40 Anos Mega Reforça

Agradecimentos

Aos inúmeros Mestres e Amigos, que nos ensinaram mais que Engenharia, lembrando-se dos abaixo:

Dino Lanzarini

Ferdinando Ruzzante

Florisvaldo R. Lima

Gerson Kerr

Luciano Decourt

Mauro Spadafora

Paulo Abrahamson

Samuel Kerr

Victor F. B. Mello

Waldemar Hachich

SUMÁRIO

REFORÇA 9

ARTIGOS RELEVANTES:

ABISMO ENTRE TEORIA E PRÁTICA

Palestra de Abertura proferida pelo Prof. Victor F. B. Mello durante o SEFE I, acerca do ´´abismo`` existente entre a teoria e a prática de geotenia

13

PROJETO E CONSTRUÇÃO “HIGH-TECH” DE UMA CASA DE PRAIA 25

Artigo de autoria de Luciano Décourt que descreve os procedimentos utilizados para tornar viável a execução de uma residência em nível elevado (cota 116,25m), com o objetivo de se ter uma privilegiada vista para o mar, e um amplo estacionamento de veículos, ao nível da rua

ARTIGOS ESTACA MEGA:

ESTACAS MEGA 31

Estacas Mega são uma alternativa prática e versátil para a realização de reforço de fundações e correção de problemas estruturais. A Reforça utiliza dois tipos de Estacas Mega em seus projetos: Mega Tubular Metálica e a Mega Concreto

ABISMO I- MEGA METÁLICA 35

Trabalho apresentado no SEFE IV em 2000 sobre solução para reforço de fundação de um pilar de edifício já pronto, cuja carga aumentou em 280 toneladas. Propõe e justifica o uso de estacas cravadas à reação (“Mega”) metálicas inclinadas

ABISMO II- MEGA METÁLICA 43

Trabalho apresentado no SEFE IV em 2000 sobre pormenores do uso de estacas metálicas cravadas à reação, também denominadas estacas prensadas e popularmente chamadas de estacas “Mega”

ABISMO IV- MEGA INJETADA

51

Trabalho apresentado no SEFE V em 2004 sobre solução executada em edifício na Baixada Santista com 15 metros de altura cujo recalque diferencial levou a uma inclinação máxima de 3,4%

ABISMO CQD

SEFE VII - 2012 | Anexo, na integra, todas as correspondência efetuadas entre o Autor e o Comitê Cientifico. Armando de Oliveira – Geotécnico

CAPACIDADE de CARGA

Trabalho apresentado na Sefe IX - 2019 sobre aferição do aumento da capacidade de carga em estacas mega metálicas por injeção de calda de cimento através de provas de carga

63

85

ARTIGOS SOLO GRAMPEADO:

Trabalho apresentado no SEFE V em 2004 sobre soluções e alternativas práticas para métodos executivos de solo grampeado que divergem dos usualmente projetados nas seguintes questões: proteção da barra de aço do grampo contra corrosão, interligação grampo/paramento, paramento substituindo concreto projetado

Perguntas e respostas sobre Solo Grampeado

Trabalho apresentado no SEFE V em 2004. Uma das mais eficientes técnicas de contenção de taludes, o Solo Grampeado é indicado tanto para terrenos naturais como para trechos que foram escavados ou rompidos e que necessitam de imediata estabilização ABISMO X - SOLO GRAMPEADO

Trabalho apresentado no SEFE VII em 2012 sobre o método de cálculo YEN

ENTREVISTA DE ENG. ARMANDO PARA

Matéria de capa da edição de outubro de 2015 com foco em reforço de fundaçóes

Conto de autoria de Armando de Oliveira, escrito durante o Congresso Brasileiro de Mecânica de Solos, realizado em 1994 em Foz de Iguaçu BIBLIOGRAFIA 165

Estaca Mega e Solo Grampeado

Sucessora da Reforça Engenharia, fundada em 1980, especializada na execução de reforço de fundação com estacas Megas e em muros de arrimo tipo Solo-Grampeado. Uma história que se iniciou na década de 1950 com o Engº. Gerson Kerr, seu sucessor Armando de Oliveira e atualmente com o João Armando L. de Oliveira; três gerações de Geotécnicos que tiveram como norte maior a criatividade, a ética e o lado prático da Geotecnia. Participaram ativamente das Normas Brasileiras para estacas Megas e Solo-Grampeado. Focada na execução de obras, trabalham em parceira com inúmeros projetistas de renome. Como consequências destas somatórias de conhecimentos e experiências, temos conseguido expressivos e positivos resultados.

1932

1940

PRIMEIRA ESTACA MEGA, CASA BRANCA USA

1950

PRIMEIRA ESTACA MEGA NO BRASIL (EMPRESA FRANKI)

1980

LANZARINI, SOBRAF KERR ENGENHARIA

1983

FUNDAÇÃO DA EMPRESA REFORÇA

A HISTÓRIA DA REFORÇA AS PESSOAS QUE FIZERAM A HISTÓRIA

PRIMEIRO SOLO GRAMPEADO REALIZADO PELA REFORÇA JUNTO COM O ENGENHEIRO ARSÊNIO, OBRA DA VOTORANTIN

1969

GRADUAÇÃO DO ARMANDO EM ENGENHARIA CIVIL NO MACKENZIE.

1973

1977

ENGENHERIO ARMANDO PROF. DA UNIVERSIDADE MOGI DAS CRUZES /SP E TAUBATÉ /SP

1968

1979

ENGENHEIRO ARMANDO NA EMPRESA KERR ENGENHARIA

1993

2000

ENGENHEIRO JOÃO ARMANDO NA EMPRESA FUNDESP

1996

GRADUAÇÃO DO JOÃO ARMANDO EM ENGENHARIA CIVIL NO MACKENZIE

1985

1º SEFE: ARTIGO ABISMO ENGENHEIRO VITOR MELLO

2005

2015

REFORÇA COMPLETA 25 ANOS (CRIAÇÃO DO LOGO)

REFORÇA COMPLETA 35 ANOS (MUDANÇA DO LOGO)

2018

2020

REFORÇA AGORA É MEGA REFORÇA

1997

2000

GRADUAÇÃO DO ROGÉRIO EM ENGENHARIA MECÂNICA NO MACKENZIE

JOÃO ARMANDO ENTRA PARA O TIME DA REFORÇA

2003

ROGÉRIO ENTRA PARA O TIME DA REFORÇA

Estaca Mega e Solo Grampeado

40 ANOS

2004

2019

CAROLINA ENTRA PARA O TIME DA REFORÇA

ARMANDO COMPLETA 50 ANOS DE GRADUADO

ABISMO

ENTRE “TEORIA” E PRÁTICA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS:

ESCOLHA DE PARÃMETROS GEOTECNICOS DE PROJETO.

1. Introdução

Inúmeras tem sido as ocasiões de que tenho aproveitado para frisar que a Engenharia Civil, e particularmente a Civi1-Geotécnica, na qual mais me esforço, compreende, em ordem de prioridade:

1º CRIATIVIDADE, de formulação do modelo físico visualizado como mais capaz de realizar o desejado;

2º CÁLCULO, (i.é. ensaios, parâmetros, teorias, formulas, cálculos, etc .., e orientação quanto a valores calculados aceitáveis ou não), atividade esta ulterior, de COMPROVAÇÃO e/ ou APRIMORAMENTO do modelo físico.

Circunstâncias especiais me propiciaram, durante os últimos 4 anos na Associação Internacional de Mecânica dos Solos e Fundações, a obrigação de acompanhar de perto os avanços da GEOTECNOLOGIA, através de congressos e simpósios internacionais num semnúmero de países, e bem assim através dos trabalhos de múltiplas e diversificadas COMISSÕES TÉCNICAS ESPECIALIZADAS de âmbito da vanguarda internacional. Em particular, aproveito de alguns dos trabalhos excepcionalmente motivantes com que foi coroado o esforço de programação e realização do Congresso Internacional do Jubileu de Ouro da Associação, em São Francisco, Agosto 1985. Sinto assim o dever de extrair as lições mais significativas que explicariam o título do presente trabalho, fazendo-o com recurso ao acervo internacional mencionado. Facilmente se exp1icará que a preocupação expressa neste título se expõe em nível agravado no caso de FUNDAÇÕES ESPECIAIS, PROFUNDAS.

2. Criatividade, Engenhosa, Sempre Preeminente

Por um lado, todos os sucessos alcançados por processos inventivos de tratamentos do subsolo (cf. de Mello, Haifa 1983), e todos os raciocínios da relação benefício/custo de múltiplos industrializáveis, deveriam constituir argumento avassalador a favor desta tese. Por outro lado, porem, o fato é que não é natural à estrutura acadêmica ensinar a prática do desafio e da criatividade. Resulta, portanto, inexoráve1 que o esforço (principalmente acadêmico) investido entre 1945 e 1985 tem sido enormemente desproporcional a favor do que chamei de CÁLCULO (1.2 acima) da Engenharia; não se encontram evoluções construtivas de CRIATIVIDADE ensinadas nas Universidades, mas sim, nos labores

de projeto-construção , de obras onde prevalece o ditado ´´a necessidade é a mãe da invenção``. Antes de passar a comparar sucessos e frustrações, e suas razões, aproveito do caso da Torre de Pisa (Fig. 1) para ilustrar a realidade postulada.

Há uma dezena de anos promoveu-se uma concorrência internacional para o ProjetoConstrução de um “reforço estabilizador” das fundações da Torre de Pisa, cuja inclinação tem que ser preservada, por valor histórico-turístico, porem realmente estacionada, o que na presente condição lamentavelmente não ocorre: a despeito do longo prazo (séculos) decorrido, e dos tratamentos já feitos para melhora do comportamento, o recalque diferencial de tombamento continua a se agravar, muito lentamente, porem já chegando a limiares teóricos de prenuncio de catástrofe. Por motivos de uma pré-qua1ificação muito apertada, ademais do prestígio vislumbrado, só participaram da concorrência internacional Empresas do maior porte e renome, contando inclusive, com consultorias geotécnicas das mais reconhecidas: a título de ilustração mencione-se que a favor de uma das concorrentes participou o escritório de consultoria dos irmãos Casagrande.

As Figuras 2 a 12 que seguem apresentam as 25 soluções propostas (Schultze, 1984). Foge ao interesse presente expressar qualquer preferência ou discussão comparativa, embora algumas das diferentes soluções não escapem de preferências ou contraindicações bem claras. O ponto que salta à vista e que não houve duas soluções inteiramente semelhantes. Ademais, tendo predominado a busca por modelos físicos (geomecânicos) “engenhosos” que visavam resolver superabundantemente a meta proposta, o problema de CÁLCULO nem se pôs: em resumo o avanço de facetas de CÁLCULO realmente procura documentar, interpretar, e otimizar um modelo físico criativo já em emprego repetitivo, não podendo haver teorização sem “leis” associadas a comportamentos repetitivos.

3. Conclusão

Não foi fortuito ter eu finalizado este trabalho com uma investigação proveitosa lastreada num tipo de estaca que reiteradamente mencionei (cf. de Mello, 1983) ter configurado uma das invenções deveras geniais no campo das fundações profundas. Reitero a exaltação da criatividade tanto na prática como na teorização, mas particularmente na fertilização cruzada entre teoria e prática. O primeiro passo para uma regeneração consiste em reconhecer o erro atual. Desnecessário será mencionar o quanto se tem pela frente, para fazer em nosso País, em sua fervilhante adolescência. A importante mensagem que quero transmitir não só procura enfatizar a criatividade física como essência da engenhosidade, mas também salientar o grave desvirtuamento que se multiplicou nos últimos 25 anos nos principais centros acadêmicos avançados do “Primeiro Mundo”, pelo qual a investigação o tão teórica quanto possível de problemas práticos cotidianos pareceria suscitar desprestígio.

REFÊRENCIAS | SEFE Seminário de Engenharia e Fundções Especiais Volume IV setembro de1985

ARTIGO TÉCNICO | AUTOR: DÉCOURT, L. LUCIANO DÉCOURT ENGENHEIROS CONSULTORES LTDA

PROJETO

E CONSTRUÇÃO “HIGH-TECH" DE UMA CASA DE PRAIA

1. Resumo

Esse artigo descreve os procedimentos utilizados para tornar viável a execução de uma residência em nível elevado (cota 116,25m), com o objetivo de se ter uma privilegiada vista para o mar, e um amplo estacionamento de veículos, ao nível da rua. Técnicas modernas tais como contenções em solo-grampeado e aterros auto portantes de solo-cimento foram utilizadas.

Abstract: This paper presents the procedures used to make feasible the construction of a residence with a privileged ocean view and a large parking area, at the street level. Modern techniques like soil nailing stabilization and self supported soil-cement fills have been used.

2. Generalidades

Esse artigo descreve a construção de uma residência de praia, em Tijucopava, Guarujá, SP.

O terreno é em aclive, sendo inteiramente coberto por mata atlântica. Sua área é de 2.400,0m².

A inclinação é de cerca de 40˚. Por se tratar de uma região de preservação ambiental, só foi autorizado o desmatamento de 30% dessa área, ou seja, 720,0m².

3. Concepção da Obra

O terreno original não tinha, praticamente, nenhum metro quadrado em nível.

O projeto previa uma ampla área de estacionamento, pouco acima do nível da rua, cota 102,0m, para permitir a guarda de inúmeros carros.

A casa propriamente dita será construída a cerca de 10,0m acima do nível da rua, cota 111,25m, para que dela possa-se ter uma ampla e privilegiada vistapara o mar.

4. Cortes e Aterros

Pode-se observar nas Figuras 1 e 2 que a mata atlântica iniciava-se junto a rua. Face às restrições dos órgãos ambientais e o conceito do projeto, procurou-se compensar, tanto quanto possível, a execução de cortes e aterros.

Assim, à medida que ia se abrindo o corte, a terra era levada para cima, procedendo-se então a execução do aterro. Esse aterro foi do tipo auto portante, de solo-cimento compactado. Obra pioneira com essa tecnologia foi feita pelo autor, também no Guarujá, em 1975, a altura máxima desse aterro era da ordem de 10,0m.

É importante frisar que todo esse serviço foi feito com mão de obra local, sem experiência nesse tipo de obra. A mistura era feita com o solo com baixo teor de umidade utilizando-se betoneira. A compactação era feita em camadas com 10,0cm de espessura, utilizando-se “sapos”. Sacos de solocimento foram usados como formas. Figuras 3 a 7.

Figura 3 | Vista da execução do aterro

Figura 4 | Vista da Sacaria

Figura 5 | Aterro de solo-cimento compacto Figura 6 | Vista do aterro do solo-cimento compactado. Cota Final.

Ressalta-se que a maneira como se desenvolveu esse trabalho, não iria permitir, por razões econômicas, a contratação de uma fiscalização adequada. O mesmo foi conduzido sob supervisão do autor, utilizando-se uma dosagem da mistura com teor de cimento cerca de 50% acima do que seria indicado para uma obra construída por equipes especializadas e com rigoroso controle tecnológico.

Nas Figuras 8 e 9 pode-se observar como o solo era levado de baixo para cima. Construiuse esse carrinho com rodas, que era puxado, rampa acima, por cabos de aço.

A região da garagem, com cerca de 25,0m de comprimento e 9,50m de largura foi escavada e estabilizada com a execução de solo-grampeado. A altura máxima estabilizada era de 10,0m a 12,0m.Foram utilizadas perfurações com 6,0m de comprimento, espaçadas 1,20m / 1,30m entre eixos.

Barras de aço de 20,0mm de diâmetro foram introduzidas nos furos e procedidas as injeções, essas em duas fases, além da execução das bainhas.

Nessa obra, procurou o autor verificar a validade de um conceito, não perfeitamente aceito por parte da especialidade, ou seja, da importância da cortina de concreto projetada na estabilidade da obra.

Pensa o autor que esse concreto projetado tem importância apenas como proteção superficial e como combate a pequenas instabilidades localizadas e isto nos casos de solos extremamente instáveis.

Figura 7 | Vista da sacaria usada

Figura 8 | Vista da escavação de cima

Figura 9 | Vista da escavação de baixo pra cima

Figura 10 | Vista da contenção principal

Para verificar a exatidão ou não dessa hipótese, a obra foi conduzida de maneira, de certa forma, atípica.

Inicialmente, procedeu-se a execução de todos os chumbadores e a colocação dos drenos de paramento. Figuras 10, 11 e 12.

Somente após, concluídos esses serviços, passou-se à execução do concreto projetado, formando uma cortina com espessura entre 7,0cm e 8,0cm.

Para caracterizar o solo local, um saprolito de gnaisse, procedeu-se a determinação de sua curva granulométrica. Trata-se, evidentemente de uma areia, com cerca de 25% de finos.

Embora trate-se de uma areia, solo considerado como de estabilidade precária perante escavações verticais ou sub verticais, o fato de o material ser não saturado, fez com que estivessem presentes “coesões capilares”, e consequentemente, a obra foi concluída sem nenhum tipo de problema

Uma das dificuldades previsíveis face aos resultados das sondagens era a presença do matacões o que de fato ocorreu, embora não com incidência muito grande.

Quando as pedras eram muito grandes, as mesmas eram quebradas, às vezes a fogo, para poderem, posteriormente, serem removidas da obra. Figura 14.

Figura 11 | Vista da contentação lateral

Figura 12 | Drenos de paramento

Figura 13.

Figura 13 | Curva granulomérica

5. Estrutura Metálica

Foi projetada e construída uma estrutura metálica para sustentar as diversas lajes da construção.

O nível do piso da casa situa-se à cota 111,25m, ou seja, 10,25m acima do nível da rua. A cobertura dessa casa será um amplo jardim, executado sobre laje.

Essa laje e o jardim irão se constituir em um prolongamento natural do aterro auto portante de solo-cimento compactado. Assim, em um terreno onde não havia sequer um metro quadrado em nível, criou-se uma área plana e ajardinada de 720,0m², (o limite máximo permitido) área essa, tendo aos fundos a mata atlântica e à frente, o mar. Figura 15.

6. Resumo e Conclusões

Através de uma concepção de projeto, moderna e ousada, procedeu-se a uma “cirurgia plástica” no terreno natural.

Como resultado desse trabalho, obteve-se uma ampla área para estacionamento de veículos, ao nível da rua, um local aonde será erguida uma casa, em nível elevado, de forma a ter uma ampla vista para o mar, e um jardim tropical, totalmente plano e situado a cota 116,25m, ou seja, 15,25m acima do nível da rua, constituindo-se em uma ampla área de laser, totalmente plana, com excepcional vista para o mar e limitada aos fundos pela floresta virgem da mata atlântica.

7. Agradecimentos

O autor é grato aos engenheiros Artur Rodrigues Quaresma Filho e Orozimbo Arthur de Lima Campos, da Engesolos, aos engenheiros Armando de Oliveira e João Armando de Oliveira, da Reforça e ao engenheiro José Maria de Camargo Barros, do IPT, pela inestimável colaboração.

Figura 14 | Pedras grandes encontradas durante a escavação

Figura 15 | Aterro concluído, vendo-se ao fundo a mata atlântica

ESTACA MEGA

Dotada de um conceito totalmente diferenciado, avançada tecnologia e material extremamente resistente, as Estacas Mega são uma alternativa prática e versátil para a realização de reforço de fundações e correção de problemas estruturais.

Adaptáveis a diversos tipos de obras e às mais variadas condições dos terrenos, as Estacas Mega tem como principais vantagens a maior rapidez na cravação e a relação custo-benefício, que tem garantido a satisfação dos nossos clientes.

Com mais de 45 anos de experiência na utilização dessa tecnologia, a Reforça submete as Estacas Mega a um rigoroso controle técnico e a uma rígida supervisão de qualidade, o que resulta na perfeita execução dos projetos e na rápida recuperação de estruturas danificadas.

A Reforça utiliza três tipos de Estacas Mega em seus serviços: Mega Tubular Metálica, a Mega Concreto e a Mega injetada – tecnologia inovadora patenteada pela Reforça.

ABISMO I

MEGA METÁLICA COM TUBOS COMO REFORÇO DE PILAR

CUJA CARGA AUMENTOU EM 280 TON.

1. Resumo

1.1 O trabalho apresenta uma solução para reforço de fundação de um pilar de edifício já pronto, cuja carga aumentou em 280 toneladas. Propõe e justifica o uso de estacas cravadas à reação (“Mega”) metálicas inclinadas, constituídas de segmentos de tubos de aço especial com roscas mecânicas de alta precisão. Contra indica o uso de estacas raiz e de outros tipos de “Mega”, com frequência projetados em casos similares.

1.2 O Autor acredita que a divergência que se apresenta acima deve-se ao distanciamento, algumas vezes existente, entre executores e projetistas. À esta dificuldade de comunicação entre colegas que atuam na mesma obra dá o nome de “abismo”, símbolo anteriormente utilizado por Mello2 no Primeiro SEFE para questão filosófica semelhante.

1.3 O trabalho também apresenta considerações sobre “Megas” tais como a diferença entre carga de trabalho e de cravação; profundidades atingidas; transferências de cargas; “set up” etc...

2. Condições preliminares

2.1 Reforço de Fundações, especialmente quando com o uso de estacas cravadas à reação, também chamadas de estacas prensadas e popularmente designadas como estacas “MEGA”, é uma das áreas da Geotecnia relativamente pouco divulgadas em congressos e seminários.

2.2 É também um setor que com forte tradição prática e empírica com frequência tem uma atuação comercial e técnica isolada de outros setores da Geotecnia.

2.3 Os aspectos acima citados além de outros, tal como o crescente distanciamento de projetistas dos aspectos práticos de obras em geral, concorrem para a existência e o aumento de divergências de conceitos e opiniões entre projetistas e executores de estacas “MEGA”.

2 | MELLO, Victor F.B. – Palestra de Abertura do 1º SEFE – “Abismo entre Teoria e Pratica”.

2.4 Como executores de reforço de fundações e de estacas “MEGA”, temos encontrado grande dificuldade em encontrar uma forma ou fórum adequado de discussão desta questão que nos conduza a uma conclusão segura de atuação científica, profissional e ética.

2.5 Projetos e soluções aparentemente óbvias e corretas do ponto de vista do projetista, transfiguram-se em inadequadas ou inaceitáveis para um executor qualificado.

2.6 Não é uma questão técnica. Trata-se da dificuldade de comunicação entre profissionais atuando na mesma área ou obra. A este fenômeno denominamos “abismo”, símbolo usado pelo Prof. Victor de Mello no I SEFE para o mesmo problema em outros setores da Geotecnia.

2.7 É nossa opinião que o problema do “abismo”, enfatizando, símbolo da dificuldade de comunicação entre colegas atuando na mesma área ou obra, abrange não somente a Geotecnia mas a Engenharia e outras áreas do conhecimento. No caso específico da Engenharia entendemos que o “abismo” é a causa maior dos acidentes ocorridos nos últimos anos.

2.8 O trabalho que apresentamos abaixo é um pequeno exemplo da questão filosófica e conceitual acima citada. Sua essência está na forma de conjugação e exercício dos conhecimentos teóricos e suas consequências práticas e/ou na inversão deste procedimento.

2.9 Pretendemos com este trabalho contribuir com nossa experiência executiva para o crescimento do conhecimento dos Geotécnicos e da comunicação entre a área de Projeto e Execução de estacas “MEGA”.

3. O Problema

3.1 Trata-se do caso de um edifício já pronto, que teve modificado seu tipo de uso com o acréscimo de dois elevadores grandes. Consequentemente, houve necessidade de reforçar as estruturas, alguns pilares e suas fundações.

CARGA ANTIGA- 470 TON

FUNDAÇÕES COM 8 ESTACAS

PRÉ MOLDADAS 35 X 35 CM

CARGA 60 TON CADA

ALTURA DO BLOCO 1,6 M

COMPRIMENTO DAS ESTACAS- 12 M

Características de um dos pilares, cargas, bloco e fundações:

Sondagem próxima: aterro até 3 m; argila mole de 3 a 8 m; silte compacto a muito compacto até 20 m; nível d’água a 4 m.

Carga total prevista após colocação dos elevadores e reforço – 750 ton.

4. A Solução

4.1 Considerando que as fundações terão uma deficiência de 280 ton (750 - 470) propõe-se um reforço de fundações com 6 estacas cravadas à reação (“Mega”) para carga de trabalho de 50 ton cada.

4.2 Cada estaca deverá ser constituída por tubo de aço especial; inclinadas para fora do bloco 1:10; diâmetro externo de 5 polegadas; espessura de parede 11 mm; peso de 29 kg./m; roscas especiais sem luvas, em segmentos de 70 cm cada; carga de cravação de 80 ton / estaca; comprimento previsto de 13 m ; dispositivo especial para reação ® a ser colocado na parte inferior do bloco já existente no local de cada “Mega”; carga de cunhamento de 50 ton / estaca; último tubo com bolsa para melhor distribuição de tensões; vazio do tubo cheio de concreto armado de alta resistência; chapa 20 x 30 cm, espessura de 20 mm na transição estaca/cabeçote; cabeçotes, cunhas e concretagem central para cargas de 80 ton.

(detalhe A). Ver desenhos e fotos a seguir.

5. Soluções contra indicadas

5.1 Reforço de Fundações com estacas “Mega” de concreto na vertical.

5.2 Reforço de Fundações com estaca Raiz ou similares executada na vertical e junto às fundações antigas.

5.3 Reforço de fundações com estaca “Mega” metálica usando segmento de trilho ou perfis.

6. Fundamentação da solução

6.1 A forma mais eficiente e econômica de atingirmos o objetivo do reforço é com a transferência das novas cargas nas fundações para regiões do solo com características adequadas e onde não existam tensões expressivas provenientes das fundações já existentes.

6.2 Para tal deveremos colocar as novas fundações fora do perímetro e área da antiga e o mais profundo possível (desenhos anexos). Para atingir grandes profundidades as estacas de reforço (´´Mega`` metálica) deverão ter o menor diâmetro compatível com as cargas pretendidas.

6.3 Outros pormenores técnicos executivos como emendas sem luvas e uso de aço especial são obrigatórios.

6.4 Estatisticamente sabemos (como consequência de dezenas de obras semelhantes executadas nos últimos 15 anos) que estacas metálicas diâmetro 5 polegadas atingem um comprimento ´´útil`` 1,5 vezes maior que estacas pré-moldadas convencionais nas mesmas condições de subsolo.

6.5 Se cravarmos uma estaca ´´Mega`` metálica diâmetro 5 polegadas com inclinação 1:10, e sabendo que ela atingirá profundidades superiores às pré-moldadas já existentes, garantiremos a formação de um novo bulbo de pressão independente ao já existente (ver desenho).

6.6 Por outro lado sabemos que estacas ´´Mega`` de concreto centrifugado atingem comprimentos inferiores as cravadas com bate-estacas convencional. Estatisticamente atingem 75% do comprimento ´´útil`` ou seja, aquele cravado em solo resistente.

6.7 Se lembrarmos o item 7.2.3. na N.B.R. 6122 veremos que nessa hipótese não haverá qualquer ganho de carga prático ou teórico. O bulbo de carga já existente não aumentará. Existe ainda o risco de prejuízo às fundações antigas como veremos adiante em 7.8.

6.8 Outra solução, que entendemos não ser tecnicamente adequada ao presente caso, seria o uso de estaca Raiz ou similares. O método executivo utilizado para a sua perfuração injeta grande quantidade de água no solo. Chega a 10.000 litros por estaca ou mais em alguns casos. Esta água quando injetada junto às fundações antigas ou seja, na região do bulbo de tensões, provoca diminuição de sua capacidade suporte e o consequente recalque das fundações antigas. Esta perda de carga é normalmente relacionada com a expansão de sua parcela mineralógica (montmorilonita) quando saturada. Estes recalques são maiores ou menores em função das tensões e das características do solo nos bulbos já existentes e são na prática incalculáveis. Temos conhecimento de casos onde o recalque do prédio se acentuou de forma alarmante e perigosa quando sob impacto de injeções d`água para perfurações levando a suspensão e modificação do serviço.

6.9 Soluções que não sejam ´´Mega`` apresentam ainda o problema de transferência de carga para o pilar. Ou aumentamos o bloco para receber as novas estacas ou perfuramos mesmo e reconcretamos no final. Em qualquer caso é conveniente ou necessário a execução de um pré-carregamento nas fundações de reforço para evitar uma deformação que existirá antes das mesmas entrarem em carga. Essas deformações indicam um sobre carregamento das fundações antigas e podem atingir a casa dos centímetros ou decímetros.

6.10 Lembrando que a execução de uma estaca ´´Mega`` metálica com trilhos ou perfis somente é possível com o uso de talas para emenda e solda elétrica, informamos que a nossa longa experiência com esses materiais e serviços foi sempre muito insatisfatória. Normalmente os segmentos são previamente cortados irregularmente (oxy-corte) o que impossibilita um contato entre os mesmos ao serem cravados; os segmentos dificilmente mantêm a axiabilidade; as condições de trabalho do soldador numa vala fechada e as vezes com lençol freático alto são difíceis e insalubres; o ´´Wy`` dos trilhos é 1/6 do ´´Wy`` similar redondo; é frequente uma instabilidade executiva na cravação de trilho ou perfil com macaco hidráulico; etc.

6.11 Estas e inúmeras outras razões levam-nos a entender que os tubos metálicos cujos segmentos são interligados com roscas especiais feitas em tornos mecânicos de precisão, são muito mais adequadas ao serviço que trilhos ou perfis. O Autor possui trabalho (Abismo 2) que aprofunda o estudo comparativo entre tubos e trilhos/perfis para reforço de fundações.

6.12 Outra forma de atingir a solução do problema com o reforço do solo nas regiões onde haverá incremento de tensões, com injeções de cimento; jet-grout; micro cimento; injeções químicas e outras similares. Esse aspecto assim como o cálculo de tensões superpostas não será pormenorizado pela sua complexidade teórica e prática e pelo altíssimo custo. O custo global da solução com estacas ´´Mega`` metálicas tubuladas costuma ser inferior às possíveis alternativas. O custo da ´´Mega`` de concreto é menor ainda porém entendemos não ser uma solução tecnicamente aceitável no caso.

7. Considerações Complementares

7.1 ´´SET-UP`` (ganho de carga no tempo pelo efeito de cicatrização do solo) das estacas ´´Mega`` metálicas é maior (chega ao dobro) que estacas de concreto convencional, o que nos garante um coeficiente de segurança adicional.

7.2 A grande diferença no comprimento atingido por uma ´´Mega`` metálica 5” em relação à uma ´´Mega`` de concreto centrifugada 10” deve-se ao fato do tubo metálico, cuja ponta fica aberta, penetrar no solo por cisalhamento, enquanto que a de concreto com uma área 4 a 8 vezes maior, penetra por compressão e deslocamento do solo. O mesmo fenômeno acontece com bate- estacas convencionais: um trilho TR-45 atinge profundidades maiores que o seu equivalente pré-moldado de concreto (Ø 30 cm) quando cravados em condições semelhantes.

7.3 Algumas vezes recebemos projeto que não determina a diferença entre carga de trabalho e carga de cravação. Lembramos que a especificação que é dada para a imensa maioria das fundações tais como estacas, tubulões, hélices contínuas e outras, não valem para ´´Mega``. Ou seja, quando o projetista especifica uma estaca prémoldada para 30 ton, por norma esta estaca deverá ter sua ruptura com coeficiente de segurança dois, portanto de 60 ton. A cravação de uma ´´Mega`` equivale ao rompimento; é como se cada ´´Mega`` fosse uma prova de carga e isto é uma de suas grandes vantagens. Assim o projeto deverá discriminar separado e claramente a carga de trabalho da carga de cravação de uma estaca ´´Mega``.

7.4 Quando não temos projetos ou especificações externas, adotamos um coeficiente de segurança igual a 1,7 para determinar a carga de cravação partindo da estaca de trabalho prevista.

7.5 No caso em estudo, a carga de cravação deverá ser de 80 ton por estaca para uma carga de trabalho de 46 ton (deficiência de 280 ton dividida em 6 estacas).

7.6 Na adoção do coeficiente 1,7 levamos em consideração que após o incremento do ´´set-up`` atingiremos índices de segurança superiores a 2.

7.7 Existe também uma diferença entre carga de trabalho e carga de cunhamento. Nossa opinião é que esta distinção é irrelevante e salvo casos excepcionais onde se deseje solicitar outras fundações antes da ´´Mega``, deve-se ter a carga de cunhamento igual a carga de trabalho.

7.8 Apesar de não termos conhecimento de problemas, comentários ou descrições a respeito, existe grande possibilidade de surgirem tensões e deformações horizontais nas estacas já existentes quando da cravação de ´´Megas`` de concreto muito próximas. Algo similar ao efeito Tschebotarioff. No exemplo em questão a face de uma ´´Mega`` Ø 25 estaria a 20cm Da face da pré-moldada 35x35. Isto na hipótese de estarem ambas na vertical, o que é estatisticamente improvável. Sabemos de obras onde a ´´Mega`` de concreto ´´tombou`` com a pré-moldada existente devido a desvios de ambas.

ABISMO II

POR QUE USAR “MEGA” METÁLICA COM TUBOS E NÃO COM TRILHOS

1. Resumo

1.1 O trabalho apresenta pormenores sobre o uso de estacas metálicas cravadas à reação, também denominadas estacas prensadas e popularmente chamadas de estacas “ Mega”. Propõe que sejam constituídas de tubo de aço especial, em segmentos de 70 (setenta) centímetros e interligadas com roscas especiais feitas em oficinas mecânicas de precisão.

1.2 Contra indica o uso de “Mega” metálicas com trilhos, com frequência projetados como solução em casos similares e apresenta justificativas pormenorizadas.

1.3 O Autor acredita que a divergência que se apresenta acima deve-se ao distanciamento, algumas vezes existente, entre executores e projetistas. À esta dificuldade de comunicação entre colegas que atuam na mesma obra dá o nome de “abismo”, símbolo anteriormente utilizado por Mello no Primeiro SEFE para questão filosófica semelhante.

1.4 Apresenta também pormenores executivos de “Mega” normalmente utilizadas em obras porém não anteriormente descritas em publicações.

2. Condições preliminares

2.1 Reforço de Fundações, especialmente quando com o uso de estacas cravadas à reação, também chamadas de estacas prensadas e popularmente designadas como estacas MEGA, é uma das áreas da Geotecnia relativamente pouco divulgadas em congressos e seminários.

2.2 É também um setor que com forte tradição prática e empírica com frequência tem uma atuação comercial e técnica isolada de outros setores da Geotecnia.

2.3 Os aspectos acima citados além de outros tal como o crescente distanciamento de projetistas dos aspectos práticos de obras em geral, concorrem para a existência e o aumento de divergências de conceitos e opiniões entre projetistas e executores de estacas MEGA.

2.4 Como executores de reforço de fundações e de estacas MEGA, temos encontrado grande dificuldade em encontrar uma forma ou fórum adequado de discussão desta questão que nos conduza a uma conclusão segura de atuação científica, profissional e ética.

2.5 Projetos e soluções aparentemente óbvias e corretas do ponto de vista do projetista, transfiguram-se em inadequadas ou inaceitáveis para um executor qualificado.

2.6 Não é uma questão técnica. Trata-se de dificuldade de comunicação entre profissionais atuando na mesma área. A este fenômeno denominamos “abismo”, símbolo usado por Mello no I SEFE para o mesmo problema em outros setores da Geotecnia.

2.7 É nossa opinião que o problema do “abismo”, enfatizando, símbolo da dificuldade de comunicação entre colegas atuando na mesma área ou obra, abrange não somente a Geotecnia mas a Engenharia e outras áreas do conhecimento. No caso específico da Engenharia entendemos que o “abismo” é a causa maior dos acidentes ocorridos nos últimos anos.

2.8 O trabalho que apresentamos abaixo é um pequeno exemplo da questão filosófica e conceitual acima citada. Sua essência está na forma de conjugação e exercício dos conhecimentos teóricos e suas consequências práticas e/ou na inversão deste procedimento.

2.9 Pretendemos com este trabalho contribuir com nossa experiência executiva para o crescimento do conhecimento dos Geotécnicos e da comunicação entre a área de Projeto e Execução de estacas MEGA.

3. Reforço

de fundamentações com estacas metálicas cravadas à reação

3.1 O problema | Com frequência encontramos projetos de reforço de fundações com estacas de aço especificando o uso de trilhos ou perfis metálicos.

Nossa experiência executiva com este tipo de material é negativa.

Temos proposto aos projetistas e consultores sua substituição por estacas metálicas utilizando tubos de aço com dimensões compatíveis às cargas e conceito estrutural.

Esta substituição foi proposta formalmente em publicação de nossa autoria 14º Simpatcon - 1983 2; quando indicamos o uso de tubos de diâmetro 4” (20 kg/ml) ou 5” (29 kg/ml) de aço Schedule 80.

3.2 Um exemplo real | No último SEFE (1996) foi publicado um trabalho sobre Reforço de Fundação com estacas de aço.

Em 6 páginas os Autores utilizaram 2 linhas para indicarem que as estacas do tipo Mega usariam perfis TR-25, segmentos de 1,0 m, soldados com talas de 0,30 m (figura anexa).

As inúmeras razões pelas quais, sob a ótica executiva, a solução proposta torna-se estatisticamente inadequada estão pormenorizá-las a seguir: 2 | OLIVEIRA, Armando de - Reforço de Fundações - 14º Simpatcon.

4. Diferenças entre trilhos TR-25 e Tubos Ø 5” Quando usados como Estaca Mega

4.1 Teóricas TR-25, conforme a figura anexa (escala 1:2) é um material não homogêneo em forma, Wx = 110 cm3 Wy = 43 cm3, desgastado desigualmente pelo seu uso anterior mecânico, cortado (usualmente) em segmentos de 1,0 m com oxicorte. O tubo Ø 5”Schedule 80 é um material homogêneo, Wx = Wy = 107cm3 cortado em segmentos de 70 cm com roscas especiais feitas em oficinas mecânicas de precisão, sem desgaste mecânico, mesmo quando já usado (foto ao lado).

4.2 Custos TR-25 é encontrado a R$ 0,50/kg e o tubo Ø5” a R$ 0,70/kg (SP/SP) . Destaca-se:

• A cravação dos tubos rosqueados é 3 vezes mais rápida que a do trilho devido à ausência de solda.

• Custo da usinagem dos tubos tem peso significativo no preço final. Tem, ainda, variações grandes de mercado, da ordem de R$40,00 a R$ 60,00 o ml.

• Custo da solda dos trilhos varia de R$ 20,00 a R$ 35,00 por emenda.

Para um número pequeno de estacas (menor que 8) os tubos são mais econômicos devido a dispensa de equipamento de solda.

Para um número maior de estacas existe uma equivalência de custos finais.

O aspecto econômico torna-se irrelevante devido a qualidade técnica dos materiais e serviços em questão.

4.3 Executivos quanto a cravação A forma de contato e transmissão de esforços entre o TR-25 e o macaco hidráulico de cravação é bastante instável. Normalmente a ponta do segmento é irregular devido ao oxi-corte o que dificulta o apoio do macaco sobre o mesmo. Costuma-se usar uma peça especial que se encaixa no TR mais ou menos 10 cm e com o topo plano, dando melhor apoio ao macaco.

No entanto, se esta peça for muito justa é difícil de se retirar na sequência operacional; sendo folgada permite um desalinhamento do segmento.

Este problema é agravado pela instabilidade dos calços até se atingir 1 m de cravação. Ou seja, entre o macaco e a reação temos 100 cm de calços superpostos. Assim, após a solda a peça tem aproximadamente 120 cm fora do terreno sendo que os 20 cm a mais são necessários para permitir a solda da peça seguinte.

Nos tubos Schedules o apoio é perfeito pois ele é cortado em tornos de alta precisão. Para diminuir a instabilidade dos calços utilizamos peças de 70 cm somente. É necessário deixar sobrando 4 cm que é o “passo” da rosca quadrada de travamento (fotos anexas) para interligação e solidarização com a peça subsequente.

4.4 Executivos quanto a cravação A cravação da primeira peça do TR-25 é problemática. Não é estável isoladamente e necessita de auxílio de outro operador que segure a peça enquanto se crava de 30 a 50 cm, quando fica firme. É possível o uso de aparelhos que deixem a peça no sentido vertical, no seu início.

A cravação da primeira peça de tubo não apresenta qualquer problema pois a mesma é estável isoladamente.

4.5 Executivos quanto ao tempo Como já citamos, o tempo de cravação do trilho é três vezes maior que o tubo devido à ausência de solda. Além do aspecto custo, existe o fator segurança, pois em algumas obras o período de cravação de estaca é crítico. Ou seja, é sempre interessante e às vezes obrigatório, que o tempo da vala escavada, antes do reaterro (normalmente com solocimento) seja o menor possível.

4.6 Desvios Diversos aspectos provocam desvios em estacas cravados à reação, destacando-se:

• Instabilidade do segmento e dos calços durante a cravação.

• Interferências enterradas, como entulhos, pedregulhos, etc.

• Estrutura de reação irregular

• Peça originalmente desalinhada devido ao uso.

Desvio dos trilhos:

• Considerando que a parte do segmento que emerge do terreno é da ordem de 20 cm, é muito frequente que desalinhamentos pequenos não sejam perceptíveis visualmente. E não existe aparelhagem adequada para medi-la em obra.

• Assim, o procedimento habitual é colocar o segmento seguinte na vertical e soldá-lo. Esta forma de atuar faz parte da lógica (prumo) de nossos operários padrões e de sua cultura. Eles relutam em assimilar erros executivos e tem profunda dificuldade em entender que se uma estaca inclinar, o correto seria manter a inclinação e não corrigila, ou seja, mantendo a axiabilidade.

Desvio de tubos:

• Apesar dos desalinhamentos em tubos serem raros, caso aconteçam tem como grande vantagem o fato de que a correção é automática, ou seja, o rosqueamento de interligação obriga a manutenção do alinhamento.

Agravamento Crítico do problema dos trilhos:

• Quando uma peça (A) desvia, fica inclinada e colocamos a peça subsequente (B) na vertical, ao cravarmos (B) impomos uma força não axial que tende a aumentar ainda mais este desvio

• Considerando o confinamento do solo, este desvio crescerá mais ou menos dependendo das características deste solo. Assim, num solo muito mole a tendência do desvio crescer é grande enquanto que num solo duro, os esforços não axiais serão em grande parte absorvidos por um atrito maior da parte superior do segmento (A) com um aumento menor do desvio.

• problema fica mais claro e grave na cravação do segmento seguinte (C). Mesmo que a peça (B) tenha sido cravada inicialmente na vertical, ela é “puxada” por (A) ao penetrar no solo, ocupando seu espaço.

• Assim, ao cravarmos (C), (B) tenderá a ocupar o lugar de (A) ou seja inclinada, e (A) tenderá a manter o mesmo desvio em relação a (B) porém ainda maior em relação a (C) Ou seja, o processo se realimenta sucessivamente e crescentemente até o término da estaca.

• Soubemos de um caso na Baixada Santista (SP) onde a estaca foi desviada (por diversos motivos) e cuja ponta retornou à superfície do terreno.

4.7 Preparo de cabeça da estaca Após o término da cravação de qualquer estaca Mega é feito a sua cabeça. Existe uma relativa padronização deste item, qual seja: coloca-se um cabeçote com 25 x 40 cm e altura de 20 cm de concreto armado sobre a estaca e cunha-se com cargas variáveis (há quem defenda o cunhamento com carga igual à da cravação). Estes cabeçotes são pré fabricados, assim como as cunhas e calços .

Trilho TR-25

• Não é possível a colocação do trilho diretamente contra o cabeçote pois a carga pontual esmagará o concreto.

• Assim, torna-se obrigatório a colocação de dispositivo de transmissão de cargas. Normalmente, usa-se uma chapa de espessura de 2 cm (# ¾”) com 15 cm x 20 cm soldado no topo do trilho.

• Sobre esta chapa coloca-se o cabeçote.

Tubos Ø5” Schedule 80 – Similar ou soldado: Aproveitamos a ponta com bolsa do tubo para o final da estaca. Devido a grande área de contato, para cargas pequenas é possível colocar o cabeçote diretamente contra a bolsa. Para cargas superiores a 40 ton é necessário a colocação de chapa com uma espessura de 2cm como indicado para os trilhos, porém sem solda.

4.8 Soldas metálicas É nossa opinião que este único item já compensaria a troca do TR25 por tubo Ø5”. A execução de uma solda elétrica no fundo de uma vala tem aspectos que tem que ser vivenciados pessoalmente. É difícil descrever o desconforto, a fumaça e a precariedade deste serviço.

Os aspectos que podemos destacar são:

• Em casos onde o lençol freático está alto e não é possível o rebaixamento, a solda é inexequível.

• As talas usadas num TR-25 são muito pequenas. Se colocarmos duas de 30 cm, como preconizado no mencionado trabalho, mantendo o equilíbrio da peça, elas teriam que ter uma largura máxima de 04 cm (figura 2).

• Lembrando que o contato entre peças (TR-25 - 1 m) é um ponto, os momentos resistentes teóricos da peça estariam próximos do limite dado pelas talas somente, ou seja: Wy peça = Wy talas = 167 cm3. Wy TUBO Ø 5”= 107 cm3

Isto supondo talas com espessura de 8 mm:

• O procedimento usual, mais prático e cômodo, prepara a peça a ser emendada fora da vala, com talas já soldadas. Este serviço costuma ficar aceitável. Após, encaixam-se as talas nos 20 cm Que sobraram da peça anterior e inicia-se a parte crítica, na vala. Normalmente solda-se uma tala primeiro e depois a outra. Esta ação provoca um desalinhamento do segmento pois o efeito térmico da primeira tala enverga a peça enquanto que a solda da segunda tala encontra a resistência da primeira (não volta) .

• Raríssimas vezes encontramos especificações sobre solda. Trilhos, perfis ou tubos, pela sua dimensão e composição, necessitam de equipamentos e materiais especiais de solda. Ou seja, o equipamento não pode ter menos de 400 A . O melhor é o grupo gerador de solda e não o retificador de corrente. O eletrodo deve ser de 4 mm (mínimo) a 5 mm OK 48. Temos conhecimento, outrossim, de graves problemas de soldas em emendas de trilhos e perfis, chegando mesmo a um caso de ruptura de um muro de arrimo por este motivo.

• Higiene e segurança : Como já dissemos as condições de trabalho de solda numa vala são críticas. Costuma-se colocar ventiladores para diminuir a fumaça, porém é mais um aparelho elétrico numa vala. Lembramos que as Megas tubadas só usam equipamentos hidráulicos.

ABISMO IV

REFORÇO DE FUNDAÇÕES E RENIVELAMENTO GEOTÉCNICO DE EDIFÍCIO NA BAIXADA SANTISTA

1. Resumo

O trabalho apresenta solução executada em edifício na Baixada Santista com 15 metros de altura cujo recalque diferencial levou a uma inclinação máxima de 3,4%.

Ao iniciarmos nossos trabalhos, em agosto de 2002, o edifício estava interditado e com risco de ruptura. A solução proposta e executada envolveu o reforço de fundação da região com maiores recalques com o uso de estacas Mega Injetadas, além de rebaixamento de lençol freático na região de menores recalques para acelerar o processo de renivelamento.

Esta solução divergia profundamente em conceitos técnicos e econômicos de outras propostas apresentadas por Colegas Projetistas. Lembrando que os Autores são essencialmente executores de serviços geotécnicos, os mesmos entendem que esta divergência deve-se ao distanciamento, algumas vezes existente, entre Executores e Projetistas. A esta dificuldade de comunicação dão o nome de “Abismo”, símbolo anteriormente utilizado por Mello no 1º SEFE3 para questão similar, e pelos Autores posteriormente.

Palavras-chave: Abismo, Mega, Renivelamento.

2. Considerações preliminares

Reforço de Fundações, especialmente quando com o uso de estacas à reação, também chamadas de estacas prensadas e popularmente designadas como estacas “MEGA”, é uma das áreas da Geotecnia relativamente pouco divulgadas em congressos e seminários. Estaca Mega Injetada é um tipo de fundação novo no mercado. A obra em pauta é uma das pioneiras no uso desta técnica no Brasil.

A utilização de rebaixamento de lençol freático para acelerar o processo de renivelamento também é relativamente inovador. Apesar de ser uma solução quase óbvia do ponto de vista teórico não temos conhecimento do seu uso, na prática, em obras com características similares à descrita neste artigo. Ambos são setores com forte tradição prática e empírica que frequentemente têm uma atuação comercial e técnica isolada de outros setores da Geotecnia.

Os aspectos acima citados além de outros, tal como o crescente distanciamento de projetistas dos aspectos práticos de obras em geral, concorrem para a existência e o aumento de divergências de conceitos e opiniões entre projetistas e executores de estacas “MEGA”.

ARMANDO

JOÃO ARMANDO LOPES

3 | MELLO, Victor F.B. – Palestra de Abertura do 1º SEFE – “Abismo entre Teoria e Pratica”.

Como executores de reforço de fundações e de estacas “MEGA”, temos encontrado grande dificuldade em encontrar uma forma ou fórum adequado de discussão desta questão que nos conduza a uma conclusão segura de atuação científica, profissional e ética.

Projetos e soluções aparentemente óbvias e corretas do ponto de vista do Projetista, transfiguram-se em inadequadas para um executor qualificado.

Não é uma questão técnica. Trata-se da dificuldade de comunicação entre profissionais atuando na mesma área ou obra. A este fenômeno denominamos “Abismo”, símbolo usado pelo Prof. Victor de Mello no I SEFE para o mesmo problema em outros setores da Geotecnia.

É nossa opinião que o problema do “Abismo”, enfatizando, símbolo da dificuldade de comunicação entre colegas atuando na mesma área ou obra, abrange não somente a Geotecnia, mas a Engenharia e outras áreas do conhecimento. No caso específico da Engenharia entendemos que o “Abismo” é a causa maior dos acidentes ocorridos nos últimos anos.

O trabalho que apresentamos abaixo é um pequeno exemplo da questão filosófica e conceitual acima citada. Sua essência está na forma de conjugação e exercício dos conhecimentos teóricos e suas consequências práticas e/ou na inversão deste procedimento.

Pretendemos com este trabalho contribuir com nossa experiência executiva para o crescimento do conhecimento dos Geotécnicos e da comunicação entre a área de Projeto e Execução de estacas “MEGA”.

3. O Problema

Trata-se de edifício com largura de 6 metros, mais um balanço estrutural de 1 metro, comprimento de 40 metros e altura de 15 metros (Figura 1).

Sua fundação original era constituída de sapata corrida com largura de 1,80 ml. (Ver Projeto anexo). O sub-solo apresenta uma pequena camada de aterro e abaixo argila marinha siltosa, muito mole, cinza escura até a profundidade de 9,0 metros. Continuando, temos uma camada de areia fina, fofa a pouco compacta, com espessura de 3 a 4 metros e nova camada de argila marinha até 22 metros. (Figura 02).

O Edifício teve seu termino de construção em 1997 e, como esperado, mesmo durante as obras já apresentava grandes deformações. Além das fundações totalmente inadequadas, quase

Figura 01 | Vistas Frontal e Lateral do Edifício na Baixada Santista.

irresponsáveis, o problema foi agravado pelo desequilíbrio estrutural causado pelo balanço. As cargas nos pilares com balanço são cerca de 40% superiores às cargas dos pilares sem balanço.

A obra foi monitorada com medidas muito confiáveis por Colegas Especializados entre 30/07/1999 e 31/08/2001 quando, resumidamente, verificou-se no período:

a. Velocidade de recalque entre 3,0/mm/mês e 3,9/mm/mês.

b. Recalque diferencial máximo de 18,13 cm Recalque diferencial máximo na frente de 16,67 cm e nos fundos de 12,42 cm

c. Inclinação máxima entre 2,9 e 3,2%.

Iniciamos nossos trabalhos em agosto de 2002. Por motivos alheios à nossa vontade (“Abismos”) não foi possível prosseguir as medições anteriores e nem recuperar a referência de nível profunda (Bench-March).

As firmas contratadas pelo Cliente para a execução de serviços topográficos de precisão não foram confiáveis. Pelo contrário, mostraram-se totalmente despreparadas para o trabalho.

Medições de inclinação feitas em obra com prumos especiais, (com fios de arame, pesos de 20 kg imersos em tonéis d’água, medições feitas sem vento, colocados a partir do topo do edifício), indicaram inclinação máxima da ordem 3,4% em agosto de 2002 (Figura 04).

Um grande agravante do problema foi de ordem econômica. O Cliente informava dispor somente de 20% da quantia orçada por Colegas para solucionar a questão. Outros aspectos não técnicos também interferiram, tais como interdição do edifício,

propostas de demolição, tipo de uso futuro, etc.

Figura 02 | Relatório de Sondagem realizado em 1999.

4. A Solução

4.1 Solução Comercial Propusemos ao Cliente um contrato de risco com as seguintes características básicas; garantiríamos a paralisação do processo de tombamento com reforço de fundações com estacas Mega Injetadas; estimávamos o prazo de renivelamento para valores que permitissem a reutilização do edifício em 3 anos, porém sem garantias.

4.2 A solução técnica para reforço de fundação Executamos 3 sondagens de reconhecimento complementares. Analisamos pessoalmente as amostras retiradas. Verificamos uma pequena, porém significativa, diferença entre a sondagem original feita em 1999 e a nossa em 2002 quanto à espessura e compacidade da camada de areia existente na profundidade de 9 a 12 metros.

A sondagem de 1999 tinha espessura de 3 ml, fofa. As sondagens de 2002 tinham espessura chegando a 4 ml e, em alguns casos, pouco compacta. Considerando as cargas envolvidas, a pequena diferença acima citada ajudou muito na decisão de colocar nossas estacas apoiadas nesta camada de areia. Elas foram cravadas penetrando somente 0,8 metro na areia.

Para aumentar a capacidade suporte das estacas, considerando que elas trabalharão com uma grande parcela de carga na ponta, utilizamos a técnica denominada “Mega Injetada”.

O método executivo está descrito nos pormenores de projeto encontrados anexo e bibliografia.

Basicamente, trata-se se utilizar o vazio central existente nos tubos de concreto centrifugado das estacas Mega para injetar nata de cimento sob pressão, melhorando e aumentando a resistência do solo na ponta da estaca. Com frequência a nata de cimento percola ao longo da estaca chegando à superfície, aumentando também a capacidade de carga relacionada ao atrito lateral.

Para eliminar o prejuízo que escavações abaixo da sapata corrida causariam, adotamos a técnica de se cravar as estacas Mega por cima da sapata. (Ver projetos e fotos anexo).

Figura 03 | Relatório de Sondagem realizado pela Reforça Engenharia

A solidarização das estacas com a estrutura foi feita com uma carga de aproximadamente 10 toneladas. Foram executadas 35 estacas com capacidade de carga de trabalho prevista de 20 toneladas/estaca (figura 05)

4.3 A solução técnica para renivelamento Analisamos a hipótese de se reforçar a fundação em um único lado do edifício (lado que apresentou maiores recalques) e a possibilidade de um renivelamento natural da obra. Lembrando que o recalque primário deve estar próximo ao seu final e o fato das cargas à montante serem bastante menores consideramos este renivelamento como pouco provável. Ainda que ocorresse, seria extremamente lento e demandaria prazos inaceitáveis para reutilização comercial do edifício.

Baseados em nossa experiência como executores de rebaixamento de lençol freático e de suas consequências, propusemos uma aceleração do renivelamento por este processo. O sistema utilizado foi o “ Well-Point”, ou seja, ponteiras com vácuo.

As ponteiras foram instaladas dentro de drenos profundos (atingiram a camada de areia a 9 ml) com diâmetro de 20 cm. Os drenos verticais utilizaram areia média lavada. Cada dreno/ponteira foi instalado a 50 cm um do outro, num total de 80 drenos, abrangendo toda a face montante do edifício.

Os equipamentos utilizados foram 2 bombas de vácuo refrigeradas a óleo, conforme padrão desenvolvido pela firma Griffin-Drenasa na década de 80 e até hoje locados por diversas empresas do ramo.

Executou-se um selo de argila nos 2 metros superficiais.

Em condições normais de trabalho o vácuo apresentava medidas equivalentes a 0,5 bar.

Figura 04 | Fotos da Obra.

5. Considerações e Cálculos:

Não é objetivo deste trabalho a interpretação dos fenômenos geotécnicos envolvidos mas sim apresentar o lado executivo do mesmo. Assim, apresentaremos somente um resumo de conceitos que balizaram a solução executada.

5.1 Cargas Adotadas:

• Pilares mais carregados: 75 ton.

• Pilares menos carregados: 45 ton.

5.2 Tensões Adotadas:

• Taxa de trabalho nas sapatas corridas mais carregadas: 3,0 ton/m².

• Segurança contra a ruptura da argila muito mole.

C = 1 ton/m² Гr = 6 ton/m²

Segurança ≈ 6.0 = 2 3.0

Assumindo a argila como normalmente adensada ou ligeiramente pré-adensada teremos um recalque total primário entre 40 e 50 cm. Considerando que não foram feitas medições nos anos iniciais e que não foi possível interligar as feitas posteriormente, não é possível uma posição quanto à questão, porém é provável já termos recalques totais acima de 30 cm chegando a 40 cm. Assim, entendemos que apoiar o edifício em estacas, transferindo as cargas para a camada de areia e de argila mole resolveriam a questão emergencial, mas não iriam corrigir o desaprumo.

Foram analisadas outras soluções para o desaprumo além da adotada, citando:

• Colocação de sobre carga com aterro na região à montante.

• Extração controlada do solo com perfuração Ø 10 cm na argila marinha imediatamente abaixo do aterro. O local de trabalho seria obtido com a abertura de valas com 2,0 x 3,0 ml com profundidade de 2,0 metros e rebaixamento do lençol freático, em locais próximos às sapatas de montante.

• Rebaixamento do lençol freático com uso de eletro osmose.

6. Resultados

Os resultados quanto ao reforço de fundação foram os esperados. Todas as medidas de recalque feitas após o término das estacas Megas Injetadas indicaram total estabilização e até mesmo “levantamento”. Porém, como já citamos anteriormente, estas medições não foram confiáveis.

Os resultados quanto ao renivelamento superaram nossas expectativas.

Anexo, apresentamos gráfico do reaprumo desde setembro de 2002 até maio de 2004.

Por uma questão econômica as medições da obra em 2004 foram feitas pelo Cliente e transmitidas a nós. Também por uma questão econômica em alguns meses de 2004 o Cliente desativou o sistema de rebaixamento do lençol freático. Foi constatado que no período em que os “Well-Points” estavam desligados o renivelamento cessava e aparentemente não havia qualquer tipo de recalque.

A utilização comercial do edifício foi reiniciada em dezembro de 2003.

7. Considerações complementares:

Imediatamente após o término do reforço de fundações com estacas Mega Injetadas e após o inicio do sistema de renivelamento com uso de rebaixamento do lençol freático contatamos um reaprumo da ordem de 0,5% num período extremamente curto, da ordem de 50 dias. Não temos uma explicação lógica para o fato.

A última medição, maio de 2004, indicou um desaprumo de 1,80%.

O Cliente foi avisado e advertido quanto aos graves problemas que ocorreriam com o vizinho à montante. Surpreendentemente, e também sem termos uma explicação razoável, o recalque dos vizinhos foi muito menor do que o esperado. Considerando que as estruturas vizinhas eram leves foi possível e barata a sua recuperação.

Caso executássemos o reforço de fundações como acima descrito em 1999, seria possível estabilizar e renivelar totalmente o edifício simplesmente equilibrando o residual de deformação das sapatas até elas se apoiarem nas estacas. Ressaltamos que a execução das 35 estacas Megas Injetadas foi feita num prazo de aproximadamente 10 dias e que a utilização comercial do edifício em 1999 (Fórum) permitia obras em períodos até maiores. Apesar da delicadeza do assunto somos obrigados, por uma questão ética, a destacar este fato. Sem qualquer dúvida a resolução do problema no seu início, em 1998 ou 1999, quando o edifício tinha desaprumos de 2% teria sido mais fácil do que quando o mesmo atingiu 3,4%.

Trata-se de uma das faces do “Abismo”, nossa tese acadêmica. Ironicamente, a questão se iniciou com outra face do “Abismo”, se considerarmos que houve um Engenheiro Civil que se responsabilizou pela colocação de um edifício com 15 metros de altura, 6 metros de largura, com sapatas corridas sobre argila marinha muito mole até a profundidade de 9 metros na década de 1990, na Baixada Santista!!!

Agradecemos a colaboração do Eng. Ivan Grandis nos cálculos e estudos realizados, construindo uma ponte virtual sobre o Abismo.

8. Anexos:

Figura 07 | Detalhe do Projeto

Figura 08 | Detalhe do Projeto

Figura 09 | Detalhe do Projeto

Figura 10 | Gráfico: Relação Reacalques (cm) x Tempo (anos)

Gráfico 01

SEFE VII - 2012 | ANEXO, NA INTEGRA, TODAS AS CORRESPONDÊNCIA EFETUADAS ENTRE O AUTOR E O COMITÊ CIENTIFICO. ARMANDO DE OLIVEIRA – GEOTÉCNICO

ABISMO – C.Q.D.

Resumo:

A conferencia de abertura do 1º SEFE, feita pelo Saudoso Profº Victor Mello, tinha como titulo: “Abismo entre Teoria e Prática de Fundação”. Abordava um grave problema de comunicação na Geotecnia. O Autor, discípulo, deu continuidade à tese filosófica, na forma de inúmeros trabalhos científicos, com o mesmo titulo “Abismo”. No ultimo SEFE VII, a dificuldade de comunicação impossibilitou a publicação do “Abismo XI”. O Autor entende que esta comunicação, ou falta de comunicação, simbolizou o “C.Q.D.” de sua tese. Assim, são transcritos “Ipsis Litris” para apreciação.

1. Agradecimentos:

Agradecemos a diretoria deste SEFE 8 pela publicação do presente trabalho. Ressaltamos o desprendimento e coragem desta diretoria em aceitar publicar texto que entendemos, no mínimo, polemico, porém de muito interesse publico.

2. Considerações Preliminares:

A conferência de abertura da 1ª SEFE, (1.979) feita pelo saudoso e querido Prof° Victor Mello, tinha como titulo “Abismo entre Teoria e Prática de Fundação”. Esta conferência é considerada por muitos, a mais brilhante feita até hoje no Brasil.

Tendo como referência a ideia acima, o Autor publicou inúmeros trabalhos com o titulo Abismo, simbolizando a dificuldade de comunicação entre colegas não somente na área de Geotecnia, mas também na Engenharia e outras áreas de conhecimento.

Estes trabalhos, com o titulo de Abismo, apesar de serem na gênese, filosóficos, eram pontualmente técnicos, especialmente na área de muro de arrimo pelo sistema Solo Grampeado e na área de Reforço de Fundação com Estacas Mega, e traduziram a grande e longa experiência do Autor nestes setores.

O trabalho “Abismo XI”, publicado no SEFE 8, foi o último desta serie. (Ver página 71)

Sua publicação foi recusada no SEFE 7, conforme correspondência anexa.

O Autor entende que a comunicação efetuada entre o mesmo e a diretoria do SEFE 7, incluso e especialmente pelo esclarecimento feita pelo Avaliador e Comitê Cientifico, correspondem ao “C.Q.D” de sua tese acadêmica.

“C.Q.D.” como todos sabem, significa Como Queríamos Demonstrar.

3. C.Q.D

Anexo, na integra, todas as correspondência efetuadas entre o Autor e o Comitê Cientifico do SEFE 7 - 2012.

4. Comentários:

• As correspondências feitas traduzem 2 grandes divergências (Abismos) entre o Autor e o SEFE 7.

• A primeira grande divergência, e de menor importância, é técnica e possivelmente somente entre o Autor e o Comitê Cientifico.

• Lembrando e ressaltando a profunda dificuldade de consenso que caracteriza a atividade geotécnica, colocada de forma brilhantíssima pelo Prof° Victor Mello na Abertura do 1º SEFE, expondo 25 soluções completamente diferentes para o reforço de fundação da Torre de Piza, a divergência técnica descrita nestas missivas é entendida pelo Autor como esperada e normal.

O crescimento da Geotecnia, o aumento do nosso conhecimento e o futuro, dissiparão não somente esta divergência mas também outras milhares.

• A segunda grande divergência, de maior importância não somente para a Geotecnia mas também para a Engenharia não é técnica; é filosófica. Refere-se a dificuldades e no caso, a ruptura das comunicações entre colegas, impedindo a discussão técnica e o contraditório.

Esta divergência seria entre o Autor e a Diretoria do SEFE 7. Esta diretoria preferiu se omitir em relação a questão, deixando inclusive de responder a correspondência de 25 de junho de 2012, cujo assunto era ÉTICA.

• Respeitamos a decisão desta diretoria, e entendemos que esta traduz acima de tudo a cultura Brasileira, a cultura da Engenharia Brasileira, a cultura da nossa Geotecnia. Nós Brasileiros, somos cordiais por natureza, e temos dificuldade em lidar com o contraditório de forma impessoal, objetivando a lógica e a ciência. Como consequência, eventos como Congressos Científicos, nas várias áreas do conhecimento, privilegiam a sociabilidade em detrimento do contraditório e aprendizado. Porém esta característica social, com inúmeras vantagens, pode ser contrária ao crescimento da ciência e do conhecimento.

Inúmeros filósofos como Pope, Montaigne e Spinoza ressaltaram que o conhecimento somente cresce na análise do erro e na discussão do contraditório.

Com muito mais objetividade e lógica, nosso “filósofo” Chacrinha, simplificou tudo com o que muitos entendem como a máxima do século XX: “Quem não se comunica, se trumbica”.

• A conferência de abertura do 1º SEFE, assim como os inúmeros trabalhos do Autor com o título “Abismo; dificuldade de comunicação” tinham, entre outros, o objetivo de iluminar este gravíssimo problema. O presente trabalho tem somente este objetivo! De uma profunda ironia o fato de somente atingir seu objetivo se conseguir se comunicar! Ainda, não era e não é nosso objetivo a solução da questão. Em outra grande ironia, possivelmente até maior, o fato de ser aceito unanimemente pelos Colegas a necessidade de se comunicarem. Mas esta é uma “teoria” aceita por todos e com pouca execução prática. Na realidade, inúmeros aspectos como burocracia, interesses pessoais e principalmente interesses comerciais dificultam e até mesmo inviabilizam comunicações técnicas e científicas.

• As considerações acima esclarecem termos designados como CQD, a falta de comunicação e suas consequências no trabalho Abismo XI.

Ressaltando alguns tópicos dessa ruptura de comunicação, lembramos:

É contrário à Geotecnia um único Avaliador, por razões técnicas ou pessoais, impedir a publicação de um trabalho científico. A exemplo da Justiça Brasileira, que obriga um duplo julgamento, entendemos como obrigatório a existência de uma instância superior nos Comitês Científicos.

É contrário à Geotecnia a ausência, ou numa radicalização semântica, a castração do contraditório. Como citamos anteriormente, inúmeros filósofos ao longo da história defenderam o contraditório como única forma de crescimento da Ciência. Nosso filosofo psiquiatra Augusto Cury diz: “Porque a duvida é fundamental? Porque ela é o principio da sabedoria na filosofia.”

• É contrário à Geotecnia, que inúmeros aspectos técnicos, fiquem sem discussão e consequentemente sem sequer tentar conclusões. Como exemplos conhecidos, de tópicos sem consenso, podemos citar:

- Utilização de tubulões a céu aberto;

- Emendas em estacas pré moldadas.

- Tensões estruturais nos paramentos em Solos grampeados;

- Utilização de tubulões a ar comprimido;

- A inadequada pintura anticorrosiva em Solo Grampeado;

- Responsabilidades em tirantes adentrando terrenos vizinhos;

- Responsabilidades em rebaixamento de lençol freático;

- Capacidade de carga em Estacas Megas Metálicas Injetadas;

- Outros.

5. Conclusões:

Entendemos como de consenso geral a necessidade de Colegas se comunicarem, especialmente sob o aspecto técnico-cientifico. Caso seja na defesa da Engenharia, estas comunicações devem se colocar acima dos interesses pessoais, partidários ou comerciais. Contraditoriamente, não vemos nos colegas e não encontramos mesmo dentro de órgãos de classe como ABEF e/ou ABMS, ações especificas no sentido de promover ou otimizar estas comunicações.

É necessário que a classe dos Geotécnicos se conscientize da necessidade de aumentar a comunicação entre nós. A partir desta conscientização, nossa classe deve desenvolver mecanismos práticos para atingir este objetivo.

Lamentavelmente, nossas conferencias abertas ao publico são extremamente professorais sem dar muita margem ao contraditório. Seu tempo é extremamente limitado e a postura de muitos, mais pessoal e política que técnica. É assim desde o primeiro Congresso da A.B.M.S., em 1950. É hora de mudar. É hora da comunicação.

Lamentavelmente e aparentemente, não houve nos Congressos da ABMS que participamos e nos SEFEs, um crescimento visível do conhecimento pelos esclarecimentos verbais dos participantes. Somente pelas comunicações publicadas.

Como sugestão primeira para aumentar as comunicações, nossos órgãos de classe contratarem profissionais da área especifica de comunicação, para apresentar propostas e soluções.

Como sugestão mais especifica, “mesas redondas” nos Congressos, ou Seminários. Um número limitado de participantes, sendo que parte representando os “teóricos” e a outra parte representando os “práticos”.

Cada “mesa redonda” debateria um tema pré-determinado e sem consenso, como já exemplificamos anteriormente.

Seria feita gravação e posteriormente a publicação das opiniões dos “experts”.

Com certeza teríamos um enorme ganho na comunicação.

COM CERTEZA A GEOTECNIA BRASILEIRA CRESCERIA.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

MELLO, Victor F.B. – 1º SEFE - ´´ Abismo entre teoria e Prática `` - 1979.

OLIVEIRA, OLIVEIRA – Abismos 1, 2, 3, 4 – SEFE IV, V – Vol. 1 Vol. 2.

ORTIGÃO, J.A.R. et all – Manual técnica de Encostas – Geo-Rio.

TSCHBOTARIOFF, Gregory – Fundação e Obra de Terra – 1974.

BADILLO, E. J. et all – Mecânica de Suelos – México – 1968.

N.B.R. – 6122 – 7.2.3.

FREIRE, Roberto – Paixão e Utopia, Ed. Rocco – 1989.

PETER, Laurence Jr. Et All – Todo Mundo é Incompetente Inclusive Você – 1982.

LEVINA, Emmanuel – Ética e Infinito – Ed. 70 – 2007.

TROMBLEY, Stephen – 50 Pensadores que Formaram o Mundo Moderno – 2014.

ZIMMER, Robert – O Portal da Filosofia – Ed. Martins Fontes – 2009.

CURY, Augusto – Ansiedade, O Mal do Século – 2012.

ABISMO XI

REFORÇO DE FUNDAÇÕES MEGA METÁLICA INJETADA

1. Resumo

O trabalho apresenta um caso de obra de reforço de fundação, no qual foi utilizado estaca mega injetada, também conhecida como MMI.

A obra, no caso um edifício residencial com área projetada de aproximadamente 450 m² e 15 andares, sofria de recalques diferenciais da ordem de 10mm/mês.

A solução, com o reforço de somente quatro pilares, cujas cargas variam entre 400 ton a 480 ton, estabilizou os recalques de todo o edifício.

O trabalho apresenta gráficos de recalques e também gráficos dos carregamentos, medidas com medidores de carga elétricos/eletrônicos (strain-gage), destacando o fato de que estacas cravadas com 80 ton, carga de trabalho de 50 ton, atingiram cargas reais superiores a 120 ton, devido às injeções.

Também apresenta inúmeros pormenores executivos que viabilizaram a transferência de carga com baixíssimo custo.

A solução adotada com extremo êxito divergiu inicialmente das indicadas por projetistas. A esta divergência os autores dão o nome de Abismo.

Palavras-chave: Abismo, Mega, Renivelamento.

2 Considerações preliminares

Reforço de Fundações, especialmente quando com o uso de estacas cravadas à reação, também chamadas de estacas prensadas e popularmente designadas como estacas MEGA, é uma das áreas da Geotecnia pouco divulgadas em congressos e seminários.

Especialmente, MEGA Metálica Injetada é ainda menos conhecida.Trata-se de uma técnica na qual após a cravação de estaca metálica com macacos hidráulicos, injeta-se injeções de nata de cimento pelo seu interior, aumentando de 50% a 100% a capacidade de carga da estaca.

Os aspectos acima citados, além de outros como o crescente distanciamento de projetistas dos aspectos práticos de obras em geral, concorrem para a existência de pequenas divergências de conceitos e opiniões entre projetistas e executores de estacas MEGA.

Como executores de reforço de fundação e de estaca MEGA, temos encontrado grande dificuldade em encontrar uma forma ou fórum adequado de discussão desta questão que nos conduza a uma conclusão segura de atuação científica, profissional e ética.

Projetos e soluções aparentemente óbvias e corretas do ponto de vista do projetista,

transfiguram-se em inadequadas ou inaceitáveis para um executor qualificado.

Não é uma questão técnica. Trata-se de uma dificuldade de comunicação entre profissionais atuando na mesma área. A este fenômeno denominamos ´´ abismo ``, símbolo usado por Mello no I SEFE para o mesmo problema em outros setores da Geotecnia.

É nossa opinião que o problema do ´´ abismo ``, enfatizando, símbolo da dificuldade de comunicação entre colegas atuando na mesma área ou obra, abrange não somente a Geotecnia mas a Engenharia e outras áreas do conhecimento. No caso específico da Engenharia entendemos que o ´´ abismo `` é a maior causa dos acidentes ocorridos nos últimos anos.

O trabalho que apresentamos abaixo é um pequeno exemplo da questão filosófica e conceitual acima citada. Sua essência está na forma de conjugação e exercício dos conhecimentos teóricos e suas consequências práticas e/ou na inversão deste procedimento.

Pretendemos com este trabalho contribuir com nossa experiência executiva para o crescimento do conhecimento dos Geotécnicos e da comunicação entre a área de Projeto e Execução de estacas MEGA. pioneiras no uso desta técnica no Brasil.

A utilização de rebaixamento de lençol freático para acelerar o processo de renivelamento também é relativamente inovador. Apesar de ser uma solução quase óbvia do ponto de vista teórico não temos conhecimento do seu uso, na prática, em obras com características.

3. A obra:

Figura A | Edifício residencial com 15 andares e área projetada de 450 m²

4. O problema

Ao se executar o serviço de acabamento da cobertura do edifício, o preciosismo do gesseiro indicou um pequeno desaprumo. Medições topográficas indicaram um recalque da ordem de 9 a 14 mm/mês nos pilares de 1 a 6, e recalques inferiores a 1mm/mês nos pilares 31 e 36, lado oposto, ou seja, recalques diferenciais da ordem de 10 a 12mm/mês.

Considerando o tipo de fundação (tubulão a céu aberto- 10m), além da preocupação com a questão técnica havia a questão comercial, pois o empreendimento estava em fase de lançamento.

Figura B | Fundações com tubulões a céu aberto com profundidade média de 10m, e бs =3.5 kgf/cm2.

Figura C | SP-03 Sondagem representativa de perfil critico – pilares de 1 a 6

5. Soluções Propostas

Estaca raiz para 50 ton/estaca;

• 4 estacas por pilar a ser reforçado;

• Bloco estrutural novo | Dimensões com l: 3000, c:1600, h:1500 e v:3,12 m³

• Macaqueamento para pré-carregamento estrutural;

• 10 pilares – total de 40 estacas;

• Injeções de micro cimento entre a base dos tubulões, horizonte a 3,5ml abaixo dos mesmos. Ou seja, injeções entre cota -10 e -13,5.

Previsão de 15.000 sacos de micro cimento.

6. Solução Projetada

• 2 estacas tipo MEGA metálica injetada para carga de trabalho de 50 ton/estaca por pilar.

• 10 pilares – total: 20 estacas MMI;

• Aparelho de reação especial, aproveitando bloco antigo, dispensando blocos novos.

• Injeções de estacas (MMI) de forma a aumentar a carga de ruptura e a carga de trabalho em 60%.

• Comprimento previsto da estaca ≈ 22 m

7. Solução Adotada

• Atendendo à solicitação do cliente, com o objetivo de reduzir custo, efetuou-se uma reprogramação do cronograma, reforçando-se inicialmente os 4 pilares mais críticos e numa segunda etapa outros 6 pilares.

• Mantiveram-se as demais especificações.

• Como objetivo secundário, eliminar surpresas ou imprevistos que diminuíssem a eficiência da solução. Por fim, análise do comportamento estrutural nesta condição.

• O carregamento de cada estaca seria medido através dos manômetros aferidos com os medidores de carga elétrico/ eletrônico (´´Strain- Gage ``)

Figura D | Edifício residencial com 15 andares e área projetada de 450 m²

8. Pormenores de Projeto & Executivos

As estacas MMI serão cravadas com inclinação de 1:10 com o objetivo de ultrapassar a base dos tubulões.

Considerando a peculiaridade das bases dos tubulões, seria necessário uma grande precisão na cravação, pois as estacas de nº 3 e de nº 6 passariam por um triângulo de 50cm de lado, entre os 3 tubulões com bases tangentes.

Projetou-se e executou-se aparelhos de apoio MMI cujo objetivo básico seria transferir axialmente as cargas das estacas para os respectivos pilares, sem momentos e dispensando a execução de grande bloco estrutural. (novo e caro!)

Assim, o novo bloco teria sua face inferior com uma inclinação coerente de 1:10.

Relatório Técnico do Estaqueamento:

Figura E | Corte transversal típico

Figura F | Aparelho de reação

9. Controladores Topográfico:

Figura G | Curvas de recalques totais- Pilar 1

Figura H | Curvas de recalques totais- Pilar 6

Figura I | Curvas de recalques totais- Pilar 31

Figura J | curvas de recalques totais- Pilar 36

TABELA DE CARREGAMENTO: Medidores elétricos/ eletrônicos ´´Strain-Gage ``

10. Considerações e Conclusões

• As últimas medidas de cargas nas estacas já chegaram acima de 120 ton. Ressaltando e muito: esta não é a carga de ruptura, por enquanto indefinida. Esta é a carga de trabalho real, não teórica.

Este resultado deve-se ao ganho de carga nas injeções. Observamos:

Estacas E-1 – 1º Medição Outubro 2008 – 46,5 ton.

E – 1 – última medição Novembro 2010 – 121,4 ton.

• Desde o seu início, observa-se um processo de transferência de carga dos tubulões para as estacas.

• Estruturalmente, as estacas já ultrapassaram sua capacidade de carga prevista em normas.

• Na prática, temos um coeficiente de segurança indefinido porem abaixo do preconizado.

• Esta situação somente é aceitável pelo fato de que uma ruptura estrutural da estaca (provável) não acarretará graves problemas ao edifício. Levará a execução do reforço do reforço, estruturalmente.

• Geotecnicamente, estas estacas estão apresentando um resultado muito superior ao previsto em cálculos ou teorias. Entendemos que isto deve-se ao ainda existente desconhecimento do comportamento geotécnico das MMI com suas peculiaridades extremamente específicas.

• A solução, inclusive com a grande probabilidade de dispensa da execução de obras de reforço complementares ou em mais pilares, foi altamente econômica. O custo da solução foi inversamente proporcional a gravidade do problema.

Figura K | Curva de carregamento estaca MMI - 1

• Geotecnicamente, é uma obra laboratório MMI. Salvo engano, é uma invenção tupiniquim que funciona. Como, não se sabe exatamente. Como hipótese, o aumento de pressões efetivas pela injeção de nata de cimento nas regiões profundas.

Lembramos, pressões da estaca raiz ≈ 6kg/cm² | MMI ≈ 30kg/cm².

Perguntas de interesse:

Considerando dispormos em nossos arquivos das medidas de recalques de quase todos os pilares, seria interessante um trabalho complementar, acadêmico e teórico que respondesse as seguintes perguntas:

• Qual o comparativo entre o recalque teórico com o medido?

• Como se processou a transferência de carga após o reforço?

• Qual o comportamento estrutural no sentido dos recalques? Pilar 1 para o 10, 10 para o 23, 23 para o 30? Como exemplo típico.

• Qual a rigidez teórica da estrutura? Qual a rigidez ´´prática`` medida?

CAPACIDADE DE CARGA

AFERIÇÃO DO AUMENTO DA CAPACIDADE DE CARGA EM ESTACAS MEGA METÁLICAS POR INJEÇÃO DE CALDA DE CIMENTO ATRAVÉS DE PROVAS DE CARGA

Resumo:

Apresenta-se a experiência adquirida com injeção adicional de calda de cimento em estacas tipo Mega Metálicas monitoradas, visando aferir seu incremento de capacidade de carga. Este estudo se basou na obra de execução do reforço das fundações tipo Hélice Contínua de um Shopping Center de grande monta em São Paulo, para a viabilidade de sua ampliação, em 4 andares adicionais. O carregamento máximo por pilar passou de 358 t para 602 t. Para isso, foram projetadas 120 estacas

Mega Metálicas injetadas inclinadas, para carga de trabalho de até 91 t cada. Nesta obra, 10 estacas

Mega Metálicas Injetadas foram submetidas a prova de carga estática, conforme a norma ABNT NBR 12131:2006. Foi então analisado o comportamento destas estacas, combinando estes dados com metodologias de extrapolação das curvas carga-recalque das provas de carga propostos por Chin (1970) e Décourt (1996) para a estimativa da carga de ruptura. Com a análise destes dados foi possível verificar o potencial de ganho real na capacidade de carga destas estacas tipo Mega Metálicas com injeção controlada de calda de cimento, da ordem de 15% de sua capacidade de carga teórica de projeto, para a mesma cota de cravação.

PALAVRAS-CHAVE: Estaca Mega Metálica, Injeção de Calda de Cimento, Ensaio de Capacidade de Carga.

1. Introdução

Técnicas de reforço de fundações são necessárias quando ocorrem alguns tipos de patologias, tais como recalques excessivos acima dos previstos inicialmente no projeto. Estes problemas podem ocorrer porque os solos são materiais naturais heterogêneos em função de sua gênese e condições naturais ao longo de sua formação. Seja para ampliação de edificações ou risco de ruptura estrutural, a necessidade de incremento da capacidade de carga das fundações tem sido sempre utilizada.

Neste âmbito, a estaca Mega Metálica Injetada tem sido utilizada por projetistas, devido a suas características como a de ser instalada em locais de difícil acesso, em inclinações variadas, entre outras, além da percepção de seu maior ganho na capacidade de carga quando injetadas.

Este trabalho apresenta um caso de obra instrumentada e controlada, sendo possível ratificar, através de dados de ensaios de campo, a real ordem de grandeza dos incrementos de capacidade de carga destas estacas.

2. Referencial teórico para a execução de estacas mega metálicas injetadas

Os equipamentos utilizados para o emprego destas estacas são de pequeno porte, para trabalhar em espaços muito confinados e de difícil acesso. Normalmente são cilindros hidráulicos, ligados a unidades elétricas/hidráulicas de pequeno porte que necessitam de potência da ordem de 7 c.v. em 220 V. A execução destas estacas não faz barulho, não utiliza água e nem refrigeração. Para a transferência de carga à estrutura, utiliza-se: cabeçotes de concreto armado, blocos e cunhas de concreto armado com fibras metálicas e/ou polietileno.

Devido à pequena dimensão destes elementos, é contraindicado o uso de armadura tradicional. Outra grande vantagem da armadura com fibras metálicas é evitar uma ruptura frágil da peça, com consequências perigosas e imprevisíveis.

Esta estaca é constituída de segmentos de 75 cm de tubos metálicos, com espessura de parede compatível com sua carga estrutural, interligados com roscas e luvas feitas em tornos mecânicos de alta precisão. Na prática, encontram-se no mercado para uso imediato os tubos de aproximadamente 4,5” para carga de cravação de até 45 t e os de aproximadamente 6,5”, para carga de cravação de até 75 t.

Após a cravação, antes do encunhamento, estas estacas são preenchidas com concreto armado com fibras, aumentando substancialmente o coeficiente de segurança estrutural desse reforço de fundação. Como todas as estacas Mega, elas são encunhadas e têm sua cabeça concretada preenchendo os vazios existentes entre cunha e blocos.

Esta estaca penetra no solo por cisalhamento. Algumas de suas características são:

Penetram bem mais fundo que uma estaca Mega de concreto ou uma pré-moldada de concreto antiga e adjacente, colocando-se em novo horizonte de apoio e permitindo somar a carga das fundações antigas com a carga da Mega Metálica, algo que não ocorre nas estacas Mega de concreto;

Com frequência, esta estaca pode penetrar 30% mais do que uma pré-moldada de concreto adjacente.

Estas estacas apresentam ganho na capacidade de carga com o tempo. O oposto ao relaxamento potencial nas estacas Mega de concreto.

O gráfico de cravação, metro a metro, desde seu início é um excelente refinamento local à sondagem, indicando, por meio da resistência à cravação, o tipo de subsolo teórico em cada estaca, permitindo corrigir e ajustar o projeto original, incrementando fortemente sua segurança.

O diferencial da estaca Mega Metálica Injetada está no seu método executivo, que se caracteriza pela limpeza por lavagem interna do solo de embuchamento após a cravação dos tubos metálicos das estacas e na posterior injeção de calda de cimento no interior do tubo, com pressão de até 30 kg/cm², formando um novo bulbo na ponta da estaca e aumentando a adesão entre a estaca e o solo no fuste.

Para a limpeza do solo no interior da estaca Mega Metálica, utiliza-se lavagem d’água em circuito fechado e/ou equipamentos específicos desenvolvidos para este fim. Esta lavagem propicia à estaca avançar em comprimentos além da capacidade de reação normal da estrutura para a cravação de estacas Mega tradicionais. É importante observar que não há incremento de carga de cravação, somente para trabalho e ruptura.

Por conta do exposto acima, em obras emergenciais, com riscos severos, as estacas Mega Metálicas Injetadas, podem ser a alternativa mais eficiente.

3. Método de extrapolação de provas de carga estáticas

3.1 Chin (1970)

A partir dos resultados de uma prova de carga estática lenta ou rápida, o método proposto por Chin (1970) fornece uma estimativa da carga última de ruptura e parâmetros de ajuste hiperbólico para uma equação idealizada da curva carga-recalques. Para aplicar o método, divide-se cada deslocamento medido pela sua respectiva carga e o resultado é plotado nas ordenadas enquanto o eixo das ordenadas apresenta o deslocamento (Figura 1). Após uma variabilidade inicial, os valores tendem a se alinhar em uma reta. O inverso da inclinação dessa linha equivale à carga de ruptura estimada pelo método – Equação (1).

A curva idealizada de ajuste é indicada na Figura 1 como uma linha tracejada e sua respectiva equação é indicada na Equação (2).

Figura 1. Método de extrapolação da cuva carga-recalques de Chin (1970). Fonte: Fellenius (2018)

3.2 Décourt (1996)

Décourt (1996) apresentou o método de extrapolação da curva carga-recalques conhecido como “Método da Rigidez”. Define-se a rigidez de uma fundação como a razão entre a carga aplicada na prova de carga estática e o deslocamento resultante. Para qualquer tipo de fundação, a tendência geral é que a rigidez diminua conforme os recalques aumentam. Assim, a ruptura é caracterizada na carga correspondente em que a rigidez tende a zero.

A aplicação do método de Décourt (1996) é parecida com o método de Chin (1970) exposto acima: plota-se a carga aplicada na prova de carga dividida pelo respectivo deslocamento nas ordenadas e a carga nas abscissas. Uma regressão linear dos últimos pontos do gráfico é aplicada para extrapolar o ponto no qual a rigidez tende a zero – correspondente à carga de ruptura da estaca. Evidentemente, quanto menor a rigidez atingida no ensaio, mais precisa será a estimativa da carga de ruptura. Na Figura 2 é indicada a aplicação do Método da Rigidez de Décourt. As Equações (3) e (4) indicam a carga última estimada pelo método e a equação da cuva carga-recalques, respectivamente.

Figura 2. Método de extrapolação da cuva carga-recalques de Décourt (1996). Fonte: Fellenius (2018)

4. Descrição da obra de reforço de fundação em análise

4.1 Generalidades

Os dados utilizados neste trabalho se referem a execução de 120 estacas Mega Metálicas Injetadas, instaladas em pares, para a ampliação de 4 pavimentos adicionais em um shopping center na zona sul da cidade de São Paulo.

As fundações originais são em estaca Hélice Contínua monitorada, de diâmetro 70 cm, para até 195 t por estaca. O projeto original de reforço foi elaborado em estacas Raíz, entretanto, por conta da necessidade de finalização da obra em 150 dias, presença de interferências e necessidade de melhor eficiência global, optou-se pela alternativa de reforço em estacas Mega Metálicas Injetadas.

4.2 Resumo do projeto de reforço das fundações

O projeto de reforço elaborado pela projetista estrutural indicava que as cargas iniciais (antes da reforma) dos pilares variavam entre 61 e 358 t. As cargas finais (pós reforma) deveriam passar a variar entre 77 e 602 t por pilar.

O projeto estrutural de reforço especificou estacas cravadas à reação tipo Mega Metálica Injetada com as seguintes características:

Ø 14,13 cm (426 kg/m, VBM 350 e fyk = 350 MPa)

• Carga de trabalho de 55 tf (sem vento) e 72 tf (com vento).

• Carga de teste de 82 tf.

• Carga de incorporação de 66 tf.

Ø 16,86 cm (426 kg/m, VBM 350 e fyk = 350 MPa)

• Carga de trabalho de 70 tf (sem vento) e 91 tf (com vento).

• Carga de teste de 100 tf.

• Carga de incorporação de 84 tf.

Das estacas Ø 16,86 cm, para carga de trabalho de 70 tf, foram realizadas provas de carga estática em 10 unidades.

O projeto indicou o método executivo com a cravação de par ou pares, de estacas Mega Metálicas Injetadas, com inclinação a 1 H: 10 V. Esta angulação é definida para que os bulbos de tensões nas pontas não se sobreponham, de modo também a não haver transferência da nova sobrecarga para as estacas originais, assegurando uma somatória eficiente de capacidade de carga.

4.3 Condições geológico-geotécnicas

Foram executadas 9 sondagens com tubo de revestimento de 2 ½” de diâmetro externo, conforme a norma ABNT NBR 6484:2001, totalizando 193,00 metros de perfuração. A descrição das amostras coletadas seguiu o padrão estabelecido na norma da ABNT NBR 6502:1995.

Por conta da heterogeneidade do solo local, são apresentadas na Figura 3 duas sondagens típicas que ilustram os principais aspectos de interesse para este trabalho.

O nível d’água medido nas sondagens oscilou em torno de 1 m a 6,08 m de profundidade.

O solo local se apresenta inicialmente com uma camada de aterro feito com argila silto arenosa e eventual entulho, em cerca de 0,5 m a 1,1 m de profundidade. Este aterro se estende variando, entre 0,51 m a 3,75 m de profundidade, alternando-se camadas de solo entre esta argila e areia pouco siltosa. Em algumas sondagens, a partir de 2,4 m de profundidade, já inicia

a ocorrência de solo residual, cuja profundidade máxima sondada obtida foi de 25,45 m.

As camadas intermediárias do solo local se alternam como apresentado nas sondagens SP-02 e SP-09, respectivamente apresentadas abaixo, entre variações de areia pouco siltosa, argila siltosa pouco arenosa, silte arenso e suas derivações. As sondagens também indicam a presença de mica e pedregulhos.

O valor do índice NSPT ao longo das 9 sondagens analisadas varia entre 0/30 e 56. As camadas de solo muito mole identificadas (NSPT até 3 golpes) foram observadas com espessura máxima de 3 m, nas primeiras camadas, até uma profundidade máxima de 6,90 m, apresentando camada de argila siltosa pouco arenosa. A Figura 3 ilustra o exposto acima.

5. Provas de carga estática –Resultados e análises

Um dos objetivos possíveis de uma Prova de Carga Estática (PCE) é determinar a capacidade de carga do elemento de fundação por meio da interpretação da curva cargarecalques, obtida através de instrumentação em campo.

Ao longo das 120 estacas Mega Metálicas Injetadas executadas, foram executadas 10 PCE a compressão, sendo caracterizada curva carga-recalques, atendendo as normas técnicas brasileiras (ABNT NBR 6122:2010 e 12131:2006).

As provas de carga foram divididas em 2 fases, sendo a primeira realizada em 8 estágios e a segunda em 5 estágios.

Figura 3. Sondagens SP02 e SP09, respectivamente. Exemplos do perfil geológico local.

Na 1ª fase foi aplicada um incremento de carga de 17,5 tf a cada estágio até se atingir uma vez e meia a carga de trabalho (cerca de 105 t), no 6º estágio; em seguida, foi descarregada a estaca até a carga de trabalho (70 tf); e, por fim, retirou-se a carga aplicada na estaca por completo.

Após isso, se iniciou a 2ª fase, na qual foi novamente aplicado o incremento de carga de 17,5 tf a cada estágio, até atingir a carga de trabalho da estaca (70 tf), no 4º estágio; em seguida, foi realizado o descarregamento por completo da carga aplicada pelo macaco hidráulico.

Duas provas de carga estáticas foram descartadas por problemas executivos durante o ensaio.

Aos demais resultados apresentados, procurou-se definir a carga de ruptura das estacas por meio dos métodos de Chin (1970) e Décourt (1996).

Entretanto, Urbano (2011) enfatiza que estes métodos só devem ser aplicados se a curva carga-recalque atingir valores próximos a carga de ruptura, de tal forma que os valores obtidos pelos diversos métodos não sejam muito discrepantes. Por conta disso, algumas provas de carga não serão tomadas em conta para a análise final, embora sejam apresentados os resultados e extrapolações realizadas.

A seguir, as Figuras 4 a 7 apresentam os gráficos carga-recalque indicando também os métodos citados para a obtenção dos valores das cargas de ruptura teóricos de cada estaca.

Por conta do critério mencionado acima, da necessidade de proximidade do final do gráfico com a região da carga de ruptura mais nítida, apenas os gráficos correspondentes as provas de carga estáticas das estacas 10-K-A, 11-I e 13-K são representativos para as análises necessárias quanto a determinação teórica da carga de ruptura das estacas.

Figura 4. Resultado e extrapolação da PCE da estaca P8K-D.

Figura 5. Resultado e extrapolação da PCE das estacas 11-I e 13-K.

A Tabela 1 indica o resumo dos valores calculados. A Tabela 1 apresenta o comprimento de cada estaca, sua carga de projeto, carga de cravação, valores da carga de ruptura para cada método utilizado, a distância limite percentual de cada carregamento em relação ao carregamento de ruptura teórica da estaca, o fator de segurança atual de cada estaca, com relação a sua carga de ruptura, valores sugeridos para um incremento da carga de projeto factível, em função da análise dos dados apresentados, de modo a se manter um fator de segurança 1,4 (esta ação é factível, segundo a Norma NBR 6122:2010, em função de se cumprirem todos os requisitos para os ensaios de prova de carga estática, e aplicação dos fatores de minoração recomendados a cada caso). A tabela indica também o ganho percentual de incremento de carga buscando atingir um fator de segurança de 1,4.

A sugestão para se buscar atingir um fator de segurança de 1,4 para obras deste porte, com incrementos reais nas cargas de trabalho para cerca de 14% a 16% acima dos valores tradicionais obtidos em projetos é factível, segundo os dados estudados acima, e representam potencialmente um ganho relevante à eficiência dos novos projetos de reforço com este tipo de estaca.

Observa-se que esta obra em específico, em função principalmente das características do subsolo local, onde se indica praticamente em todas as sondagens que as estacas atingem praticamente o impenetrável à percussão tradicional do ensaio SPT, garantindo-se sempre que a ponta da estaca esteja apoiada/embutida em solo bastante competente. Desta forma é possível extrapolar o fator de segurança utilizado pelos ensaios de prova de carga estática para os previstos em norma.

Durante as provas de carga houve um caso específico de amassamento do sistema de apoio “capacete” para a cravação dos tubos metálicos e também outra estaca com limite de arrancamento de tirante de reação. Ambos os casos não foram apresentados nesse trabalho. Estas ocorrências mostram que as estacas foram cravadas até o limite da estrutura de reação/cravação, conseguindo o sucesso no ganho de capacidade de suporte necessário para a transferência integral do carregamento adicional devido a ampliação do Shopping Center.

Figura 6. Resultado e extrapolação da PCE das estacas H1-5B-D e 10-K-A.

Figura 7. Resultado e interpretação da prova de carga estática da estaca, bem como do desenvolvimento do método supracitado de Décourt e Chin, respectivamente para as estacas P8K-A e P8K-B.

% de incremento da capacidade de carga para um novo Qpotencial de projeto(kN) para F.S. = 1,4

Aumento sugerido para novos valores de Q potencial de projeto(KN) para um F.S=1,4 (NBR6122:2010)

Fator de segurança entre a média de Qult e Qprojeto(F.S.)

Limite (%) médio da carga (Qult) em relação a carga de projeto

Limite (%) médio da carga (Qult) em relação a carga de cravação

Qult (kN) Chin (1970)

Qult (kN) Décourt (1996)

Q cravação(kN)

L (m) Q projeto(kN)

Estaca

6. Conclusões

O presente trabalho traduz uma das primeiras medições técnico-científicas apuradas, para este ganho de capacidade de carga em estacas Mega Metálicas injetadas.

É importante observar que a geologia do país (mesmo regional) é bastante heterogênea, e não se recomenda a transposição simples dos valores apresentados neste trabalho para outros horizontes geológicos distintos. Recomenda-se seguir a norma adequada, ter cautela e promover análises adequadas para tal feito.

Entretanto, observa-se que a realização de provas de carga estáticas pode abrir um grande leque de opções para se incrementar a capacidade de suporte das estacas Mega Metálicas Injetadas, conforme pode ser verificado ao longo deste artigo.

Este trabalho indica claramente a viabilidade do uso deste tipo de estaca em obras das mais diversas. Trata-se de uma estaca de reforço de fundação versátil e os dados apresentados indicam que sua capacidade de suporte pode ir além do verificado aqui, uma vez que alguns dos ensaios foram prematuramente paralisados, podendo ter sido levados a fatores de segurança maiores, e com isso também indicar a possibilidade de se recomendar incrementos maiores às cargas definidas em projetos tradicionais de reforço com estacas Mega Metálica Injetadas.

Devido às características de execução deste tipo de estaca, na qual é possível assegurar seu carregamento em função da estrutura de reação local, e a condição particular do terreno, foi possível verificar a clara capacidade de suporte destas estacas verificado com o auxílio das provas de carga estáticas. Nota-se que a execução da cravação das estacas funcionou também como um ensaio, de modo a poder assegurar sua integridade e também sua segurança ao colapso. Portanto, foi possível recomendar para este caso, a possibilidade de incremento da capacidade de carga de trabalho destas estacas em cerca de 14% a 16%, em função das provas de carga estáticas realizadas. Desta forma se garante um fator de segurança global de 1,4.

Agradecimentos

Os autores gostariam de agradecer à Reforça Engenharia e à Clóvis Maia Engenharia de Fundações S/S Ltda, pela disponibilização dos dados necessários para o estudo.

Referências bibliográficas

Associação Brasileira de Normas Técnicas (2001). NBR 6484. Solo - Sondagens de simples reconhecimento com SPT - Método de ensaio. Rio de Janeiro.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (2006). NBR 12131. Estacas - Prova de carga estática: método de ensaio. Rio de Janeiro.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (2010). NBR 6122. Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro.

Alonso, U.R. (1991) Previsão e controle de fundações, 2a ed., Edgard Bluecher, São Paulo, 156 p.

Cintra, J.C.A., Aoki, N. (1999) Carga admissível em fundações profundas, EESC-USP, São Carlos, 61 p.

Chin, F. K. (1970). Estimation of the ultimate load of piles not carried to failure. In: SOUTHEAST ASIAN CONFERENCE ON SOIL ENGINEERING, 2, Singapore. Proceedings… Southeast Asian Society of Soil Engineering. p. 81–90.

Décourt, L. (1996). A ruptura de fundações avaliada com base no conceito de rigidez. In SEMINÁRIO DE ENGENHARIA DE FUNDAÇÕES ESPECIAIS E GEOTECNIA - SEFE, 3, 1996, São Paulo. Anais... São

Paulo: ABMS. CD-ROM. 10 p.

Fellenius, B. H. (2018) Basics of Foundation Design. Electronic version January 2018. 466 p.

ABISMO III Solo Grampeado

SOLUÇÕES PRÁTICAS

1. Resumo

O trabalho apresenta soluções e alternativas práticas para métodos executivos de solo grampeado que divergem dos usualmente projetados nas seguintes questões:

• Proteção da barra de aço do grampo contra corrosão.

• Interligação grampo/paramento.

• Paramento substituindo concreto projetado.

Os Autores acreditam que a divergência acima citada deve-se ao distanciamento inadequado, algumas vezes existente, entre projetistas e executores. À esta dificuldade de comunicação entre colegas que atuam na mesma obra dão o nome de “Abismo”, símbolo anteriormente utilizado por Mello no Primeiro SEFE4 para questão filosófica semelhante.

São apresentadas também, algumas considerações sobre solo grampeado.

Palavras-chave: Abismo, Solo Grampeado, Corrosão.

2 Condições preliminares

Os Autores atuam desde 1984 como executores de solo grampeado, técnica esta utilizada para estabilização de taludes e muros de arrimo. Com o objetivo de repassar suas experiências à coletividade Geotécnica, apresentam soluções práticas e econômicas para proteção da barra de aço à corrosão, interligação barra de aço/paramento bem como para um tipo de paramento que substitua o concreto projetado. As soluções apresentadas a titulo de alternativas foram testadas em mais de uma centena de obras de solo grampeado. Suas concepções foram confirmadas em inúmeros ensaios de campo e de laboratório. Desconhecem publicações a respeito.

As soluções apresentadas divergem profundamente das usualmente projetadas ao confrontar o aspecto teórico, citado em publicações, com o aspecto prático, utilizado em campo pelos Autores. O Professor Victor Mello, na abertura do I SEFE, utiliza-se do termo “Abismo” para discorrer sobre tema similar. Não coincidentemente, os Autores têm tido grandes dificuldades em encontrar uma forma ou fórum adequado à discussão desta divergência, que conduza a uma conclusão segura de atuação cientifica, profissional e ética.

4 | MELLO, Victor F.B. – Palestra de Abertura do 1º SEFE – “Abismo entre Teoria e Pratica”.

Projetos e soluções aparentemente óbvios e corretos do ponto de vista do Projetista, transfiguram-se em inadequados para um executor qualificado. O problema do “Abismo”, enfatizando, símbolo da dificuldade de comunicação entre colegas atuando na mesma área ou obra, abrange não somente a Geotecnia mas a Engenharia e outras áreas do conhecimento. No caso específico da Engenharia entendemos que o “Abismo” é a causa maior dos acidentes ocorridos nos últimos anos.

O presente trabalho é um pequeno exemplo da questão filosófica e conceitual descrita anteriormente. Sua essência está na forma de conjugação e exercício dos conhecimentos teóricos e suas consequências práticas e/ou na inversão deste procedimento.

3. Soluções Práticas para a Proteção de Grampos Contra a Corrosão

3.1. Solução Normalmente Projetada.

Proteção da barra com pintura anti-corrosiva com graxa tipo Ferroprot 4450.

3.2. Soluções utilizadas em obras

Utilização da barra de aço com diâmetro superior ao projetado. Mínimo de 20 mm.

Utilização de proteção catódica com a colocação de um pequeno ânodo em cada barra. Minimizando custos, usamos uma pequena peça de zinco proveniente de refugo da indústria náutica.

3.3 Esclarecimentos

Somente o conceito filosófico e real do “Abismo”, nossa tese acadêmica, pode explicar o fato de até a presente data termos um grande número de projetos e obras de Geotecnia usando proteção com pintura contra a corrosão. Nossa opinião é que, além de inadequada, pode ser prejudicial à obra como resumidamente tentaremos esclarecer. De acordo com publicação do Instituto de Patologias da Construção6 (2002, p.11), inicialmente é necessário entender que a corrosão no aço nada mais é do que uma reação eletroquímica que precisa necessariamente de quatro bases para sua sustentação:

• Uma região anódica para corroer.

• Uma região catódica para alimentar a região anterior.

• Um caminho externo composto por uma solução ou eletrólito.

• Ligação eletrônica ou caminho interno pelo próprio aço para completar o circuito.

• Uma pintura de proteção ou outro sistema qualquer que interfira com um ou mais destes quatro componentes controlará o fenômeno da corrosão do aço. As pinturas de proteção, na verdade, deveriam interferir naquele processo através de três mecanismos básicos:

• Proteção por barreira formando uma película que isola a superfície de aço das soluções ou eletrólitos, causados pelo ambiente.

• Inibição química, promovida por aditivos químicos incorporados à tinta, que inibem as reações anódicas ou catódicas.

• Proteção (catódica) galvânica somente realizada ou efetivada com composição

contendo aproximadamente 100% de zinco, sem qualquer presença de resina polimérica na composição, tipo epóxi, que impeça a troca galvânica da partícula de zinco com a superfície do aço.

A maioria das tintas funciona como proteção contra a corrosão, formando uma barreira entre a superfície do aço e os eletrólitos provocados pelo ambiente que circunda a estrutura. A barreira formada pela película é, invariavelmente, permeável à ação da água (líquida ou vapor) e do oxigênio. A penetração de sais (íons), no entanto, sofre alguma restrição no seu transporte através da película, sendo um processo demorado. Desta forma, uma proteção por barreira pode durar alguns anos. Esta durabilidade, ou seja, o espaço de tempo até o instante em que a barreira deixa de ser eficiente, depende das seguintes características:

• Da inerente permeabilidade da tinta, representada por sua resina aglomerante.

• O tipo e o nível de pigmentos e aditivos incorporados.

• Espessura da película.

• Qualidade da formulação da tinta (principalmente seu teor de sólidos).

• Limpeza da superfície antes da aplicação.

• Qualidade da aplicação.

• Adesão da película à superfície.

• Severidade do ambiente.

Nenhuma tinta é impermeável à ação de um eletrólito. Algumas oferecem maior resistência do que outras. A presença de sais solúveis sob a película, antes da aplicação, é fator vital à sua durabilidade. Algumas resinas, como as alquídicas, à base de óleos secativos, são particularmente recheadas de oxigênio e, portanto, extremamente permeáveis à ação dos eletrólitos. A figura 01 evidência este fenômeno.

As restrições acima, suficientes para contra indicar o uso de proteção com barreira em inúmeros setores da Engenharia, supõem que o serviço não sofreu qualquer dano visível, ou seja, está relativamente íntegro.

No caso específico de solo grampeado temos um profundo e irreversível agravamento ao problema, pois inúmeros aspectos inerentes a este tipo de obra tornam difícil, ou mesmo impossível, garantir esta integridade.

Questões como operários nem sempre adequadamente qualificados e sua cultura e tradição, assim como limitações causadas pelos preços de “mercado” tornam difícil o controle de qualidade de serviços como a pintura por barreira durante sua execução. Agravando a questão, ao contrário de outras áreas da Engenharia, na Geotecnia é impossível verificar a qualidade do serviço de pintura após o término da obra.

Figura 1 | Efeito dos depósitos de sais na interface, comprometendo a barreira formada pela pelicula

Uma pequena falha, independente do motivo que a ocasionou, seja pela inerente permeabilidade da tinta, seja pela qualidade da formulação da tinta, ou decorrente do manuseio, transporte ou instalação da peça comprometerá a integridade da proteção.

Este pequeno defeito permitirá que o cimento contaminado, ou a água e o oxigênio existentes nos vazios, cheguem à armadura detonando diminutos ânodos circundados por grandes regiões catódicas, induzindo altas taxas de corrosão em pontos localizados.

Nesta hipótese, a tentativa de proteção terá efeito exatamente contrário ao pretendido, causando ao grampo um prejuízo infinitamente maior do que o original.

Em seu limite, esta corrosão localizada e intensa poderá provocar o colapso da peça.

Paradoxalmente, a solução para a questão é, além de extremamente simples, barata.

Quando a região anódica é ampla, o próprio processo de corrosão se autodistribui e é protetor das camadas abaixo dela.

Logo, deveremos calcular o diâmetro da barra de aço do grampo deixando uma parcela externa da peça para combater a corrosão.

Na prática, temos considerado que uma espessura do aço CA-50 com 2 mm de espessura é suficiente para proteger as camadas internas.

O aumento do diâmetro da barra de aço do grampo de 16 mm para 20 mm, por exemplo, significa na prática um aumento da ordem de 2% (dois por cento) do valor da obra, propiciando longa sobrevida ao aço.

Experiências com estacas metálicas indicam que para a corrosão atingir 2 mm é necessário períodos superiores a 25 anos, em condições normais, ou seja, meios não excessivamente agressivos. E estas estacas metálicas nunca são pintadas. Como já citamos, o custo é pequeno e o resultado garantido.

Outra solução para o problema, teoricamente a melhor, seria a instalação de ânodos de zinco que disciplinem o processo de corrosão catódica.

Esta solução já está em uso em inúmeras obras que utilizam o aço como elemento estrutural. Existem no mercado produtos tais como pastilha “Z” e outros que eliminam a corrosão do aço por proteção catódica.

Aparentemente a Geotecnia não soube importar conhecimentos de outras áreas da Engenharia para solucionar questões como a presente (Abismo).

Tanto a solução do aumento do diâmetro da barra de aço como a solução com peças de zinco são mais econômicas que o uso da pintura anti-corrosiva.

3.4 Observações

Temos encontrado projetos que especificam grampos com 10 a 12 metros e cuja barra de aço tem 12 mm. Estes projetos e especificações nos colocam numa situação ética e comercial muito desinteressante.

Como executores de reforço de muros de arrimo temos verificado uma incidência de problemas de corrosão em tirantes com cordoalhas não citados em publicações técnicas.

Contra indicamos o uso de barras com diâmetro inferior a 20 mm.

4. Soluções Práticas para Interligação Grampo/Paramento

4.1 Solução Normalmente Projetada

4.2 Soluções Alternativas Utilizadas em Obra:

Figura 2 | Detalhes de grampos mais comuns: (a) barra de aço diâmetro igual ou maior a 20mm, (b) barra de aço com diâmetro inferior. Fonte: Solos e Rochas São Paulo, 16, (4) : 291-304, Dez, 1993

Figura 1 | Soluções alternativa utilizada em obra: Capitel de concreto projetado via seca com fibras metálicas

Figura 1 | Soluções alternativa utilizada em obra: Capitel de concreto projetado via úmida com armadura

4.3 Justificativas:

O custo de colocação do sistema de ancoragem com placa metálica, porca, etc. pode atingir valores da ordem de 15% (quinze por cento) do valor da obra. Como citamos anteriormente, contra-indicamos o uso de barras de aço com diâmetro inferior a 20 mm. Assim, na prática é inadequado a execução de curva na barra devido ao pequeno espaço disponível (Figura 02).

A tensão de tração do grampo que chega ao paramento é assunto sem consenso. Muitos projetistas entendem que ela tende a zero, ou seja, não existe necessidade teórica de interligar o grampo ao paramento. Nossa opinião é que dependendo da localização do grampo e do coeficiente de segurança do maciço, esta tensão pode equivaler à carga de ruptura do próprio grampo. Logo, o paramento teria que absorver toda a carga proveniente do grampo. Desta forma, entendemos como necessária a interligação do grampo ao paramento. No entanto, todos os ensaios de arrancamento do solo (aderência no solo) por nós executados, forneceram resultados inferiores aos testes de arrancamento do concreto (aderência da barra no concreto). Como conclusão, podemos afirmar que uma ancoragem superior a 30 cm de uma barra de aço com Ø = 20 mm em concreto com fck = 18 Mpa é suficiente para garantir a total solidarização do grampo com o paramento.

4.4 Observações complementares:

Para chegar à conclusão acima executamos diversos ensaios de arrancamento de uma barra de aço Ø 20 e Ø 25 mm em concreto armado com fck = 18 MPa. Os resultados são contrários aos conceitos que nossos colegas Calculistas Estruturais têm da questão, ou seja, o “Abismo” a que nos referimos é até maior em outras áreas da Engenharia e do Conhecimento Humano.

5. Alternativas Adotadas para a Execução do Paramento

5.1 Soluções Normalmente Projetadas

• Paramento com concreto projetado via seca.

• Paramento com concreto projetado via úmida.

5.2 Solução Alternativa Proposta

Figura 5 | Soluções alternativa proposta: alvenaria com grelha de concreto armado

5.3 Justificativas

A única justificativa para a solução proposta é de ordem econômica. Existem inúmeras obras cujas características específicas, destacando-se seu tamanho, concorre para que uma solução com paramento de alvenaria armada fique com menor custo. O uso de concreto projetado implica em equipamentos pesados, especialmente o compressor de ar que deve ter capacidade de 600 p.c.m., aproximadamente. Em obras relativamente pequenas, cujo paramento tenha área inferior a 60 m², o custo de transporte e instalação destes equipamentos torna-se proporcionalmente muito caro. Este item pode significar até 50% (cinquenta por cento) do valor da obra.

A técnica de paramento com alvenaria armada pode ser utilizada por pedreiros e ajudantes sem experiência anterior enquanto que o concreto projetado necessita de pessoal muito especializado.

Tecnicamente, entendemos haver um equilíbrio entre as vantagens e desvantagens de cada sistema.

Salientamos (unicamente) que em termos de drenagem e, principalmente, na manutenção posterior da drenagem, o sistema com alvenaria armada é mais eficiente. Ironicamente, a freqüente falta de qualidade dos blocos estruturais no caso presente tem uma vantagem, qual seja, eles são “per si” permeáveis.

Figura 6 | Soluções alternativa proposta: alvenaria com grelha de concreto armado

Figura 7 | Soluções alternativa proposta: alvenaria com grelha de concreto armado

6. Considerações Sobre o Solo Grampeado | Proposta Teórica

Entendemos, de forma simplista e prática, ser do interesse de nossa Geotecnia uma definição da zona de atuação do sistema quando o mesmo recebe a denominação solo grampeado. Em sua origem teórica, o sistema solo grampeado é semelhante ao do NATM (New Austrian Tunneling Method) usado em túneis. Mantendo esta correlação, existiria uma interligação de tensões entre os grampos que aumentaria a resistência interna do maciço sem tornálo rígido. Assim, o sistema solo grampeado se situaria entre um sistema rígido (muro de gravidade) e um sistema de cargas pontuais (tirantes ativos) no qual não existe interligação de tensões entre os grampos.

Temos encontrado projetos e publicações que indicam como sistema solo grampeado obras que, em nosso entender, deveriam ter outra denominação. Alguns especificam grampos distantes 4 (quatro) metros um do outro, ou seja, um grampo a cada 16 m2, com paramento de concreto projetado. Entendemos que as Teorias do NATM não se aplicam a casos como este e, portanto, deveriam ser classificadas de forma diferente.

Numa vertente oposta, obras com a denominação comercial Rimobloco (Ortigão e Palmeira, 1992) têm sido citadas como solo grampeado. Tivemos a oportunidade de executar e/ou acompanhar mais de uma centena de obras tipo Rimobloco e estudar os únicos casos de ruptura.

Considerando que o sistema Rimobloco implica na colocação de 5 (cinco) grampos Ø 10 cm por m² e que normalmente os grampos têm comprimento igual ou inferior a 3 (três) metros, entendemos que este sistema se comporta de forma rígida, semelhante a um solo armado ou a um muro de arrimo de gravidade. A análise “in loco” dos únicos 3 (três) casos de ruptura deste sistema, num total de 450 obras, confirma a hipótese acima. Em todos eles houve uma ruptura global, sendo que dois foram devido ao solapamento da base por inundação.

Assim, um muro de arrimo feito pelo sistema Rimobloco deverá ser calculado pelas teorias clássicas da Mecânica de Solos (Rankine, Coulomb etc.) como muro de gravidade. Da mesma forma, cargas pontuais definidas por tirantes, ativos ou passivos, tem sua forma de cálculo bem definida, especialmente na questão estrutural do paramento.

Os métodos de cálculo para solo grampeado divergem dos anteriores por levarem em consideração as tensões entre grampos que podem ser entendidas ou calculadas como mudanças nos parâmetros internos do solo. Ou seja, os métodos de cálculo para cada caso são totalmente diferentes.

Ressaltamos também que o grande êxito obtido pelo sistema, a dificuldade ou custo de se executar ensaios geotécnicos e outros motivos, têm levado a uma certa padronização do sistema solo grampeado. A grande maioria (aproximadamente 90%) das obras que temos executado, dos mais diversos projetistas, especifica o uso de 1 (um) grampo na faixa entre 1,0 m² e 2,0 m².

Baseados nas considerações acima e em nossa experiência, propomos que o sistema solo grampeado deva estar situado na faixa de 0,5 m²/grampo até 4,0 m²/grampo/, como indicamos no gráfico ao lado.

Figura 8 | Grá co: Situação do Grampo

TEMA IV RESPOSTAS AS QUESTÕES FORMULADAS PELO RELATOR

SOLO GRAMPEADO

1ª Pergunta

A calda de cimento endurecida utilizada no preenchimento do furo do grampo pode ser entendida como uma proteção à corrosão da barra de aço?

Porque não investir mais na melhoria deste tipo de proteção?

R | Não. A calda de cimento não deve ser entendida como proteção à corrosão da barra de aço. Para que o empuxo ativo se efetue é necessário que o maciço de terra sofra deformações. Da mesma forma quando o grampo for solicitado a barra de aço sofrerá esforços da ordem de 2.500 kg/cm² ou até mais, também provocando deformações da barra de aço. As duas deformações acima são incompatíveis com a deformação que a nata de cimento pode sofrer sem fissurar.

Um grampo com 10 metros apresentará deformações elásticas chegando a casa do centímetro enquanto que a nata já fissura com milímetro.

Este conceito somente seria valido caso o sistema maciço/grampo não se deforme devido a grande densidade de grampo. Entendemos, no entanto, que neste caso não se trata de solo grampeado conforme nossa proposta de classificação.

2ª Pergunta

As subdivisões encampadas pela NBR 5629 de 1996 “Execução de Tirantes Ancorados no Solo” referentes aos sistemas de proteção classe 1, classe 2 e classe 3 (trecho ancorado) podem ser estendidos para grampos ou deveriam ser estabelecidos critérios próprios para proteção destes grampos?

R | Entendemos que deve haver uma separação total entre grampos e tirantes. Em todos os sentidos, projeto, normas técnicas, obras etc.

3ª Pergunta

Duas das sugestões práticas feitas pelos autores (ligação grampo/paramento e paramento de alvenaria) parecem sugerir que os autores entendem que a importância estrutural que é dada ao paramento é excessiva. Isto parece coincidir com tendências recentes no Japão e em Hong Kong de se eliminar o paramento de concreto projetado e substituílo por camada de solo fértil arenoso, armado com fibras de poliéster. Porque não se iniciar um programa investigativo coletivo e de baixo custo de medições sistemáticas das cargas transmitidas pelo grampo ao paramento?

R | Os Autores entendem que a importância estrutural que é dada ao paramento não é excessiva. Somente é possível a substituição do concreto projetado por solo fértil armado com fibras de poliéster em taludes.

A tendência nossa é do uso do solo grampeado como muro de arrimo, com frequência vertical. Neste caso o paramento e a interligação grampo/paramento é importante.

Quanto a um programa investigativo para determinar as cargas transmitidas pelo grampo ao paramento ele seria de extremo interesse.

Na prática este tipo de investigação somente seria viável com um profundo envolvimento e investimento da firma executora de solo-grampeado. E estas firmas não dispõem de verbas para tal. Entendemos que financiamentos tipo CNPq para pesquisas como esta seriam valiosíssimas. Lamentavelmente nossa realidade dificulta o acesso de firmas executoras de Engenharia Geotécnica a este tipo de financiamento.

4ª Pergunta

A “Sugestão Alternativa Proposta” referente ao emprego de alvenaria para preenchimento do espaço vazio do reticulado de vigas pode ser utilizada para alturas de contenção superiores a 8,00 metros, na experiência dos autores?

O emprego de brocas para apoio do paramento inclinado é sempre recomendável?

R | Sim, chegamos a executar muros de arrimo por este sistema com altura de 15 metros conforme foto existente em nosso folder. Lembramos que esta solução é estruturalmente mais adequada que o concreto projetado.

Quanto ao emprego de brocas, costuma ser recomendável. Depende de cada caso, no entanto.

5ª Pergunta

A “Proposta Teórica” para “Padronização dos Solos Grampeados”, baseada somente na densidade de grampos por m², não deveria levar em consideração que existem cortinas atirantadas com densidade inferior a 1 tirante a cada 4,0 m²? O comportamento ou modelagem do maciço arrimado não deveria ser levado em consideração em uma tal proposição de classificação?

R | A Proposta tem por finalidade exatamente evitar este tipo de consideração. Entendemos que estamos nos primeiros estágios do conhecimento de solo grampeado. Algo similar às divisões de Estádio I, II e III de concreto armado de poucas décadas atrás. O comportamento do maciço arrimado foi levado em consideração em nossa proposta. Ele não é considerado similar ou semelhante ao solo grampeado.

Assim como entendemos ser conveniente a separação total entre grampos e tirantes, o mesmo ocorre entre grampos e maciços arrimados.

Resumindo, a proposta de classificação somente foi feita pelas incertezas que hoje existe sobre solo grampeado. Quando nosso conhecimento aumentar esta classificação será naturalmente descartada.

SEFE V - 2004 | AUTORES: MAURO HERNANDEZ LOZANO 1 | RUTH HELENA DE CASTRO 2 FREDERICO FERNANDO FALCONI 3 | MARCO AURÉLIO DE OLIVEIRA 4 JOÃO ARMANDO LOPES DE OLIVEIRA 5

RUPTURA

DE UM TALUDE COM 15 METROS DE ALTURA. UM EXEMPLO DE SOLUÇÃO

1. Resumo

O trabalho apresenta um caso de ruptura de um talude de cerca de 15 m de altura em uma extensão de 300 m, com inclinação em torno de 90o , onde durante o inicio das escavações ocorreu uma ruptura profunda. É apresentada a sequência geotécnica das analises e interpretações para diagnostico do problema e apresentada uma solução em solo grampeado para execução das obras de contenção.

Palavras-chave: taludes, estabilização de taludes, solo pregado, solo grampeado

2. Introdução

Trata-se de uma escavação para implantação de um supermercado, na cidade de Cotia SP, em solos de alteração de granito. A ruptura ocorreu quando se iniciava a contenção, de baixo para cima, de um trecho de 30m já totalmente escavado.

| ESTÁVEL – Programa de Análise de Estabilidade de Taludes pelo processo Spencer. São Paulo: Geoexpert, Março de 1996. 7 | MELLO, Victor F.B. – Palestra de Abertura do 1º SEFE – “Abismo entre Teoria e Pratica”.

Foto 1 | Vista da Ruptura

3. Caracterização Geotécnica

As investigações geotécnicas foram iniciadas com mapeamento geológico das paredes escavadas, seguido da execução de sondagens a percussão e de coleta de amostras indeformadas para ensaios de laboratório.

Os aspectos geológico-estruturais do maciço granítico exposto foram avaliados procurando identificar descontinuidades nele existentes que pudessem ter propiciado o rompimento havido.

1. Diretor da Dýnamis Engenharia Geotécnica – Rua Visconde de Ouros, 282 – tel 5034 38 48, email: mauro@dynamisbr.com.br

2. Engenheira da Dýnamis Engenharia Geotécnica – Rua Visconde de Ouros, 282 – tel 5034 38 48, email: ruth@dynamisbr.com.br

3. Sócio–Diretor da Zaclis, Falconi – Rua Emb. Leão Veloso, 102 – tel 3873 25 00, email: fred@zaclisfalconi.com.br

4. Engenheiro da Zaclis, Falconi – Rua Emb. Leão Veloso, 102 – tel: 3873 25 00; email marco@zaclisfalconi.com.br

5. Engenheiro João Armando – Reforça Engenharia e Fundações – Rua Camburiu, 248 –tel: 3836 65 33; email: reforca@uol.com.br

Os taludes foram escavados em sua maior parte em solos de alteração de rochas graníticas capeadas por uma delgada camada de solo coluvial. Abaixo dos solos de alteração ocorrem saprolitos de coesão variada e rocha alterada dura.

Apesar da existência de descontinuidades do maciço, não foram caracterizados aspectos estruturais que condicionassem ou justificassem a ruptura do talude.

As sondagens a percussão foram realizados com medida de torque e não foi encontrado nível de água. A Figura 1 apresenta planta e as Figuras 2 a 4 os perfis das sondagens.

Figura 1 | Planta

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Observa-se uma camada superficial com espessura de cerca 1,5 m, caracterizada como silte arenoso, vermelho escuro (camada 1). A seguir verifica-se a camada 2 com espessura variando de 2,0 m a 9,0 m de silte arenoso, de cor vermelha com 3 < NSPT < 8. A camada 3 apresenta espessura variando de 1,0 m a até 14,0 m, de silte arenoso, vermelho, com 8 < NSPT < 13. A seguir verifica-se a camada 4 constituída por silte arenoso, cinza, com NSPT acima de 15, com compacidade mediamente compacta a muito compacta.

Excluindo-se a camada 1 de importância irrelevante as outras camadas caracterizamse por uma areia silto-argilosa, conforme resultados dos ensaios de granulometria a apresentados no Tabela 1.

Tabela 1 - Resultados dos ensaios de granulometria

Os parâmetros de resistência ao cisalhamento foram obtidos de ensaios triaxiais adensados rápidos e da retroanálise da ruptura e estão resumidos na Tabela 2.

Tabela 2 – Resumo dos resultados dos ensaios triaxiais

Figura 5

4. Identificação do Problema

Os estudos de retroanálise do talude indicaram que os parâmetros de resistência da camada 3 não condiziam com os resultados dos ensaios triaxiais. A Figura 6 mostra o circulo da retroanálise.

Figura 6

A interpretação da retroanálise da ruptura conjuntamente com ensaios triaxiais resultaram em considerar que a camada 3, superficialmente, apresenta-se com resistência reduzida e igual da camada 2.

Tal consideração ficaria justificada na eventual redução de resistência do solo da camada 3 pela descompressão lateral acarretada pelas escavações, haja vista, que não se identificou nenhuma descontinuidade geológica que justificasse tal ruptura.

5. Processo: Prevenção e Execução

Com as investigações geotécnicas de campo e laboratório seria possível prever o risco elevado de ruptura de uma escavação sub vertical como pretendida inicialmente e que resultou na ruptura ocorrida.

Os estudo de estabilidade na condição de escavação em uma inclinação de cerca de 750 também não indicavam um nível de segurança satisfatório para situações de círculos rasos e profundos, ver Figuras 7, 8 e 9.

Figura 7

Inclinações menores do talude não seriam possíveis por razões geométricas de implantação Assim, foi necessário viabilizar uma solução de reforço do maciço de modo a conferir-lhe um nível de segurança adequado.

Foi adotada como solução o prosseguimento das escavações de cima para baixo com a concomitante implantação de grampos e concreto projetado na superfície do talude, solução denominada de solo grampeado (foto 2).

Os comprimentos e espaçamentos dos grampos foram dimensionados baseado num incremento do fator de segurança obtido através dos grampos. E, o esforço que um grampo absorve depende da adesão entre o solo e a nata de cimento e do comprimento deste dentro da zona passiva. A zona ativa é separada da passiva pela superfície de ruptura, que foram apresentadas na Figura 7, 8 e 9.

O esforço de cada grampo promove um momento estabilizante que pode ser adotado numericamente através do equilíbrio de momentos. Projetou-se assim um número de grampos que promovessem a elevação do nível de segurança obtida na condição anterior, ver Figura 10, 11 e 12 .

Figura 8

Figura 9

Figura 10

A adesão foi estimada de três formas diferentes; através de correlações existentes com NSPT, com valores de torque e com resultados de ensaios triaxiais onde se pode considerar o efeito de peso de terra. Os valores foram aferidos com ensaios de arrancamento mostrados a seguir.

A tabela 3 apresenta o resumo para valores de adesão (fs) calculados.

Tabela 3 - Resumo dos valores de adesão

Figura 11

Foto 2 | Execução da contenção de cima para baixo

Figura 12

Foto 3 | Projeção de concreto após acerto da superfície do talude e execução dos grampos

6. Controle

Durante a execução da obra foram efetuados vários ensaios de arrancamento de grampos, ver fotos 4 e 5, e seus resultados são apresentados na tabela 4:

Os ensaios de arrancamento tiveram o objetivo de aferir os dados de adesão utilizados no projeto dos grampos. Os resultados mostraram que as adesões medidas em campo foram sempre um pouco superiores aos valores adotados em projeto, o que em última análise, é adequado para a obra em questão.

Todos os grampos foram executados com uma fase de injeção após a execução da bainha. No entanto, para avaliar o desempenho de grampos em geral, foram executados ensaios, em grampos não utilizados na contenção, com e sem a injeção, como mostrado na tabela 5. Os resultados mostraram que a injeção, como já sabido, é eficiente e aumenta a resistência do

Foto 4 | Ensaio de arrancamento

Foto 5 | Idem a anterior, com detalhe de equipamento bastante simples e portátil, com fácil execução e a baixo custo.

grampo, e conseqüentemente o fator de segurança para estruturas assim projetadas.

Os grampos foram instalados aos pares, 1 com 3 e 2 com 4, um ao

outro a 1,50m de distância, em duas áreas distintas.

7. Conclusão

Casos de ruptura semelhantes podem ser evitados com uma investigação geotécnica adequada e anterior a qualquer a escavação.

Nas situações de escavação o mapeamento geológico em conjunto com investigações, interpretações de sondagens a percussão e ensaios triaxiais são indispensáveis. O controle da execução com ensaios de arrancamento, além de fácil execução, é instrumento importante para se verificar as premissas de projeto Quando se deseja obter uma obra segura e econômica devem ser obedecidos os critérios acima descritos de investigação, análise, execução e controle.

Tabela 5 – resultados de ensaios de arrancamento em grampos fora da área do talude

Foto 6 e 7 | Contenção concluída no trecho da ruptura

ABISMO X Solo Grampeado

MÉTODO DE CÁLCULO YEN* MURO DE ARRIMO

1. Resumo:

Os autores são pioneiros na execução de muros de arrimo pelo sistema solo-grampeado (1983) e ao longo destes anos efetuaram inúmeras experiências na área de campo, tais como uso de bulbo alargado mecanicamente e injeção com cimento expansivo.

Apesar de não trabalharem como consultores ou projetistas, desenvolveram método de cálculo de estabilidade de muro de arrimo baseados nas suas interpretações físicas do sistema.

Observam que são raríssimos os casos de ruptura de muro de arrimo solo-grampeado, o que dificulta a confirmação das teorias existentes. O presente método é, na gênese, empírico e baseia-se num ajuste do ESTAVEL (programa de Estabilidade de Talude) de W. Hachich.

A visão empírica dos autores diverge, no caso, da visão acadêmica sobre a questão. A esta divergência, símbolo da dificuldade de comunicação entre colegas, dão o nome de “Abismo” utilizado por Mello no Primeiro SEFE para questão filosófica similar.

2. A filosofia do abismo

Os Autores atuam desde 1983 como executores de solo grampeado, técnica esta utilizada para estabilização de taludes e muros de arrimo. Com o objetivo de repassar suas experiências à coletividade Geotécnica, apresentam método empírico para calculo de estabilidade de muro de arrimo baseados em suas interpretações físicas do sistema.

O método de calculo dos Autores diverge dos usualmente utilizados por projetistas e consultores pelos conceitos e simplificações adotadas. Acreditam que esta divergência se deve ao distanciamento, algumas vezes existente, entre executores e projetistas. A esta dificuldade na comunicação entre colegas que atuam na mesma obra dão o nome de “abismo”, símbolo anteriormente utilizado por Mello¹ no Primeiro SEFE para questão filosófica semelhante.

Entendem que o problema do “abismo”, enfatizando, símbolo da dificuldade de comunicação entre colegas atuando na mesma área ou obra, abrange não somente a Geotecnia, mas a Engenharia e outras áreas do conhecimento. No caso específico da Engenharia concluem que o “abismo” é a causa maior de acidentes ocorridos nos últimos anos.

O trabalho que apresentam adiante é um pequeno exemplo da questão filosófica e conceitual acima citada. Sua essência está na forma de conjugação e exercício dos conhecimentos teóricos e suas conseqüências práticas e/ou na inversão deste procedimento.

3. Conceitos teóricos

Teoria é a explicação para algo comprovado na prática².

Camargo & Hachich (2003)³ analisaram comparativamente oito métodos de cálculo para solo grampeado, destacando-se o próprio ESTÁVEL4 com método ENPC e o SLIDE incorporando os esforços nos grampos. Ambos são dos mais utilizados atualmente pela nossa classe geotécnica.

Entretanto, nos únicos (três) casos conhecidos de ruptura de muro de arrimo solo-grampeado, a água (dilúvio!) penetrou e percolou entre o solo e o paramento, levando a pressões essencialmente hidráulicas. Ou seja, ressaltando nossas limitações, não temos conhecimento pessoal, até o momento, de uma ruptura digamos “clássica” de solo grampeado. Em contra partida são conhecidos dezenas, centenas de rupturas de outros tipos de muro de arrimo e milhares de rupturas de talude.

A interpretação deste fato, de extrema importância, sob a ótica filosófica do Abismo, é de que ainda não temos uma teoria comprovada sobre solo grampeado: possivelmente suposições somente. E isto vale para todos os métodos de cálculo em execução ou estudos; inclusive o adiante descrito.

Projetistas de renome internacional tal como o Professor Luciano Decourt 5, entendem que solo grampeado tende a trabalhar como solo armado e homogêneo, e calculam seus fatores de segurança (FS) como um muro de arrimo de gravidade utilizando os tradicionais e conhecidos métodos.

Observamos que estes projetos (Decourt)5 assim como os que usam outros conceitos, obtiveram até agora total êxito. Este fato pode indicar serem os cálculos conservadores.

Como já publicamos (SEFE V – Pág. 261 – Volume I)6 solo grampeado contendo mais de dois grampos por m² (provavelmente um grampo por m² como preconizava o Professor Costa Nunes décadas atrás) é sem dúvida um solo armado. Quando tivermos 1 grampo para mais de 4 m² estaremos entrando na zona dos tirantes ( frequentemente 1 tirante/ 6m² ). Ou seja, a abrangência do solo grampeado estaria limitada à densidade de um grampo cada 0,5 m² a um grampo/4m².

4. Metodo de cálculo | YEN | Solo Grampeado

4.1 Este método de calculo tem como objetivo proporcionar um fator de segurança igual ou superior a 1,5, referido a uma “estabilidade” sem grampeamento igual a 1 para qualquer solo grampeado.

4.2 Assim, preliminarmente é calculado o coeficiente de segurança do maciço de terra, sem o grampeamento. Este calculo e feito pelo método ESTAVEL 4, baseado na geometria final do muro de arrimo e nos parâmetros geotécnicos tais como densidade, ângulo de atrito e coesão do solo. Este método de calculo de talude, ESTAVEL 4, assim como a forma de se definir os parâmetros geotécnicos (laboratório, ensaios de campo, sondagens) são bastante conhecidos e assimilados pelo presente trabalho.

5. Método Yen – Considerações

Preliminares

5.1 O método Yen calculará a quantidade e profundidade de grampos geotécnicos, (“soil nailing”)10 que implantados num talude, proporcionarão ao mesmo uma estabilidade com

| ESTÁVEL – Programa de Análise de Estabilidade de Taludes pelo processo Spencer. São Paulo: Geoexpert, Março de 1996.

coeficiente de segurança (F.S) igual a 1,5. Secundariamento, define o diâmetro do furo, diâmetro da barra de aço, espessura do paramento de concreto projetado e outros pormenores executivos.

5.2 A premissa básica do método Yen é que a introdução dos grampos no maciço altera um único parâmetro do solo, no caso a coesão. Ainda, os grampos estarão solidários ao maciço de solo, não atuando isoladamente mas sim em conjunto com o mesmo.

5.3 Como em praticamente todos os métodos de calculo de muros de arrimo, o Yen calcula no estado limite último, ou seja, na ruptura do maciço. Nestes métodos a força resistente principal atuante é o cisalhamento do solo.

5.4 Como em praticamente todos os métodos de calculo de muro de arrimo tipo sologrampeado, o Yen adota como parâmetro básico a resistência à tração de cada grampo instalado no maciço. Esta resistência à tração é preliminarmente calculada e posteriormente confirmada em ensaios de campo.

6. Método Yen – Conceitos

O método Yen baseia-se na interpretação reológica8 e empírica de que:

• Os grampos promovem unicamente um aumento na coesão do maciço de terra.

• O acréscimo da coesão é diretamente proporcional a densidade dos grampos e à sua resistência à tração. A este acréscimo chamamos de “coesão equivalente”.

• O aumento de coesão é diretamente proporcional ao aumento da resistência ao cisalhamento, no maciço, e conseqüentemente ao aumento do F.S. (fator de segurança).

Assim, o método Yen determina que a tensão de tração de um grampo, em qualquer ponto do mesmo, será matematicamente equivalente à nova tensão coesiva do solo, na área de influencia do grampo, naquele ponto.

Esta equivalência “física” do fenômeno, feita para proporcionar um calculo simplificado, é a base teórica do método Yen e encontra-se melhor esclarecida adiante.

7. Dados usuais de aplicação

Como parâmetros geométricos preliminares temos:

Comprimento do grampo ≈ 0,8 H sendo H a altura do muro de arrimo.9

Densidade do grampo ≈ 1 grampo/ 1,44 m² de muro.

Diâmetro do grampo = 10 cm.

Armadura do grampo ≥ Ø 20mm CA-50.

Como parâmetro geotécnico inicial temos para o cálculo de adesão solo/grampo:

Conforme Decourt/Quaresma5 somente para o atrito lateral:

Al/m² = (SPT/3 + 1) x (Π . D) sendo:

Al = adesão lateral do grampo em ton./m².

SPT = SPT médio ao longo do grampo. Adimensional.

D = diâmetro do grampo; no caso 10 cm.

Executivamente, entendemos que a aderência adequada, técnica e economicamente, de um grampo somente é atingido com dupla injeção. A primeira injeção de nata de cimento é simples e serve para “preencher a bainha”, numa analogia aos tirantes. A segunda injeção, é feita com bombas que podem aplicar pressões de até 20 kgf/cm² e têm por finalidade preencher todos os vazios e provocar um enraizamento do grampo.

9. Calculo da nova coesão ou aumento da “coesão equivalente” do maciço

A estimativa da capacidade de carga à tração de cada grampo é determinada pelo comprimento e adesão como já citado.

Lembramos que este numero será verificado e corrigido com ensaios de tração no grampo, que são praticamente obrigatórios neste tipo de obra.

Simplificando o processo, com pouca perda de precisão, estimamos a carga total do grampo, dividimos pelo seu comprimento e chegamos a uma capacidade de carga de tração unitária. A capacidade, em cada região, será proporcional à sua localização em relação ao comprimento.

A resistência à tração será máxima junto ao paramento e zero na ponta, sendo a estimativa em determinado ponto central, proporcional ao ponto geométrico.

Ou seja, o aumento da “coesão equivalente” do solo junto ao paramento é determinado pela carga máxima da tração do grampo;

O aumento da “coesão equivalente” na ponta do grampo é nula.

O aumento da “coesão equivalente” em qualquer ponto do grampo é proporcional à distância deste ponto ao paramento (ou à ponta).

Por fim, o aumento da “coesão equivalente” será corrigido pela densidade do grampo adotada inicialmente.

Caso tenhamos optado por um grampo cada 1,44 m², como tentativa inicial, teremos que o aumento da “coesão equivalente” é igual ao aumento da “coesão equivalente unitária” dividida por 1,44 m².

10. Determinação dos parâmetros do solo-grampeado

Os parâmetros γ e φ determinados anteriormente, não mudam.

A região do maciço onde será instalado o solo-grampeado terá sua coesão incrementada pela “coesão equivalente” proporcionada pelo grampeamento.

Na pratica costumamos dividir o comprimento do grampo em quatro partes, ou seja, quatro seções do maciço cuja coesão será aumentada de forma proporcional a “coesão equivalente” media da respectiva seção. Quando preparamos o ESTAVEL4 para calculo do FS, a(s) seção(ões) próximas ao paramento (com dimensão equivalente a ¼ do conjunto do grampo) terá sua coesão média aumentada em aproximadamente.

7/8 da “coesão equivalente” máxima (máxima tração dividida pela área de influencia do grampo), a seção seguinte (também com ¼ do comprimento do grampo) um incremento de 5/8 da “coesão” máxima, a terceira com 3/8 de incremento , e por ultimo, a seção próxima a ponta com incremento médio de 1/8 de “coesão equivalente” máxima.

Os demais paramentos geotécnicos, tais como γ e φ, assim a coesão (c) de regiões sem grampos, não sofrerão mudanças.

O cálculo do acréscimo da “coesão equivalente” é mais precisa, matematicamente e fisicamente, do que a determinação ou estimativa dos demais parâmetros geotécnicos (γ – c – φ).

4 | ESTÁVEL – Programa de Análise de Estabilidade de Taludes pelo processo Spencer. São Paulo: Geoexpert, Março de 1996.

O binômio FS / parâmetros geotécnicos do solo é de extrema importância para a verificação e ajuste “in loco”, durante o desenrolar da obra propriamente dita, das premissas do projeto. Dependendo dos resultados em campo é obrigatória a execução de novos cálculos.

11. EXEMPLO TÍPICO Solo grampeado – Metodo de cálculo - YEN

Parâmetros Geométricos

Grampos com Ø 10 cm – armadura Ø 1”

Grampos com 0,8 H, portanto grampos com 8 ml cada.

Parâmetros Geotécnicos Solo A γ = 1,6 ton/m³ φ = 20º c = 1 ton/m²

Parâmetros Geotécnicos Solo B γ = 1,7 ton/m³ φ = 25º c = 2 ton/m²

Processando o método ESTAVEL para os dados acima referidos encontramos como coeficiente ou Fator de Segurança (FS) o valor de 0,84, ou seja, instável.

12. Método Yen para solo grampeado

Adotando grampos Ø 10 cm e densidade igual a 1,44, ou seja, um grampo a cada 1,20 ml, vertical e horizontal.

Adesão do solo A = (4 x 3 + 5)/ 5 = * 17/ 5 = 3,3 * SPT < 3 = 3 5

3,3/ 3 + 1 = 2,1 ton/m² x 0,31 m²/ml (Π x D) = 0,65 ton/ml

Tração máxima prevista para grampo solo A = 0,65 ton/ml x 8 ml = 5,4 ton

Adesão do solo B = (7 + 6 + 6 + 7 + 7)/ 5 = 33/ 5 = 6,6

6,6/ 3 + 1 = 3,1 ton/m² x 0,31 m²/ml (Π x D) = 0,96 ton/ml

Tração máxima prevista para grampo solo B = 0,96 ton/ml x 8 ml = 7,7 ton

Coesão equivalente solo C – 5,4 x 1/8 ÷ 1,44 ≈ 0,47 ton/m² –> 0,5 ton/m²

Coesão equivalente solo D – 5,4 x 3/8 ÷ 1,44 ≈ 1,41 ton/m² –> 1,4 ton/m²

Coesão equivalente solo E – 5,4 x 5/8 ÷ 1,44 ≈ 2,34 ton/m² –> 2,3 ton/m²

Figura 1- Corte transversal e sondagem

Processando o ESTAVEL4 com os dados acima encontramos como fator de segurança (FS) do muro de arrimo executado pelo sistema solo-grampeado o valor de 1,44.

RESUMO:

Talude sem grampo = FS = 0,84

Talude com solo grampeado = FS = 1,44

Existem inúmeros projetistas e consultores que entendem ser este um número aceitável.

Acreditamos, entretanto, que é conveniente calcularmos outros fatores de segurança baseadas unicamente na densidade dos grampos.

Figura 2 - Corte transversal com grampos

Aumentando a densidade dos grampos em 5%, nos grampos inferiores, resulta num FS = 1,47.

Aumentando a densidade dos grampos em 10%, nos grampos inferiores, resulta num FS = 1,51.

Esta informação deve ser colocada no projeto à disposição da obra e do cliente.

Ou seja, na hipótese do responsável pela obra entender que o FS = 1,44 é suficiente deverá manter o espaçamento entre grampos em 1,20 vertical e 1,20 horizontal.

Caso entenda ser necessário um FS ≥ 1,5 manterá os grampos superiores com 1,20 x 1,20 e os grampos inferiores com espaçamento vertical de 1,00 m e horizontal de 1,20 metro.

O paramento deve ser calculado e executado de forma a poder absorver e redistribuir todas as tensões de tração provenientes dos grampos. Entendemos que esta hipótese é não somente válida mas obrigatória para cálculos no estado limite de ruptura.

Durante o transcorrer da obra é necessário e/ou conveniente a execução de ensaios de arrancamento e a execução de novos cálculos pelo método Yen, adotando os dados obtidos em campo.

A grande maioria dos ensaios de tração efetuadas em campo não apresenta ruptura da barra de aço. Assim, como hipótese de projeto podemos supor que haverá uma ruptura geotécnica do grampo, não uma ruptura estrutural. Lembramos que nunca utilizamos barras de aço com Ø inferiores a 20 mm.

Dependendo do resultado destes ensaios e cálculos verificatórios, pode ser necessário ou conveniente um ajuste de projeto.

• A grande dispersão existente na definição dos parâmetros do solo (c e φ) causado, entre outros, pela dificuldade de se executar ensaios geotécnicos, é coerente com as simplificações adotadas.

13. Justificativa para o Metodo YEN

Lembrando:

• Praticamente todos os métodos de cálculo para estabilidade de taludes ou de muros de arrimo adotam o critério de estado limite, ou seja, cálculo de coeficiente de segurança do sistema a partir da ruptura do maciço e obras de arte.

• Ao se introduzir grampos no solo, o mesmo é reforçado e assume outra condição de equilíbrio.

Figura 3 e 4

• O plano de ruptura do talude sem grampo é obrigatoriamente diferente do plano de ruptura do solo grampeado.

Apresentamos nosso entendimento (reologia) 8 sobre solo grampeado no seu estado de ruptura (FIGURA 5).

• Superfície de ruptura sem grampos

Força atuante = P. sen α

Sendo L o perímetro da superfície de ruptura Força resistente = P. cos α . tg φ + L . c

• Superfície de ruptura com grampos

Força atuante = P. sen α

Força resistente = P. cos α . tg φ + L . (c + ce)

O sistema tende a comportar-se como rígido ou semi-rigido (muro de arrimo de gravidade) até o momento de sua ruptura, quando o grampo passa a ser solicitado conforme as tensões e deformações abaixo descritas.

As deformações do solo nas regiões próximas ao grampo provoca essencialmente dois tipos de esforços reativos:

• Cisalhamento do solo, até atingir o estado plástico, da área compreendida pelo diâmetro do grampo por uma distancia que vai da “superfície” de ruptura até onde começa a deformação elástica do solo.

• Tração da barra, a partir da superfície de ruptura até seus extremos.

Na pratica, (reologia)8 a barra de aço comporta-se de forma flexível. Ou seja, hipoteticamente,

na ruptura teremos algo similar ao descrito na figura 5.

14. Conclusões

• O método Yen, na gênese e na prática, calcula o novo parâmetro do solo após a realização do grampeamento, ou seja, a nova coesão do solo;

• Os cálculos complementares de estabilidade são feitos de acordo com as conhecidíssimas teorias de Bishop ou Spencer.

• No caso presente, a ferramenta de cálculo foi o Estável, Bishop Simplificado.

4 | ESTÁVEL – Programa de Análise de Estabilidade de Taludes pelo processo Spencer. São Paulo: Geoexpert, Março de 1996.

Figura 5

• O método Yen pode ser calculado com outras ferramentas, até mesmo ´´ à mão``, sem computadores, como feito até a década de 1970.

• Suas adaptações para as informações provenientes do campo, tais como ensaios de arrancamento de grampo são extremamente simples e podem, na maioria das vezes, serem executados na própria obra.

• Cálculo das tensões no maciço de solo (Estável – Yen) 4 e não nos grampos individualmente (SLIDE, Geoslope, etc.) traduzem uma maior realidade física do sistema.

CONSIDERAÇÕES COMPLEMENTARES I

Praticamente nenhum projeto indica o método de cálculo utilizado. Isto dificulta comparações. Entretanto, seria do interesse da Geotecnia que o método de cálculo utilizado em um projeto de muro de arrimo constasse no memorial de cálculo.

CONSIDERAÇÕES COMPLEMENTARES II

Solicitamos ao nosso colega Victor Camargo, Autor, junto com Hachich de trabalho intitulado “Comparação de processos de dimensionamento de estruturas em solo grampeado” ³ que complementasse este estudo, incluindo o método Yen. Resumindo os cálculos para o exemplo apresentado neste trabalho, temos:

Método Yen FS = 1,44

Estável (com método ENPC) FS = 1,27

SLIDE FS = 1,26

Ou seja, o Método Yen resultou em FS da ordem de 15% superior aos demais.

Entretanto, se rodarmos o SLIDE 3, aumentando a densidade até se atingir um valor próximo ao Yen (1,44), corresponderia a um aumento de 44% no consumo de grampos.

RESSALTAMOS:

• O método Yen adota os conceitos de aderência de Decourt5 para solo grampeado o que é inusitado, porém conservador.

• Nossos conceitos eliminam a hipótese de existir uma parcela de atrito associada ao acréscimo de força normal na base da lamela, provocada pela tração no grampo, o que também seria conservador.

• Os cálculos comparativos acima, indicam que o método Yen pode levar a um fator de segurança 15% superior a métodos como o SLIDE, porém com uma economia de 44% na densidade dos grampos.

• A comparação com conceitos tais como muro de gravidade, independente da densidade, indica ser o método Yen conservador.

CONSIDERAÇÕES COMPLEMENTARES III

Temos verificado que alguns projetistas e consultores em Geotecnia, efetuam cálculos de estabilidade de muros de arrimo tipo “solo grampeado” supondo não haver transferência de carga ao paramento. É uma hipótese de cálculo a favor da segurança.

Discordamos deste procedimento, até por uma questão semântica ou histórica. Solo grampeado, em nossa opinião, associa-se em sua origem ao conceito do “NATM” onde a solidarizarão grampo/”paramento” seria total e obrigatória.

Entendemos que o cálculo e execução de um muro de arrimo nos quais os grampos não

têm interligação estrutural com o paramento deveriam utilizar nomenclatura diferenciada:

• Tirante passivo no lugar de grampo.

• Solo armado no lugar de solo-grampeado.

• Um grampo, ou tirante passivo, colocado no pé de um muro de arrimo, ou no local onde os cálculos indicarem passar a linha de ruptura, terá comportamento opostos:

• No solo grampeado, este grampo será solicitado até sua ruptura geotécnica ou estrutural, isto é, solicitação total.

• No solo armado, este tirante passivo, não será solicitado.

Observamos, entretanto, ser possível o cálculo de estabilidade do maciço, pelo método Yen, sem considerar esta interligação estrutural. Nesta hipótese a nova coesão do solo junto ao paramento será igual a nova coesão do solo na ponta do grampo.

CONSIDERAÇÕES COMPLEMENTARES IV

O conceito de aumento dos parâmetros do solo (no Yen, somente para coesão) para solo grampeado já havia sido considerada por Hachich no Estável4. O equilíbrio de forças adotado havia sido anteriormente desenvolvido na “L’Escola Nationale de Ponts e Chausses” como descrito por Camargo em 2003.

Discordamos, entretanto, da premissa básica adotada por ambos da “passagem de uma força de arrancamento, paralela à direção do grampo, para...”

O método Yen parte de uma premissa quase que oposta:

“A força de arrancamento não está paralela ao grampo”.

Não temos informações que possibilitem a determinação do ângulo que a força de arrancamento faz com o grampo, entretanto, intuitivamente, estimaríamos este ângulo variando entre 30º e 40º.

CONSIDERAÇÕES COMPLEMENTARES V

• Academicamente, ainda não há consenso em se considerar o efeito de cisalhamento no grampo. Este aspecto foi brilhantemente discutido, também sem consenso, entre os colegas W. Hachich e Urbano Alonso num Seminário em SP, alguns anos atrás.

• Nossa interpretação do solo grampeado impossibilita esta hipótese, ou seja, cálculos que considerem o cisalhamento são, a nosso ver, equivocados, como tentamos justificar:

A deformação necessária para um solo atingir seu estado plástico é da ordem de mm a cm. Este número baseia-se no aprendizado proveniente de milhares de ensaios de cisalhamento direto, feitos em laboratório. Lembramos que estado plástico pode ser entendido como ruptura. Esta deformação ocorre praticamente de forma instantânea ( segundos & minutos ) quando comparado com recalques. Lembramos, ainda, que a deformação do aço ( grampo ) para atingir seu estado limite ( escoamento ) é diferente da deformação do grampo ( nata de cimento ) e solo. Todos os aspectos acima estão presentes, de forma solidaria, no momento de ruptura, quando haverá uma interação solo-grampo-paramento definido no NATM.

Ou seja, até o momento de ruptura o maciço se comporta como ´´ solo armado ``. Após a ruptura o entorno da superfície de ruptura apresentará parâmetros de solo diferente dos iniciais.

Todas as hipóteses acima foram feitas para podermos concluir que não existe numa coerência física de espaço e tempo, a hipótese de um aumento significativo do esforço à compressão do solo no plano de ruptura do maciço grampeado.

Sabemos que o atrito depende desta força de compressão. Logo, se não existir aumento na força de compressão, não existirá aumento no atrito, além do considerado sem o grampeamento.

Esclarecendo ainda mais, qualquer plano de ruptura do talude que interceptar um grampo, provocará somente tensões de tração neste grampo, a partir deste ponto para suas duas extremidades, não havendo condição para qualquer aumento de tensões de compressão neste plano.

Esta interpretação reológica também permite afirmar que:

• Solo grampeado resulta do aumento de “coesão equivalente” sem aumento significativo do atrito.

• Tirantes ativos resultam do aumento de “atrito equivalente” sem aumento significativo da coesão.

Esta seria a diferença entre Tirantes e Grampos.

REFORÇO DE FUNDAÇÃO: TÉCNICA QUE AUXILIA NO SISTEMA DE FUNDAÇÃO-ESTRUTURA JÁ EXISTENTE, RECUPERA SUA EFICIÊNCIA, SEGURANÇA E MELHORA SEU DESEMPENHO

ESTUDO EXPERIMENTAL EM MODELO REDUZIDO DA APLICAÇÃO DE GEOMEMBRANAS EM TAPETES IMPERMEÁVEIS A MONTANTE DE BARRAGENS DE TERRA

REFORÇO de fundação

ENTREVISTA DE ENG. ARMANDO DE OLIVEIRA À REVISTA FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

O reforço de fundação representa uma intervenção num sistema fundação-estrutura já existente, com o objetivo de recuperar sua eficiência e segurança, melhorar seu desempenho e/ou atender novas solicitações. Esta intervenção torna-se indicada quando as fundações existentes tenham se mostrado inadequadas, pelo comprometimento da própria estrutura, por apresentar deformações incompatíveis à segurança ou por apresentar risco inaceitável de rupturas ou colapsos.

A técnica também é necessária ou conveniente nos casos de aumento das cargas estruturais, tais como aumentar o número de andares. Os reforços de fundações são normalmente caracterizados como obras perigosas, visto que o local de trabalho é precário e de difícil acesso, além disso, eles intervêm em estruturas que podem estar em condições anormais de segurança e as informações disponíveis normalmente antes da intervenção são imprecisas e poucas. Com extrema frequência, o número de informações obtidas no início dos serviços é muito maior do que as preliminares.

Origem

Historicamente, a fundação e o reforço de fundação têm a mesma idade. Deformações inaceitáveis existem desde os tempos bíblicos. A Torre de Piza tem oito séculos e foi reforçada inúmeras vezes, sendo que a última e definitiva foi feita com renivelamento. Também como exemplos históricos a Casa Branca (Washington, Estados Unidos) de 1850 foi reforçada com estacas tipo mega de concreto no ano de 1930; diversos edifícios na orla santista em São Paulo também foram reforçados da mesma forma e renivelados; Palácio de Belas Artes (México); dezenas de caixas d’água e silos no Brasil etc. Infelizmente nossa cultura (ao contrário da estrangeira) identifica os reforços de fundações como problemas nas fundações, associadas a “erros”. Culturalmente tendemos a ocultar os “erros”. Assim, inúmeras e importantes obras de reforço de fundação com seu consequente aprendizado passam despercebidas. Um edifício após receber um reforço de fundação tende a ser “mal visto” e perde valor, ao contrário do que o bom senso e a engenharia diriam. Historicamente no Brasil, as estacas mega chegaram na década de 1930 junto com a estaca franki, detentora de sua patente. Estacas raiz e outras começaram a ser usadas como reforço de fundações a partir de 1970.

A causa mais frequente para o surgimento de problemas em fundações é o desconhecimento do subsolo, seja pela inexistência de investigação, ou pelo fato dessa ser feita de forma inadequada ou insuficiente, ou seja, pela falha na interpretação da investigação (Milititsky, 1989). Outras causas são por erros no dimensionamento tais como profundidade de assentamento; dimensões; modificação do solo por rebaixamento do lençol freático; vibrações próximas devido a trânsito ou obras e falhas nos procedimentos executivos das fundações. Cronologicamente e de forma simplista, as causas acima com frequência provocam deformações nas fundações. Uma deformação uniforme não compromete

seriamente a segurança de uma estrutura (Berberian, 1999). Os problemas ocorrem com o recalque diferencial, que provoca imperfeições na estrutura como fissuração, perda da segurança e in extremis colapso da estrutura.

Recalque diferencial é quando dois pontos adjacentes ou da mesma estrutura, apresentam recalques diferentes. Pelo fato das fundações não ficarem expostas e consequentemente não serem acessíveis a revisões periódicas, os defeitos patológicos não costumam ser detectados com facilidade, apenas com o aparecimento de fissuras, desaprumos, rompimento de canalização e piso afundado. Para descobrir qual ponto da estrutura que esta apresentando o maior recalque, Berberian (1999) sugere o perpendicular traçado pelo ponto médio e do comprimento de uma fissura.

Uma causa também frequente, porém recente, de aplicação de reforço de fundação tem caráter preventivo. Nossa sociedade recentemente se conscientizou das vantagens e necessidades de se efetuar esta técnica preventiva na vizinhança de grandes obras que indicam risco de deformação ou diminuição na segurança destes vizinhos. Esta conscientização e entendimento do risco aos vizinhos também está obrigando a contratação de seguros contra riscos de engenharia. O reforço de fundação preventivo é, na pratica, obrigatório em inúmeros casos.

Tipos de reforço de fundações

Existem inúmeras formas ou técnicas de engenharia utilizadas como reforço de fundações. As que mais se destacam são:

• Reforço de fundação para aumentar a área de apoio. Utilizado em sapatas corridas ou individuais ou tubulões a céu aberto. O dimensionamento do reforço deve considerar uma nova taxa de trabalho do solo, no contato das bases com o solo, bem como prever deformações secundárias até a estabilização das novas condições de trabalho;

• Reforço de fundação com o rebaixamento de cota de apoio da sapata ou tubulão. A nova e melhor taxa de trabalho é obtida no contato em solo mais resistente. Prevê deformações secundárias;

• Reforço de fundação com estaca raiz. Os equipamentos para estaca raiz, com baixa altura e pequeno porte são apropriados para este serviço. O dimensionamento com raiz deve estar atento a um possível problema no método executivo, como circulação d’água reversa em altos volumes. Quando, ou se, uma estaca raiz passar perto da ponta ou de uma estaca antiga (pré-moldada, por exemplo), a lavagem d’água pode provocar uma grave perda de capacidade suporte desta estaca, piorando uma situação possivelmente crítica e instável;

• Reforço de fundação com cravação de estacas laterais. O projeto deverá prever a cravação de novas estacas em torno das fundações existentes e solidarização da fundação antiga com o reforço, usando um novo bloco estrutural;

• Reforço de fundação com injeção de cimento ou de microcimento. O conceito básico desta solução é aumentar a capacidade suporte do solo nas regiões onde estiver sob tensão, melhorando-as. O uso de microcimento, com viscosidade próxima d’água é preferível, apesar do custo superior. As injeções usam equipamentos similares aos utilizados na aplicação de tirantes;

• Reforço de fundação com silicatização. Similar ao citado anteriormente, este usa dois

Reforço de fundações MMI

produtos reativos: polissicato de sódio e o sulfeto de alumínio (joosten) que ao entrarem em contato, petrificam o solo estabilizando-o. Também é particularmente usado em escavação perigosa ou outros problemas específicos;

• Reforço de fundação com congelamento do solo que é raramente usado e sempre em caráter provisório. Historicamente famoso, foi utilizado em um edifício na Rua Líbero Badaró na cidade de São Paulo (SP) na década de 1940 com brilhante resultado;

• Reforço de fundação com estacas helicoidais pré-fabricadas ou metálicas é uma técnica recente no mercado e tem a característica de serem totalmente limpas. Esta técnica foi usada na instalação de totens em shoppings. Elas podem ser provisórias, pois é possível a retirada e recuperação das peças;

• Reforço de fundação com estacas mega. Na prática é a solução utilizada em mais de 90% dos casos de reforço de fundação, chegando a se confundir com o nome. Caracteriza-se pela sua praticidade, disponibilidade e excelente relação custo-benefício.

Características de um reforço de fundação

Os reforços de fundações atendem a necessidades específicas de engenharia. Quando esta necessidade surge todos os esforços, estudos e projetos são direcionados para decidir qual o tipo de reforço e os inúmeros pormenores consequentes como o tipo de reforço de fundações; número de estacas do reforço; carga de trabalho; carga de cravação; carga de cunhamento; comprimento previsto entre outros. Um projeto adequado de reforço de fundação é essencial e somente aceitável ser feito posteriormente, em casos emergenciais. De forma similar a

um projeto de fundação, um projeto de reforço de fundação deve ter no seu escopo básico a caracterização do solo a partir de sondagens, ensaios geotécnicos e histórico da obra, assim como as características da estrutura que abrangem cargas atuantes e deformações admissíveis e análise da relação custo-benefício das hipóteses plausíveis.

Entretanto, um projeto de reforço de fundação diverge de um projeto de fundação por acrescentar um dado de extre ma importância: o histórico patológico da estrutura e das fundações. Lembrando que não existem duas obras de reforço de fundações iguais, pois cada uma apresenta um pequeno número de informações objetivas preliminares como nivelamento preciso e sondagens confiáveis.

As deformações numa estrutura são frequentemente imprevisíveis, todos esses fatores preconizam a contratação de um projetista experiente. Similar e até mais importante que na área das fundações, existe a contratação e execução do ATO (Acompanhamento Técnico de Obra), que efetua os ajustes e correções de obra em tempo real. As informações provenientes da cravação de uma primeira estaca (teste) é muito rica.

A normatização do reforço de fundação é muito recente. Somente na última revisão da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) NBR 6.122:2010 foram inseridos itens específicos para esta questão. Eles se encontram na seção 8.6.6. Também foi normatizado um item específico para as estacas mega, chamadas academicamente de estacas prensadas ou estacas cravadas à reação. Estas especificações encontram-se no Anexo N, pg.81. Esta normatização na prática copiou literalmente a especificação feita pela ABEF (Associação Brasileira das Empresas de Engenharia de Fundações e Geotecnia).

Esta recente normatização preencheu uma perigosa lacuna existente até 2010. Pela atual norma o projetista de reforço de fundação deve especificar os tipos de carga de estaca mega que são a carga admissível, carga de cravação e carga de cunhamento. A definição e significado destes nomes também se encontram na norma. Na atual norma técnica (2010), a carga de cravação (ou carga de ruptura) de uma estaca mega deve ser igual ou superior a 1,5 vezes a carga admissível, ou carga de trabalho. Na carga de cunhamento, o projetista tem a liberdade de especificar o valor.

Não foram poucos (e perigosos) os casos, num passado recente, no qual o projetista de reforço de fundação indicava a carga das estacas sem especificar que tipo de carga era, dando margem a interpretações interesseiras e antiéticas. No gênese deste grave problema de comunicação o fato é que a estaca mega é diferente das demais. Nas estacas mega a carga de cravação, que se confunde com a carga de ruptura, é miscível. É como se fosse feita uma prova de carga em cada estaca mega. A carga admissível na mega é consequente.

Nas demais estacas, hélices, pré-moldadas, raiz, a carga admissível é pré-determinada pelo calculista, assim como a carga de ruptura consequente, devendo ser confirmada por provas de carga como especificado na norma. Até hoje, quando um calculista determina a carga de uma estaca, está subentendido tratar-se da carga admissível. Este mesmo comportamento num projeto de reforço de fundação com estaca mega poderia levar a um erro de 50% se o executor interpretar este número como carga de cravação. A recente NBR

6.122:2010 corrigiu esta perigosa imprecisão.

As etapas inerentes à execução de um reforço de fundação são parecidas com as de uma fundação:

• Projeto envolvendo análises das características do solo e da estrutura;

• Contratação de firma executora;

• Execução propriamente dita;

• ATO.

Norma técnica - Estacas Mega

ABNT NBR 6.122:2018 – Anexo N – Estacas cravadas a reação (estacas prensadas ou mega) – Procedimentos executivos.

N.2 Características gerais

As estacas cravadas à reação, também denominadas estacas prensadas, ou ainda estacas mega, são constituídas por segmentos de concreto armado ou metálicos. A principal característica deste tipo de estaca é a sua cravação estática através de macaco hidráulico, reagindo contra cargueira ou estrutura existente, se esta resistir aos esforços que serão aplicados.

N.3 Cravação

Deve ser realizada através de macaco hidráulico acionado por bomba elétrica ou manual. A escolha do macaco hidráulico deve ser feita de acordo com o tipo e dimensão da estaca, características do solo, carga especificada no projeto e peculiaridades do local.

Em solos porosos, a cravação pode ser auxiliada através da saturação do solo e em areias compactas com jatos de água pelo interior do segmento. Quando os segmentos forem de concreto, a emenda será feita por simples superposição ou através de solidarização especificada em projeto. As emendas de segmentos metálicos serão feitas por solda ou rosca.

Finalizada a cravação, é colocado o cabeçote sobre a estaca para permitir o encunhamento que deve ser feito por cunhas e calços.

N.4 Carga de cravação

As cargas de cravação e de encunhamento devem ser especificadas em projeto, devendo ser de no mínimo 1,5 vez a carga admissível.

N.5 Registros da qualidade dos serviços

Deve ser preenchida a ficha de controle diariamente para cada estaca, devendo constar pelo menos as seguintes informações:

a. Identificação da obra, local, número da estaca e nome do contratante e executor;

b. Data da cravação;

c. Tipo de estaca e características geométricas;

d. Ensaios de resistência do concreto, quando for o caso;

e. Comprimento cravado da estaca;

f. Quantidade de segmentos utilizados;

g. Carga de cunhamento;

h. Características do cabeçote e da estrutura de reação;

i. Desaprumo e desvio de locação;

j. Características e identificação do equipamento de cravação;

k. Número e dimensão de calços e cunhas;

l. Descrição da eventual armadura;

m. Características da calda ou argamassa de preenchimento quando empregadas;

n. Anormalidades de execução;

o. Observações pertinentes.

Características das Estacas Mega

Os equipamentos utilizados para o emprego das estacas mega são de pequeno porte, pequena dimensão (≈80 cm x ≈50 cm x ≈60 cm), pouco peso (≈ 60 kg), para trabalharem em espaços confinados e de difícil acesso. Normalmente são cilindros hidráulicos, ligados a unidades elétricas/hidráuli cas de pequeno porte que necessitam de energia da ordem de 7 c.v. 220 V. A execução desta estaca não faz barulho, não utiliza água e nem refrigeração.

Sua produtividade está mais relacionada com instalações e acessos, do que com a cravação propriamente dita. Em condições favoráveis de trabalho, uma equipe pode cravar duas estacas por dia. Todas as estacas mega (concreto ou metálicas) após finalizadas, transferem a carga da estaca para a estrutura pelo que é denominado “carga de cunhamento”, já definida na norma técnica.

Para esta transferência de carga utiliza-se: cabeçotes de concreto armado, blocos e cunhas de concreto armado com fibras metálicas e/ou polietileno. Devido à pequena dimensão desta peça, é contraindicado o uso de armadura tradicional e nos casos de estacas mega com carga de ruptura acima de 100 t. (Oliveira, SEFE VIII) estas pequenas peças são muito solicitadas. Outra grande vantagem de armadura com fibras metálicas é evitar uma ruptura frágil da peça (explosão) com consequências perigosas e imprevisíveis. A ruptura de peças com fibra envolve grandes deformações internas.

As peças pré-moldadas para finalizar as cunhas de mega são:

• Cabeçotes de concreto armado com dimensões da ordem de 40 cm x 20 cm x 20 cm (altura);

• Blocos de concreto com fibras com 20 cm x 15 cm x 15 cm (altura);

• Cunhas com concreto com fibras com 20 cm x 15 cm x (15-7) cm (altura).

A solidarização final é feita com argamassa armada com fibras metálicas preenchendo os vazios entre blocos e cunha.

Estacas Mega de Concreto

São como todas as estacas mega cravadas com uso de cilindros hidráulicos, popularmente denominados macacos hidráulicos, num conjunto de equipamentos com bombas e manômetros. A estaca é constituída de segmentos pré-moldados de concreto com 50 cm de altura e diâmetro de 25 cm. Uma das técnicas de fabricação dos pré-moldados com centrifugação do concreto deixa um furo interno da ordem de oito centímetros.

As estacas mega de concreto têm sua carga de cravação limitada a 45 t. para estacas com comprimento inferior a 10 m. Quando este comprimento é maior ou encontra argilas muito moles, a carga de cravação deve ser diminuída devido aos efeitos de segunda ordem (flambagem).

Um fato de extrema importância e com frequência desconhecido e/ou desprezado pelos projetistas, é que as estacas mega de concreto penetram no solo por sua própria expulsão, como as estacas pré-moldadas. Este aspecto provoca altíssimas pressões neutras abaixo da ponta da estaca, permitindo um relaxamento posterior da carga de cravação.

Com frequência, ao recravarmos uma estaca mega após alguns anos, encontraremos uma carga de ruptura inferior à anotada na sua execução. Também é constante, uma estaca mega de concreto cravada ao lado de uma estaca pré-moldada (ou outras) ficar com um comprimento menor do que a outra, prejudicando seu comportamento quando analisado sob o efeito do grupo. A decisiva vantagem da estaca mega de concreto é o seu custo. O custo de um reforço

de fundação com esta estaca é da ordem da metade do custo de um reforço de fundações com mega metálica ou mega metálica injetada, melhores e mais sofisticadas.

Estacas MM (Mega Metálica)

O corpo de uma estaca MM é constituído de tubos metálicos; espessura de parede compatível com sua carga estrutural; segmentos de 75 cm cada, interligados com roscas e luvas feitas em tornos mecânicos de alta precisão. Na prática, relevando a fabricação e estocagem, encontram-se no mercado para uso imediato dois tipos de MM: as de 4,5’’ para carga de cravação de até 45 t e as de 6,5’’ para carga de cravação de até 75 t.

Após a cravação, antes do cunhamento, estas estacas são preenchidas com concreto armado com fibras, aumentando substancialmente o coeficiente de segurança estrutural desse reforço de fundação. Como todas as estacas mega, ela é cunhada e tem sua cabeça concretada preenchendo os vazios existentes entre cunha e blocos. Ao contrário das estacas mega de concreto e de forma similar às estacas metálicas com trilhos ou perfis, a MM penetra no solo por cisalhamento. Algumas de suas características são:

Penetram bem mais fundo que uma estaca mega de concreto ou uma pré-moldada de concreto antiga e adjacente, colocando-se em novo horizonte de apoio e permitindo somar a carga das fundações antigas com a carga da MM, algo que não ocorre nas estacas mega de concreto;

Com frequência uma MM penetra 30% mais do que uma pré-moldada de concreto adjacente; Apresentam ganho na capacidade de carga com o tempo. O oposto ao relaxamento citado nas estacas mega de concreto. As pouquíssimas medições feitas nas MM após anos indicam uma capacidade também da ordem de 20% na carga de ruptura;

O gráfico de cravação, metro a metro, desde seu início é uma excelente sondagem, caracterizando com precisão o tipo de subsolo em cada estaca, permitindo corrigir e ajustar o projeto original.

Estacas MMI (Mega Metálica Injetada)

Caracterizam-se por limpar a terra embuchada no interior dos tubos metálicos das estacas MM e posteriormente injetar nata de cimento com pressão de até 30 kg/cm², formando um novo bulbo na ponta da estaca e aumentando a adesão entre a estaca e o solo no fuste. Para a limpeza do solo que entrou no interior da MM utiliza-se lavagem d’água em circuito fechado e/ ou equipamentos específicos desenvolvidos para este uso.

Inúmeros testes e medições feitos neste tipo de estaca MMI indicam um ganho de carga de trabalho da ordem de 50% comparada às MM tradicionais. Em alguns casos este ganho foi até maior. É importante lembrar que não há ganho de carga de cravação somente para trabalho e ruptura. Além desta grande vantagem podemos citar outras:

• Em casos em que a reação é limitada, a carga de cravação também fica, e é impossível garantir o coeficiente de segurança de 1,5 para a carga de trabalho. Exemplificando: num pilar com 30 t, ao cravarmos uma MM e a carga de cravação atingir estes 30 t, a estrutura começa a levantar e não é possível compatibilizar carga de cravação com carga de trabalho. Para este problema, temos na prática duas soluções: cravar duas estacas MM com 30 t cada ou cravar uma MMI com 30 t, limpá-la e injetar nata de cimento para que a carga de ruptura passe para ≈ 45 t e garanta a carga de trabalho de 30 t. Além do custo de uma estaca MMI ser menor que duas MM, existem os custos do bloco estrutural, reação excêntrica etc.;

• As MMI podem ser aprofundadas ainda mais, mesmo após atingir a carga de cravação. Se o miolo de terra no meio das MM ultrapassando sua ponta for limpo, é possível

recravar esta estaca atingindo horizontes mais profundos. Num dos casos de obras citados adiante (Santa Cecília), as MMI de 4,5’’ obrigatoriamente tinham que atingir um comprimento de 10 m, porém com ≈ 8 metros atingia a carga de cravação limite de 45 t. As limpezas possibilitaram aprofundá-las e posteriores injeções garantiram a carga de trabalho de 40 t/estaca ou pilar;

• Outra vantagem é a possibilidade de se obter estacas com carga de ruptura e/ou de trabalho muito altas. Em alguns casos (Abismo XI – Oliveira, 2014) medições com strain gage e células de medição computadorizadas, as estacas MMI ultrapassaram a carga de 120 t, tendo sido cravadas com 80 t e cunhadas com 55 t cada;

• Em obras emergenciais, com riscos inaceitáveis, as MMI configuram-se como não somente a melhor, mas a única solução;

• Similar à estaca ômega e outras, a MMI tem patente requerida. No Brasil, cinco empresas estão aptas a utilizá-las.

1º Caso de obra

Trata-se de um edifício de alto padrão em construção no bairro de Santa Cecília em São Paulo. No terreno existem duas casas do século XIX, tombadas pelo Patrimônio Histórico. No projeto de arquitetura constam dois subsolos para garagens e acesso, abaixo das casas. Como solução, um projeto de engenharia de reforço de fundação foi feito abrangendo a cravação de mais de 80 MMI de 4,5’’, com dupla finalidade.

A primeira: reforçar as fundações das casas antigas prevenindo qualquer deformação prejudicial e a segunda: utilizar as MMI como pilares provisórios das estruturas das lajes dos subsolos durante as escavações. Ao término das fundações (tubulões) e estruturas definitivas (poucos pilares), os segmentos expostos das MMI foram retirados. As MMI só atingiram seu comprimento mínimo com uso de limpeza interna das estacas.

2º Caso de obra

Trata-se de edifício residencial com 15 andares e área projetada de 450 m². A fundação foi feita com tubulões a céu aberto, tendo profundidade média de apoio de 10 ml e taxa de trabalho (σs) de 3,5 kgf/cm². Próximo ao término da obra, nos serviços de acabamento, verificou-se desaprumos. Medições topográficas indicaram recalques diferenciais da ordem de 10 mm/mês.

Agravando o problema, houve uma questão comercial: o empreendimento estava em fase de lançamento. Como solução foi feito um projeto de reforço de fundação de 50% dos pilares (≈ 18). A primeira etapa nos nove pilares mais críticos. Por uma questão comercial e obtenção de informações, decidiu-se pelo reforço imediato de somente quatro pilares com a cravação de oito estacas MMI de 6,5’’ para carga de trabalho de 60 t/estaca. Para ultrapassar as bases dos tubulões as estacas foram cravadas com inclinação de 1:10.

Para atingir novos horizontes de apoio, e bulbos de pressão independentes, as estacas foram cravadas com 22 m. Também para evitar novos e grandes blocos de transição foi feito um projeto estrutural de reforço do bloco antigo com aparelho de reação.

Os resultados foram surpreendentes como se verifica no controle topográfico. Células de carga indicaram as cargas reais da MMI que ultrapassaram 120 t/estaca. O comportamento estrutural e global do edifício e das fundações foi contrário ao previsto e possivelmente também às teorias clássicas de Mecânica dos Solos e Estruturas. Após sete anos, o edifício

apresenta-se totalmente normal.

3º Caso de obra

Trata-se de um edifício com 15 m de altura, largura de 6m, mais balanço de 1 m somente de um

Caso de obra no bairro Santa Cecília (SP)

Abismo XI

Abismo IV

lado na cidade de Cubatão (SP). Sua fundação original era constituída de sapata corrida com largura de 1,80 ml. O subsolo com pequena camada de aterro e abaixo argila marinha siltosa muito mole até 9 m. Continuando, há incidência de uma camada de areia fina, fofa a pouco compacta, com espessura de 3 a 4 m e nova camada de argila marinha até 22 m, impenetrável.

Este edifício teve seu término de construção em 1997 e, como esperado, mesmo durante as obras, começou a apresentar recalques diferenciais, causados principalmente pelo desequilíbrio da carga do balanço. O maior desaprumo chegou a 3,2% em 2002 quando se iniciou os serviços de reforço de fundação com estacas MCI (Mega de Concreto Injetada). O reforço de fundação foi feito somente de um lado do edifício (maiores recalques) e por cima das sapatas, através de aberturas feitas com coroas diamantadas, evitando o grave e provável problema que seria a escavação abaixo da sapata, dentro d’água e próxima uma das outras.

Também não usual (porém barato) as estacas MCI pararam com baixa carga de cravação penetrando somente 80 cm dentro da camada de areia, quando foram executadas as injeções de nata de cimento, MCI aumentando a carga na ponta e no atrito, e consequentemente a carga admissível e de ruptura.

Apesar de fugir ao tema presente, nesta obra foi feito um bem sucedido trabalho de renivelamento utilizando-se “Well-Points” e rebaixamento do lençol freático na região a montante, algo inédito em obra similar. Em 2004 os desaprumos haviam retornado a 1,8% e o edifício pôde ser novamente utilizado.

4º Caso de obra

Este foi um caso emergencial e perigoso referente a um edifício com 15 andares, vizinho a uma obra com cinco subsolos para garagens e serviços, no bairro do Sumaré em São Paulo. Nesta obra, projetou-se e executou-se uma parede diafragma com 50 cm de espessura, profundidade de 25 m e inúmeros tirantes ativos de 60 t cada. O edifício anexo (15 andares) construído na década de 1970 tinha fundações com tubulões a céu aberto e profundidade de apoio de aproximadamente 5 m. Os problemas surgiram com as escavações terminadas de forma abrupta. Aparentemente alguns tirantes se romperam provocando rápidas deformações. Realmente foi um caso grave e raro, pois os recalques diferenciais apresentavam aceleração positiva, ou seja, o edifício provavelmente entraria em colapso total caso não fosse tomada alguma medida cautelar. Os diversos responsáveis optaram, de forma emergencial, por um projeto de execução de reforço de fundação com estacas MM de 6’’, carga de cravação de 90 t, iniciadas na lateral do edifício antigo.

Abismo IV

Enquanto estava em andamento a desocupação do edifício, a empresa contratada foi chamada às 12h de uma quarta-feira. Às 23h do mesmo dia já haviam sido cravadas quatro MM de 60 t, admissível e na quinta-feira outras seis MM, quando a topografia indicou o início de uma estabilização e foi possível suspender a interdição. Posteriormente, por segurança, as MM se transformaram em MMI. Efetuou-se o reforço de fundação das paredes diafragma com uso de consolos estruturais, pois eles estavam recalcados.

Os responsáveis solicitaram sigilo, razão pela qual não é possível apresentar fotos e gráficos, porém foi uma obra muito divulgada informalmente nos meios geotécnicos de São Paulo, visto que comprovou a utilidade e a necessidade de MMI para obras similares. É importante ressaltar que qualquer solução que envolvesse concretagem ou injeção necessitaria de dias para a cura, inviabilizando a obra.

5º Caso de obra

Caixa d’água e silos: as estatísticas de patologias em suas fundações são muitas vezes maiores do que em outras estruturas.

Como motivos básicos as cargas são mais reais e um recalque diferencial é realimentado e aumentado pela excentricidade das cargas. Quando as fundações antigas são do tipo diretas, recomenda-se a execução do reforço por cima. Quase sempre é necessária a execução de renivelamento, especialmente por questões arquitetônicas.

Referências bibliográficas

ABNT – NBR 6.122:2010 – Projeto e Execução de Fundações. Berberian, D. – Engenharia de Fundação – Vol I – Brasília, 1999.

Gotlieb, M. – Fundações: teoria e prática – ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica) / ABEF, 1999.

Milititsky, J. et ali. – Anais – Patologia em Fundações, 1989. Tscheboterioff, G. P. –Fundações, Arrimos – McGraw-Hill, 1978.

Oliveira, Armando et ali. – SEFE’s IV a VIII – Abismos I e XI.

Armando de Oliveira é engenheiro civil pela Universidade

Presbiteriana Mackenzie, 1969. Foi pioneiro no Brasil no projeto e execução de estaca hélice contínua junto com a empresa Raiz Engenharia (1986), assim como no uso de estaca mega metálica com tubos especiais rosqueados e em projetos e execução de solo-grampeado (1984). É autor do método de cálculo para sologrampeado (SEFE – Seminário de Engenharia de Fundações Especiais e Geotecnia VII) e do livro “Reforço de Fundação”, publicação da empresa Reforça Engenharia, da qual foi fundador em 1980 e atualmente é sócio-diretor.

FOZ DO IGUAÇU | NOVEMBRO DE 1994 CONGRESSO BRASILEIRO DE MECÂNICA DE SOLOS AUTOR: ARMANDO DE OLIVEIRA

Sonhos - Crônica Geotécnica

Mais uma vez sinto-me um estranho no ninho.

Ninho chic diga-se de passagem. O Bourbon é coisa fina. Oito e meia da manhã, segunda. Vai iniciar o Congresso. Ante-sala começando a encher, sinal que já, como sempre, estamos atrasados. Cadê os conhecidos? Ali está o Cacalo do Metrô/SP com seu sorriso alegre, campeão infantil de tênis de mesa do bairro; o Cardieri da Cesp, colega de ginásio, que tinha uma irmã bonita, um quadro de Marx de 2 x 3 na sala de dança e cujo pai foi chefe da minha cunhada; o Arturzinho, das fibras de vidro, com seus 110 kg, vizinho, cujo “hobby” é lavar o carro, o que me deixa envergonhado, pois o meu está sempre sujo e enlameado. A sala está enchendo. As “estrelas” presentes, lá está o Golombeck, o Ortigão, o Sussumo, o Decourt, o Hachich, o Mauri, o Aoki, o Saes, aquele gaúcho cujo nome esqueço sempre e por aí vai. Onde está o meu tio, Newton Ferraz, que participou de todos os congressos? Deixa ver se estou bem arrumado. Deveria ter colocado uma calça mais discreta e um sapato limpo. Sapato limpo? É um velho problema. Engenheiro de obras, que é o meu caso, tem sapato para ir a obras e sapato social, que acaba também usando em obras. Assim para nós não existe sapatos limpos. Vamos lá. Palestra especial. Elogios de tudo que é lado. Como esse pessoal da mesa se gosta! Sento-me na plateia ao lado do Ruzzante, velho amigo. Problemas: não estou escutando bem e nem entendendo nada do inglês do conferencista. Quem é ele? Nasceu na Rússia, mora na Itália e aprendeu inglês nas Arábias! Ô meu, vira a transparência, o tubulão está com a base pra cima!

_Ô Ferdinando, você está entendendo o homem?

_Não, mas estou gostando (?) Se ele fizesse a conferência em italiano, língua que usa para dar aulas, eu entenderia tudo.

_Belo, daí você ia traduzindo para mim. Será que fica chato levantar? Fica. Todo mundo vai reparar. Será que o resto do pessoal está entendendo? Não. Aquele ali está cortando a unha, aquele outro, cochicha no ouvido da vizinha, cochicha muito perto, acho que ele está é namorando! Por que ninguém levanta? Nem eu?! A coisa está incomodando. Inglês arábico! Por quê? Não bastava os eternos problemas com os gráficos e fórmulas em Português. Sempre foi difícil entender aqueles gráficos. Parecem pintura abstrata como letras gregas, α, β, γ, λ, ops, este é o lambda, que sempre me lembra minha setter irlandesa.

Bom, não posso reclamar. Eu sabia o que me esperava. Como já disse, engenheiro de obras é um estranho num congresso como esse. São 40 % professores universitários, 30 % das estatais, 30% consultores e 5% que como eu executam obras. Como? Deu 105 %? Não tem problema, arredonda-se, mesmo porque diferenças inferiores a 10% para nós não vale, salvo em faturas.

Bom a dificuldade linguística tem suas vantagens. Não preciso me dar ao trabalho de

tentar entender a teoria e fórmulas que o homem tá lá mostrando. Lembro-me do meu bisavô português que indagado pelo ascensorista:

_ “Qual o andar?”

_ “Qualquer um serve, estou no prédio errado!”

Acabou, palmas... Todo mundo, incluindo o degas aqui, com cara que entendeu tudo.

_ Bom , não?

_ Legal.

_Valeu.

Levantam-se as cortinas para o ato no. 2 da peça .

_ Como, de novo em inglês? Bom este aí pelo menos dá pra entender Será que o Congresso inteiro vai ser em inglês?

Campos de prova para fundações: 5 campos nos States. Aqui, nós temos o da Abef, o de São Carlos, o Coppi, sei lá quantos. É uma pena que todo este trabalho não seja transposto para as obras. Não dá. Uma fundação feita para ser testada num campo desse não tem muito a ver com uma fundação feita para um edifício. São feitas com cuidado, esmero e com o intuito primordial de ser testada e servir como propaganda do produto. É como aquele galã de cinema, lindo, pelos quais as mulheres suspiram que quando você conhece pessoalmente vê que é feio, mal educado e gay!!!

Na obra, você tem um cronograma mais apertado que cueca, falta de grana, encarregado pedindo aumento porque a filha está doente... Para, Armando! Para com isso. Volta. Calma. Estes problemas estão a 700 km, aproveita e relaxa.

Bom, o próximo é o Decourt, nosso velho conhecido e autor da coisa mais brilhante que já vi, que é aquela fórmula que sempre uso. É a que melhor funciona para estacas à reação. Redundância, pois é a única que uso! Dá pra guardar na cabeça e calcular com aquelas maquininhas que só tem 4 operações e que custam R$ 3,00 cada. É bem mais simples do que pegar seu lap-top e calcular pelo Aoki que só vale para C.P.T.! O que me recorda as memoráveis discussões técnicas sobre os diversos tipos de fórmulas, qual a melhor, com o Aoki, o Urbano, o Godoy, o Decourt, quem mais? O que me divertia era que na época todas as fórmulas se baseavam no C.P.T.- “Deep!. O negócio é que no outro Brasil (não este aqui do Bourbon) 60% (ou mais) das fundações são feitas sem sondagem nenhuma. Tenho um amigo, um arquiteto famoso, que constrói 2 mansões por ano no Morumbi, obras que custam U$ 1 milhão cada e que faz questão absoluta de não fazer sondagens. E não existem argumentos que o faça mudar de ideia. É Strauss sempre, sem sondagens. Vai para a periferia da cidade, pra uma “semi” favela e fala em sondagem, que o pessoal te olha com espanto ou pena, te coloca de volta no disco voador e diz tchau!.

Ao C.P.T. cabia 0,5% (ops! Deu 100,5%, tô melhorando) ou muito, mas muito menos das sondagens feitas no outro Brasil..

Também ficava surpreso ao ver o Decourt defender sua tese com argumentos técnicos, tipo vale para argila mas não vale para siltes, vale para estacas pré moldadas mas não vale para estacas moldadas “in loco”. Que bobagem! Ou o pessoal usa ou não usa, não precisa explicar. Tudo bem, tá na mesa com “tout le monde”, tem que falar alguma coisa, diga: “A minha fórmula é simples !” Depois do “adversário” apresentar mil gráficos e fórmulas, ele retrucaria: “A minha fórmula continua simples”. Se funciona bem ou mal é irrelevante. Vamos continuar a usá-la pois é a única acessível e torcer para que funcione “mais bem” que mal!

Vamos deixar de filosofar e escutar o dito cujo Luciano! O que ele disse? Que os erros de cálculos podem ser superiores a 300%. Isto soa como música pra nós. Não somente pelo Português belo e sonoro mas porque finalmente alguém está falando a verdade sobre a realidade que conhecemos. Que é que o Presidente da mesa falou? Para os jovens (não é comigo!) não estranharem que isto é uma sessão técnica séria e não bruxaria. Acorda Velloso, não confunda bruxaria com ignorância! Lamentavelmente o primeiro passo para se aprender algo sempre foi e será reconhecer nossa ignorância. Algum tempo atrás conversava com o Prof. Vasconcelos, num batizado de criança, quando ninguém tem pressa pra nada, quando os assuntos foram virando até chegar nos calculistas que colocam décimos de toneladas nas cargas de fundações. Poderiam colocar centésimos depois da vírgula. E o Vasconcelos: “É um absurdo! A carga real medida com células de carga dão variações de 60% da carga calculada; a variação pode chegar a centenas de toneladas. É ignorância! Serviu de consolo para nós, geotécnicos. È a velha filosofia corintiana: já que meu time não tá ganhando, vamos ver de quanto o seu está perdendo!

Minha experiência pessoal com obras cujos pilares sumiram (real e fisicamente) é relativamente grande. Sempre foi divertido pensar: “e a carga do pilar, pra onde foi? Melhor, como foi?” Dezenas de pilares desaparecidos!

O Vasconcelos citou em “off” um caso de prédio com 18 andares, estruturalmente pronto, cujo subsolo ficou para “posteriori”. Ao desformarem notaram uma grave falha de concretagem (ausência!) devido a lama. Chamaram o Vasconcelos e no dia seguinte o pilar “afundou “ uns 25 cm. A chamada agora foi de emergência. Queriam saber como reforçar aquele pilar (pilar?!). Que bobagem, aquelas 400 ton (ou seriam 400,51) já eram. Estavam nos pilares vizinhos que, estes sim, teriam que ser reforçados, inclusive as fundações. O mais grave desta história é ela não ser publicada, estudada, escrita, etc. pois é com casos como este que aprendemos. É a nossa cultura ou melhor, nossa falta de cultura.

Deixa esta mesa, vamos olhar a plateia de novo e ver se encontramos mais conhecidos. Lá está o nosso velho professor- filósofo - poeta, mais .magro e bem conservado. Lembro quando me solicitou o reforço da casa de uma amiga no Jardim Europa. Senhora de beleza madura, que me servia chá em porcelana inglesa na varanda, pois como sempre, meus sapatos estavam sujos. Nada cobramos, como era praxe na época. Ingrato ou com ciúmes nunca me mandou uma obra! Teve uma participação estranha e grande na minha vida, pois indiretamente me empurrou para a vela. Era um sábado de manhã, cheio de sol. Poli. A matéria, “ Equilíbrio plástico dos solos”. Mais ou menos uns quinze alunos. Um quadro negro de 20 m² que ia se enchendo de números, equações, diferenciais e integrais. Nós, os alunos, não entendendo bulhufas. Exceto um barbudo, parente do Sheik da Arábia Saudita, que fazia de conta que entendia, com perguntas e observações. Virando-me para o Iramir:

“Nosso colega está querendo nos enrolar ou ao professor, fingindo que entende”. E o Iramir: “É, é impossível entender. É gozação ou ele será o futuro catedrático.” Após vinte anos, vi que não era gozação . Três horas depois, às 11:30 h., desastre, a conclusão não concluía! Conferência entre o barbudo e o mestre de 15 minutos. Comunicado : “Errei em algum lugar e refaremos tudo no próximo sábado.” Sete dias depois, levanto cedo, café, beijo na mulher e filho, lá vou eu pra Cidade Universitária. Marginal e pimba! Um lampejo de liberdade: “Vou cornear o mundo!” Não paro, continuo para a Guarapiranga. 8:30 h, estou colocando n’agua meu F.D., pequeno veleiro de madeira envernizada, belo como um Van Gogh; 10:30 h, uma leve brisa me leva de um lado para outro da represa e penso com remorso naqueles patetas dentro de uma sala de aula. Deixando a água correr pela mão, fora da amura de barlavento, concluo que tenho que fazer uma opção. Assim, graças ao querido professor e àquela fórmula

inacabada até hoje, tornei-me um velejador. Houve muitos momentos de vida, no meio de tempestades, longe da costa, com tudo preto fora e dentro da gente, quando se chama a mãe ou se pergunta o que estou fazendo aqui, quando pensava: deveria ter assistido aquela aula!

Levo um cutucão no lado esquerdo:

_ “Armando, você está roncando alto! É hora do café.”

É o Ruzzante.

Como estou aprendendo hoje! Descobri pra que serve o “coffee-break” (eta, inglês) É pra gente não dormir! Já imaginaram uma foto daqueles doutores roncando nas sessões? Descolava uma grana mandando pros respectivos alunos. R$ 10,00 por foto de sono normal; R$ 100,00 se estiver mascando a lapiseira e R$500,00, se for titular da cadeira.

Lá vamos para os primeiros debates. Como admiro esse homens. São professores, consultores, participam de reuniões de classe, são executivos, chefes de família, ainda encontram tempo, dias e dias, para estudar pormenorizadamente cada trabalho, se preparando para os debates.

Ops! Lá vem minha mente ruim. E se não houver tanto tempo assim? Que a fórmula de Lavoisier, Hansen-Ieyen, usada pelo autor está ultrapassada segundo a fórmula do Prof. Kiriac, publicada no Congresso Albanense de 1993? Ih! Aquela transparência está com cara de ter sido feita na capa da pasta executiva durante o voo de vinda para cá. E como mexia o avião! Como é, no meio de um monte de elogios está dizendo que o outro está errado! Lá vem a réplica, sem elogios! O doutor acha “que depois de nossos estudos cometeria um erro desses? Estive na Albânia, naquele Congresso e a fórmula de Kiriac só se aplica a solos neutros e/ou saturados. O que não é o nosso caso. O Senhor é que está errado!”

Confusão na minha cabeça. Se os dois são professores-doutores e estiveram em vários congressos não podem estar errados. Logo não podem divergir completamente. Impasse total. Quem será o culpado? Quem? Repita alto. Ah, o “Dr.Solo”. Ser anárquico que não se submete a teorias e vontades, que se esconde atrás da Geologia e do Tempo, que junto com seu irmão mais velho, o Prof. Mar, nos torna pequenos! Vamos dar um tempo e ver o que está escrito nos Anais, Livro 1. Cutucão no meu lado direito:

“_O senhor poderia me emprestar o Livro 1?”

Que arrogância do vizinho. Por que ele não pega o dele? Vou ironizar o meu desagravo:

“_O Livro 1 do senhor é diferente?”

“_Não, é que durante o “coffee-break”, roubaram minha pasta, com agenda e tudo.”

Que vergonha a minha! Por essas e outras é que não se deve ironizar. Vou aplacar minha consciência:

“_Aqui está, fique com ele de presente.”

O vizinho agradeceu mas recusou:

“_ Não, obrigado; já me informaram que o porteiro do hotel está vendendo os anais pela metade do preço, sem nota. No Paraguai está por 35% em dólar.”

Silêncio. Algo está me incomodando. Será que é pulga? Não, o incomodo está na velha e ruim cabeça. Pausa. Ioga, respiração lenta, a verdade está brotando. Descobri. É a incoerência que me incomoda. Num congresso de 1º mundo, com todas as sessões em inglês, não podem ser roubadas pastas!

Engenheiros de obra não fazem críticas sem soluções. O negócio de roubos e principalmente de venda de roubos, não, não é isso. Limpa: clx. O problema é nós comprarmos o produto roubado de nós mesmos! Achei! Bom, isto fica para quando revogarem a nossa grande “Lei de Gerson”. Já o inglês, é fácil: Sussumo pra Brasília 98; fica desde já instituído que todos os trabalhos deverão ser apresentados em francês , “oui ? Solutione est”.

Olha aquele ali, falando com celular no meio da sessão. Não é paulista. Se fosse em São Paulo, o Maluf prendia ocê, cara. E que presunção, fala alto!

“_Ô vizinho, conhece aquele do celular?”

“_É o Francis.”

É um gozador esse vizinho. Quer me colocar em fria. O único Francis que conheci era dos filmes americanos da década de 50 e se caracterizava por falar demais e de forma diferente. Eu, hein! Pera aí , esse vizinho tá de gravata e tem cara de doutor. Doutores geralmente não são gozadores. Vamos conferir:

“_Bom Congresso, não? E o senhor, é de onde?”

“_Sou professor - doutor da Universidade de Fernando de Noronha . Nosso campus tem 18 doutores, 51 mestres, 155 alunos de pós graduação em Geotecnia..

Conseguiu me impressionar. Sei que em Berkeley existem 3 doutores de Geotecnia, Harvard, 5; Princeton, 5; Reino Unido, 6 e Fernando de Noronha, 18. E dizem que não somos 1º mundo! Como? O que é que ele está falando?

“_ No sul, temos 150 doutores; São Paulo, 63; Brasília, 40; Brasil, mais de 200!!” Que o seu trabalho versa sobre as consequências de terremoto escala Richter 9,5 na interação solo/ estrutura com fundação profunda em argila mole normalmente sub-adensada. Pausa, para colocar meu queixo no lugar e me aprumar. Luz. A 1ª impressão era real, ele é um gozador.

_Ô vizinho, pra que calcular uma fundação nessas condições que, se acontecer, não haverá sobreviventes?

_ Armando (como ele descobriu meu nome?), sempre haverá sobreviventes. De acordo com a teoria de Malthus hoje somos dezoito, amanhã, 36, depois 72, etc.. Quando houver o terremoto a probabilidade de haver entre os sobreviventes um doutor em Geotecnia é muito grande e aí, ele poderia estudar meu trabalho. E somente o meu trabalho !!

É impressão minha ou ele está me olhando de cima para baixo. São os meus velhos complexos com os professores doutores. Foi declarada a guerra.

_ Também desenvolvi um trabalho sobre execução de estacas Mega em São Paulo. Como? Não sabe o que quer dizer Mega? (Acho que dei bola fora.) Mas como?! Existem dezenas de equipamentos para Mega somente em São Paulo. Pensando bem, ele tem razão. Não foi feito nenhum trabalho sobre Mega nos últimos cinco congressos. Logo, se não houve trabalho em congresso, ele não pode saber o que é estacas cravadas à reação.

Vamos fazer mais uma tentativa para impressioná-lo :

_ Na década de 60 fiz muitas fundações com estacas moldadas “in loco” com diversos bulbos alargados. Era brilhante. O fuste tinha 25 cm mas o efeito de interação dos bulbos (gostei da expressão, ela não existia na época) resultava num atrito lateral equivalente a Ø 65 cm. Estacas com 7 a 8 metros, com 3 bulbos, sem armação, em Campinas (SP), suportavam de 30 a 40 ton com recalques de 1,5 cm, medidas em diversas provas de cargas por nós feitas. Eram executadas com equipamentos manuais, “no feijão”.

Consegui! O vizinho diminuiu de tamanho, tá pequenininho. Ganhei!

_ Armando, se era tão boa e barata por que sumiu do mercado?

Ficamos do mesmo tamanho .

_ Ô Vizinho, sumiu porque nos faltou marketing e principalmente porque não interessa à nossa sociedade, fundações baratas. Foi pelo mesmo motivo que os tubulões a céu aberto estão sendo substituídos por estacas de lama e micro estacas. Tubulões feitos pelos “gatos” são baratos.

_O que é “ gato”?

_Sub-empreiteiro pequeno. Enquanto somente firmas médias e grandes executam lama, micro estaca ou qualquer fundação que necessite equipamentos sofisticados, qualquer um pode fazer tubulão. O tipo de relacionamento entre projetista e um gato é o oposto do relacionamento entre o mesmo projetista e uma grande empreiteira. Terreno difícil este; é a tal de pressão neutra maior que a pressão total, sempre citada em aula e nunca compreendida. Ou como falava meu bisavô “quando andares sobre ovos, não use tamancos”. Não entendeu? (essa conversa está me irritando) Ô Vizinho, tu és mesmo burro! ISTO É BRASIL!! Não, não se ofenda, retiro o burro. Desculpe-me. Volte aqui.

Não deu, estraguei tudo. Ele levantou com cara de ofendido e foi sentar ao lado daquela morena bonita e do Arsênio... Puts! Como ela é bonita! Lembra muito a Gi, minha afilhada, mas não pode ser ela; a Gi era calculista e mora na Itália, não poderia estar aqui nas três fronteiras.

Que conversa estranha. Os pensamentos vão correndo rio abaixo até chegarem numa conferência que o Prof. Victor Mello fez no início da década de 80: “Abismo entre teoria e a prática de fundações”. Sai da conferência leve como uma pluma, cheio de amor e esperança. Que maravilha! Vinte e cinco soluções de reforço de fundações para a Torre de Pisa. Slides de cada uma. Nenhuma igual a outra. Todas diferentes. Minha área de atuação profissional em seu mais alto nível!

No café, cada um havia gostado de um tipo de solução diferente. Não havia também aqui entre nós espectadores, concordância. Eu gostei do semi anel, cheio de barras de chumbo a montante da Torre. Que simplicidade! Pobre Professor. A ideia básica do título, traduzia uma grande filosofia. E ELE ESTAVA PROFUNDAMENTE ERRADO. Passadas quase duas décadas, não existe um abismo, existe um oceano ou um espaço inter galáctico entre os teóricos e os práticos geotécnicos. Os teóricos escrevem em inglês, no sol, iluminados entre si. Enquanto que nós, práticos, estamos no mundo de Hades (Plutão), com frio, com pretensão de chegar a Terra, nossa origem e destino.

Cutucão no lado esquerdo:

_ Armando, acorde. Você está roncando de novo.

_ Ferdinando, pra onde foi o vizinho do lado?

_ Não havia ninguém sentado ao seu lado. Só eu pra aguentar o seu ronco.

Acho que é aquele remédio para pressão que me receitaram. Deve ter LSD dentro. Voltemos à Terra e à Conferência. Como é, de novo?! Não!! O autor escreveu que não faz prova de carga por uma questão do seu alto custo e todos os debatedores concordaram!!! Em todo congresso escrevem essa mesma bobagem. Não sabem quanto custa em valor relativo e até em valor absoluto. Mas sempre concluem ser caro. Concluem, escrevem e todos acreditam. É do interesse de todos acreditar. Nós, os práticos, obreiros, que informamos o custo de cada

serviço também não temos como saber o custo relativo, mas poderíamos ser consultados sobre o custo específico. Uma prova de carga para 100 ton custa entre U$ 3.000 e U$ 6.000. É só querer. Como custo relativo pode ser insignificante. A verdade é que não interessa a ninguém a execução de uma prova de carga, nem ao prefeito, nem ao cliente, nem ao projetista, nem a nós.

Atenção! O Presidente da mesa, Prof. Alencar Velloso, está afirmando que nas fundações da Linha Vermelha no Rio de Janeiro, apesar de seus insistentes pedidos, não foram feitas as provas de carga.

Ô turma, se um homem com o nome e o poder do Velloso não consegue uma prova de carga numa obra de U$ 250 milhões é por tudo, menos por grana! Olha, tá certo. É honesto. Por essa acredito que o Brizola é honesto. Desonesto seria como muitas vezes foi feito: concordam com o pedido, descobrem qual o resultado que o Prof. Velloso prevê e executam a prova para aquele resultado. Ficam todos satisfeitos. Um pequeno problema surge quando um acadêmico novo, resolve desenvolver seu trabalho baseado nesses ensaios. Coisas da vida, às quais apesar de já ter visto, ainda não me acostumo. Triste vingança dos poucos obreiros “mau-caráter” dos quais a maioria discorda, mas se omitem. Havia um, ruim como uma peste, que tinha uma coleção de mostradores de manômetro. Ele pré testava os tirantes na madrugada, sabia a pretensão (não protenção) do Projetista e adaptava o mostrador, pequeno papel circular e graduado, incólume atrás de seu vidro, para o número que lhe interessava. Divertia-se e orgulhava-se de nunca ter tido uma obra de ruptura ou algo semelhante. Em “off” também dizia que a sua realidade costumava ser 100% diferente da do projetista e que uma única vez o projetista tinha acertado, mas como tinha tomado todas, não valia. Ele era tão bonzinho que na crise de 92 mandou todos os seus funcionários ficarem em casa com recebimento integral. Daí mandou publicar a dispensa por justa causa de todos eles por ausência ao trabalho. Os funcionários só descobriram isso nas audiências de conciliação. Era doido, doido. Pra escapar de uma “peixeira” na barriga, foi trabalhar no Iraque com a Mendes. Ficou lá e é assessor de Hussein até hoje!.

Voltando às provas de carga, pessoalmente, das inúmeras que fiz, houve três marcantes. Gozado esse pessoal que diz ter feito 10.000 ou 20.000 obras. Obras só contam realmente aquelas que marcam, que fazem-nos suar e pensar e essas são muito poucas. No máximo 2 dígitos.

A primeira foi em Cubatão, 1970, Petrobrás. Era responsável pela Geotecnia num grupo de projetos. Uma das obras eram as fundações para tanques GLP; estacas Franki modificadas para Strauss de 55 ton (projeto externo). Como já tinha alguma experiência na área, montei uma belíssima prova de carga. Chapas de aço com 6 metros, guindastes, fogueiras, macacos aferidos, deflectometros, tudo.

Ao chegar às 90 ton houve uma enchente que cobriu a cidade, meu carro, o restaurante, prova de carga, o mundo! Lembro-me do Joel Hermelinger de Araújo amarrando seu fusca num poste, com a água na cintura e uma cobra com no mínimo 2 metros passar por baixo do seu braço.

Daí houve ruptura da fogueira com a queda das chapas e inviabilizando a continuidade da prova. Começou a confusão: a estaca está boa?

_ Tá, mas tem que ter prova. A prova não terminou e vai por aí. No 2 º dia de discussão, quando pressionados por superiores e pelo cronograma estávamos a aceitar as fundações, o destino interferiu. Meu carro quebrou e peguei uma carona com o Coronel, amigo da família. Comentou-se o assunto e coloquei a minha posição pessoal, que não custava nada fazer

outra prova. Como eu era inocente!

Era 1970, era Petrobrás, o Coronel era CORONEL, diretor da Petrobrás, telefonema para o QG, Brasília, Rio de Janeiro e lá vamos nós fazer outra prova, passando inadvertidamente sobre toda a estrutura da firma e da obra em Cubatão. Naquela época as provas demoravam dias. Pela NB-20 tínhamos que esperar a estabilização de cada estágio em tempos dobrados.

Gostava de fazer os turnos da noite, deitado em cima das chapas, olhando as estrelas, ouvindo música e o silêncio da obra à noite. Estava no 1º carregamento quando recebo a visita do dono da empreiteira das fundações. Simpático como poucos. E lá se passaram horas, fumando, jogando conversa fora. Divertido. Uma hora da manhã, 2º carregamento e estranhas deformações. Duas horas da manhã, toca um sino na cabeça: o que você está escutando? Que o simpático aí está dizendo que se os resultados forem inaceitáveis por norma terá um prejuízo de centenas de milhares de dólares!

Se eu conheceria uma forma de não ter prejuízos. Será que ele está me testando? Querendo saber meu preço? Que ele tem certeza que independente das estacas não haverá problemas pois os tanques são esféricos, metálicos e absorvem grandes deformações. Que eu acho de dirigir um Alpha conversível e não um Fusca? Aonde essa loucura vai parar? Será que o Evaristo conhecia este lado da história?

Mas coitado do Simpático, o destino realmente não estava do seu lado.

Na época eu era um jovem engenheiro, minha família era rica; era idealista, bonito e religioso. Continuo engenheiro e religioso. Não podia dar outra. A porcaria da estaca rompeu com 27 ton. Pra não haver dúvidas, porque o simpático referia-se as provas como “minúsculas deformações de mm para cargas muitas vezes superiores às reais”, cravei a estaca uns 50 cm.

Bom, o circo pegou fogo. Só aquela estava ruim, o resto tava bom. A 1ª agüentou 90 ton; a 2ª, 27; pode ter média, etc... Dia seguinte lá vem o Coronel mais formal e menos amigo:

_ E agora, Armando?

_ Agora, Coronel, vamos fazer outra prova de carga!

Resumindo a novela ao seu penúltimo capítulo: executei 12 provas de carga, nunca ultrapassando 30 ton!

Das conclusões, a que mais e sempre me impressionou foi o fato da 1ª prova suportar mais de 100 ton. Não tenho a menor idéia de como fizeram para que aquela específica estaca aguentasse tanta carga, mas que ela aguentava, isso eu tenho certeza. Logo, seria possível fazer todas as outras da mesma forma! Ou não?

Todos passaram a me olhar torto, mas não importava, minha aeronave, na época, estava dirigida para o Sol. O Simpático ficou antipático devido à paulada que recebeu. Somente muitos anos depois me ocorreu que tinha garantido poderosos inimigos pelo resto da vida.

Outra conclusão importante, é que a diferença entre a prova de carga e a realidade pode ser superior a 500%. “Ói nóis aí, Decourt!” 300% no projeto, 500% na prova de carga, 200% no cálculo estrutural. Esquisito, né?

Mais conclusão: é que toda prova feita em campo de teste se assemelha filosoficamente a minha 1ª inundada, ou seja, uma fundação feita para ser testada especificamente e somente isto pode invalidar parte (ou grande parte) do uso prático dos resultados. Outra pergunta que nunca pude deixar de me fazer é se aquelas fundações, com 25% da carga prevista, não suportariam sem problemas aquelas bolas metálicas de GLT? E era somente nisto que o

Simpático tinha colocado todas suas fichas! E o simpático tinha sido professor!

A 2ª prova marcante foi num tubulão à céu aberto, de 300 ton, prova de até 600 ton, projeto do Prof. Víctor Mello. Obra bem grande com centenas de tubulões com fornecimento de materiais por nossa conta.

Dois macacos tóricos de 50 cm, reação em conjunto de estacas moldadas “in loco” com bulbo alargado; viga de concreto armado de 2 m de largura, 1½ m de altura e 12 m de comprimento. Coisa grande. Tudo em ordem até o carregamento de 400 ton quando surgiram deformações acima do previsto. Ao iniciar-se o carregamento subsequente houve ruptura num lado da reação com a viga levantando, tórico expandindo somente de um lado, como uma pizza e eu sozinho embaixo daquela bagunça. E mais uma vez era madrugada. Quando as coisas voltaram ao normal ficou claro que o único problema grave era que a curva de deformação até o carregamento de 400 ton estava fora da norma brasileira. Quando as coisas ficaram mais claras ainda, percebi que o problema era extremamente grave, não técnico, mas economicamente. Bom, calma Armando, vamos pensar:

Pensamento nº 1 : Nova prova, demora mais um mês; se funcionar!

Pensamento nº 2 : A 1ª coisa que esses gringos vão fazer é suspender todo o pagamento.

Pensamento nº 3 : Tempo sem receber, no mínimo, dois meses.

Pensamento nº 4 : Aguentamos dois meses sem receber? Não, falimos.

Pensamento nº 5 : E daí? Daí são 250 caras no olho da rua, inclusive eu. Por que? Por alguns poucos milímetros.

Pensamento nº 6 : O Víctor Mello pode assumir a responsabilidade? Não, ele não pode esconder esses dados do cliente.

Pensamento nº 7 : Vai acontecer algo com as fundações? Não.

Pensamento nº 8 : Certeza, Armando? Bom, quase certeza.

Assim, de repente, apareceu uma dúvida e vamos nos concentrar nela. Vamos consultar nosso calculista - professor catedrático, tio (principalmente tio). Tio é pra essas coisas. Vamos falar tudo menos o resultado da curva-prova para não comprometê-lo.

_ E daí, tio?

_ Bom, Armando, 1º) essas 300 ton , na realidade são 200 ton ou menos, considerando ser uma fábrica, com especificações estrangeiras. 2º) Para um carregamento hipotético de 300 ton essa estrutura suportará deformações sem danos de 1:200 e deformações globais de “x” cm.

Agora é comigo. Vamos colocar na minha curva real esses dados. O diferencial de 1:200 é bico. Para carga de 300 ton tenho uma deformação bem menor que os “x” cm. Logo a obra está OK. Mas ainda estou fora da Norma Brasileira e se apresento os dados reais, 250 negos vão pro olho da rua. O que fazer?

Há momentos na vida de opções sempre difíceis. Vamos lá, coragem, matemática simples. Todas as deformações anotadas divididas por dois. Justiça pessoal 50/50 e uma bela curva a ser apresentada. Conclusão: a sobrevivência econômica e financeira supera a responsabilidade técnica - isso para nós, Engenheiros, que deveríamos ter consciência das coisas. Imaginem essa realidade para o mestre e para o peão, temos então um vislumbre da dimensão do problema. E daí? Será que esse tipo de crime prescreve em 25 anos? Será que o Professor não desconfiou de algo e julgou melhor passar batido. A ruptura das estacas-

bulbo tracionadas pelo menos não foi minha culpa.

A 3ª prova marcante foi a da tecla 1/x.. Tudo ao contrário. A prova de carga surrealista. Sem uma participação direta e pessoal como as outras. Na época participávamos de um consórcio com firma estrangeira para executar fundações com estações tipo W.H. muito usadas lá fora. Sobre todos os aspectos era melhor que os estações de hoje. Isso há décadas! Bom, havia profundos desentendimentos comerciais entre as partes. No meio desta confusão com grandes implicações jurídicas, uma pequena obra e uma prova. Melhor e raro: uma obra, uma prova e um advogado. Quer mais? Raríssimo, pois o advogado era brilhante! Tão brilhante que descobriu um item no contrato cuja interpretação indicava que uma prova ruim permitiria o distrato entre as partes e o retorno de todos os equipamentos para além mar.

Assim, uma estaca provavelmente boa e a prova de carga idem, se tornou numa estaca “ruim” com prova de carga inaceitável. O resultado “jurídico” foi perfeito. A coisa funcionou melhor que Rolex novo antes de ser roubado. Lamentável foi assistir num seminário um querido e famoso Consultor apresentar a prova, número, telefone, temperatura, tudo, inclusive (claro !) suas teorias. Pomposamente, como é seu estilo e assinatura, encerrou afirmando que podia citar aquela prova e estaca pois a mesma não estava mais no mercado. A nova interligação da prova com sua “retirada” era de uma profunda e estranha ironia. Foi quando descobri porque em todas suas imagens e estátuas, Minerva sorri. Porque ficaria chato mostrá-la às gargalhadas!!

Vamos deixar o turbilhão de pensamentos de lado e voltar a essa interminável conferência. O que estão falando? Ué, não estão falando. Cadê todo mundo? Estou sozinho neste enorme auditório e nem o Ruzzante e nem viva alma me acordou. Que maldade! Amigo-urso. É, com certeza puseram LSD naquele Renitec. Que loucura! Vamos espreguiçar e ver o que tem a tarde. Mais uma conferência em inglês. Work shopping. Trabalho em lojas ?. Ele vem de novo, nosso russo-itálico-ingles-arábico. Não dá. Melhor é ir ver as cataratas, comprar um vídeo novo no Paraguai, tomar chuva, descansar, qualquer negócio, tudo menos sonhar em Congresso. Vamos pegar minha pasta e ir embora. Pasta?! Cadê a minha pasta? Será que aquele vizinho foi sonho mesmo? Será que é verdade o troço do porteiro? Verdade? O que é verdade?

A VERDADE É UM SONHO.

Adeus, auditório. Deixo contigo, com essa platéia invisível, minhas realidades, meus fantasmas e muitos sonhos.

Quando Kipling escreveu “ Se conseguires sonhar, sem fazer dos sonhos teus senhores ...” não disse que tipo de sonhos um homem deveria ter. Será que ele era geotécnico?

Adeus, auditório. Levo comigo o sonho de um jovem engenheiro idealista para nos lembrar sempre quem realmente somos e para servir de farol nas tempestades da vida. Adeus auditório vazio.

“Há uma ignorância iletrada que precede o conhecimento, e uma ignorância doutoral que o sucede.”

_ Montaigne

“Há duas classes de geotécnicos: uma, a qual pertenço, que identifica sua ignorância”. _

Yen

“Qual o real valor do conhecimento? Ele torna nossa ignorância mais precisa”

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

• BADILLO, E.J. et al. – Mecânica de Suelos – México – 1968

• CAMARGO, W. C. et al. – Tese de Mestrado – USP – 2003.

• CHAMECKI, S. – II CBMS – Recife – 1958.

• COSTA, F. V. – “Estacas Para Fundações” – CAHL – 1956.

• ESTÁVEL – Programa de Análise de Estabilidade de Taludes pelo processo Spencer. São Paulo: Geoexpert, Março de 1996.

• MELLO, V. F.B. – Palestra de Abertura do 1º SEFE – “Abismo entre Teoria e Pratica”.

• N.B.R. - 6122 - item 7.2.3.

• OLIVEIRA, A. – Mega Injetada – Catálogo Reforça.

• OLIVEIRA, A.- Reforço de Fundações - 14º Simpatcon.

• OLIVEIRA, A. et al. – Abismos 1, 2, 3, 4 – SEFE IV, V – Vol. 1 Vol. 2.

• ORTIGÃO, J.A.R ; “ Ensaios de arrancamento em obras de solo grampeado”; Solos e Rochas, Vol 20 nº1 ,1997.

• ORTIGÃO, J. A. R. et al – Manual – Geo-Rio. Revista de Geotecnia – Vol. 16 – nº 4 – Dez. 1993.

• PRESA, E. P. et al. - Reforço de Fundações com estacas de aço mediante processo tipo Mega, numa obra de restauração - III SEFE - Vol. 2; pág. 281.

• TSCHEBOTARIOFF, G. P. – “Fundações e Obras de Terra”

• RANZINE,S. M. T. -” SPTf”; Solos e Rochas , vol 11, nºúnico, 1988

• RODRIGUES, J. – Revista Recuperar – Proteção Catódica

• ZIRLIS, A. et al. - Revista Técnica nº 57 – Dez. 2001

“ Quem não se comunica, se trumbica.” Chacrinha

“ Existem duas classes de geotécnicos: uma delas, a qual pertenço, reconhece sua ignorância.” Tschebotarioff

“ Ninguém é dono da verdade. E isto é ainda mais verdade para solo grampeado.”

Yen