Vargas (1978) redefine solo
como sendo todo material da crosta terrestre que não oferece resistência
intransponível à escavação mecânica e que perde totalmente toda resistência,
quando em contato prolongado com a água.
Segundo Guerra (1996), os fatores formadores do solo são: material de
origem (M), clima (C), organismos vivos (O), relevo (R) e tempo (T). Uma expressão
simbólica foi estabelecida a fim de representar a relação do solo (S) com seus
fatores de formação, como a seguinte equação:
S = f(M,C,O,R,T)
25
Esses fatores são considerados variáveis independentes, onde solos distintos
resultam de mudanças em um desses fatores.
Os solos podem ser classificados quanto à origem e formação em solos
residuais ou solos transportados. Segundo Machado e Carvalho (1998), solos
residuais são solos que permanecem no local de decomposição da rocha. Para que
eles ocorram, é necessário que a velocidade de decomposição da rocha seja maior
do que a velocidade de remoção do solo por agentes externos. Os solos
transportados ou sedimentares são aqueles que foram levados de seu local de
origem por algum agente de transporte e lá depositados.
É importante também conceituar os solos orgânicos que, segundo Pinto
(1998), são solos que contém uma quantidade apreciável de matéria decorrente de
decomposição de origem vegetal ou animal, em vários estágios de decomposição e
possuem cor escura e odor característico.
Os solos também são classificados pelo tamanho (Figura 4) e forma das
partículas. A ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) define os limites das
frações de solo como sendo:
Figura 4 Escala granulométrica da ABNT- NBR 6502/19 95
Existem outros sistemas de classificação que não serão citados neste
trabalho, pois o objetivo deste tópico é apenas realizar uma breve revisão sobre
Mecânica dos Solos.
A fração granulométrica do solo classificada como argila (diâmetro inferior a
0,002mm) se caracteriza pela sua plasticidade marcante (capacidade de se
26
deformar sem apresentar variações volumétricas) e elevada resistência quando
seca. É a fração mais ativa dos solos (MACHADO e CARVALHO, 1998).
Segundo Skempton, os solos finos poderão ser classificados em:
- argilas de atividade baixa Ac < 0,75
- argilas de atividade normal 0,75 < Ac < 1,25
- argilas de atividade alta Ac > 1,25
Onde Ac é a relação entre o índice de plasticidade e a porcentagem da fração
argilosa menor
Ac = IP / (% fração de partículas < 2µ)
Os principais grupos de argilominerais presentes em solos argilosos são as
caolinitas, as ilitas e as montmoriloníticas, onde as montmoriloníticas são mais ativas
que as outras, por terem uma estrutura com cargas desbalanceadas, propícias a se
combinarem com elementos livres, e por absorverem maiores quantidades de água
(SILVA, 1993).
O argilomineral, montmorilonita, é formado por uma unidade de alumínio entre
duas sílicas, superpondo-se indefinidamente e denominadas de unidades estruturais
tricamadas. Neste caso, a união entre as camadas dos minerais é fraca (forças de
Van der Walls), permitindo a penetração de moléculas de água e cátions (Ca,Na,
etc.) na estrutura com relativa facilidade. As argilas montmorilonitas, especialmente
em presença de água, apresentam forte tendência à instabilidade e são também
expansivas (MACHADO e CARVALHO,1998).
Para que se possa entender o comportamento de um solo, ou prever o
desempenho de uma fundação nele apoiada, é necessário que se conheça algumas
de suas características como a resistência e a deformabilidade. Essas
características podem ser conhecidas através de métodos de investigação do
subsolo, os quais serão tratados no item 3.3.
27
3.3 INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO
Machado e Carvalho (1998) enfatizam que qualquer projeto de engenharia,
por mais modesto que seja, requer o conhecimento adequado das características e
propriedades dos solos onde a obra irá ser implantada. As investigações de campo e
laboratório requeridas, para obter os dados necessários e responder a essas
questões são chamadas de exploração do subsolo ou investigação do subsolo. Os
principais objetivos de uma exploração do subsolo são:
a) determinação da profundidade, tipo e espessura de cada camada do solo e
sua extensão na direção horizontal;
b) determinação da compacidade dos solos grossos e da consistência dos solos
finos;
c) profundidade da rocha e suas características (litologia, mergulho e direção
das camadas, espaçamento das juntas, planos de acamamento, estado de
decomposição);
d) localização do nível d'água (NA);
e) determinação das propriedades "in situ" do solo por meio de ensaios de
campo.
Os métodos de investigação geotécnica são divididos em diretos, indiretos e
semidiretos.. Os métodos diretos permitem a observação direta do subsolo ou
através de amostras coletadas ao longo de uma perfuração ou a medição direta de
propriedades “in situ”. Estes podem ser classificados em manuais (poços, trincheiras
e sondagem a trado) e mecânicos (sondagem a percussão, rotativa e mista,
sondagem a trado mecânico). Os métodos semidiretos de prospecção são aqueles
que não permitem coleta de amostras e visualização do tipo de solo, sendo as
características de comportamento mecânico, obtidas por meio de correlações com
grandezas medidas na execução do ensaio. Os métodos ditos indiretos de
prospecção são aqueles em que a determinação das propriedades das camadas do
subsolo é feita indiretamente pela medida de um parâmetro geofísico (MACHADO E
CARVALHO, 1998, QUARESMA et al. 1998). A Tabela 2 apresenta os principais
métodos de investigação geotécnica.
28
Tabela 2 Principais métodos de investigação geotécn ica
Métodos de Investigação Geotécnica Direto Indireto Semidireto
Standard Penetration Test - SPT x
Ensaio de Penetração de Cone - CPT x Ensaio de Palheta - "Vane Test" x Ensaio Pressiométrico x Ensaio de GPR x Ensaios de Resistividade Elétrica x
Ensaios Geofísicos - "Cross-Hole" x
Poços e Trincheiras x Sondagem à trado x Blocos indeformados x
Amostras Shelby/Denison x
Dentre todos os métodos citados, o que é mais empregado no Brasil, é o SPT
(Standard Penetration Test), conhecido também como sondagem a percussão ou de
simples reconhecimento (NBR-6484/2001).
Segundo Machado e Carvalho (1998), o procedimento de execução de
sondagens de simples reconhecimento é um processo repetitivo, de modo que em
cada metro de solo, são realizadas três operações, abertura do furo (perfuração),
ensaio de penetração e amostragem. Em cada metro, faz-se, inicialmente, a
realização do ensaio de penetração dinâmica e amostragem, envolvendo 45 cm de
solo ao total, sendo posteriormente realizado o avanço por escavação do furo por
um comprimento igual a 55 cm. A Figura 5 mostra um esquema do equipamento de
sondagem a percussão. Nos 45 cm do primeiro metro, é conveniente que o ensaio
de penetração não seja realizado, por causa da presença da matéria orgânica.
29
Figura 5 - Esquema da sondagem a percussão SPT ( www.mrsondagens.com/images/02.jpg
Aceso em 29/01/2010)
A realização de um método de inspeção ou de outro depende da quantidade
de informações para o projeto, da disponibilidade de equipamentos e serviços de
inspeção, da necessidade do cliente, da viabilidade econômica, entre outros. O que
realmente importa é que estes métodos sejam bem executados, para que as reais
características dos subsolos estejam representadas nos relatórios de forma segura e
coerente.
3.4 SOLOS EXPANSIVOS
Segundo Pinto (1998), os solos expansivos são aqueles que apresentam
expansão quando colocados em condições de absorver água. Portanto, seu
comportamento é bastante dependente da sazonalidade.
Durante períodos de estiagem, sofrem contração e encontram-se geralmente
com sucção elevada, o que lhes confere resistência relativamente alta, dificultando
sua escavação. Porém, com o aumento no teor de umidade (períodos chuvosos,
infiltração de água decorrente de vazamentos de tubulações, etc.), esses solos
podem experimentar valores de expansão bastante expressivos (CALVALCANTE,
2008).
Os solos do tipo massapê são classificados como solos finos, considerando a
escala granulométrica da ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. Os
grãos apresentam geralmente diâmetro inferior a 2µm, fazendo com que suas
30
partículas tenham um comportamento extremamente diferenciado em relação aos
dos grãos de silte e areia (MACHADO, 1998).
Sobral (1956) apud CARMO (2009), avaliou as percentagens das diversas
frações dos solos constituintes dos massapés (localizados na região de Água
Comprida, São Sebastião, Candeias Usina Aliança e atual BR-324) a partir do
método brasileiro MB-32 da ABNT, concluindo que os massapês são solos
constituídos de frações muito finas, com percentagens da mistura de silte – argila
entre 65 e 93% e as percentagens de argila entre 32 e 74%.
De acordo com a sua origem e formação, os solos expansivos podem ser
classificados em dois grupos. O primeiro grupo compreende os solos originários das
rochas ígneas básicas. Nestes solos, os minerais de feldspato e piroxênios das
rochas de origem sofrem decomposição formando a montmorilllonita e outros
minerais secundários. O segundo grupo compreende os originários das rochas
sedimentares que já contêm a montmorilonita na sua composição, de maneira que
ao sofrerem decomposição formarão os solos expansivos (BRITTO, 2006).
Segundo Vargas et al. (1981) apud Silva (1993), existem quatro principais
áreas de solos expansivos no Brasil, indicadas na Figura 6.
Figura 6 - Provável ocorrência de solos expansivos no Brasil (SILVA, 1993)
31
Na Bahia esse tipo de solo é popularmente conhecido como “massapê”.
Sobral (1956) avaliou as percentagens das diversas frações dos solos
constituintes dos massapés (localizados na região de Água Comprida, São
Sebastião, Candeias Usina Aliança e atual BR-324) a partir do método brasileiro MB-
32 da ABNT, concluindo que os massapês são solos constituídos de frações muito
finas, as percentagens da mistura de silte – argila girando entre 65 e 93% e as
percentagens de argila entre 32 e 74%.
Segundo este mesmo autor (Sobral 1956), a expansão livre do “massapê”
está na faixa de 12,3% a 40,3 % , dependendo da percentagem de montmorilonita
na fração argila, enquanto que a pressão de expansão varia de 1,39 a 2,36 kg/cm².
Pequenas variações de umidade, em torno de 2%, são suficientes para
promoverem significativas expansões nos massapés (BRITTO, 2006).
3.5 DEFORMAÇÕES NOS SOLOS
O solo ao sofrer solicitações se deforma, modificando o seu volume e forma
iniciais. A magnitude das deformações apresentadas pelo solo irá depender de suas
propriedades elásticas e plásticas e do carregamento a ele imposto. As propriedades
da massa de solo estão diretamente ligadas ao tipo de solo formador dessa massa.
Sabe-se também que o solo ou subsolo é constituído de diferentes camadas ao
longo do seu perfil, favorecendo os problemas nos sistemas de fundações, pois cada
camada de solo apresenta resposta diferente quando submetida a carregamentos.
Silva (1993) afirma em seu trabalho que todos os solos carregados sofrem
deformações, que cessam somente quando há um equilíbrio entre a carga imposta
ao solo e as forças atuantes entre as partículas sólidas. A velocidade do processo
de deformação depende da permeabilidade do solo, do grau de saturação e da
distância a outros solos mais permeáveis.
Compressibilidade é uma característica de todos os materiais, que quando
submetidos a forças externas (carregamentos) se deformam. O que difere o solo dos
outros materiais é que ele é um material natural, com uma estrutura interna a qual
pode ser alterada, pelo carregamento, com deslocamento e/ou ruptura de partículas.
Portanto, a estrutura própria do solo (multi-fásica), possuindo uma fase sólida
32
(grãos), uma fase fluída (água) e uma fase gasosa (ar), confere-lhe um
comportamento próprio tensão-deformação, o qual irá variar com o tempo.
Vargas (1978) entende que compressibilidade é a propriedade que certos
corpos possuem de mudarem de forma ou volume, quando lhes são aplicadas forças
externas. Já a expansibilidade do solo é o fenômeno inverso, caracterizado pelo
aumento de volume do solo quando dele é retirado seu estado de tensões.
Segundo Thomaz (1989):
“Se o solo for uma argila dura ou uma areia compacta, os recalques decorrem essencialmente de deformações por mudança de forma, função da carga atuante e do módulo de deformação do solo. No caso dos solos fofos e moles, os recalques são basicamente provenientes da sua redução de volume, já que a água presente no bulbo de tensões das fundações tenderá a percolar para regiões sujeitas a pressões menores”.
O resultado prático da compressibilidade dos solos, mais pertinente, é o
recalque das fundações. Define-se como recalque a deformação vertical de uma
superfície qualquer delimitada no terreno (VARGAS, 1978). Caputo (1978) define
compressibilidade do solo, como sendo a redução do volume do maciço sob a ação
de cargas aplicadas, sendo seus principais mecanismos: deformação do esqueleto
do solo, deslocamento relativo do solo e quebra de grãos. Em solos saturados a
variação de volume está diretamente relacionada com a drenagem da água, sendo
este fluxo governado pela lei de Darcy.
O recalque é uma das principais causas de problemas em fundações,
trazendo consequências que podem variar, desde fissuras simples, até mesmo a
ruína da estrutura. Quando ocorre o recalque diferencial, ou seja, uma parte da obra
rebaixa mais que a outra, esforços estruturais não previstos são gerados. Recalques
diferenciais sempre existirão. Eles não devem exceder o limite permitido para cada
edificação.
Recalque, para Velloso & Lopes (2004), é todo deslocamento sofrido por uma
estrutura, na sua fundação, e pode acontecer imediatamente após o carregamento
e/ou com o decorrer do tempo. Recalques que ocorrem nas fundações de cada pilar
33
são denominados absolutos ou totais, enquanto que a diferença entre eles possibilita
o cálculo do recalque diferencial, sendo que este não deverá exceder o limite
permitido para cada tipo e finalidade de edificação.
A NBR 6122/2001 conceitua recalque específico ou distorção como sendo a
relação entre as diferenças dos recalques de dois apoios e a distância entre eles.
Para Simons e Menzies (1981), é importante distinguir os recalques entre:
• recalque total, que pode causar danos às fundações da estrutura
• recalque diferencial, resultante do desaprumo, perceptível em prédios
altos
• recalque diferencial, devido à distorção por cisalhamento que pode
provocar danos estruturais
A estimativa dos recalques absolutos, segundo Thomaz (1989), é
extremamente difícil. Existem vários modelos para sua estimativa, e dependem
basicamente do tipo de solo em questão, do tipo de fundação e da profundidade das
camadas compressíveis.
Os recalques que se processam logo após a aplicação da carga são
chamados imediatos. Já os que se desenvolvem com o tempo e em largos períodos
são definidos como diferidos ou por adensamento. O recalque total ou absoluto é
obtido, fazendo-se a soma dos recalques elásticos ou imediatos, por adensamento
primário e secundário.
Os recalques também podem ser advindos do colapso do solo. De acordo
com Pinto (1998), solos colapsíveis são solos não saturados que apresentam uma
considerável e rápida redução de volume, quando submetidos a um aumento brusco
de umidade sem que varie a tensão total a que estão submetidos.
De uma forma genérica, solos colapsíveis (NAIME et al., 1995) podem ser
definidos como sendo aquele tipo de solo de estrutura com alta porosidade,
composto basicamente de areia e silte, não lixiviados e não saturados, com ligações
entre grãos formadas por argilas e colóides, e que quando submetidos a acréscimos
34
de tensão e/ou umidade, sofrem rearranjo brusco da sua estrutura com conseqüente
redução do seu volume.
Além dos recalques por adensamento, existem os causados por ruptura do
terreno, por solapamento hidráulico e ainda pela ruína ou deterioração da própria
estrutura das fundações. Esses últimos são chamados de recalques anormais
(VARGAS, 1978).
3.6 ESTUDO SOBRE FUNDAÇÕES
A fundação é o elemento estrutural com função de transmitir as cargas da
estrutura ao terreno onde ela se apóia, devendo apresentar resistência mecânica
para suportar as tensões devido aos esforços solicitantes, rigidez suficiente para não
provocar a ruptura e controlar deformações (AZEREDO, 1988).
Problemas em fundações são causas muito freqüentes de fissuras e outras
lesões em prédios. Este tópico introduz, de maneira sucinta, o conceito de
fundações, seus tipos e características, cotas de assentamento e cargas
admissíveis.
3.6.1 Conceito e tipos de fundação
As fundações classificam-se em diretas ou indiretas, de acordo com a
forma de transferência de cargas da estrutura para o solo de apoio e, em rasas ou
profundas, dependendo da profundidade da camada de suporte.
A NBR 6122/2001 define as fundações como sendo:
a) “Fundação superficial (ou rasa ou direta) – Elementos de fundação em que a
carga é transmitida ao terreno, predominantemente pelas pressões
distribuídas sob a base da fundação, e em que a profundidade de
assentamento em relação ao terreno adjacente é inferior a duas vezes a
menor dimensão do elemento de fundação superficial. Incluem-se neste tipo
de fundação as sapatas, os blocos, radier, as sapatas associadas, as vigas
de fundação e as sapatas corridas.” A Figura 7 apresenta os diversos tipos de
fundação superficial.
35
Figura 7 - Principais tipos de fundações superficia is (www2.unijui.tche.br, acesso em
20/09/2009)
Os blocos e alicerces são utilizados quando há atuação de pequenas cargas.
São usados quando a camada resistente do solo está entre 0,5 e 1 metro de
profundidade. Os alicerces são blocos corridos, que podem suportar cargas
provenientes das paredes portantes e podem ser de concreto com ou sem
armadura, tijolo ou pedra. A Figura 8 representa os tipos mais comuns de alicerces
(BESTETTER, 2008).
Figura 8 Blocos e alicerces (BESTETTER, 2008)
36
b) “Fundação profunda - Elemento de fundação que transmite a carga ao terreno
pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência de
fuste) ou por uma combinação das duas, e que está assente em profundidade
superior ao dobro de sua menor dimensão em planta e, no mínimo, 3 m, salvo
justificativa. Neste tipo de fundação incluem-se as estacas, os tubulões e os
caixões.” A Figura 9 apresenta os diversos tipos de fundação profunda.
Figura 9 - Alguns tipos de fundações profundas: a) estacas metálicas b) pré-moldadas de
concreto c) pré-moldadas de concreto centrifugado d) Franki e Strauss e) estaca raiz f)
escavadas tubulões g) a céu aberto, sem revestimen to h) com revestimento de aço
(www2.unijui.tche.br, acesso em 20/09/2009)
A análise solo-fundação, para Velloso & Lopes (2004), tem por objetivo
possibilitar o dimensionamento estrutural e a escolha da fundação apropriada,
considerando-se as deformações e os deslocamentos reais da estrutura, bem como
seus esforços internos, que podem ser obtidos diretamente pela análise física da
interação ou de forma indireta por meio das pressões de contato. Estas pressões,
por sua vez dependem das características das cargas aplicadas, rigidez relativa
solo-fundação e propriedades do solo.
37
Segundo S. Junior (2008), os problemas intrínsecos à interação solo/fundação
são basicamente o recalque e a capacidade de carga (carga que pode provocar a
ruptura da fundação), que são influenciados pelas dimensões e pelo posicionamento
da fundação, mas dependem principalmente da resistência e da compressibilidade
do solo e da posição do nível d’água. A ruptura ocorre, quando a resistência do
maciço é inferior ao esforço transferido pela fundação, provocando a destruição de
parte da estrutura do solo.
3.6.2 Recalques admissíveis das fundações nos solos
De acordo com Simons e Menzies (1981), a quantidade de recalque que uma
estrutura pode tolerar, depende de vários fatores, como por exemplo: o tipo de
estrutura, a sua altura, a sua rigidez, função e localização, a magnitude, velocidade
e distribuição do recalque. Quanto mais lentamente se desenvolver o recalque,
maiores serão os recalques que uma estrutura será capaz de suportar sem sofrer
danos.
Cabe salientar que existem recalques admissíveis para cada fundação
isoladamente e, recalques admissíveis diferenciais.
O problema mais comum nas fundações é o chamado recalque diferencial.
Esse recalque depende das cargas aplicadas e da resistência do terreno (Verçosa,
1991).
Skempton e MacDonald (1955), apud Simons e Menzies (1981), os limites de
projeto para recalques máximos ou admissíveis podem ser vistos na Tabela 3:
Tabela 3 Limites para recalques máximos ou admissív eis (SKEMPTON E MACDONAL D, 1955)
Fundações isoladas em argila 65mm
Fundações isoladas em areia 40mm
Fundações em radier em argila 65 a 100mm
Fundações em radier em areia 40 a 65mm
38
Os limites menores atribuídos às fundações em areia são devidos, em parte,
ao fator tempo e à capacidade da edificação se deformar (absorver as tensões).
Podemos relacionar os recalques máximos admissíveis com a distorção
angular. Segundo Berberian (2008), as distorções angulares são definidas como
sendo o recalque diferencial entre dois pilares, dividido pelo vão entre eles. A Figura
10 apresenta as distorções correlacionadas aos danos causados às estruturas, onde
as frações representam os valores das distorções angulares e, quanto maior for o
denominador, menor é o ângulo de distorção e menor é a tolerância aos recalques
diferenciais.
Figura 10- Distorções angulares e danos associados (VELLOSO & LOPES, 2004 ))))
39
De acordo com Teixeira e Godoy (1998), dentre os valores apresentados é
importante salientar os seguintes:
• β = 1/500: limite seguro para se evitar danos em paredes de
edificações.
• β = 1/300: limite a partir do qual começam a aparecer trincas em
paredes de edifícios.
• β = 1/150: limite a partir do qual se pode esperar danos estruturais
em edifícios correntes.
Grant et al. (1974), apud H. Junior (2002), sugerem também um limite de
1/300 (distorção) de forma a não ocorrerem danos.
A Tabela 4 apresenta uma comparação entre a abertura de fissuras e os
danos associados estrutura.
Tabela 4 Abertura de fissuras e danos associados (V ELLOSO & LOPES, 2004 ))))
ABERTURA INTENSIDADE DOS DANOS DA COMERCIAL
FISSURA (mm) RESIDENCIAL OU PÚBLICO INDUSTRIAL < 0,1 Insignificante Insignificante Insignificante
0,1 a 0,3 Muito Leve Muito Leve Insignificante 0,3 a 1 Leve Leve Muito Leve 1 a 2 Leve a moderada Leve a moderada Muito Leve 2 a 5 Moderada Moderada Leve
5 a 15 Moderada a severa Moderada a severa Moderada
15 a 25 Severa a muito severa Severa a muito
severa Moderada a
severa
> 25 Muito severa a
perigosa Severa a perigosa Severa a perigosa
FISSURA EFEITO NA ESTRUTURA E USO DO EDIFÍCIO < 0,1 a 0,3 Nenhum
0,3 a 5 Apenas estética com deterioração acelerada do aspecto externo
5 a 25 Utilização do edifício será afetada e, no limite superior, a
estabilidade pode também estar em risco
> 25 Cresce o risco da estrutura se tornar perigosa
40
É importante observar que as fissuras tornam-se perigosas quando
ultrapassam 25 mm de espessura.
A abertura de fissuras é um tipo de patologia nas edificações que pode ter
várias causas, dentre elas os problemas de fundações, conforme tratado no Capítulo
2.
41
4 PROBLEMAS CLÁSSICOS EM FUNDAÇÕES
Os problemas clássicos em fundações podem ter diversas causas, dentre
elas: erro de projeto, falha na execução, uso de materiais de má qualidade, uso da
edificação e influência de fatores externos. Esses defeitos podem aparecer mesmo
durante a obra ou quando esta estiver em uso. A apresentação deste capítulo está
baseada na dissertação de mestrado de Denise Silva (1993), onde se procurou
descrever as diversas causas dos problemas nas fundações. Essa descrição foi
resumida em tabelas que serão apresentadas a seguir.
4.1 PROBLEMAS DEVIDO A FALHAS NA ETAPA DE PROJETO
A etapa de projeto envolve investigação do subsolo e das condições locais, e
dimensionamento dos elementos de fundação, conforme apresentado na Tabela 5.
Tabela 5 Problemas Clássicos em fundações: Falhas n a etapa de projeto (SILVA, 1993)
ORIGEM DO PROBLEMA
Tipos de falha Detalhamento das falhas
Falhas na etapa de projeto
Investigação de subsolo e das condições locais
• inexistência de qualquer investigação geotécnica
• investigações insuficientes ou com falhas
• falhas na interpretação dos resultados.
• pequena quantidade de furos de sondagem
Dimensionamento
• escolha do tipo de fundação inadequado
• não consideração de esforços horizontais
• erros na determinação das dimensões, armaduras e profundidades
• falta de especificações em projetos de fundações
• indicação de uso de concretos com trabalhabilidade inadequada
42
• não consideração de ataque de agentes agressivos contidos no subsolo
Algumas situações que indicam falhas na etapa de projeto, mais
precisamente na parte de investigação do subsolo e condições locais, são aqui
detalhadas:
a) fundações apoiadas em camada de solo natural, com baixa capacidade de
suporte ou mal compactados;
b) fundações assentes em solos expansivos, solos colapsíveis, em subsolo
constituído por camada compressível com espessura variável (Figura 11), em
subsolo contendo lente de material compressível ou solos com pouca
homogeneidade (figura 12);
Figura 11 Recalque diferencial por consolidações di stintas do subsolo carregado (THOMAZ,
1989)
43
Figura 12 Recalque da edificação devido à espessura variável da camada compressível (SILVA,
1993)
4.2 PROBLEMAS DEVIDO A FALHAS NA ETAPA DE EXECUÇÃO
Segundo MILITITSKY (1989), apud SILVA (1993), as falhas na fase de
execução são a segunda principal causa de problemas no comportamento das
fundações. Torna-se evidente então que um controle de qualidade rigoroso no
momento da execução reduziria muito a incidência manifestações patológicas. A
Tabela 6 apresenta os problemas de fundações, devido a falhas na fase executiva.
Tabela 6 Problemas Clássicos em fundações: Falhas n a etapa de execução (SILVA, 1993)
ORIGEM DO
PROBLEMA
Tipos de falha Detalhamento das falhas
Falhas na etapa
de execução
Execução de
fundações
superficiais
• não obediência às especificações do
projeto em relação à profundidade de
assentamento
• não obediência às especificações do
projeto em relação às dimensões,
armaduras e detalhes construtivos
• erro de prumo da fundação
44
(excentricidades)
• concretagem ruim ou mau adensamento
do concreto
• problemas advindos da presença de
água
• execução de sapatas que coincidam
com tubulações internas
Os problemas com as fundações profundas não foram abordados nesse
estudo. Podemos dizer de forma sucinta, que os principais problemas nas fundações
profundas estão relacionados com a fase de dimensionamento, com as condições
locais e falhas na etapa de execução.
4.3 PROBLEMAS DEVIDOS A FATORES EXTERNOS
Muitas vezes a origem de um problema não está no elemento de fundação ou
no desconhecimento das características do solo, nem na execução ou no
dimensionamento das fundações com relação às cargas e à capacidade do terreno.
É possível que surjam influências externas, provocando instabilização e
conseqüente movimentação. A Tabela 7 apresenta os problemas referentes a
fatores externos.
Tabela 7 Problemas Clássicos em fundações: Fatores externos (SILVA, 1993)
ORIGEM DO
PROBLEMA
Tipos de falha Detalhamento dos fatores
Problemas
devidos a
fatores externos
Influência de
obras vizinhas
• escavações
• vibração
• carregamento vizinho
45
Mudança no uso
da edificação
• sobrecargas
Variação no teor
de umidade do
solo
• rompimento ou vazamento de
tubulações internas
• chuvas intensas e inundações
• presença de grandes raízes de arvores
provocam redução de umidade
• rebaixamento do lençol freático
Ataque de
agentes
agressivos
• presença de carbonatos
• relação álcali-agregados, sulfatos
• oxidação das armaduras
Segundo Jucá (1981), as principais causas de recalques em edificações
vizinhas à escavação, acontecem devido a:
a) alívio vertical de tensões devido à escavação;
b) deslocamento horizontal da parede de contenção;
c) adensamento provocado pelo rebaixamento do lençol freático e/ou
alívio de pressões em lençóis confinados
Em relação à mudança no uso da edificação, Silva (1993) ressalta que a
mudança no uso de uma edificação pode causar acréscimo de carga não previsto
em projeto, como por exemplo, a utilização de um prédio residencial para depósito
de materiais pesados, a implantação de piscinas em terraços, ou a execução de
reformas que impliquem um aumento do número de pavimentos..
.
46
4.4 EFEITOS DO MOVIMENTO DAS FUNDAÇÕES EM PAREDES DE ALVENARIA
As alvenarias são constituídas de materiais frágeis, geralmente blocos
cerâmicos, argamassa para juntas e cerâmicas de revestimento, que apresentam
baixa resistência à tração. Além disso, segundo Magalhães (2004), as interfaces
entre as unidades e as juntas de argamassa constituem superfícies bastante
suscetíveis à separação, uma vez que a resistência à tração nesses locais é muito
pequena.
A Figura 13 mostra a representação das fissuras causadas por recalques
diferenciais das fundações.
Figura 13 - Representação de fissuras causadas por recalque diferencial (MAGALHÃES, 2004)
Segundo H. Junior (2002), as fissuras em painéis de alvenaria podem se
apresentar nas direções horizontal, vertical, diagonal ou uma combinação destas. As
configurações possíveis estão representadas na Figura 14.
47
Figura 14 - Configurações básicas das fissuras em a lvenaria (HOLANDA JUNIOR, 2002)
Como este trabalho dá um maior enfoque nas fissuras causadas por
recalques, a Figura 15 mostra painéis de alvenarias com fissuras provocadas por
recalque de fundação, de acordo com H. Junior et al. (2002),.
Figura 15 - Exemplo de fissuras causadas por recalq ues (HOLANDA JUNIOR, 2002)
48
Sabe-se que as configurações de fissuras apresentadas na Figura 15 podem
ter sido também causadas por outros agentes, como a falta de vergas e contra-
vergas no topo e base da abertura de janelas e no topo de portas.
4.4.1 Elaboração do diagnóstico das aberturas ou le sões causadas por
problemas de fundações
De acordo com Thomaz (1989), o diagnóstico das fissuras é uma tarefa
bastante complicada. Muitas vezes, uma causa pode provocar diversas
configurações de fissuras, ou ainda, uma determinada configuração pode ser
representativa de diversas causas. Um diagnóstico correto só poderá ser elaborado
por um bom especialista. Existem casos em que as verdadeiras causas das trincas
jamais serão determinadas com absoluta certeza.
Thomaz (1989) apontou uma série de fatores que devem ser investigados, tais
como:
i. Incidência , configuração, comprimento, abertura e localização da trinca
ii. Idade aproximada da fissura, do edifício e época em que foi construído
iii. Se a mesma aprofunda-se por toda a espessura do componente trincado
iv. Se uma fissura semelhante aparece em pavimentos contíguos ou em
edificações vizinhas
v. Se a fissura já foi reparada anteriormente
vi. Se existem tubulações ou eletrodutos embutidos nas proximidades da fissura
vii. Se a abertura da fissura é uniforme
viii. Se existe umidade ao redor da fissura
ix. Se a edificação não está sob uso indevido
Segundo Lichtenstein (1986), o diagnóstico é constituído pelo progressivo
levantamento de dados, que vai simultânea e continuamente reduzindo as
49
incertezas iniciais. Esse autor propôs um procedimento para resolução de problemas
patológicos, baseado em três fases distintas conforme representado na Figura 16.
Figura 16 - Estrutura do método para resolução de p roblemas patológicos (DAL MOLIN, 1988)
De acordo com Thomaz (1989), um elemento importante para o diagnóstico é
imaginar o movimento que deu origem à trinca, já que a maioria delas está
associada a movimentações das mais distintas naturezas. Quando um diagnóstico
seguro não for possível, medidas mais rigorosas e trabalhosas deverão ser tomadas,
como a análise dos perfis de sondagem, revisão do cálculo estrutural, uso de
modelos para previsão de recalques.
De acordo com Lichtenstein (1985), no diagnostico da situação é estabelecida
a diferença entre a situação observada e a situação desejada. A partir dessa
50
comparação, escolhe-se a ação mais adequada para reduzir ou eliminar o desvio
percebido.
O grau de atividade da fissura também deverá ser verificado. De acordo com
Verçosa (1991), deve-se instalar um nível em uma base próxima ao local de
recalque e fixar um referencial no lugar que se supõe o recalque. Depois de algum
tempo se faz nova medição.
4.4.2 Solução do problema de fissuração
Thomaz (1989) afirma que, por aspectos estéticos, psicológicos, e mesmo de
desempenho, as recuperações de alvenarias são as que mais se realizam nas
obras. Alguns dos diversos métodos existentes para correção de fissuras serão
descritos neste item.
A definição da conduta para correção de fissuras é feita levando-se em conta
três parâmetros básicos, que são associados a cada alternativa de intervenção
(LINCHTENSTEIN, 1985):
• Grau de incerteza sobre os efeitos;
• Relação custo/benefício;
• Disponibilidade de tecnologia para execução dos serviços.
Dal Molin (1988) diz que as medidas terapêuticas de correção de problemas
tanto podem incluir pequenos reparos, quanto uma recuperação generalizada da
estrutura ou ainda reforços de elementos estruturais.
Em 1989, Thomaz salientava que a recuperação só deveria ser procedida em
função de um diagnóstico seguramente firmado, e somente após ter-se pleno
conhecimento da implicação no comportamento do edifício como um todo.
Junior et al (1998) ressaltou que:
51
“... a inexistência de normas e ensaios na área de recuperação de fissuras ... ajuda a explicar o total desconhecimento do comportamento dos sistemas de recuperação de fissuras por parte dos fabricantes, a deficiência nas especificações de projeto e o uso inadequado de tais sistemas pelo meio técnico. Como resultado, são registrados casos de reincidência das fissuras.
A partir da classificação de fissuras ativas ou inativas, surgiram os principais
métodos para reparação das fissuras, conforme aparecem no estudo de Dal Molin
(1988) e estão representados na Figura 17.
Figura 17 - Método para correção de fissuras (DAL M OLIN, 1988)
Resinas à base de epóxi são geralmente muito caras e não são comumente
usadas como selagem de fissuras em alvenarias de edificações. Quando da
utilização desse material, faz-se no elemento estrutural.
52
Alguns dos métodos apresentados na Figura 17 são detalhados por Dal Molin
(1988), como pode ser visto a seguir.
Fissuras inativas:
a. injeção de resinas sintéticas (acrílica, poliéster), que possuem alto poder
adesivo, permitindo restabelecer a monoliticidade ao elemento trincado;
b. injeção de nata de cimento (cimento, água e aditivos).
c. revestimentos: no caso das fissuras passivas, pode-se utilizar qualquer tipo
de revestimento, desde que este garanta boa aderência de maneira que
absorva todas as imperfeições existentes.
Fissuras ativas:
a. pinturas flexíveis: a aplicação de revestimentos para as fissuras ativas é
particularmente conveniente, quando existe um grande número delas (rede de
fissuras). Esse tratamento é realizado com tintas de grande elasticidade.
b. abertura de berço e preenchimento com selante: garante a movimentação da
estrutura, onde a fissura pode ser considerada como uma junta, preenchida
com um selante capaz de absorver as tensões desenvolvidas.
Britto (2006) afirma que a recuperação e a escolha do material de reparação
podem se basear na espessura da fissura, conforme apresentado na Tabela 8.
Tabela 8 Escolha de material de reparação de acordo com a abertura da fissura (Britto, 2006)
Abertura Material de reparação
< 0,5mm Nata de Cal
0,5 - 1,0mm Pasta de cimento ou Epóxi (material
de custo elevado)
> 1,0cm Argamassa Polimérica
Thomaz (1989) apresenta alguns procedimentos para recuperação ou reforço
de paredes de alvenaria.
53
Um desses procedimentos, que diz respeito aos destacamentos entre parede
e pilar, é a inserção de material flexível no encontro parede com pilar. Para se fazer
o revestimento, emprega-se uma tela metálica leve juntamente com a aplicação da
argamassa.
Nas paredes longas com fissuras intermediárias, recomenda-se a criação de
juntas de movimentação nos locais de ocorrência das fissuras. Em todos os casos, o
principio de funcionamento da recuperação com telas, juntas, material flexível,
resinas, é a absorção das movimentações por esses agentes. A presença desses
materiais reduz as tensões introduzidas no revestimento e, portanto, diminui a
probabilidade da fissura voltar a pronunciar-se no revestimento (THOMAZ, 1989).
Já as lesões nas fundações são de difícil e cara correção e, muitas vezes,
nem são viáveis. Verçosa (1991) cita alguns tipos de correções para as fundações,
como sendo:
a) reconstruir a fundação no trecho em que houve recalque, porém em maior
profundidade. Neste caso, é preciso também demolir o trecho de parede que
fica acima;
b) compactar o solo adjacente com estacas de madeira ou de concreto. Quanto
mais próximas as estacas, maior o grau de compactação e melhores serão as
condições de resistência.
Segundo Thomaz (1989),
“Na ocorrência de recalques da fundação, a recuperação do componente só deverá ser efetuada quando o movimento estabilizar-se ou quando tiver certeza sobre a estabilidade da obra. Em caso contrário, combater inicialmente a causa dos recalques, empregando-se técnicas de consolidação do terreno (compactação, injeção de nata de cimento) ou de reforço de fundação (cachimbos, estacas laterais, estacas mega).”
54
4.4.3 Reforço de fundações
Segundo Gotlieb (1998):
“O reforço de fundação representam uma intervenção no sistema solo-fundação-estrutura existente, visando modificar seu desempenho. Tal intervenção faz-se necessária nos casos em que as fundações existentes mostrem inadequadas para o suporte das cargas atuantes.”
De acordo com as características dos reforços, estes podem ser permanentes
ou provisórios. Gotlieb (1998) os diferencia da seguinte forma:
Reforço Permanente:
Aquele que se torna necessário em termos definitivos, em virtude do mau
desempenho das fundações originais.
Reforço Provisório:
Aquele que é aplicado somente para permitir que sejam efetuados os serviços
de reforços permanentes.
Dentre as muitas técnicas empregadas para o reforço de fundações, podemos
destacar o uso de estacas injetadas, aumento da área de apoio da fundação e
melhorias nas condições do solo em termos de resistência e compressibilidade
(Specht, 2010).
55
4.5 EXEMPLOS DE ESTUDOS DE CASO RELACIONADOS COM PATOLOGIA DE
FUNDAÇÕES
Neste capítulo serão apresentados dois exemplos de estudos de caso,
realizados por Britto (2006), na cidade de Santo Amaro – BA e, por Silva (1993), na
cidade de Porto Alegre – RS.
O objetivo é apresentar diferentes situações e os respectivos procedimentos
na solução dos problemas.
4.5.1 Estudo de caso: Estudo de manifestação patológica e m edificação
assente sobre solo expansivo – Massapê (BRITTO, 200 6)
Britto (2006), em sua monografia do Curso de Especialização, avaliou o
mecanismo de funcionamento do problema patológico (fissuras) existente na
alvenaria de vedação e piso da Escola Anália de Almeida Souza Lima, localizada na
Fazenda Vitória, Santo Amaro – BA.
Segundo o autor, as fissuras foram decorrentes das condições apresentadas
no local, quanto à variação de umidade no solo. O solo tipo massapê é encontrado
na cidade de Santo Amaro-BA e, uma vez sujeito à variação de umidade, passa a
expandir ou retrair gerando movimentações nas fundações superficiais que por sua
vez transferem essa movimentação diferencial para a superestrutura.
As figuras 18, 19, 20 e 21 mostram algumas das paredes da escola, onde
existem fissuras causadas pelo recalque das fundações.
56
Figura 18 Fissura inclinada em alvenaria da fachada frontal da escola (BRITTO, 2006)
Figura 19 Fissura inclinada na alvenaria de fachada lateral esquerda da escola (BRITTO, 2006)
57
Figura 20 Fissura vertical na extremidade superior da alvenaria interna da escola (BRITTO,
2006)
Figura 21 Fissura horizontal próximo ao vértice sup erior da porta da cozinha (BRITTO, 2006)
58
Os solos expansivos, citados no estudo de Britto (2006), têm um nome
regional denominado “massapê“ sendo proveniente da intemperização de rochas
sedimentares (folhelho, argilito e siltito).
A unidade escolar estudada possui 01 pavimento com duas salas de aula,
uma cozinha, dois banheiros e uma pequena sala de diretoria. A fundação foi
construída em alvenaria de pedra argamassada com 40 cm de profundidade e 30 cm
de largura, e a alvenaria de vedação, em bloco cerâmico com furos, funcionando ao
mesmo tempo como elemento estrutural de suporte da cobertura em telha cerâmica
e da estrutura de madeira.
Para comprovar a presença de solo expansivo, foram realizadas sondagem
no terreno da escola e coleta de amostras para ensaios em laboratório. A Tabela 9
apresenta o resultado dos ensaios de caracterização, bem como de expansão livre.
Tabela 9 Resumo dos resultados de caracterização e expansão livre do estudo de Britto (2006)
Parâmetro Amostra
12/06 Amostra
13/06 Limite de Liquidez (%) 85 93 Índice de Plasticidade (%) 36 43 Areia (%) 8 7 Silte (%) 21 19 Argila (%) 71 74 Expansão Livre (%) 86,32 82,18 # 200 (%) 95 95
Na Tabela 9, observa-se elevados percentuais de argilas (71 e 74%) e a
expansão livre variando entre 86,32 e 82,18%.
O autor pode comprovar, através dos resultados, que os solos possuem
textura predominantemente fina com elevada plasticidade. Em relação à
expansividade, as amostras sofreram considerada expansão, coerente com o que
acontece com a realidade. Ele afirma que foi de fundamental importância avaliar o
real potencial de expansão do massapê bem como a expansão ocorrida sob a
edificação escolar para que se possa explicar o comportamento das fissuras por ela
gerada.
59
A Figura 22 mostra uma parte do relatório de sondagem à percussão
realizado no subsolo da Escola Anália de Almeida Souza Lima, onde podemos
identificar a presença do “massapê” nos primeiros 1,5 metros de profundidade.
Figura 22 Relatório de sondagem à percussão do subs olo da escola (BRITTO, 2006)
60
4.5.1.1 Diagnóstico e medidas preventivas
Britto (2006) diagnosticou que as fissuras e fendas típicas presentes na
Escola Anália de Souza Lima são, em sua maior parte, resultado de recalques
diferenciais produzidos pela translação vertical da fundação devido ao processo de
retração/expansão do massapê. Somadas a essas movimentações, existem as
expansões horizontais do solo que geraram fissuras horizontais e verticais na
edificação. O efeito de sobrecarga distribuída e localizada nas alvenarias também
teve papel importante na formação de muitas fissuras, pois essa sobrecarga gera
tensões de tração e cisalhamento que induzem também para o surgimento das
fissuras.
Para minimizar o efeito da expansão, Britto (2006) apontou algumas medidas
preventivas da Agence Qualité Construction, empresa francesa especializada em
estudos sobre patologia das construções, que são capazes de reduzir bastante o
aparecimento de manifestações patológicas em construções sobre solo expansivo.
Dentre elas:
a) realizar toda plantação de árvore ou arbusto a uma distância superior à altura
adulta h de árvore;
b) despejar as águas pluviais a uma distância de 2 a 3 metros da construção;
c) estanquear as canalizações de evacuação com utilização de junções
flexíveis;
d) captar os fluxos superficiais com uma distância mínima de 2m entre a
construção e a presença eventual de um dreno;
e) efetuar drenagem periférica em casos particulares como taludes e encostas.
4.5.1.2 Conclusões
Segundo Britto (2006), pode-se observar, através desse estudo de caso, o
quão oneroso é desconhecer as particularidades que regem os solos expansivos,
especificamente o massapê. Fissuras, fendas e trincas são uma das muitas
manifestações patológicas, resultado da não coordenação das partes de uma
construção com o todo.
61
Como em muitas construções públicas do país, a escola Anália de Souza
Lima foi construída com o máximo de economia e o mínimo de qualificação nos
projetos e execução.
4.5.2 Estudo de caso: Levantamento de problemas em fundações correntes no
Estado do Rio Grande do Sul (SILVA, 1993).
Silva (1993) realizou um estudo com o objetivo de avaliar a situação a
ocorrência de problemas em fundações no Estado do Rio Grande do Sul. O
levantamento de dados foi feito a partir de informações junto às empresas e
engenheiros autônomos. Tais informações foram obtidas sob a forma de laudos
técnicos de vistoria, perícias judiciais e entrevistas, num total de 548 casos de
edificações com problemas em suas fundações. Os dados coletados referem-se
basicamente a edificações correntes, como casas, edifícios, prédios escolares e
pavilhões industriais.
Dentre os níveis de classificações apresentados por SILVA (1993) para as
manifestações patológicas, as mais interessantes são as classificações com
parâmetros associados à gravidade dos danos, tipo de fundação empregado e
número de pavimentos ou tipo de edificação. Essas classificações estão
reproduzidas nas tabelas 10, 11 e 12 a seguir.
Tabela 10 Gravidade dos danos causados em edificaçõ es correntes por problemas nas
fundações (SILVA, 1993).
GRAVIDADE Nº DE CASOS %
SEM DANOS 3 0,55
BAIXA 4 0,73
MODERADA 228 41,6
ALTA 278 50,73
DESMORONAMENTO 16 2,92
CORREÇÃO NA EXECUÇÃO 16 2,92
NÃO DETERMINADA 3 0,55
TOTAL 548 100
62
Tabela 11 Tipos de fundações afetadas por problemas (SILVA, 1993)
TIPOS DE FUNDAÇÃO Nº DE CASOS % S
UP
ER
F.
Sapata corrida 121 22,08 Sapata isolada 35 6,39 Radier 5 0,91 Combinada(corrida e isol.) 3 0,55 Não definida 259 47,26 TOTAL 423 77,19
PR
OF
UN
DA
Tubulão 2 0,36 Estaca frnaki 6 1,1 Estava strauss 15 2,74 Estaca rotativa 5 0,91 Estaca pre-moldada 1 0,18 Estaca metálica 2 0,36 Micro-estaca 3 0,55 Estaca raiz - - Estaca madeira - - Não definida 12 2,19 Fundação profunda não definida 3 0,55 TOTAL 49 8,94 FUNDAÇÃO SUPERFICIAL E
PROFUNDA 3 0,55 SEM FUNDAÇÃO 4 0,73 NÃO DEFINIDA 69 12,59
TOTAL 548 100
Na Tabela 11, ficou evidenciado que em 77,19% dos casos os problemas
ocorreram em fundações superficiais, contra os 9% em fundações profundas.
Segundo os dados, a incidência de problemas patológicos em fundações superficiais
é muito maior do que em fundações profundas.
Tabela 12 Número de pavimentos das edificações afet adas (SILVA, 1993)
TIPOS DE FUNDAÇÃO Nº DE CASOS % EDIFICAÇÃO DE ATÉ 02 PAVIMENTOS 464 84,67 EDIFICAÇÃO DE MAIS DE 02 PAVIMENTOS 64 11,68 PAVILHÕES 14 2,55 NÃO DEFINIDO 6 1,1 TOTAL 548 100
63
É interessante notar que em 464 dos 548 casos, os problemas nas fundações
estão associados a edificações com até 02 pavimentos.
Para facilitar a discussão dos resultados, Silva (1993) procurou definir a causa
em função de procedimentos inadequados que ocorreram em qualquer etapa ou
fase da obra. Por exemplo, a falta de investigação geotécnica é um procedimento
inadequado que, na maioria dos casos, pode causar o recalque das fundações pela
presença de solo expansivo.
4.5.2.1 Discussão do estudo realizado por Silva (1993)
Silva (1993) concluiu que as causas mais comuns de problemas em
fundações foram principalmente falhas ocorridas na etapa de projeto (55,2%), devido
a fatores externos (23,4%), seguidos por aqueles ligados a etapa de execução
(13,1%), uso (5,5%) e qualidade dos materiais (2,8%). A Tabela 13 mostra as
percentagens dos resultados ligados aos itens fundação superficial, fundação
profunda e edificações até 02 pavimentos.
Tabela 13 Resultado do levantamento de dados segund o os agentes causadores (SILVA, 1993)
Ítem
Causas do problema
Projeto Fatores
Externos Uso Execução Materiais %
Fundação Superficial 56,5 28,8 6,5 5,5 2,7 Fundação Profunda 48,3 8,6 1,7 37,9 3,5 Edificações até 02 pav. 61 25,2 5,4 7,2 1,2
4.5.2.2 Conclusões
Pela análise dos dados levantados no estudo, Silva (1993) concluiu que 80%
dos casos patológicos em fundações foram causados por desconhecimento do
comportamento dos solos em diversas etapas da obra e, que para apenas 9% dos
casos levantados, os danos nas edificações foram causados por deformação
excessiva ou ruptura do elemento de fundação.
Silva (1993) ressalta ainda que infelizmente, através do levantamento de
casos patológicos realizados, verificou-se que o controle na hora de se executar as
64
fundações raras vezes é feito. Observou-se que somente há maior preocupação
com os problemas e são tomadas medidas para saná-los, quando as
movimentações das fundações já causaram danos consideráveis nos componentes
da edificação.
Silva (1993) finalizou seu trabalho afirmando que de acordo com os
resultados do levantamento, praticamente todos os casos poderiam ter sido
evitados.
65
5 APLICAÇÃO DO CONTEÚDO TEÓRICO A SERRINHA E ARACI, BA
5.1 CONSIDERAÇÕES SOBRE A METODOLOGIA
O trabalho proposto consistiu na verificação da situação de dois municípios
baianos, quanto às fissuras apresentadas em suas edificações. Os municípios
verificados foram Serrinha e Araci, no estado da Bahia, para os quais buscou-se
correlacionar as fissuras com o tipo de subsolo de cada local e a situação sócio-
econômica da população. Para efeito comparativo, acrescentou-se o trabalho
realizado por Britto (2006) no município de Santo Amaro-BA, apresentado de forma
resumida no Capítulo 4.
A Figura 23 é um recorte do mapa do Estado da Bahia e nele estão
destacadas as cidades de Serrinha, Araci e Santo Amaro.
Figura 23 Mapa de dados Cartográficos da Bahia (map s.google.com.br, 2009)
O trabalho iniciou com a elaboração de uma revisão bibliográfica sobre o
tema e, posteriormente, deu-se início à inspeção de campo em Serrinha-BA, cidade
de residência do autor deste Trabalho de Conclusão de Curso.
Além dessa inspeção, foram levantadas informações, tais como:
66
- mapa de arruamento do município, junto à Prefeitura, para definição do roteiro de
inspeção em campo das manifestações patológicas das edificações;
- tipo de edificação, quantidade de pavimentos e tipo de fundação utilizada no
município;
- características do subsolo, a partir de contato com engenheiros e moradores.
O levantamento restringiu-se a edificações correntes, como casas, prédios
com até dois pavimentos, prédios comerciais e escolares. Cabe informar que nas
cidades existem edificações com mais de dois pavimentos.
O mesmo levantamento foi realizado no município de Araci-BA, que dista 34
km de Serrinha, mas que possui características diferentes do subsolo e possui, em
um dos seus bairros, edificações que apresentam muitas fissuras. Em Araci foi feito
o registro fotográfico de lesões nas edificações.
5.2 CARACTERIZAÇÃO DOS MUNICÍPIOS ESTUDADOS
A caracterização dos municípios de Serrinha e Araci teve como base dados
do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatistica) e do SEI (Superintendência
de Estudos Econômicos e Sociais da Bahia), obtidos no endereço eletrônico dos
mesmos no dia 28 de novembro de 2009. Essa caracterização envolve informações
sobre o clima, vegetação, área, população, relevo, atividades econômicas, tipos de
edificações, entre outros.
5.2.1 Município de Serrinha-BA
O município de Serrinha/BA encontra-se inserido na Mesorregião Nordeste do
Estado da Bahia, com uma distância de 179 km da capital, Salvador/BA. A sua área
territorial é de 568,41 km2 e sua altitude chega aos 379 metros acima do nível do
mar. Possui uma população de 71.383 habitantes e as principais atividades
econômicas são a agricultura e a pecuária, tendo o comércio como complementação
das atividades econômicas.
O clima é de semi-árido a sub-úmido seco, típico do sertão nordestino
caracterizado pelas secas prolongadas e chuvas curtas e torrenciais.
67
Geologicamente, em Serrinha/BA podemos encontrar alguns tipos de rochas,
como: Arenitos, Conglomerados/Brechas, Diatexitos, Gnaisses Charnockìticos,
Granito-Gnaisses. No que diz respeito à Geomorfologia, este município está
localizado no Pediplano Sertanejo, que faz parte da região de Depressão Sertaneja.
Este é o tipo de relevo que se identifica, em grande parte, com a área do chamado
sertão.
O tipo de vegetação encontrado no município de Serrinha/BA é a Caatinga
Arbórea Aberta, sem palmeiras e Contato Caatinga - Floresta Estacional, vegetação
esta que se adapta ao clima da região, que é o semi-árido, resistindo aos longos
períodos de seca.
O subsolo é composto em sua maior parte, por areia grossa pouco siltosa,
rocha alterada com areia média a grossa e rocha mãe entre as profundidades de 01
a 04 metros (sondagem do Anexo A). Segundo informações de engenheiros da
Prefeitura Municipal de Serrinha, em toda extensão do município o nível d’água é
encontrado abaixo da rocha sã, não havendo problemas de capilaridade e infiltração
nas edificações.
Dentre os tipos de edificações existentes na cidade (casas, edificações
comerciais e públicas), podemos destacar que a maioria possui entre 01 e 02
pavimentos e algumas com mais de 02 andares.
5.2.2 Caracterização do município de Araci-BA
O município de Araci/BA, assim como o município de Serrinha, encontra-se
inserido na Mesorregião Nordeste do Estado da Bahia, com uma distância de 200
km da capital, Salvador/BA. A sua área territorial é de 1.524,07km2 e sua altitude
atinge os 272 metros acima do nível do mar. Possui uma população de 51.912
habitantes e, assim como o município de Serrinha, tem como principais atividades
econômicas a agricultura e a pecuária.
O clima é o semi-árido, típico do sertão nordestino caracterizado pelas secas
prolongadas e chuvas curtas e torrenciais.
Em relação à geologia, podemos encontrar alguns tipos de rochas, como:
anfibolitos, arenitos, biotita-gnaisses, gonglomerados/brechas, folhelhos, granitos,
68
gnaisses, garaconglomerados. No que diz respeito à Geomorfologia, esse município
encontra-se localizado no Pediplano Sertanejo e Tabuleiros do Itapicuru, que fazem
parte do sertão Nordestino.
O tipo de vegetação encontrada no município de Araci/BA é a Caatinga
Arbórea Aberta, com e sem palmeiras.
Podemos comparar as edificações existentes nesse município com as que
encontramos no município de Serrinha, pois são municípios vizinhos que desfrutam
das mesmas atividades econômicas e sociais. Dentre essas edificações, temos a
maioria com 01 e 02 pavimentos e algumas com mais de 02 pavimentos.
5.2.3 Tipos de fundações existentes
Baseado em relatos de técnicos e moradores, nos dois municípios
predominam as fundações superficiais. Mais próximo ao centro, onde se concentra a
parte da população com maior poder aquisitivo, há uma predominância de blocos de
fundação, sapatas isoladas e associadas. Em contrapartida, na periferia
predominam as alvenarias de pedra argamassada e fundação em tijolinho (Figura
24), havendo, em poucos casos, a presença de blocos de fundação e sapatas.
Figura 24 Tipo de fundação mais empregada no bairro Tira Colo em Araci/BA
69
5.3 RESULTADOS OBTIDOS
Neste capítulo estão apresentados os resultados do levantamento realizado
nos dois municípios estudados.
Os municípios estudados são muito parecidos, em termos de caracterização
climática, vegetação, tipo de edificação e atividades econômicas, devido à
proximidade entre eles.
5.3.1 Município de Serrinha-BA
Baseado nas informações sobre a geologia do município de Serrinha e,
considerando as informações contidas nas sondagens do Anexo A, o município
possui subsolo formado basicamente por rocha tipo arenito, cascalho com pouca
presença de siltes. A Figura 25 mostra a localização dos furos de sondagem
encontrados para o município de Serrinha.
Figura 25 Localização dos furos de sondagem em Serr inha-BA (www.maps.google.com.br,
2009)
Foi possível verificar, através de visitas aos bairros, conversas com os
moradores e por meio de relatos dos engenheiros da Prefeitura Municipal de
Serrinha, que a incidência de fissuras nas edificações é muito pequena.
70
Durante a busca por edificações que apresentassem fissuração, a situação
que chamou a atenção foi a do Hospital Estadual de Serrinha, onde existem fissuras
por todo o prédio, conforme apresentado nas figuras 26 e 27. A construção possui
08 anos e apresentou fissuras já no ano seguinte da construção. O tipo de fundação
empregado foram sapatas isoladas e corridas. Segundo os engenheiros da
Prefeitura Municipal de Serrinha, essas fissuras são causadas pela vibração advinda
da rodovia (BA-409), localizada à frente do Hospital, também pelo fato de uma parte
da edificação estar sobre aterro (não controlado), e da falta de juntas de
movimentação.
Figura 26 Fissura vertical já recomposta na alvenar ia do Hospital Estadual de Serrinha/BA
71
Figura 27 Fissuras verticais já recompostas nas par edes do Hospital Estadual de Serrinha/BA
A situação das edificações em Serrinha quanto à existência de fissurações,
não apresenta muitos problemas. Além disto, o tipo de solo encontrado no município
favorece um bom comportamento das fundações. Sendo assim, seguindo sugestão
do engenheiro da Prefeitura Municipal de Serrinha, avaliou-se a situação do
município de Araci.
Araci possui edificações com fissuras oriundas do recalque das fundações e
da presença de solo expansivo em um determinado bairro da cidade, de acordo com
informações do engenheiro de Serrinha.
5.3.2 Município de Araci-BA
Para o município de Araci, o bairro do Tira Colo, de baixa renda e situado na
periferia, apresentou situação preocupante na maioria das construções, pois as
fissuras estão presentes em praticamente todas as casas do bairro. O bairro está
destacado no mapa de arruamento do município de Araci, Figura 28, e os demais
bairros de baixa renda estão destacados em vermelho.
72
Figura 28 Mapa de arruamento do município de Araci/ BA destacando o bairro do Tiracolo
De acordo com informações dos engenheiros da Prefeitura Municipal de Araci
e visitas para reconhecimento da cidade, os outros bairros de baixa renda, que
inclusive possuem as mesmas características de construção do bairro do Tiracolo,
não possuem tanta incidência de fissuras.
As construções do bairro Tira Colo não possuem a estrutura necessária,
principalmente as cintas de amarração, e os materiais utilizados não são adequados.
A Tabela 14 mostra as características das residências da forma em que são
construídas.
73
Tabela 14 Características das residências nos bairr os de baixa renda no município de Araci-BA
Item Descrição Serviço de inspeção do subsolo Inexistente Fundações Tijolinho e pedra argamassada Cintas de amarração Inexistente na maioria dos casos Alvenaria Bloco cerâmico Acabamento (reboco) Presente em alguns dos casos Cobertura Telha cerâmica
A Figura 29 mostra o exemplo de edificação mais presente nesse bairro e
ilustra a situação apresentada na Tabela 14.
Figura 29 Exemplo de construção mais presente no ba irro do Tiracolo, Araci-BA
Em visita ao bairro do Tiracolo, verificou-se a existência de 107 casas. Os
pontos vermelhos da figura 30 destacam as residências que mais chamaram a
atenção em relação à intensidade de fissuração em suas fachadas.
74
Figura 30 Mapa de arruamento do bairro do Tiracolo, Araci/BA posicionando as residências
com maior quantidade de fissuras
As figuras 31, 32, 33 e 34 mostram fachadas das casas 1, 2, 3 e 4,
identificadas na figura 30.
Figura 31 – Fissura inclinada acima da janela: casa 1 bairro Tiracolo, Araci/BA
75
Figura 32 Fissuras verticais e inclinadas já repara das: casa 2 bairro Tiracolo, Araci/BA
Figura 33 Fissuras inclinadas na porta e ceteira: c asa 3 bairro Tiracolo, Araci/BA
76
Figura 34 Fissura inclinada na alvenaria: casa 4 ba irro Tiracolo, Araci/BA
De um modo geral, mais especificamente para o bairro citado, as fissuras se
apresentam nas edificações com as mesmas características (inclinadas e verticais),
algumas próximas às janelas e portas. As espessuras encontradas variam muito de
tamanho de uma residência para outra. Em algumas dessas, as fissuras são
milimétricas, enquanto que em outras as aberturas chegam a 04 centímetros, como
pode ser visto na figura 35.
77
Figura 35 Abertura de 04 centímetros na casa 4 do b airro do Tiracolo, Araci/BA
Como foi visto no item 4.4 da revisão bibliográfica, as fissuras podem se
apresentar nas diversas direções, mas principalmente na posição inclinada. Na
maioria das vezes, quando a fissura se apresenta inclinada, podemos relacioná-la
aos recalques de fundações. É possível comparar as fissuras apresentadas na
bibliografia com as que foram encontradas no bairro do Tira Colo. As figuras 36 e 37
facilitam essa comparação.
78
Figura 36 Comparação das fissuras apresentadas na r evisão bibliográfica com as fissuras
encontradas nas edificações do bairro do Tira Colo
Figura 37 Comparação das fissuras apresentas na rev isão bibliográfica com as encontradas
nas edificações do bairro do Tira Colo
79
As representações de fissuras na figura 37 também podem ter sido causadas
pela falta de vergas e/ou contra-vergas.
5.3.3 Análise das fissuras em uma edificação do bairro do Tira Colo
A análise das lesões existentes nessa edificação consiste na quantificação
das lesões, tipificação, enumeração de abertura das lesões e levantamento do
mecanismo de movimentação definidor e gerador dos tipos de fissuras. Procurou-se
explicar as causas geradoras das fissuras, ainda que algumas delas não sejam
causadas pelo movimento das fundações. A figura 38 mostra a representação dessa
análise.
Figura 38 Análise das fissuras em uma edificação do bairro do Tira Colo
Para as fachadas 01 e 03, notamos a presença de fissuras típicas de recalque
diferencial produzido pela movimentação vertical da fundação. Verificamos também
fissuras nos vértices das portas, produzidas pelo movimento das fundações aliado à
sobrecarga de telhado e, principalmente, características da ausência de vergas e
contra-vergas. A fachada 02 apresenta fissuras verticais oriundas da presença de
80
tensões geradas pelos movimentos das fundações, como também da falta da cinta
de amarração. Essas fissuras crescem à medida que se aproximam da parte mais
alta, onde se encontrou a abertura de 0,5 cm próximo ao chão e 2 cm na empena
que sustenta o telhado. As aberturas, para a fachada 01, variam de 0,5 cm até 5 cm
nas proximidades do telhado e as outras possuem menos de 1 mm. A fachada 03
possui fissuras de 3 cm no pé da porta e outras nos vértices, que variam entre 1,5
cm e 2,5 cm. As fissuras menores que 1 mm não estão indicadas nas
representações das fachadas.
5.3.4 Caracterização do solo – Bairro Tiracolo/Arac i-BA
Para complementação de informações sobre o bairro Tiracolo, escolheu-se
um local, mostrado na figura 39, para coleta de amostras deformadas e
indeformadas na superfície do terreno, a 20 cm de profundidade, na base da
fundação, e abaixo da cota de apoio da fundação a 40 cm de profundidade. A figura
40 mostra com mais detalhes o ponto de coleta.
Figura 39 Localização do ponto onde as amostras for am coletadas
81
Figura 40 Ponto de coleta das amostras
A coleta foi realizada no dia 12 de dezembro de 2009, com o objetivo de
realizar ensaios de caracterização e expansão em laboratório, para avaliar a
expansividade do solo.
Os resultados encontrados são apresentados na Tabela 15.
Tabela 15 Resumo dos resultados de caracterização, classificação e expansão
Parâmetro Amostra 12/09 Limite de Liquidez (%) 53 Índice de Plasticidade (%) 28 Argila (%) 68 Areia (%) 24,9 Silte (%) 7,1 # 200 (%) 75,1 Peso Específico dos Sólidos (g/cm3) 2,64 Expansão 18%
Os ensaios de caracterização (peso específico dos grãos, granulometria
conjunta, limites de liquidez e plasticidade) foram realizados, respectivamente, de
acordo com a NBR- 6508 - Determinação da Massa Específica de Grãos de Solos, a
82
NBR 7181 - Solo - Analise granulométrica, a NBR - 6459 - Solo - Determinação do
Limite de Liquidez e a NBR 7180 - Solo - Determinação do Limite de Plasticidade. As
planilhas com esses cálculos e a curva granulométrica encontram-se no Anexo B.
Os valores encontrados mostram que 75,1% do material passou na peneira
200, caracterizando o material como fino. O índice de plasticidade igual a 28%
mostra que se trata de um solo muito plástico, conforme os intervalos mostrados na
Tabela 16.
Tabela 16 Classificação do solo quanto ao seu Índic e de Plasticidade (Machado e Carvalho,
1998)
IP = 0 NÃO PLÁSTICO 1 < IP < 7 POUCO PLÁSTICO 7 < IP < 15 PLASTICIDADE MÉDIA
IP > 15 MUITO PLÁSTICO
Comparando-se com os resultados encontrados por Britto (2006) para o
massapê do município de Santo Amaro/BA, o solo amostrado possui características
semelhantes, sendo que os resultados de Britto (2006) possuem valores um pouco
maiores.
5.3.5 Diagnóstico das condições locais e das lesões - Bairro Tiracolo/Araci-BA
Para o problema encontrado no bairro estudado, o diagnóstico foi realizado
com base nas informações contidas no item 4.4.1 sobre a elaboração de
diagnósticos.
Foram realizadas visitas ao local com registro fotográfico, diálogo com
moradores e engenheiros, amostras de solo foram coletadas para ensaios em
laboratório. De posse das informações necessárias, começou-se a se discutir sobre
as possíveis causas do problema que incluem a falta de inspeção geotécnica, com a
possibilidade de existência de solo expansivo. A análise foi feita comparando-se o
que foi encontrado em campo com o que foi exposto na revisão bibliográfica deste
trabalho.
83
O diagnóstico levou em conta, principalmente:
1. Possibilidade de presença de solo expansivo;
2. Fundação inadequada para o tipo de terreno;
3. Alagamento do bairro em determinada época do ano;
4. Inexistência de cintas de amarração e de vergas e/ou contra-vergas.
Podemos citar ainda que as edificações foram construídas sem
especificações e com utilização de materiais de má qualidade
De acordo com a revisão bibliográfica e, baseado em relatos dos moradores e
engenheiros, pode-se dizer que o tipo inadequado de fundação em relação ao solo é
o fator responsável pela grande incidência de fissuras nas paredes das residências
do bairro do Tiracolo. Podemos somar a isso a atuação de sobrecarga de telhado
que gera tensões nas alvenarias.
Constatou-se, por meio de relato de moradores, que em certas épocas do ano
o bairro do Tiracolo se encontra em estado de alagamento. Esse dado reforça ainda
mais o diagnóstico de que os recalques das fundações são as causas das fissuras,
considerando também a existência de solo expansivo no local, variando de volume
de acordo com o umedecimento ou secagem.
5.3.6 Sugestões para resolução dos problemas patoló gicos no bairro do
Tiracolo
Sabemos que a execução de uma fundação inadequada e mal construída, a
presença de solo expansivo, a utilização de materiais inadequados, a falta de
informação sobre o subsolo, cota de assentamento indevida, dentre muitos outros
aspectos, leva ao aparecimento da manifestação patológica fissura.
De acordo com Britto (2006), os movimentos de retração e expansão do solo
expansivo provocam recalques diferenciais e, consequentemente, fissuras verticais
e inclinadas, conforme pode ser verificado também no bairro Tiracolo. O fato de a
84
carga solicitar a fundação corrida em toda sua extensão, faz com que as paredes
acompanhem os movimentos do solo sob a fundação.
Britto (2006) afirma que é de extrema complexidade determinar, em muitos
casos cotidianos da construção civil, as causas geradoras das lesões, fissuras ou
trincas.
A recuperação só deverá ser procedida em função de um diagnóstico
completo e seguramente firmado e, somente após ter-se pleno conhecimento da
implicação no comportamento da edificação como um todo, de acordo Thomaz
(1989). Dessa maneira, podemos generalizar para o bairro do Tira Colo, algumas
sugestões, tanto para os moradores quanto para a Prefeitura Municipal, para se
evitar o problema em construções futuras:
1. realizar inspeções geotécnicas, a fim de conhecer as propriedades do
solo e a profundidade do lençol freático e, também, de subsidiar um
futuro zoneamento do solo, por meio da elaboração de mapas;
2. escolher e dimensionar as fundações de acordo com as condições
locais;
3. fazer o uso de cinta de amarração, vergas e contra-vergas;
4. seguir os critérios e normas no momento de execução da obra para
evitar as falhas;
5. realizar acompanhamento e fiscalização das construções;
6. usar material adequado;
7. elaborar ou implementar o Plano Diretor do município, tomando por
base os problemas encontrados no bairro do Tira Colo.
É importante lembrar que se trata de um bairro de baixa renda, onde a
participação da Prefeitura Municipal para solução do problema é imprescindível.
Sem dúvida, os problemas no bairro do Tira Colo, no que dizem respeito às
construções, poderiam ter sido evitados se houvesse um conhecimento prévio do
tipo de solo local e isto pode ser resolvido, criando-se critérios para crescimento e
85
ocupação do município, o que poderá dar suporte à elaboração de um mapa de uso
e ocupação do solo.
Seria importante se houvesse uma parceria entre o CREA – Conselho
Regional de Engenharia e Arquitetura e a Prefeitura Municipal no sentido de orientar,
fiscalizar e organizar o crescimento do município, de forma a garantir a segurança, a
qualidade e o conforto das obras, independente do tipo de população atingida (baixa
renda ou não).
A Prefeitura poderia iniciar suas ações pelo bairro do Tira Colo, cujos
problemas estão relatados neste trabalho, na tentativa de minimizar ou resolver as
questões aqui colocadas e também, para atuar de forma preventiva com relação às
futuras construções.
Para os terrenos que ainda não foram ocupados e que possuem solo
expansivo, pode-se remover a camada de solo expansivo (até 1,5 m de espessura é
viável), e fazer um aterro para substituí-la com material arenoso compactado;
quando o solo se expandir, pressionará a camada contra a fundação e isto poderá
melhorar ainda mais a compacidade do aterro.
Outra opção como camada de aterro, é utilizar rachão com dimensão superior
a 25 cm (camada de pedras sem preenchimento de argamassa), onde o solo ao
expandir irá preencher os espaços livres e minimizar o efeito da pressão de
expansão sobre a fundação.
Para as edificações que já apresentam o problema, sugerem-se algumas
medidas corretivas:
1. com relação às fissuras, poderiam ser fechadas com injeção de calda
de cimento, ou ainda qualquer revestimento que garanta boa aderência
e absorva as imperfeições nas alvenarias. Para as fissuras próximas
aos vértices das esquadrias, pode-se retirar os blocos, inserir as
vergas.
2. para as fundações no solo expansivo e tendo-se os resultados de
sondagem a percussão, poder-se-ia realizar reforço das fundações,
utilizando estaca broca. Outra alternativa seria verificar a pressão de
86
expansão do solo, para aplicar uma pressão igual ou maior ao solo, por
meio de fundação superficial. Uma terceira alternativa seria minimizar a
variação de umidade do solo, escavando valas no terreno em torno de
todo o local construído para compactar solo argiloso, formando uma
barreira à percolação da água para o maciço sob as residências.
Adicionalmente, o bairro precisaria ser pavimentado para dificultar a
infiltração da água de chuva.
6 CONCLUSÕES
Esse estudo apresentou uma revisão bibliográfica sobre Patologia das
Edificações, mais especificamente as fissuras, conceitos de Mecânica dos Solos e
Fundações, problemas clássicos que envolvem as fundações e, como forma de
enriquecer a revisão, os conceitos teóricos foram aplicados a dois municípios do
interior da Bahia, Serrinha e Araci.
Para o município de Serrinha, esperava-se identificar edificações que
apresentassem fissuras devido a problemas nas fundações, mas a ocorrência foi
muito pequena pois, de acordo com os relatórios de sondagens obtidos para esse
município, diálogos mantidos com os engenheiros da Prefeitura Municipal e visita
aos bairros, o solo é arenoso com rocha a pequena profundidade (3m), o que
favorece a estabilidade das construções. Sendo assim, e com o objetivo de aplicar
os conceitos estudados, fez-se um levantamento de edificações com problemas de
fissuras em outro município, Araci. Neste, no bairro do Tira Colo, verificou-se a
existência de casas com problemas sérios de fissuração e a primeira hipótese
discutida foi que esse problema poderia ser devido aos recalques das fundações,
devido à presença de solo expansivo, o “massapê”, de acordo com relato de
moradores e do engenheiro local. Diante do exposto, investigou-se o solo realizando
ensaios de caracterização e de expansão para subsidiar a elaboração de um
diagnóstico, que foi complementado com o mapeamento das fissuras de uma das
edificações (a mais danificada), medindo o comprimento e a largura da maior
abertura.
87
Com base nas poucas informações levantadas e obtidas e, considerando que
as edificações do bairro do Tira Colo não tiveram acompanhamento técnico, nem
controle da qualidade dos materiais empregados, concluiu-se que:
a) as fissuras encontradas nas residências do bairro do Tira Colo são
causadas, principalmente, pelo movimento do “massapê” que, associado
ao tipo de fundação (tijolinho e pedra argamassa), sem armadura, não
suporta os diferentes esforços provocados pela expansão e contração do
solo;
b) a inexistência de cintas de amarração, vergas e conta-vergas contribui
para a movimentação das alvenarias de tijolos, facilitando a propagação
das aberturas;
c) a forma mais viável para resolver o problema do solo expansivo, para as
próximas construções, é utilizar uma camada de rachão, sem argamassa,
como complemento das fundações, para substituir a camada de solo
expansivo removida;
d) independente do padrão das obras e do poder aquisitivo da população, é
importante garantir um nível de segurança e conforto das obras,
principalmente, se forem utilizadas soluções e materiais alternativos;
e) faz-se necessário realizar investigação do subsolo por meio de sondagem
a percussão, para melhor orientar o crescimento do município.
88
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91
ANEXOS
92
ANEXO A
93
Furo de sondagem 01
94
Furos de sondagem 02
95
Furo de sondagem 03
96
Relatório de sondagem à trado
97
ANEXO B
Planilhas dos ensaios geotécnicos