Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará

Campus Fortaleza

Disciplina: Patologia das Construções.

Curso: Edificações.

Período: Sexto.

Segundo questionário.

25 de abril de 2011

Fortaleza, Ceará

1. Quais os tipos de fundação?

De acordo com a profundidade do solo resistente, onde está implantada a sua

base, as fundações podem se classificadas em:

Fundações superficiais (diretas ou rasas): uma das principais

características destas fundações é o fato da distribuição de carga do pilar para o solo

ocorrer pela base do elemento de fundação, que não excede a duas vezes a sua menor

dimensão ou se encontre a menos de 3 m de profundidade. Outra característica da

fundação direta é a necessidade da abertura da cava de fundação para a construção do

elemento de fundação no fundo da cava. As fundações diretas classificam-se em:

• blocos de fundações;

• baldrames;

• radier;

• sapata;

• vigas de fundação.

Fundações profundas (indiretas): são aquelas cujas bases estão

implantadas a mais de duas vezes a sua menor dimensão, e a mais de 3 m de

profundidade. A fundação profunda, a qual possui grande comprimento em relação a

sua base, apresenta pouca capacidade de suporte pela base, porém grande capacidade de

carga devido ao atrito lateral do corpo do elemento de fundação (estaca) com o solo.

Quando o solo compatível com a carga da edificação se encontra a mais de 3m de

profundidade é necessário recorrer às fundações profundas, sendo três os tipos

principais:

• estacas;

• tubulões;

• caixões.

2. Como é feita a fundação corrida para alvenaria?

Primeiramente é necessária uma sondagem do terreno, análises do ambiente –

solo e água – dimensionamento e detalhamento da fundação. Caso o tipo de fundação

escolhida, que mais se adequa ao solo segundo o cálculo estrutural, for o tipo sapata

corrida com alvenaria, os seguintes passos a seguir são estes:

i. Abertura das cavas;

ii. Compactação do solo, apoiamento das paredes (cinta de amarração), e

nivelamento do fundo das cavas;

iii. Lançamento do lastro inicial de argamassa no fundo da cava. O traço da

argamassa é simples e suas dimensões dependerão do porte das obras, mas

geralmente fica por volta de > 10 cm de espessura;

iv. Sobre a camada de concreto magro, colocam-se as ferragens da sapata corrida

com os espaçadores (calços) para evitar o contato das ferragens com a superfície

do concreto magro;

v. Lançamento de pedras maiores sobre o lastro inicial, usando marreta para

assentá-las; em seguida pedras menores (de mão), arrumadas, marretadas

preenchendo os vazios com argamassa e fragmentos de pedras.

vi. Caso utilizada uma execução da alvenaria de pedra - (ou de concreto ciclópico) –

com argamassa de cimento e areia no traço 1:5 – não adicionar água durante o

assentamento das pedras, vício comum de pedreiros.

vii. Caso utilizada uma execução do baldrame em tijolos maciços bem queimados -

absorção de água < 20% do peso - argamassa 1:6 (cimento e areia);

impermeabilizar as faces superior e laterais com argamassa de cimento e areia,

traço 1:4 acrescentando aditivo específico; compactar e nivelar o aterro interno;

implantar tubulações hidrosanitárias e outras. O baldrame pode ser executado de

concreto simples.

viii. Executar a camada impermeabilizadora – lastro de piso - de concreto simples

(>250 kg de cimento/m3), sem juntas, com espessura h > 10 cm sobre toda a

superfície da edificação faceando com as prumadas das paredes externas,

impedindo a umidade por capilaridade. Rebaixar de 3 cm as áreas internas de

WC, cozinhas, áreas de serviço e outras.

ix. Executar as alvenarias de tijolos cerâmicos bem cozidos, leves, sonoros –

absorção de água < 20% do peso - ou blocos, com argamassa de cimento e areia

no traço 1:8, ou em cimento, cal em pasta e areia no traço 1:2:9; as juntas

horizontais e verticais – estas alternadas de metade do tijolo - devem ser

reentrantes escavadas com a ponta da colher de pedreiro.

x. Executar o chapisco em cimento e areia no traço 1:3 sobre todas as superfícies

das alvenarias.

xi. Executar o emboço com cimento ou cal.

3. Como é feita a preparação do bloco na fundação?

Os blocos estruturais são exemplos de fundações superficiais, rasas ou diretas e

basicamente é um elemento que é constituído de concreto simples, dimensionado de

maneira que as tensões de tração nele produzidas possam ser resistidas pelo concreto,

sem necessidade de armadura. Assumem a forma de bloco escalonado, ou pedestal, ou

de um tronco de cone. Alturas relativamente grandes e resistem principalmente por

compressão. Podem estar presente também sobre estacas, nas fundações profundas.

A preparação do bloco de fundação é realizada do seguinte modo:

- Escavação: executar a abertura da vala;

- Compactação do solo, apiloando o fundo da vala;

- Colocação do lastro de concreto magro (90 kgf/cm2) de 5 a 10 cm

de espessura;

- Construir uma cinta de amarração, com a finalidade de absorver

esforços não previstos, suportar pequenos recalques, distribuir o

carregamento e combater esforços horizontais. A execução da cinta de

amarração pode ser feita com concreto armado ou com outro tipo de

alvenaria;

- Caso trate-se de um bloco de coroamento, será reservado um

local para posicionamento do pilar em relação à caixa com as armações,

caso necessário e conforme o cálculo estrutural;

- O bloco pode ter embasamento com pedra, tijolo ou até mesmo

com concreto ciclópico (com argamassa ou não);

- A concretagem será realizada com o concreto estrutural (concreto

resistente, forte) no traço 1:3, 5:4 de cimento, areia e brita, lança-o dentro

das valas sobre as ferragens. Espalha-se o concreto com a colher de

pedreiro, vibra (socar ou vibrador) o mesmo com uma haste de ferro ou

com a ponta da colher e faz-se o nivelamento a partir da linha de nível;

- Camada impermeabilizante: sua função é evitar a subida da

umidade por capilaridade para a alvenaria de elevação; sua execução

deve evitar descontinuidades que poderão comprometer seu

funcionamento. São diversos os sistemas de impermeabilização

empregados, sendo hoje muito comum o emprego de argamassas

poliméricas ou mesmo emulsões asfáticas ou acrílicas, além dos

materiais mais comuns, como argamassa “impermeável” (com aditivo)

ou ainda, uma chapa de cobre, de alumínio ou ardósia. A

impermeabilização deverá se estender pelo menos 10 cm para baixo do

topo da alvenaria de embasamento;

- Observação: já existem blocos de fundação pré-moldados.

4. Defina e desenhe os tipos de sapata.

Os tipos de sapata são:

- Sapatas isoladas: são aquelas que transmitem para o solo através de sua

base, a carga de uma coluna (pilar) ou um conjunto de colunas

- Sapatas corridas: são elementos contínuos que acompanham a linha das

paredes, as quais lhe transmitem a carga por metro linear.

- Sapatas associadas: em casos em que a proximidade entre dois ou mais

pilares seja tal que as sapatas isoladas se superponham, deve-se executar

uma sapata associada, porém isso não é comum pois o custo é alto. A

viga que une os dois pilares é chamada de viga de rigidez.

- Sapatas alavancadas: no caso de sapatas de divisa ou próximos a

obstáculos onde não seja possível fazer com que o centro de gravidade da

sapata coincida com o centro de carga do pilar, cria-se uma viga

alavancada ligada entre duas sapatas.

Observação: as sapatas podem ter formas diferentes como:

5. Quais os tipos de estacas metálicas?

As estacas metálicas podem ser perfis laminados, perfis soldados, trilhos

soldados ou estacas tubulares. Podem ser cravadas em quase todos os tipos de terreno;

possuem facilidade de corte e emenda; podem atingir grande capacidade de carga;

trabalham bem à flexão; e, se utilizadas em serviços provisórios, podem ser

reaproveitadas várias vezes. Seu emprego necessita com cuidados sobre a corrosão do

material metálico. Sua maior desvantagem é o custo maior em relação às estacas pré-

moldadas de concreto, Strauss e Franki.

Hoje em dia já não existe preocupação com o problema de corrosão das estacas

metálicas quando permanecem inteiramente enterradas em solo natural são

minimamente corroídas, pois o oxigênio que existe nos solos naturais, que é utilizado na

reação existem em pouca quantidade no solo. Porém a NBR 6122 exige que nas estacas

metálicas enterradas seja descontada a espessura de 1,5 mm de toda sua superfície em

contato com o solo, resultando uma área útil menor que a área real do perfil.

6. Qual o tipo de estaca pré-fabricada mais utilizada nas obras de Fortaleza?

O número de obras em Fortaleza vem crescendo em um ritmo acelerado, que

tem levado a observar que as edificações, principalmente em áreas nobres, apresentam

grande altura com subsolo. Também apresentam solicitações nas fundações

acentuadamente elevadas. Nesse sentido, portanto, têm sido utilizadas as estacas tipo

Raiz, como alternativa de fundações de edifícios estruturados, na cidade de Fortaleza.

Dentre as vantagens deste tipo de fundação, estão a ausência de vibrações e a elevada

carga de trabalho. Segundo o artigo “Reavaliação dos parâmetros dos solos de

Fortaleza pelo método Aoki e Velloso (1975) para estacas do tipo raiz” realizado com o

apoio da Universidade de Fortaleza (UNIFOR), Fundações Ltda e Geobrasil Ltda; em

Fortaleza as estacas raiz são uma alternativa viável para as fundações de edifícios

situados em áreas urbanas, principalmente em locais de vizinhança susceptíveis a danos

por efeito de vibrações de estacas cravadas, como por exemplo, nos bairros Aldeota,

Meireles e bairro de Fátima.

7. Qual o procedimento para confecção de estaca Franki?

Estaca de concreto armado moldada in loco que emprega um tubo de

revestimento com ponta fechada, de modo que não há limitação de profundidade devido

à presença de água no subsolo.

Após o dimensionamento de acordo com a NBR 6118 e 6122, inicia-se o

procedimento de execução deste tipo de estaca:

1. Primeiramente, será feita a locação e uma vez posicionado o tubo será lançado

uma porção de concreto simples e seco, este que formará uma espécie de bucha

comprimida nas paredes do tubo;

2. Crava-se no solo um tubo de aço, cuja ponta é obturada por uma bucha de

concreto seco, areia e brita, estanque e fortemente comprimida sobre as paredes

do tubo. Ao se bater com o pilão na bucha, o mesmo arrasta o tubo, impedindo a

entrada de solo ou água;

3. Atingida a camada desejada, o tubo é preso e a bucha expulsa por golpes de

pilão e fortemente socada contra o terreno, de maneira a formar uma base

alargada, em forma de bulbo;

4. Uma vez executada a base é colocada a armadura;

5. Inicia-se a concretagem do fuste, em camadas fortemente socadas, extraindo-se

o tubo à medida da concretagem, tendo-se o cuidado de deixar no mesmo uma

quantidade suficiente de concreto para impedir a entrada de água e de solo.

8. O que você pode observar no imóvel quando ele apresenta patologia por

recalque diferenciada?

O recalque diferencial é o problema mais comum nas fundações. Estatísticas

comprovam que mais de 90% das trincas e rachaduras são causadas pelo recalque

(afundamento) das fundações, que como conseqüência tem a apresentação de uma

patologia com elevado grau de complexidade para a sua solução. Esta patologia pode

dar a evidência de elevados desníveis e desprumos na sua estrutura.

Os imóveis com casos de patologia por recalque diferencial apresentam sintomas

típicos, como o aparecimento de desprumos de desníveis, fissuras em painéis de

alvenaria e fissuras em corpos de vigas e pilares de concreto, e em alguns casos

podendo se mostrar com muita preocupação em ruptura por esmagamento causado por

flexo-compressão em pilares situados nos pavimentos do térreo ou do subsolo.

Os recalques diferenciais se comportam de diferentes maneiras em diferentes

solos, exemplo:

9. Explique a patologia de fundação gerada pela instabilidade do solo.

A patologia de fundação gerada pela instabilidade do solo é conceituada

principalmente como a doença da fundação, seja ela rasa ou profunda, dada pelo

movimento de massa de solo, que pode ser ocasionada por diversos fatores são eles:

- Alteração de uso de terrenos vizinhos (nova construção ou estocagem de

materiais pesados próximo à divisa);

- Execução de grandes escavações próximas à construção;

- Escavações não protegidas junto à divisa ou escavações internas a obra

(instabilidade);

- Instabilidade de taludes;

- Rompimento de canalizações enterradas;

- Oscilações não previstas de nível de água;

- Extravasamento de grandes coberturas (calhas) - saturação de solos

colapsáveis;

- Rebaixamento do nível de água;

- Escavação ou solapamento;

- Ação de animais ou do homem (escavações indevidas).

Os sintomas são: trincas inclinadas nas paredes, abaulamento do piso, trincas

horizontais próximas do piso. E nos casos da instabilidade dos taludes, a patologia pode

rapidamente evoluir e levar ao desabamento.

10. Como e porque são geradas as patologias por excesso de carga?

Os excessos de cargas em construções se dão por diversos motivos, os principais

são: apresentação de recalque na fundação de um edifício, o que aumenta as flechas

sobre um pilar ou viga, ocasionando uma punção dos mesmos, danificando as

estruturas; outro motivo pode ser aplicado nas obras de pontes e viadutos, pois com o

crescimento da cidade ou bairro, uma estrutura não calculada para suportar o fluxo e o

peso da nova demanda, pode vir a apresentar patologias. É importante também que um

excesso de carga em uma estrutura pode ter uma origem muito antes da própria

execução, ou seja, no projeto estrutural, cujos cálculos se não conformes alteram toda a

estabilidade do prédio. Os danos produzidos em conseqüência de excessos de carga

dependem muito da sua intensidade e duração da ação.

11. Qual a preocupação para previnir patologia na fundação? Justifique.

As fundações são elementos que têm a função de transmitir os esforços da

superestrutura para o terreno. As cargas transmitidas devem ser compatíveis com a

resistência do solo, devendo ainda as fundações ter adequado comportamento aos

recalques previstos.

As fundações podem ser superficiais ou profundas, dependendo de diversos

fatores que precisam ser analisados na fase de projeto, sendo, porém, de fundamental

importância o conhecimento do tipo de solo do local onde será executada a obra.

O conhecimento das variáveis que contribuem para a formação dos processos de

deterioração e ruína das edificações e seus mecanismos de ação são fundamentais para

que as medidas preventivas sejam planejadas nas fases de projeto e execução da obra,

de forma a se minimizar as possibilidades de surgimento de anomalias.

12. Comente a patologia na fundação gerada por sismos.

Em obras não planejadas para resistir a sismos, as patologias, após a ocorrência

desse, poderão surgir rapidamente. Os movimentos sísmicos podem causar os efeitos

seguintes, em fundações:

- Fissuras no solo (possíveis recalques);

- Mudanças no caudal dos mananciais da água e dos poços

(fundações expostas ao contato direto com a água podem vir a ser

desgastadas);

- Assentamentos diferenciais do solo, fundamentalmente em

terrenos soltos e com água em abundância (recalques);

- Liquefação de terrenos saturados de água, sobretudo quando a

quantidade de energia sísmica libertada pelo evento ocorre durante um “longo”

período de tempo;

- Deslocação do solo no decorrer da falha (o que provocaria a

deslocação das edificações situadas em ladeiras).

Essas patologias surgem, principalmente, pela adoção de uma solução

inadequada ao tipo de terreno (pouca profundidade das fundações e à má qualidade dos

materiais); fundações insuficientes; falta de colocação de vigamentos da fundação; e em

terrenos argilosos, falta de uniformidade na distribuição das cargas em planta para que a

carga por unidade de superfície seja semelhante.

As estruturas apresentam diferentes sintomas: de aço (fissuras em revestimentos

e tabiques, na ligação soldada entre a coluna e a placa base dos pilares; caem muito

facilmente); em alvenaria vazada ou maciça e lajes de madeira (fissuras diagonais em

forma de cruz; desprendimento de pequenos troços de revestimento; danificam-se

elementos individuais não-estruturais, como alvenarias, alpendres e telhados).

13. Comente os efeitos gerados por reações químicas nas fundações.

O concreto em geral tem suas peculiaridades quanto ao aspecto químico, e as

fundações mais ainda, por tratar-se de um elemento construtivo estrutural e forte. As

questões de patologia gerados por reações químicas nas fundações estão de forma

diretamente ligadas ao concreto, já que o solo é rico de minerais e em água, ou não,

dependendo da região.

Para que seja estabelecida a desejável aderência entre os cimentos e os

agregados, desenvolvem-se reações químicas entre os agregados e os componentes

hidratados do cimento. Em alguns casos, podem ocorrer reações químicas maléficas ao

concreto: as de origem expansiva (que, inversamente, têm a propriedade de anular

coesão do material). Essas reações são hoje, conhecidas, será apresentada a mais

comum: Reações álcalis-agregado que resultam da sílica reativa de alguns agregados e

os íons álcalis (Na e K) presentes do cimento (quando superior a 0,6%), liberados

durante a hidratação, ou ainda pela penetração de cloretos, contendo esses mesmos íons.

Esta reação é expansiva pela formação de sólidos em meio confinado, provocando

fissuração na superfície do concreto (mosaico) e posteriormente, desagregação, criando

crateras. Presença de cloretos no concreto (Cl-) Os cloretos podem ser adicionados

involuntariamente ao concreto a partir da utilização de aditivos aceleradores de

endurecimento (que têm na sua composição química CaCl2), o que requer sempre que

sejam utilizados com conhecimento de causa. A partir de agregados e de águas

contaminados, ou a partir de tratamentos de limpeza realizados com ácido muriático

(HCl). Lembrando que a estrutura do concreto é porosa. A presença de íons Cl- é

limitada a 0,4% do peso de cimento, sendo muito perigoso a utilização de concretos

com dosagem acima desse nível, por causa da capacidade que estes íons têm de romper

a camada óxida protetora da armadura e corroê-la, sempre que houver umidade e

oxigênio.

14. O que você poderá encontrar nas fundações com erros de cálculo, de

execução e de concreto? Quais as alternativas para resolver o problema?

Os erros nos projetos estruturais vão desde os cálculos até a interpretação destes.

Alguns erros comuns de cálculos que geram patologia são:

- Erro na determinação das cargas atuantes nas fundações.

- Fundação projetada apenas para a carga final atuante (ex. pré-

moldadas podem ocorrer esforços críticos na montagem).

- Erros de correntes da indicação apenas de cargas máximas em

casos de fundações em estacas com solicitações de compressão e momentos

atuantes (ex. reservatório metálico cheio -vazio).

- Erros de dimensionamento de elementos estruturais das

fundações como vigas de equilíbrio, estacas com cargas horizontais, etc.

- Armaduras de estacas tracionadas calculadas sem verificar a

fissuração.

- Uso de emendas padrões em estacas metálicas sem verificar a

tração.

- Adoção de solução estrutural na qual os esforços horizontais não

são equilibrados pelas fundações.

- Uso de armaduras muito densas causando dificuldades

construtivas (recobrimento e integridade).

Os erros de execução mais comuns:- Fundações superficiais

a) Envolvendo o solo* amolgamento do solo (fundo da vala).* sobre escavação e reaterro mal executados.* substituição do solo por material não apropriado e sem compactação.* sapatas executadas em cotas diferentes.* sapatas em cotas superiores a canalizações (escavações e vazamentos)

b) Envolvendo o elemento estrutural da fundação* ausência de regularização com concreto magro do fundo da cava da fundação.* execução de fundação com dimensões e geometria incorretas.

* presença de água na cava durante a concretagem (qualidade e integridade).* adensamento deficiente e vibração inadequada do concreto - degradação, colapso.

* armaduras mal posicionadas ou insuficientes.

- Fundações profundasa) Problemas genéricos

* erros de locação.* erros de diâmetro ou lado do elemento.

* ausência ou posição incorreta de armadura de fretagem.* características do concreto inadequadas

b) Estacas cravadas* falta ou excesso de energia de cravação.* levantamento de elementos já cravados pela execução de novas estacas.

* flexão dos elementos cravados.* amolgamento de solos argilosos saturados.

c) Estacas de madeira* material inadequado (diâmetro, resistência e durabilidade).* falta de proteção na cabeça da estaca.

* danos na ponta da estaca.* emendas inadequadas.

d) Metálicas - concreto* problemas de soldagem;* estacas cravadas de baixa resistência;* danos no manuseio da estaca;* estacas armadas inadequadas;

* uso de emendas inadequadas;* danos nas estacas vizinhas;* baixa resistência estrutural do concreto;

e) Estacas escavadas* problemas de integridade e continuidade;* traço inadequado do concreto;* armadura densa ou mal posicionada;* presença de água na perfuração por ocasião da concretagem;

* desmoronamento das paredes;* pratica de executar vários furos antes de concretar (desmoronamento);* mistura inadequada do concreto.

f) Tubulões* dimensões e geometria incorretas;* estabilidade do solo;* presença de água;* mau adensamento do concreto;

* armaduras mal posicionadas ou insuficientes;* qualidade inadequada do concreto;

Os problemas com concreto correspondem as fases de aplicação e cura do

mesmo e são: falta de uniformidade no concreto; erro de traço; presença de torrões de

argila. Além de todas as propriedades do concreto à se levarem em conta ainda é de

suma importância a influência do lançamento, compactação, cura etc.

15. Quais as ferros de pilares mais comumente encontradas na construção

civil?

Comumente são usadas armaduras com 4 Ø 3/8 (10 mm) em pilares quadrados

de pequenas secções e 6 Ø 5/16 (8mm) em pilares retangulares com secções maiores.

Existem também os chamados ferro cabelo, que são barras de aço de espera com 5 mm

de diâmetro e 30 a 40 cm de comprimento, soldadas ao perfil aproximadamente a cada

40 cm e solidarizadas à alvenaria durante o seu assentamento.

16. Quais os cuidados para uma boa concretagem para não gerar patologias?

A fôrma do pilar ou viga, deve estar segundo o projeto e em esquadro e prumo.

Durante o lançamento do concreto é ideal que antes se verifique:

- As fôrmas: se estão em conformidade com o projeto, se o

escoramento e a rigidez dos painéis são adequados e bem contraventados, se as

fôrmas estão limpas, molhadas e perfeitamente estanques a fim de evitar a perda

da nata de cimento;

- A armadura: bitolas, quantidades e posição das barras de acordo

com o projeto, se as distâncias entre as barras são regulares, se os cobrimentos

satisfazem as condições de projeto, etc.;

- Se não houve deslocamento da armadura, principalmente nas

lajes e marquises.

O adensamento evita a retenção de bolhas e vazios, ou seja, a diminuição da

resistência mecânica, por isso é preciso cuidar:

- A vibração deve ser aplicada uniformemente em toda a massa do

concreto;

- O uso de vibradores de imersão deve ser correto e durante o

tempo necessário, nem mais nem menos.

A cura é um dos principais problemas do concreto, para prevenir patologias:

- Realizar a cura por pelo menos 7 dias de forma contínua, embora

os 28 dias sejam ideais;

- Caso a cura for por molhagem, de preferência cobrir com sacos

molhados;

- Levar em conta o clima regional, devendo ser bastante cuidadoso

em climas quente, seco e com vento, que afeta diretamente o processo de cura.

17. O que deve ser feito antes, durante e depois da concretagem?

- Verificar se as estruturas concretadas anteriormente já se

encontram consolidadas e escoradas o suficiente para esse novo carregamento;

- Definidos os lotes de concreto, em função do tipo de estrutura,

solicitação (compressão ou flexão) e quantidade, o contratante deve exigir que

na nota fiscal venham registradas informações como especificação do concreto e

resistências características;

- Preparação do concreto, que pode ser misturado manualmente ou

pela betoneira;

- O concreto é recebido e deve ter fácil acesso ao local de

lançamento;

- O concreto é transportado até o local de lançamento pelo meio

convencional (jericas) ou por bombeamento;

- Lançar o concreto em camadas de no máximo 50 cm (30 cm é o

recomendável) ou em camadas compatíveis com o comprimento do vibrador de

imersão;

- Aplicar o vibrador corretamente afim de retirar todas as bolhas de

ar da estrutura (adensamento)

- O concreto deve ser protegido durante o processo de

endurecimento: molhar continuamente durante 7 dias, cobrir com lona e utilizar

produtos apropriados para cura de concreto (película impermeável);

- A desfôrma do concreto deve ser planejada de modo a evitar o

aparecimento de tensões nas peças concretadas diferentes das que foram

projetadas para suportarem, como por exemplo, em vigas em balanço ou

marquises.