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Identificação e análise da ocorrência do fenômeno de exsudação do concreto em estacas tipo

hélice contínua monitorada Julho/2016

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ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 11 Vol. 01/ 2016 julho/2016

Identificação e análise da ocorrência do fenômeno de exsudação do

concreto em estacas tipo hélice contínua monitorada

Gleison Henrique da Silva – [email protected]

Projeto, Execução e Controle de Estruturas e Fundações

Instituto de Pós-Graduação - IPOG

´Florianópolis, SC, 05 de outubro de 2015

Resumo

Atualmente, as fundações executadas com estacas tipo hélice contínua monitorada possuem

grande representatividade em um universo de soluções geotécnicas para transferência da

carga das edificações ao solo. Assim, o controle quanto aos procedimentos executivos merecem

grande atenção, objetivando maior segurança e qualidade ao elemento estrutural. Este

controle objetiva a análise de forma prévia, presente e pós execução das estacas, possibilitando

a identificação de interferências diversas ou manifestações patológicas, como a incdência de

exsudação do concreto demonstrada através estudo de caso efetuado em um empreendimento

residencial localizado no litoral de Santa Catarina. Devido a incidência bastante

representativa de exsudção do concreto das estacas, foi determinado a análise detalhada destes

elemetos estruturais, considerando as informações fornecidas pelo sistema de monitoramento

da perfuratriz, pelo ensaio PIT, pelas análises de corpos de prova provenientes do controle de

recebimento de materiais e provenientes da extração de testemunhos das estacas. Os resultados

encontrados indicam que o concreto não atingiu os requisitos mínimos solicitados, sendo assim

o responsável pela manifestção patológica. Conclui-se que o controle de qualidade,

principalmente durante a execução, é uma importante ferramenta de acompanhamento, e sua

correta utilização pode auxiliar na análise de situações adversas, como demosntrada na

exsudação deste estudo de caso.

Palavras-chave: Controle de execução. Hélice contínua. Exsudação do concreto.

1. Introdução

Em meio ao avanço tecnológico no desenvolvimentos de insumos, evolução dos métodos

executivos e a representatividade na sociedade da imponência da arquitetura, os

empreendimentos em construção e a serem construídos passam a considerar cargas dantes

inimagináveis, principalmente no que se refere à edificações de âmbito residencial.

Tais cargas, acumuladas no decorrer de toda superestrutura terá como destino de seu suporte, o

solo. Neste caminho, destaca-se a importância do papel desempenhado pelos projetos de

infraestrutura dos empreendimentos, mais especificamente, aos projetos geotécnico e

execuções das fundações. Identifica-se desta forma a interação dos componentes que

constituem o sistema solo-fundação-estrutura.

Assim, ao assumir um processo de análise, caracterização e dimensionamento de uma

complexidade extremamente elevada, o projeto por si só não garante integralmente o sucesso



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da transição de cargas da superestrutura para o solo. Alinhado ao projeto, a execução das

fundações é a outra parcela bastante considerável neste processo. Importante salientar que a

etapa de execução é normatizada através da NBR6122/2010 quanto aos seus procedimentos

executivos, com o objetivo de minimizar quaisquer interferências externas que possam vir à

prejudicar a transferência das cargas da estrutura para o seu apoio natural durante, no mínimo,

a vida útil prevista para o empreendimento. O cumprimento correto do procedimento executivo

deve estar alinhado à alguns procedimentos de controle de qualidade. A correta análise destes

controles auxiliam na maior confiabilidade do processo de execução.

A execução de qualquer fundação, rasa ou profunda, deve ser controlada, embora,

alguns desses controles ainda sejam subjetivos. Com respeito a este assunto não se

deve confundir controle com registro de dados, pois o fato de se registrarem vários

eventos ocorridos durante a execução da fundação, não implica em que se esteja

controlando a mesma. O controle pressupõe, além dos registros pertinentes, a

interpretação dos dados registrados, de maneira rápida e objetiva, utilizando-se as

premissas adotadas quando da elaboração do projeto. Se durante a execução, estas

premissas vão sendo confirmadas, nada deve ser mudado na execução; ao contrário,

se ocorrerem diferenças, estas devem ser imediatamente comunicadas à equipe de

projeto, para que proceda a revisão das previsões, se necessário, ou a novas

investigações geotécnicas (ALONSO,2004).

Salienta-se, a nível nacional, que empresas responsáveis pela execução das fundações

enfrentam problemas relacionados à qualidade do concreto, onde pode-se citar a falta de

resistência característica, grandes exsudações, falta de trabalhabilidade e alterações no tempo

de início de pega, este último que pode resultar, quando o processo iniciar antes do previsto,

em entupimentos e dificuldade no lançamento; e em caso do processo iniciar após o período

previsto, demora no início do endurecimento do concreto, risco de exsudação e interferência

direta na produtividade.

Assim, a falta ou má gestão do controle dos processos executivos podem vir a resultarem na

presença de manifestações patológicas. Em contra partida, a correta gestão do controle dos

processos executivos não é fator impeditivo à presença de manifestações patológicas

provenientes dos insumos utilizados na execução das estacas, porém eventualmente podem

minimizar os efeitos negativos. Segundo Wolle e Hachich (2012), a qualidade dos materiais

empregados na confecção dos elementos de fundação é, evidentemente, muito importante para

a qualidade e o próprio desempenho da fundação e de toda a obra. Desta forma, deve-se, sempre

que possível, dar preferência a materiais produzidos com rigorosos controles de qualidade e

fornecidos por fornecedores pré-qualificados.

Conforme Mehta e Monteiro (1994), o principal fator de perda de desempenho e

trabalhabilidade do concreto verificado na execução das estacas do tipo hélice contínua

monitorada é a exsudação. A exsudação é um fenômeno cuja manifestação extrema é o

aparecimento de água na superfície após a o concreto ter sido lançado e adensado, porém antes

de ocorrer sua pega.



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Em função das características apresentadas quanto a ocorrência de exsudação do concreto, foi

identificado este fenômeno durante à execução de uma fundação especial com estacas tipo

hélice monitorada para um empreendimento residencial localizado em Itapema, situado no

litoral norte de Santa Catarina, sendo estas manifestações patológicas objeto do estudo de caso

apresentado no presente artigo. Para análise da exsudação, será verificado o perfil geológico do

terreno, caracterizado os insumos utilizados apresentado a análise dos relatórios gráficos de

execução, de integridade, de ensaios à compressão dos corpos de prova e testemunhos e, por

fim, os respectivos resultados.

2. Procedimento de Execução de Estacas Tipo Hélice Contínua Monitorada

A execução de uma estaca tipo hélice contínua monitorada é um procedimento executivo de

fundações profundas moldadas “in loco”, que possui 3 (três) etapas bem definidas: Etapa de

Perfuração, Etapa de Extração/Concretagem e a Etapa de Inserção das Armaduras. Com

exceção da última etapa, as demais são acompanhadas por um sistema de monitoramento, este

que emite um relatório gráfico para análise do produto final.

De acordo com Almeida Neto (2002), entre as vantagens, a execução de estacas tipo

hélice contínua monitorada possuem elevada produtividade, não causam vibrações,

não causam ruídos durante a execução, possuem o sistema de monitoramento

eletrônico, não causam danos em fundações vizinhas (já que não causam grandes

descompressões no terreno), não estão sujeitas ao fenômeno de densificação das areias

fofas (como pode ocorrer em estacas de deslocamento), perfuração sem a necessidade

de revestimento ou fluido estabilizante para a contenção do furo, a presença da água

raramente restringe o seu uso, podem ser executadas em diversos tipos de solo,

inclusive em solos bem resistentes (rochas brandas e em areias compactas) e o

concreto é injetado sob pressão, garantindo uma melhor aderência no contato estaca-

solo. Quanto às desvantagens, cita-se a dificuldade de instalação de armaduras mais

profundas, alargamento ou estreitamento do fuste em solos fracos, dificuldade de

controle de qualidade do concreto e de obtenção de um concreto de boa qualidade,

dependência do fornecimento de concreto podendo gerar a interrupção da

concretagem, produz material de descarte e necessita a presença de equipamentos de

apoio.

Quanto à etapa de Perfuração, ocorre o procedimento de inserção no solo, por rotação, de um

trado helicoidal dotado de uma haste central e abas condizentes ao diâmetro proposto em

projeto. As abas estão dispostas em forma espiral ao logo da haste central com o objetivo de

transportar o solo escavado para a superfície do fuste. A haste central é dotada, em sua

extremidade, de uma tampa que impede a entrada de solo durante a perfuração. A etapa de

perfuração deve ser ininterrupta e com avanço devidamente controlado, principalmente quanto

a remoção excessiva do solo que pode resultar em seu desconfinamento e interferindo na

interação solo-trado. Esta interação é importante, pois esta etapa é caracterizada pela

substituição do solo original presente no fuste pela presença do trado helicoidal. Para a correta

execução desta etapa, o equipamento deve ser dotado de características condizentes à

necessidade verificada pelas características do solo e do projeto, inclusive com capacidade de

torque condizente ao avanço da hélice no solo, principalmente quando identificado o aumento



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nas características mecânicas do terreno. Durante esta etapa não deve ocorrer a retirada do trado

helicoidal do fuste, visto que a principal característica das estacas tipo hélice contínua é a de

não permitir alívio significativo do terreno.

Quanto à etapa de Extração/Concretagem, a efetuação da concretagem é concomitante à

extração da hélice do solo. Neste processo, ocorre a substituição pelo concreto ao invés trado

helicoidal no interior do fuste, este que originalmente mantinha-se preenchido pelo solo.

Atingida a profundidade prevista em projeto e verificada através dos parâmetros verificados

durante a perfuração, dar-se-á início à injeção do concreto. O concreto é injetado no fuste

através da haste central, onde a tampa recuperável é expulsa pela pressão exercida pelo próprio

concreto. Durante esta etapa, a hélice deve ser retirada sem girar ou girando no sentido da

perfuração, com velocidade de extração controlada, garantido o sobreconsumo de concreto e

permitindo que a pressão de injeção se mantenha positiva durante todo o processo, evitando a

presença de vazios entre a retirada da hélice e o preenchimento de concreto, evitando possíveis

estrangulamentos ou seccionamentos do fuste. Conforme as Especificações dos Materiais

determinadas pela NBR6122:2010, pelo Manual de Execução de Fundações e Geotecnia –

ABEF e pela Especificação de Traços Padrão do Concreto para Hélice, tem-se:

Tabela 1 – Especificação do Concreto para Estacas Tipo Hélice Contínua Monitorada

Material Especificação Referência

Concreto

Cimento sem Adição de Escória (Recomendado) NBR 6118:2014

NBR 8953:2015

NBR 7212:2007

NBR 5738:2015

NBR 5739:2007

NBR 12655:2015

NBR NM67:1998

Consumo mínimo de cimento de 400Kg/m³

Agregado: Areia/Pedra 0 (dim. Máx. característica 12.5 mm).

Classe conforme Projeto, nunca inferior a Classe 20.

Slump test igual a 22 ± 3 cm.

Slump flow entre 48 e 53 cm.

Fator Água / Cimento ≤ 0,6 – Recomendado entre 0,53 e 0,56.

% de Argamassa em massa = 55 %

Traço Tipo Bombeável e Auto Adensável

Exsudação ≤ 1,0%

Início de pega = 3 horas

Fonte: Adaptado de ABEF (2012)

Quanto à etapa de colocação da armadura, o processo de inserção da armadura ocorre após a

concretagem do fuste da estaca. A armação deve ser introduzida na estaca por gravidade ou

com o auxílio de vibrador ou pilão de pequena carga. As armaduras são montadas em forma de

gaiola, com a presença de um afunilamento na extremidade inferior com o intuito de facilitar a

ação de inserção e com espaçadores do tipo roletes para garantir a centralização, o recobrimento

mínimo necessário e evitando eventuais manifestações patológicas provenientes da

contaminação do concreto da estaca pelo solo. Importante salientar que, quando verificada



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dificuldade de inserção, a prática de auxiliar a introdução por intermédio da percussão não é

recomendada e possivelmente irá resultar na presença de manifestações patológicas,

interferindo diretamente na qualidade do elemento estrutural.

3. Procedimento de Controle de Execução de Estacas Tipo Hélice Contínua Monitorada

O procedimento de controle de execução das fundações inicia previamente à etapa de

perfuração, ou seja, já a partir do deslocamento seguro e posicionamento do equipamento,

seguido da preparação do equipamento e conferência dos dados do sistema de injeção de

concreto, bem como a verificação da estaca a ser perfurada e suas características.

Com o desenvolvimento de sistemas eletrônicos para controle do processo executivo, nas etapas

de perfuração e extração/concretagem, a execução das estacas tipo hélice contínua passaram a

ser monitoradas. O processo de monitoramento foi uma considerável evolução deste método

executivo, sendo que o desenvolvimento tecnológico para o controle da execução permanece

em ascensão, comumente apresentando melhorias quanto ao acesso de informações coletadas

pelos diversos sensores espalhados pelo equipamento. Referindo-se ao método de execução de

estacas tipo hélice contínua monitorada, entre as suas vantagens, o sistema de monitoramento

eletrônico merece destaque. As Informações fornecidas através da coleta de dados por diversos

sensores espalhados em posições estratégicas do equipamento, permitem a verificação quanto

ao atendimento do procedimento executivo característico e previsto nas orientações e

normatizações técnicas.

Porém, a coleta dos dados e informações referentes às etapas de perfuração e extração não irão

apresentar o respectivo resultado técnico se não estiverem atendendo à outras premissas

básicas:

a) Os dados e informações, comumente representados através de relatórios gráficos,

devem ser analisados e interpretados;

b) O sistema de monitoramento deve estar devidamente aferido antes do início das

atividades, com todos os sensores em perfeito funcionamento;

c) O computador central deve ser mantido devidamente calibrado, com certificado

emitido por uma empresa idônea e devidamente autorizada;

d) Acompanhamento in loco do procedimento executivo, com a análise prévia, durante

e após a execução das estacas, com a emissão de um Relatório Diário de Obras,

descrevendo todas e quaisquer ocorrências relativas à atividade.

A emissão e entrega do relatório gráfico é um procedimento padrão à ser aplicado às empresas

prestadoras dos serviços, e deve ser prontamente apresentado à empresa contratante, bem como

ao seu corpo técnico, seja este formado por profissionais da própria empresa ou formado por

consultores terceirizados. Este procedimento permite que a avaliação dos serviços ocorra por

um corpo técnico mais representativo, resultando em uma maior segurança e qualidade dos

serviços.



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Mas é importante salientar que os dados e informações avaliadas somente terão valia e

credibilidade mediante a aferição e manutenção correta dos acessórios eletrônicos que são

partes integrantes do sistema de monitoramento. A coleta errônea de dados funciona como um

efeito em cadeia, interferindo na credibilidade das informações, diretamente na interpretação

dos dados e por fim na qualidade e segurança do elemento estrutural.

A emissão, análise, interpretação e validação dos dados referentes ao procedimento executivo,

representados nos relatórios gráficos de execução, não deixa de ser um procedimento de

verificação futura. A análise das ocorrências em tempo real será efetuada através do

acompanhamento in loco das atividades, onde prontamente se efetua o estudo dos dados

fornecidos pelo sistema de monitoramento durante a efetiva execução das estacas. Este

procedimento, no presente, fornece as informações que contemplarão o Relatório Diário de

Obra. Este documento merece tanta importância na validação do procedimento executivo

quanto o relatório gráfico emitido pelo sistema de monitoramento do equipamento, visto que as

considerações que devem acompanhar este relatório, em diversas ocasiões irão elucidar as

informações presentes nos relatórios gráficos.

Mesmo que todos os procedimentos de controle sejam atendidos, em alguns casos, o histórico

gerado pelo arquivamento das informações será útil no entendimento de anormalidades e

manifestações patológicas que eventualmente ocorrem durante a execução das estacas tipo

hélice contínua monitorada. Entre as diversas manifestações patológicas que podem ser

indentificadas durante o processo executivo, sejam estas devido ao concreto, ou devido à

excentricidade, ou devido ao desvio de prumo, ou devido ao seccionamento do fuste, ou devido

ao comprimento insuficiente ou devido à instalação da armadura, a ocorrência da exsudação do

concreto é um dos fatores mais comuns, mas independente desta condição, merece atenção

quanto à sua interferência na qualidade final do elemento estrutural.

4. Exsudação do Concreto em Estacas Tipo Hélice Contínua Monitorada

A exsudação é um caso especial de segregação, onde se tem a separação da água do traço das

partículas finas do concreto. Penna et al. (1999) apresenta algumas observações típicas

efetuadas sobre o concreto, no seu estado fresco e endurecido, que servem de alerta para

possíveis problemas relativos à sua durabilidade, ou mesmo integridade e segurança estrutural

a saber:

a) No estado fresco do Concreto: o aspecto do concreto ensaiado mostra agregados

separados da argamassa nas suas bordas ou no topo da amostra; A base do concreto

não é regular, isto é, apresenta dimensões maiores em uma direção em relação à

outra direção perpendicular; Nota-se um fenômeno de borbulhamento de água com

carregamento de finos no topo da estaca recém executada, sendo que em poucos

minutos forma-se uma lâmina de água da ordem de centímetros apresentando

elevada processo de separação do material sólido do concreto com a água enquanto

o concreto encontra-se no estado fresco, isto é, antes do início de pega do concreto,

ocorrendo uma diminuição significativa da altura, na ordem de 3,5 a 5%.



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b) No estado endurecido do concreto: No topo da estaca observa-se uma argamassa,

praticamente se agregados graúdos, e de aspecto poroso e com baixíssima

resistência; Na superfície do corpo de prova observa-se a presença de uma grande

quantidade de bolhas; Nas paredes laterais do corpo de prova tem-se uma argamassa

porosa, expondo os agregados e também é possível notar a formação de caminhos,

provavelmente de subida de água na interface molde e concreto.

Ainda segundo o autor, a causa vital dos principais problemas detectados está associado ao

excesso de consumo de água no traço de concreto, incompatíveis com a curvagranulométrica

final do concreto e o seu teor de finos de modo a permitir a segregação e a exsudação do traço.

Os traços fornecidos atendem somente ao parâmetro trabalhabilidade, mas não se adequando

às exigências de concretagem submersa, estando o insumo vulnerável à consequente exsudação.

Por este motivo, o procedimento de controle de qualidade considera inevitável que o controle

tecnológico e de recebimento do concreto seja efetuado por empresas terceirizadas em sem

vínculo com o fornecedor do insumo, uma vez que o responsável pela produção não deve ser o

mesmo responsável pelo controle.

Devido a corrente preocupação dos órgãos e associações envolvidas no setor de controle de

execução e fornecimento de insumos para fundações, identifica-se um corrente avanço

tecnológico na especificação de traços de concreto para estacas tipo hélice contínua,

principalmente no que diz respeito ao controle de adição de água, utilização da quantidade

mínima de cimento e aditivos de melhor qualidade e compatíveis com o cimento adotado. A

compatibilidade cimento-aditivo é importante, pois o teor do ar incorporado podem ser

elevadas, piorando a atuação da exsudação em vez de combatê-la.

5. Estudo de Caso de Análise da Ocorrência de Exsudação

O estudo de caso foi efetuado durante a execução de estacas tipo hélice contínua monitoradas

em uma edificação residencial, situado em Itapema, litoral norte do estado de Santa Catarina.

A estrutura do edifício é em concreto armado convencional. O residencial possuirá 21

pavimentos e está localizado a cerca de 100 metros do mar.

As fundações foram definidas com a utilização de estacas do tipo hélice contínua monitorada.

Para esta região, este método executivo é amplamente utilizado, em virtude das características

do solo permitirem a sua utilização e frente à considerável disponibilidade de equipamentos em

um raio de até 100 quilômetros.

As sondagens geotécnicas executadas para identificar as características do solo foram do tipo

Cone Penetration Test - CPT, demonstrados na Figura 1.

Figura 1 – Relatório de Sondagem CPT referente ao Estudo de Caso – Furos Agrupados



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Fonte: Solo Sondagem (2015)

O projeto, indicado na Figura 2, consiste na utilização de estacas com diâmetros de 500 e

600mm., com profundidade de 28 metros, e estacas com 700 e 800mm., atingindo a cota de

ponta aos 30 metros de profundidade. Todas as armaduras foram previstas com comprimento

de 6 metros.

Figura 2 – Projeto Geotécnico de Fundações referente ao Estudo de Caso



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Fonte: BornSales Engenharia (2015)

Os procedimentos executivos foram iniciados normalmente, porém no segundo dia de execução

foram identificadas as ocorrências de exsudação do concreto em um número bastante

considerável das 12 estacas até o momento executadas. Juntamente ao controle de qualidade do

concreto que acompanhava a execução foi evidenciado que os corpos de prova apresentavam

características condizentes com um processo lento de pega, ou seja, apresentavam uma

coloração escura (com sinais de presença de água) e sensíveis ao toque. Para o presente artigo,

o concreto referente à presença de manifestações patológicas será caracterizado como o

concreto proveniente do Fornecedor 1.

Frente à identificação in loco da referida manifestação patológica, os serviços foram

devidamente interrompidos para que fossem efetuadas a análise da sua origem e a possível

interferência ou dano resultante ao elemento estrutural. Mediante a interpretação visual dos

corpos de prova e das condições em que se encontrava o concreto injetado nas estacas e à

necessidade de que fosse dado sequência à execução do restante do projeto (visto o alto

investimento financeiro por parte da Contratante dos serviços), foi optado pela substituição do

fornecedor do concreto que apresentou um aparente retardamento no processo de pega,

denominado Fornecedor 1, passando assim a inclusão do Fornecedor 2 de concreto, que ficou

responsável pelo fornecimento do insumo até o final da etapa de execução das estacas tipo

hélice contínua.

Nas estacas P49b, P58c, P57a, P56a, P55c, P42c, P46c, P35+P45c, P24c, P23b, P22b,

P19+P20b), totalizando de 12 (doze) elementos com diâmetro de 800mm., foram identificados



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os processos de exsudação do concreto, apresentando borbulhamento superficial em períodos a

partir de 3 horas e presença de lâmina de água em situações após 12 horas após a respectiva

execução – Vide exemplo na Figura 3. Devido esta ocorrência, as mesmas foram devida e

exaustivamente analisadas quanto ao seu comportamento como elemento estrutural.

Figura 3 – Exsudação do Concreto da Estaca P49B

Fonte: Autoria Própria (2015)

O objetivo da análise detalhada do presente estudo de caso é a coleta de todas as informações

necessárias para que seja possível emitir um parecer quanto a aprovação das referidas estacas,

autorizando ou não a utilização das mesmas como elemento de infraestrutura para o suporte e

transmissão das cargas de forma segura para o solo. As informações à serem analisadas serão

provenientes dos dados fornecidos pelo sistema de monitoramento da perfuratriz e apresentados

nos relatórios gráficos de execução, das informações fornecidas pelo ensaios P.I.T. (Pile

Integrity Test), através dos resultados informados pelos ensaios de compressão das amostras

coletadas para o controle tecnológico de recebimento do concreto e através dos resultados

derivados da coleta e ensaios de testemunhos extraídos diretamente de cada estaca.

Análise dos Relatórios Gráficos de Execução

A análise dos Relatórios Gráficos de Execução examinará as duas das três etapas do

procedimento executivo que possuem o monitoramento eletrônico. Em função da ocorrência da

exsudação do concreto não possuir nenhuma relação quanto ao processo de inserção de

armaduras, a análise dos dados de monitoramento permitem identificar a ocorrência ou não de

alguma interferência anormal durante as etapas de Perfuração e Extração/Concretagem das

estacas.



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Foram analisados os relatórios gráficos das 12 estacas que foram executadas durante os dois

primeiros dias de trabalho, sem que ocorresse distinção visto que a manifestação patológica

apresentou-se de forma generalizada. A seguir, na Figura 4 são apresentados dois relatórios

gráficos de execução, gerados pelo sistema de monitoramento SACI, fornecido pela empresa

Geodigitus. As três primeiras colunas apresentam informações referentes à etapa de Perfuração

(Torque/Pressão Hidráulica, Rotação e Velocidade de Perfuração), as duas colunas seguintes

referem-se à etapa de Extração/Concretagem (Pressão de Injeção do Concreto e Velocidade de

Extração) e por fim, na última coluna, fica demosntrado um perfil estimado da estaca.

Figura 4 – Relatório Gráfico de Execução das Estacas P35C e P24C

Fonte: Nacional Fundações (2015)

Quanto a Etapa de Perfuração, primeiramente é possível identificar que em todas as estacas a

interrupção do processo respeitou a profundidade prevista em projeto (cota de ponta), bem

como foi verificada que a resistência do solo quanto ao avanço do trado (torque) nestas cotas

possuem valores superiores aos valores mínimos exigidos na norma NBR6122/2010 quanto a

analogia entre o diâmetro e sua respectiva profundidade. Também verifica-se a existência de

rotação constante e avanço do trado ocorreu de forma ininterrupta, com velocidade condizente

em relação à perfuração e a remoção do material. Mediante o acesso ao projeto geotécnico de

fundações, é permitido afirmar que o distanciamento mínimo na ordem executiva das estacas

foi rigorosamente atendido.



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Quanto a Etapa de Extração/Concretagem, etapa esta que merece bastante atenção visto que o

escopo do presente estudo de caso é o parecer que envolve a ocorrência da exsudação do

concreto. Os relatórios gráficos de execução, não demonstram qualquer anormalidade de

execução, ou seja, durante a etapa de concretagem, o procedimento foi efetuado em todas as

estacas de maneira que a pressão de injeção do concreto fosse mantida sempre positiva e em

um processo ininterrupto, bem como determinado pelo procedimento executivo deste tipo de

fundação, com o objetivo de garantir a integridade da estaca. A velocidade de extração da

ferramenta de perfuração foi efetuada de modo controlado, garantindo o sobreconsumo de

concreto e minimizando a possibilidade de redução da seção das referidas estacas. Quanto ao

sistema de bombeamento ligado à perfuratriz e utilizado para a injeção do concreto, este

apresentava características superiores às mínimas previstas na Norma, garantido elevadas

pressões de injeção com maior volume em menor espaço de tempo. O próprio sistema de

monitoramento apresenta a relação quanto a velocidade de extração ideal e a velocidade de

extração real, considerando que esta última que deve ser inferior a primeira. Através da análise

dos relatórios gráficos das 12 estacas, foi possível identificar que esta condição foi cumprida

Análise dos ensaios PIT para a verificação da integridade das estacas.

Analisando as características físicas dos elementos estruturais ensaiados, durante a preparação

das estacas foram removidos todo o material deteriorado em função do processo de exsudação

do concreto no topo das estacas, resultando em um arrasamento bastante significativo,

conforme identificado na Figura 5.

Figura 5 – Características Físicas das Estacas Ensaiadas

Fonte: Zênite Engenharia (2015)

Importante salientar que o ensaio P.I.T é um ensaio interpretativo, que depende da correta

calibração, manutenção e operação dos equipamentos e que pelo fato da estaca tipo hélice

contínua monitorada é moldada in loco com injeção de concreto sob pressão, a variação da



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secção transversal é comum, em virtude da variação de pressão de injeção e a tensão radial

aplicada pelo solo.

Interpretando os sinais provenientes do ensaio P.I.T de forma conjunta ao relatórios gráficos de

execução, foi identificado que o processo executivo ocorreu de forma normal, possibilitando a

identificação da ponta aparente de acordo com a cota prevista em projeto sem a identificação

de anomalias críticas ou dano do elemento estrutural.

Análise dos Ensaios de compressão dos corpos de prova

Os corpos de prova utilizados para os ensaios de compressão foram coletados Fornecedora 1,

responsável pelo fornecimento do concreto, e pelo controle de qualidade terceirizado pela

empresa proprietária do empreendimento, denominado como Controle. Em virtude da

identificação das manifestações patológicas e a necessidade de agilizar a coleta de informações

prévias que auxiliem na tomada de decisões, primeiramente os corpos de prova foram ensaiados

após 7 dias.

Análise dos Ensaios de compressão dos testemunhos extraídos das estacas

Considerando que a incidência da exsudação do concreto tem sua representatividade

proporcional ao volume do elemento, as estacas apresentaram manifestação de segregação

superior à verificada nos corpos de prova, que por se manterm em um ambiente controlado não

tiveram alteração de suas características físicas. Ao contrário dos corpos de prova, as estacas

apresentaram alterações em suas características físicas, verificado na preparação do topo da

estaca para os ensaios P.I.T. Desta forma, a extração de testemunhos permite avaliar as

características do concreto no meio em que este se encontra, verificando se o mesmo alcança

os requisitos mínimos previstos e considerados em projeto.

Ficou determinado a extração de 2 testemunhos de cada uma das estacas que utilizaram o

concreto do Fornecedor 1 e outros 2 testemunhos de uma estaca que utilizou o concreto do

Fornecedor 2, com o intuito de efetuar uma comparação dos resultados. Das 12 estacas, foram

extraídos testemunhos de apenas 8. Nas estacas P22B, P35+45C, P55C e P56A não foi possível

extrair as amostras visto que a cota de arrasamento destes elementos encontrava-se a cerca de

2,5m. abaixo da cota do terreno, e durante a tentativa de extração as amostras segregaram

devido a ação da exudação, e não foram consideradas válidas.

Especificação dos traços utilizados pelos diferentes Fornecedores de Concreto.

Por fim, forma a concluir a coleta de informações para a análise referente forma como se

procedeu a incidência da exsudação do concreto e o motivo da disparidade entre os os insumos

disponibilizados pelo Fornecedor 1 e pelo Fornecedor 2, foram verificadas as característica de

cada uma das Cartas Traço disponibilizadas pelas empresas.

6. Resultados

A análise dos resultados devem esclarecer a viabilidade da utilização das estacas que

apresentaram a exsudação de seu concreto. Para tal, as caracterísiticas físicas do elemento



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estrutural deve atender às considerações normatizadas, seja para sua excução como para o

material que o compõe.

Apesar da incidência de exsudação do concreto nas estacas tipo hélice contínua monitorada, o

processo de controle permitiu a detecção da manifestação patológica e a interrupção antecipada

da execução das estacas tipo hélice contínua monitorada. A partir das informações presentes

nos relatórios diários de obra referentes à manifestação patológica, foi interrompido o

fornecimento de concreto pelo Fornecedor 1, e iniciado o fornecimento através de Fornecedor

2.

Os relatórios gráficos de monitoramento não apresentam qualquer anormalidade quanto ao

procedimento executivo, estando os mesmos de acordo com as instruções normativas vigentes.

Desta forma não existem indícios de quaisquer interferências provocadas pelas etapas de

perfuração e extração/concretagem das estacas tipo hélice contínua monitorada. A partir desta

análise, não existem motivos para que os elementos estruturais sejam condenados quanto a sua

utilização.

Quanto à análise dos relatórios de ensaio P.I.T, o fator preponderante e que mereceu atenção

foi o acréscimo considerável da cota de arrasamento, chegando à 2,5 metros de profundidade,

devido a desagregação do concreto no topo das estacas, resultado da incidência da exsudação.

A partir da superfície devidamente preparada, foi possível através do ensaio identificar a cota

de ponta de todas as estacas, bem como a isenção de anomalias ou danos. Portanto,

comprovando as características executivas previstas nos Relatórios Gráficos de Execução, o

presente ensaio não apresenta considerações para a desaprovação das estacas ensaiadas, estando

as mesmas integras desde sua superfície até a respectiva cota de ponta.

Considerando que os corpos de prova, pelo fato de se manterem confinados em uma fôrma até

que ocorra sua desmolda, a ação de fatores externos não interferem na cura do material. Desta

forma, como previsto, mesmo com a ocorrência do retardamento da pega, este fenomêno não

ocasiona a incidência de exsudação aos corpos de prova, não comprometendo a resistencia

característica do concreto ensaiado, tam como apresentado na Figura 6.

Figura 6 – Ensaio de Compressão de Corpos de Prova a 7 dias (Mpa).



15


Fonte: Autoria Própria (2015)

Dos testemunhos coletados das 8 estacas em que foi possível completar o processo de extração,

a análise, os resultados, em sua grande maioria, apresentaram características de resistência

inferiores aos requisitos mínimos solicitados pelo projeto de fundações e pelas Normas

Técnicas vigentes. Do total de 16 amostras coletadas, apenas 11 completaram o processo de

ensaio, uma vez que as 5 amostras descartadas apresentaram fissuras ou desabregação durante

o processo de retificação. Assim, em um universo de coleta de 24 amostras, a incidência de

exsudação das estacas comprometeu a extração de 8 amostras e a análise de outros 5

testemunhos.

Figura 8 – Ensaio de Compressão dos testemunhos a 28 dias (Mpa).

0

5

10

15

20

25

Amostra01

Amostra02

Amostra03

Amostra04

Amostra05

Amostra06

Amostra07

Amostra08

Amostra09

Amostra10

Fornecedor 1 Controle



16


Fonte: Adaptado de Engetesc (2015)

Apenas 4 amostras ensaiadas apresentaram resultado igual ou superior à 20 Mpa, resistência

mínima característica prevista para o concreto presente no elemento estrutural. Apenas a estaca

P46C obteve resultado positivo em ambas as amostras. Salienta-se que o resultado do ensaio

da amostra extraída da estaca P57A foi de 12,6 Mpa, ou seja, apenas 63% do valor mínimo

obrigatório. Considerando que concreto ensaiaso através dos testemunhos representam as

características encontradas diretamente no elemento estrutural, os resultados determinam que

as estacas não são apropriadas para o suporte e transmissão de cargas para o solo,

principalmente pelo fato de que as mesmas não atendem aos requisitos mínimos de Norma.

Por fim, a análise e comparação dos traços de concreto tem o objetivo de identificar possíveis

fatores que possam implicar, primeiramente ao retardamento do início da pega do concreto

proveniente do Fornecedor 1 – Vide Tabela 2.

Tabela 2 – Comparação das Cartas Traço de Fornecimento de Concreto

Fornecedor 1 Fornecedor 2

Características do Concreto Hélice Contínua Monitorada Hélice Contínua Monitorada

Quantidade de cimento 400 Kg/m³ 400 Kg/m³

Slump 22 ± 3 cm. 22 ± 2 cm.

Lançamento Bombeável Bombeável

Resistência Característica 20 Mpa 20Mpa

Componentes do Traço de Concreto

Cimento CPIV32 220 Kg 400 Kg

Cimento CPV 180 Kg

Areia Natural 454 Kg 0,270 m³

Areia Artificial 480 Kg 0,370 m³

0

5

10

15

20

25

Amostra 1 (MPa) Amostra 2 (MPa)



17


Brita 0 876 Kg 0,600 m³

Aditivo 3,4 Kg 3,36 Kg

Água 200 L. 207 L.

Relação A/C 0,5 0,518

Fonte: Adaptado pelo Autor (2015)

Identifica-se que, ao contrário do Fornecedor 2, o Fornecedor 1 utiliza 2 tipos distintos de

cimento no concreto, tipo CPIV e CPV. O primeiro tipo apresenta um menor teor de clinquer

e maior quantidade de pozolana, o que faz retardar a pega inicial do concreto. Concretos com

menor teor de finos e cura tardia poderia não impedir o fluxo de água do lençol freático,

ocasionando a exsudação. Porém, a utilização apenas do cimento CPIV, combinado com um

aditivo compatível, apresentou resultados satisfatórios.

7. Conclusão

A qualidade da execução das fundações muitas vezes só é questionada quando identificado a

presença de anormalidades ou manifestações patológicas, tais como segregação, exsudação,

estrangulamentos ou vazios da concretagem. Principalmente pelo fato destes fatores geralmente

se caracterizarem por serem de difícil detecção, para anular ou minimizar a sua ocorrência, o

controle de qualidade que envolve o processo executivo tem importância fundamental.

Portanto, a pró atividade e a pronta tomada de decisão durante o acompanhamento das

execuções da etapa de infraestrutura dos empreendimentos são de grande importância,

promovendo a imediata interferência com ações preventivas e evitando ações corretivas em

etapas futuras, ações estas caracterizadas por enorme complexidade e altos custos. Quanto ao

estudo de caso, a intervenção e paralização dos serviços para a tomada de decisão referente ao

andamento dos mesmos representou uma ação acertada pelos envolvidos, principalmente pelos

resultados encontrados na análise detalhada efetuada nas estacas que utilizaram o concreto do

Fornecedor 1.

Quanto ao fator gerador da exsudação, a partir dos resultados apresentados conclui-se que sua

manifestação foi gerada pelo retardamento do início da pega do concreto injetado nas estacas

tipo hélice contínua, possivelmente devido a qualidade do material fornecido. Porém não

esclarece definitivamente o motivo pelo qual o concreto não apresentou as características

mínimas necessárias para o correto cumprimento de suas funções estruturais. As hipóteses que

foram identificadas referem-se à presença de mistura dos cimentos CPIV e CPV no traço

utilizado, que juntamente à adição de aditivos, podem apresentar um descontrole quanto ao

tempo de início de pega, cujo retardamento é um fator preponderante à ocorrência da exsudação

do concreto.

Quanto à possibilidade de interferência das características do solo quanto a manifestação da

exsudação do concreto passa a ser desconsiderada, devido ao processo executivo ocorrer de

forma normal até o final desta etapa, após a substituição do fornecedor de concreto.

Por fim, identificado que os resultados dos ensaios à compressão efetuados nos testemunhos

extraídos diretamente das estacas executadas com o concreto do Fornecedor 1, em sua maioria



18


apresentaram valores aquém do mínimo exigido pela Norma, conclui-se que os referidos

elementos estruturais não possuem as características mínimas necessárias para a aprovação de

sua utilização. Desta forma, as estacas devem ser descartadas e logo, verificada as alterações

necessárias do projeto geotécnico de fundações para que sejam consideradas as devidas

substituições.

O efeito da exsudação do concreto deve ser tratado com a máxima atenção, uma vez que em,

em situações como a do presente estudo de caso, resultou no descarte do elemento estrutural

como ação preventiva. A eventual utilização destas estacas no suporte e transmissão das cargas

provenientes da superestrutura, resultariam em uma necessidade iminente de ações corretivas,

ou até mesmo em um possível colapso da edificação.

8. Recomendações para Trabalhos Futuros

O presente artigo demonstra a importância do controle de qualidade quanto a interpretação de

dados provenientes do procedimento operacional para execução de estacas tipo hélice contínua

monitorada, tanto em situações normais ou aparentemente anormais.

No estudo de caso foi apresentado a análise detalhada das ocorrências de exsudação do concreto

em todas as estacas executadas com o insumo fornecido pelo Fornecedor 1, principalmente no

que se refere à resistência à compressão.

Portanto, através deste artigo indica-se:

a) O estudo mais profundo sobre a interferência da utilização de 2 tipos de cimento em

traços para concretos utilizados para as fundações, em especial, estacas do tipo

hélice contínua monitorada;

b) Comparativo, em um universo mais abrangente, entre ensaios de compressão em

corpos de prova coletados na entrega do concreto e ensaios de compressão em

corpos de prova extraídos diretamente do elemento estrutural, onde o processo de

cura ocorreu em um ambiente desconhecido e sem o controle habitual, fornecendo

importantes parâmetros regionais para análise.

9. Referências Bibliográficas

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identificação e análise da ocorrência do fenômeno de ... cimento sem adição de escória...

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