Sinistros na Construção Civil

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Belo trabalho feito por Mauricio Marcelli sobre "Sinistros na Contrução Civil". Acidentes, como são causados, etc.

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Sinistros na Construção Civil

  1. 1. Sinistros na Construção Civil Causas e soluções para danos e prejuízos em obras Maurício Marcelli
  2. 2. Eng.° Civil formado em 1975 pela Es- cola de Engenharia da Universidade Mackenzie. Iniciou sua carreira profis- sional como projetista e durante 15 anos atuou como calculista de estru- turas de concreto armado, proten- dido, metálica e madeira, desenvolven- do inúmeros projetos, inclusive de obras-de-arte e estradas. Trabalhou durante 10 anos na CONESP (Construções Escolares do Estado de São Paulo) exercendo as funções de coordenador de projetos e de obras. Nessa época teve a oportunidade de conviver com inúmeros problemas re- lacionados com erros de projetos e de execução das obras. Posteriormente atuou no ramo da construção civil executando várias obras de todos os tipos, inclusive na adaptação e ampliação de edificações antigas, que originalmente foram projetadas para uso residencial e ao longo do tempo foram sendo trans- formadas para usos diversos. Experi- ência que forneceu subsídios para es- crever o que acreditamos ser um ca- pítulo único na engenharia civil brasi- leira: SINISTROS DEVIDO A REFOR- MAS SUCESSIVAS. Nos últimos 7 anos, tem atuado como consultor de engenharia civil e perito Junto às companhias seguradoras, par- ticipando ativamente de inúmeros si- nistros de incêndios, vendavais, des- moronamentos, alagamentos, dentre outros. Atividade esta que tem forne- cido uma rica fonte de contato com inúmeras e variadas situações catastró- ficas na engenharia civil, estimulando a necessidade de identificar causas e apontar soluções com desempenho técnico e econômico otimizados.
  3. 3. Sinistros na Construção Civil Causas e soluções para danos e prejuízos e m obras Maurício Marcelli PIN!
  4. 4. SINISTROS NA CONSTRUÇÃO CIVIL © Copyright Editora Pini Ltda. Todos os direitos dc reprodução ou tradução reservados pela Editora Pini Ltda. Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Marcelli, Maurício Sinistros na consturção civil: causas e soluções para danos e prejuízos em obras / Maurício Marcelli. ~ São Paulo: Pini, 2007 ISBN 978-85-7266-178-2 1. Construção - Acidentes 2. Construção - Falhas 3. Engenharia civil I. Título. 07-1251 CDD-690.2Ó índices para catálogo sistemático: 1. Construção civil: Sinistros: Tecnologia 690.26 2. Sinistros na construçã civil: Tecnologia 690.26 Coordenação dc Manuais Técnicos: Josiani Souza Diagramação e capa: Luna Gouveia Revisão: Mônica Costa Editora Pini Ltda. Rua Anhaia, 964 - CEP 01130-900 - São Paulo, SP - Brasil Fone: (11) 2173-2328 - Fax: (11) 2173-2327 Site: vvww.piniweb.com - E-mail: manuais@pini.com.br 1a edição 3a tiragem: março/10
  5. 5. APRESENTAÇÃO A maioria das pessoas entende por sinistro apenas os acidentes ocorridos na natureza ou nas edificações, do tipo incêndio, queda de muro de arrimo, colapso de um prédio, desmoronamento de terra e outras situações catastróficas. No entanto, vamos abordar o tema sinistro como tudo aquilo que causa danos ou prejuízos e, nesse sentido, observaremos que existe uma gama enorme de situações com essa característica nas edificações. Nosso objetivo com este trabalho é mostrar os sinistros mais comuns na engenharia civil, discutindo suas eventuais causas e possíveis soluções, procurando tratar os temas de forma simples, com a fina- lidade de alertar os que trabalham com projetos e execução de edificações, para algumas situações |x?ssíveis de resultarem em danos ou prejuízos. Não iremos entrar no mérito do dimensionamento matemático dos temas que aqui serão analisados, nem avaliar com profundidade a complexidade de alguns assuntos, tendo em vista que vários casos exigem especialização profissional e conhecimento es|)ecífico da matéria. Pretendemos oferecer a todos os profissionais que atuam ou pretendem atuar nessa área da engenharia civil uma literatura que os ajude a identificar as possíveis causas e conseqüências de algumas anomalias que ocorrem em nossas edificações, e apresentar soluções alternativas para sanar esses problemas. Consideramos oportuno chamar a atenção das universidades de Engenharia Civil do Brasil para a neces- sidade de se criar uma cadeira de ensino voltada para esse tema, |X)is temos observado que cs alunos, principalmente das boas escolas, concluem o curso conhecendo a maneira correta de como deve ser feito, mas via de regra eles têm muita dificuldade para lidar com situações adversas, principalmente com os erros ou falhas, quer nas fases de projeto, execução da obra, quer após a sua conclusão. Entendemos e concordamos com a obrigatoriedade de o aluno aprender a forma correta de como deve ser feito, no entanto ele precisa ser preparado também para perceber as |X)ssíveis situações de risco, com algum potencial para produzir danos ou prejuízos. QUEM APLAUDE SEUS ERROS, QUER VER A SUA DERROTA. Eng. Maurício Marcelli Diretor Técnico da Critério Engenharia
  6. 6. AGRADECIMENTOS A minha esposa, Maria Stella Barbieri Marcelli, pela paciência e incentivos constantes; a meu filho Leonardo Marcelli, pela dedicação e carinho com que fez todos os desenhos que ilustram este livro; aos queridos amigos, eng. Nelson Shotaro Yokoi, excelente calculista que nos deu abrigo e apoio moral; eng. Frederico Falconi, especialista em fundações e mecânica dos solos, que enriqueceu nosso modesto trabalho fazendo a revisão/correção com importan- tes comentários sobre os assuntos referentes ao solo; enga Selene Augusta de Sousa Barreiro, companheira de trabalho por vários anos, que teve a paciência para ler e comentar o seu conteúdo com muita competência, experiência e propriedade; e, finalmente, agradeço a Deus pela oportunidade que me deu para produzir este livro, num momento de grandes dificulda- des, mas de plena convicção no seu amor pela humanidade e no poder do trabalho executa- do com carinho e dedicação.
  7. 7. Sumário 1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS 11 2. SINISTROS EM OBRAS DE TERRA 13 2.1. Generalidades 13 2.2. Aterro sobre solo fraco 14 2.3. Aterro sobre solo inclinado 14 2.4. Aterro com solo impróprio 15 2.5. Aterro executado em camadas com espessura elevada 15 2.6. Aterro mal compactado 16 2.7. Inclinação inadequada dos taludes 16 2.8. Aterro com presença de dutos hidráulicos 17 2.9. Terraplenagem sem tratamento adequado das águas pluviais 17 2.10. Abertura de valas 18 2.11. Sinistro devido à sobrecarga ou corte no talude 19 2.12. Sinistro devido a aterro com presença de turfa ou argila orgânica em camadas inferiores 21 2.13. Algumas soluções para estabilizar taludes 23 2.13.1. Alívio do empuxo 23 2.13.2. Execução de drenos 23 2.13.3. Impermeabilização da superfície 24 2.13.4. Estruturas de contenção para estabilizar taludes 25 3. SINISTROS EM MUROS DE ARRIMOs 27 3.1. Generalidades 27 3.2. Sinistros em arrimos devido à fundação inadequada 28 3.2.1. Sinistro em arrimos com sapata corrida 28 3.2.2. Sinistro em arrimos com fundação em estacas 29 3.3. Sinistro em arrimos sobre terreno inclinado 30 3.4. Sinistro em arrimos mal projetados 30 3.5. Sinistro em arrimos com sistema de drenagem deficiente 31
  8. 8. 3.6. Sinistro devido à abertura de valas próximas de muros de arrimc 32 3.7. Sinistro devido à sobrecarga em muro de arrimo 33 3.8. Sinistro em muros de arrimo de alvenaria estrutural 33 4. SINISTROS DEVIDO A RECALQUES NAS FUNDAÇÕES 35 4.1. Generalidades 35 4.2. Sinistro devido à fundação em solo compressível 36 4.3. Sinistro devido à fundação direta sobre solo "fraco" 38 4.4. Sinistro devido à fundação direta em aterros 39 4.5. Sinistro devido à fundação profunda em aterros 39 4.6. Sinistro devido as falhas na execução de estacas 41 4.6.1. Estacas fora da posição correta 42 4.6.2. Erros de cravação 42 4.6.3. Nega falsa 43 4.6.4. Erros em estacas moldadas no local 44 4.7. Sinistro devido a edificações sobre corte e aterro 45 4.8. Recalque devido a rebaixamento do lençol freático 46 5. REFORÇO DE FUNDAÇÕES 49 5.1. Generalidades 49 5.2. Análise dos danos existentes 50 5.3. Medição da evolução das anomalias 50 5.4. Análise da infra-estrutura e do solo 50 5.5. Análise da superestrutura 51 5.6. Definição da causa e do reforço da fundação 51 5.6.1. Reforço com estaca de reação 52 5.6.2. Reforço com estaca raiz 53 5.6.3. Reforço com injeção de calda de cimento no solo 54 5.6.4. Reforço com brocas 54 5.6.5. Reforço com sapatas 55 6. SINISTROS POR FALHAS NO PROJETO ESTRUTURAL 57 6.1. Generalidades 57 7. SINISTROS POR TRAVAMENTO INADEQUADO DOS PILARES 61 7.1. Generalidades 61 8. SINISTROS POR FALTA DE JUNTA DE DILATAÇÃO E MOVIMENTAÇÃO 63 8.1. Generalidades 63
  9. 9. 9. SINISTROS POR FALHAS EM FORMAS E ESCORAMENTOS 67 9.1. Generalidades 67 9.2. Abertura de formas em vigas 67 9.3. Abertura de formas em pilares 69 9.4. Deformação vertical do escoramento 70 9.5. Retirada incorreta do escoramento 70 9.6. Perda da calda de cimento do concreto 71 10. SINISTROS POR ERROS NO LANÇAMENTO DO CONCRETO 73 10.1. Tempo de lançamento 73 10.2. Altura de queda elevada 73 10.3. Adensamento 74 10.3.1. Adensamento manual 74 10.3.2. Adensamento mecânico 74 11. SINISTROS DEVIDO A ERROS NA CURA DO CONCRETO 77 11.1. Generalidades 77 11.2. Cura por irrigação ou aspersão de água 78 11.3. Cura com lâmina de água 78 11.4. Cura com proteção da superfície 79 11.5. Cura molhando as fôrmas de madeira 79 11.6. Cura pela aplicação de pinturas 79 11.7. Cura com aplicação de cloreto de cálcio 79 11.8. Cura a vapor 79 11.9. Membranas de cura 80 11.10. Cura de peças com grande volume 80 11.11. Vibrações externas durante a cura 80 12. SINISTROS DEVIDO A ACELERADORES DE CURA 81 12.1. Generalidades 81 13. SINISTROS DEVIDO À CORROSÃO DO AÇO 83 13.1. Generalidades 83 13.2. Edificações em áreas industriais 84 13.3. Edificações em atmosfera marinha 85 13.4. Edificações com vários fatores agressivos 86 13.5. Edificações em atmosfera rural 86 13.6. Edificações em atmosfera viciada 86 13.7. Cobrimento das armaduras 87 13.8. Processo de corrosão das armaduras 90 13.9. Corrosão em pontos localizados 92
  10. 10. 14. FISSURAS NO CONCRETO ARMADO 95 14.1. Generalidades 95 14.2. Fissuras no concreto devido à retração hidráulica 95 14.3. Fissuras no concreto devido à variação do teor de umidade 96 14.4. Fissuras no concreto devido à variação de temperatura 98 14.5. Fissuras no concreto devido à flexão 99 14.6. Fissuras no concreto devido ao cisalhamento 104 14.7. Fissuras no concreto devido à torção 105 14.8. Fissuras no concreto devido à compressão 107 14.9. Fissuras no concreto devido à punção 111 14.10. Fissuras no concreto devido à corrosão do aço 112 15. REFORÇO OU RESTAURO DO CONCRETO ARMADO 115 15.1. Generalidades 115 15.2. Limpeza do concreto 115 15.3. Tratamento da ferragem 117 15.4. Emendas das ferragens 117 15.4.1. Emendas por transpasse 117 15.4.2. Emendas com luvas 118 15.4.3. Emendas com solda 118 15.5. Restauro das peças de concreto 119 15.5.1. Restauro com concreto projetado 120 15.5.2. Restauro com adesivos à base de epóxi 120 15.5.3. Restauro com argamassas poliméricas 120 15.5.4. Restauro com graute 120 15.5.5. Restauro com microconcreto ou concreto comum 120 16. ENSAIOS E ANÁLISES NO CONCRETO 121 16.1. Ensaios não-destrutivos do concreto 121 16.1.1. Ensaio esclerométrico 121 16.1.2. Ensaio com ultra-som 122 16.1.3. Ensaio por gamografia 123 16.1.4. Método eletromagnético 124 16.1.5. Prova de carga 124 16.2. Ensaios destrutivos do concreto 125 16.2.1. Ensaio de compressão em corpos-de-prova 125 16.2.2. Análise termodiferencial e termogravimétrica do concreto 126 16.2.3. Análise microscópica do concreto 127 16.3. Considerações finais 127
  11. 11. 17. VISTORIA EM EDIFICAÇÕES COM TRINCAS 129 17.1. Generalidades 129 17.2. Procedimento durante a vistoria 132 17.2.1. Histórico da edificação 132 17.2.2. Histórico das trincas 132 17.2.3. Histórico de ocorrências na região 133 17.2.4. Qualidade dos materiais 133 17.2.5. Mapeamento das trincas 133 17.2.6. Instalações hidráulicas e elétricas 133 17.2.7. Manifestações patológicas 133 18. ANÁLISE DAS TRINCAS EM ALVENARIAS 135 18.1. Devido a alterações químicas dos materiais 135 18.1.1. Hidratação retardada de cales 135 18.1.2. Ataque por sulfatos 136 18.1.3. Perda de elementos finos 137 18.2. Devido à umidade 137 18.3. Devido ao traço 141 18.4. Devido à espessura 141 18.5. Devido à aplicação 142 18.6. Devido à flexão 142 18.7. Devido ao recalque das fundações 143 18.8. Devido ao excesso de carga 145 18.9. Devido a aberturas 146 18.10. Devido a cargas diferenciadas 147 18.11. Devido a árvores próximas 147 18.12. Devido à deformação do apoio 148 18.13. Devido à rotação da estrutura 150 19. SINISTROS DEVIDOS À AÇÃO DOS VENTOS 151 19.1. Generalidades 151 19.2. Coberturas planas de duas águas 157 19.2.1. Vento perpendicular à cumeeira 158 19.2.2. Vento paralelo à cumeeira 159 19.2.3. Vento a 45° em cobertura de duas águas 159 19.3. Coberturas curvas 161 19.3.1. Vento paralelo à cumeeira 161 19.3.2. Vento perpendicular à cumeeira 162 19.3.3. Vento a 45° em cobertura curva 163 19.4. Coberturas múltiplas 163 19.5. Ação dos ventos em beirais 164
  12. 12. 19.6. Ação dos ventos em platibandas 165 19.7. Pressão interna 165 19.7.1. índice de permeabilidade 166 19.7.2. Abertura dominante 166 19.7.3. Aberturas normais 167 19.7.4. Aberturas acidentais 168 19.7.5. Aberturas construtivas 169 19.8. Considerações finais sobre o vento 171 20. SINISTROS EM ESTRUTURAS METÁLICAS 173 20.1. Generalidades 173 20.2. Características básicas do aço 173 20.3. Propriedades e características do aço estrutural 173 20.3.1. Elasticidade 175 20.3.2. Ductibilidade/plasticidade 175 20.3.3. Tenacidade 175 20.3.4. Dureza 175 20.3.5. Fadiga 175 20.4. Tipos de aços estruturais 176 20.4.1. Aços de alta resistência mecânica e à corrosão 176 20.4.2. Aços de média resistência mecânica e alta resistência à corrosão 177 20.4.3. Aços resistentes ao fogo 177 20.5. Reações do aço às variações de temperatura 177 20.6. Causas de sinistro em estruturas metálicas 177 20.6.1. Ação do vento na estrutura metálica 178 20.6.2. Ausência de contraventamento 178 20.6.3. Dimensionamento insuficiente 179 20.6.4. Ausência de manutenção 179 20.6.5. Sobrecarga adicional 182 20.6.6. Falhas em ligações e apoios 182 21. SINISTROS EM ESTRUTURAS DE MADEIRA PARA COBERTURA 185 21.1. Generalidades 185 21.2. Tipos de madeira e bitolas 186 21.3. Devido a falhas de projeto e execução 187 21.3.1. Dimensionamento errado das terças 188 21.3.2. Nó sobre apoio mal projetado 188 21.3.3. Pendurais mal executados 188 21.3.4. Falta de diagonais e terça fora do nó 189
  13. 13. 21.3.5. Folga nas ligações e parafusos mal posicionados 189 21.3.6 Espaçamento errado das tesouras, terças e caibros 190 21.3.7. Emendas mal executadas 190 21.4. Qualidade da madeira 191 21.5. Execução das estruturas de madeira 192 21.6. Estruturas de madeira erradas e aparentemente estáveis 192 21.7. Madeiras transformadas 193 21.7.1. Madeira laminada compensada 193 21.7.2. Madeira laminada 193 21.8. Preservação e tratamento das madeiras 195 21.8.1. Impregnação superficial 195 21.8.2. Impregnação sob pressão reduzida 195 21.8.3. Impregnação sob pressão elevada 196 22. SINISTROS DEVIDO A REFORMAS SUCESSIVAS 197 23. INCÊNDIO 203 23.1. Generalidades 203 23.2. Fenômeno característico do fogo 204 23.3. Classes de incêndio 205 23.4. Temperaturas de fulgor e ignição 206 23.5. Fase inicial e evolução das chamas 206 23.6. Propagação superficial e transversal 209 23.7. Elementos de construção 210 23.8. Avaliação da estrutura no incêndio 211 23.9. Comportamento do concreto no incêndio 213 23.9.1. Condição da água no concreto aquecido 213 23.9.2. Características do cimento no concreto aquecido 214 23.9.3. Características do agregado no concreto aquecido 214 23.9.4. Características da armadura no concreto aquecido 214 23.9.5. Danos no concreto devido a incêndio 216 23.10. Comportamento do aço no incêndio 218 23.10.1. Tratamento térmico dos metais 218 23.10.2. Aços resistentes ao fogo 219 23.11. Comportamento da estrutura de aço nos incêndios 219 23.12. Sistemas de proteção das estruturas metálicas 221 23.13. Controle da propagação da chama e da fumaça 222 23.14. Proteção dos edifícios contra incêndios 223
  14. 14. 24. SINISTROS DEVIDO À EXECUÇÃO DE OUTRAS EDIFICAÇÕES 225 24.1. Generalidades 225 24.2. Devido a escavações, aterros e tratamento inadequado dos taludes 226 24.3. Devido à presença de águas (minas, vazamentos, infiltrações) 231 24.4. Devido ao rebaixamento do lençol freático 231 24.5. Devido à execução de estacas 234 25. MANUTENÇÃO 237 26. ORÇAMENTAÇÃO DE OBRAS SINISTRADAS 245 26.1. Generalidades 245 26.2. Particularidade das obras de restauro em edificações sinistradas 247 26.3. Despesas com regularização da obra 247 26.4. Despesas com projetos 248 26.5. Despesas com instalação de canteiro e alojamento 248 26.6. Utilização de equipamentos especiais 248 26.7. Cotação de preços 249 26.8. Imprecisão orçamentária 252 26.9. Avaliação do BDI (Benefícios e Despesas Indiretas) 253 26.10. Apresentação de orçamento 255 26.11. Considerações finais 255 BIBLIOGRAFIA 257
  15. 15. 1 Considerações iniciais Se fosse possível abordar a grande parte dos casos de sinistro ocorridos nos últimos anos no Brasil, seriam necessários alguns livros para retratar e explicar os fatos ocorridos. Procurando ser fiel ao escopo deste trabalho, vamos chamar a atenção do leitor para alguns erros e falhas que se mostraram mais comuns na nossa engenharia civil, sendo que e n alguns casos esses erros não chegaram a provocar danos maiores, devido a uma rápida e adequada interferência para correção do problema. Mas o fato é que ocorreram vários sinistros e por inúmeros motivos, dentre eles podemos desta- car os erros de projetos ou de obra, causados pela ganância, desconhecimento e negligência de alguns profissionais que atuam nessa área; no entanto, felizmente eles são apenas uma pequena parcela. Ocorreram também muitos casos de sinistro em que os profissionais envolvidos na concep- ção da obra não tiveram nenhuma responsabilidade; foram aqueles gerados por condições adversas, tais como mudança de uso, alterações das condições locais, obras vizinhas, ação do tempo e do meio ambiente, rebaixamento de lençol freático, abalos sísmicos e tantas outras situações que podem num determinado instante alterar as condições de equilíbrio de uma edificação. Vamos abordar neste trabalho como sinistro não somente os fatos e condições que provocaram o colapso de uma edificação, mas também aqueles responsáveis pelos vícios de qualidade de uma obra, que são mais comuns nas construções de edifícios prediais e industriais e que em alguns casos têm potencial para provocar ao longo do tempo elevados prejuízos. As pessoas que participam de projetos e obras não devem se deixar levar por algumas soluções de desempenho duvidoso, porém aparentemente vantajosas na redução de custo e prazos, mas que impliquem procedimentos não recomendados pela boa técnica, ou que não levem em consideração todos os critérios técnicos recomendados pelas normas brasileiras. O que ocorre em alguns casos é que o profissional despreparado pode se iludir com soluções e procedimentos errados, que se mostram aparentemente atraentes pela economia de tempo ou pelo baixo custo, mas, no entanto, a experiência mostra que atitudes desse tipo normalmente resultam em sinistros; é só uma questão de tempo. Essa conduta às vezes é induzida por maus profissionais, que se julgam na maioria das vezes muito experientes e competentes para desprezar as boas técnicas, e usam como argumento
  16. 16. para defender suas opiniões o fato de já terem executado inúmeras obras daquele jeito "erra- do" e nunca tiveram nenhum tipo de problema. Isso não é verdade! O fato é que a maioria dessas obras apresentou problemas, só que eles procuram não tomar conhecimento e, via de regra, não assumem as suas responsabilidades, preferindo atribuir a culpa a outros fatores da obra ou a outros profissionais. Agindo dessa forma se eximem de reparar os danos, e o contratante por sua vez perde a confiança no dite "profis- sional", preferindo que outros façam os devidos reparos, o que permite que ele realmente acre- dite na eficiência das suas soluções erradas. Devemos levar em consideração que podemos encontrar obras executadas sem os devidos cuidados e que até aquela determinada data não apresentaram problemas; mas basta que ocor- ra alguma interferência, do tipo construções vizinhas, infiltração de águas pluviais, vazamen- tos hidráulicos, ação do vento ou do empuxo de terra, para elas apresentarem falhas. Infelizmente algumas construtoras por negligência/incompetência, ou simplesmente para au- mentar seus lucros, também não seguem as boas técnicas na elaboração dos proje.os e na execução das obras, e o que é pior nunca querem assumir a responsabilidade de seus atos falhos, preferindo sempre imputar a responsabilidade e o ônus para terceiros. Um dos efeitos colaterais mais perversos desse tipo de procedimento errado é a capacidade de induzir profissionais menos experientes a acreditar que nem sempre é necessário seguir e res- peitar todos os ensinamentos preconizados pelas boas escolas de engenharia civil. d muito importante que os profissionais da construção não se deixem iludir por soluções de caráter duvidoso, de fácil resolução e baixo custo, caso elas não estejam em conformidade com as normas e as boas técnicas da engenharia civil. Pode parecer o ideal em curto prazo, mas tenham certeza de que será uma solução com grandes chances de vir a dar problemas no futuro, acarretando sempre danos pessoais e grandes prejuízos financeiros. É sempre mais econômico e seguro fazer da maneira correta logo na primeira vez, visto que os reparos, restauros e reforços posteriores sempre implicam um custo final mais elevado para a obra. Pretendemos com este trabalho alertar os profissionais que atuam nessa área para a neces- sidade de estarem atentos a todo tipo de procedimento que possa levar a um sinistro, uma vez que ele resultará inevitavelmente em prejuízos materiais e poderá ainda causar danos pessoais irremediáveis.
  17. 17. 2 Sinistros em obras de terra 2.1. GENERALIDADES Na grande maioria das obras de pequeno e médio porte não são detalhados os procedimentos técnicos que devem ser observados na execução dos cortes e aterros, como normalmente ocor- re em projetos maiores, como os rodoviários, ferroviários e de barragens. É claro que essas obras de grande |x>rte requerem um grau de atenção especial no item movimento de terra, de tal sorte que os projetos são voltados para todos os detalhes que esta atividade exige. No entanto, as pequenas edificações industriais ou residenciais também devem receber uma aten- ção técnica mais adequada quando se trata de obras de terra, tendo em vista que as conseqüências de uma obra mal executada quase sempre são graves; basta verificar os constantes noticiários de deslizamento de taludes, muitas vezes com vítimas fatais e sempre com elevados prejuízos. O que temos constatado com mais freqüência nessas obras é a ausência de um profissional especi- alizado, principalmente para os casos de corte e aterro, que necessitam de es|>ecificações e cuida- dos especiais quanto aos procedimentos a serem seguidos para se obter um terrapleno estável. Quando isso não ocorre e o empreiteiro também não toma os devidos cuidados, o que se veri- fica é um acúmulo de erros durante a execução da obra, que, via de regra, resulta na ruptura parcial ou total dos taludes. Listamos a seguir as principais causas de sinistros em taludes. • Aterro sem remoção da camada superficial de solo mole. • Alerro sobro solo inclinado. • Aterro com solo impróprio. • Altura inadequada das camadas de aterro. • Compactação inadequada. • Inclinação e proteção superficial inadequada dos taludes. • Presença de dutos de água ou esgoto sob o aterro. • Captação e lançamento inadequado das águas pluviais. • Execução cie obras posteriores. • Presença de turfa orgânica numa camada inferior. • Corte com inclinação muito acentuada
  18. 18. 2.2. ATERRO SOBRE SOLO MOLE Os aterros sobre uma camada de solo mole, que contém materiais orgânicos e principalmente raízes vegetais, devem ser cuidadosamente estudados, uma vez que surgem elevadas defor- mações quando não são tomados os devidos cuidados. Essas camadas de solo fraco apresentam elevadas deformações quando submetidas a um acrés- cimo significativo de peso. Para resolver o problema podemos pensar na troca desse material mole quando a sua espessura for pequena; se for elevada, deve-se estudar outra possibilidade como aterro de pré-carga, drenos verticais e outros, sendo que nesse caso recomendamos a participação de um engenheiro especializado em mecânica dos solos. Caso esse material não seja removido, ele irá adensar com o tempo de forma irregular, provo- cando uma movimentação do aterro e comprometendo tudo o que estiver sobre ele. No caso de haver edificações com fundações que não previram essa situação, ocorrerá inevitavelmente um recalque diferencial com o surgimento de trincas generalizadas nas paredes e, dependendo da magnitude dessas acomodações, poderemos ter um sinistro de graves proporções. Essa situação também deve ser prevista quando há necessidade de se instalarem máquinas pesadas sobre solos compressíveis, principalmente se forem equipamentos de precisão ou que produzam vibrações; nessas condições não será suficiente a execução apenas de uma base de concreto armado com grande espessura, pois implicará mais peso e conseqüentemente mais recalque do solo mole logo abaixo. 2.3. ATERRO SOBRE SOLO INCLINADO Inicialmente deverá ser verificada a necessidade de se trocar o solo superficial, conforme cita- do no item 2.2. Na hipótese de não ser necessário, então é imprescindível que se remova toda a camada de solo vegetal existente, inclusive as raízes mais profundas, e se executem degraus conforme desenho 2.3.1, de tal forma que seja possível a execução do aterro em camadas horizontais devidamente compactadas. Fig. 2.3.1. Aterro sobre solo inclinado
  19. 19. Com esse procedimento estaremos garantindo uma ligação mais eficiente entre a superfície natural e o aterro. Caso contrário, se a vegetação existente não for removida, acabará funcio- nando como uma interface deslizante para o terrapleno, principalmente na presença das águas pluviais que irão percolar pelo aterro até atingir essa camada e acelerar a ruptura do talude. Normalmente o que temos observado é que esses cuidados não são observados na maioria das obras de aterro sobre superfície inclinada e, via de regra, a ruptura parcial ou total do aterro é quase sempre inevitável, dependendo apenas do tempo e da intensidade da chuva. 2.4. ATERRO COM SOLO IMPRÓPRIO Em obras de pequeno e médio porte, é muito comum que se executem os aterros com o solo retirado do corte, sem uma análise prévia das suas características, providências que são indis- pensáveis para avaliar se o material existente apresenta condições mínimas de ser empregado. Um solo para poder ser utilizado como aterro precisa reunir determinadas condições de granulometria e umidade, e nesse sentido são necessários alguns ensaios específicos de labo- ratório. No caso das pequenas obras esse procedimento é economicamente inviável e desne- cessário, desde que se conte com a participação de um engenheiro especializado em mecâni- ca dos solos, que poderá fazer uma análise das condições locais e definir os procedimentos mínimos adequados para se executar a obra de corte e aterro. Dessa forma, o que ocorre algumas vezes é que se utiliza no aterro o solo extraído da zona de corte, seja ele qual for, correndo-se o risco de se empregar argilas moles que não aceitam compactação e se comportam como um "colchão de água", formando os famosos "aterros borrachudos", ou solos arenosos que devem ser compactados com equipamento vibratório que, por sua vez, são difíceis de ser empregados em obras de pequeno porte. O que se verifica na prática é que o solo vegetal encontrado sempre próximo à superfície do terreno é o mais empregado nos aterros das pequenas obras; no entanto, como o próprio nome diz, serve para plantar e não para aterrar, pois não é adequado para essa função e sempre que é utilizado resulta em algum tipo de sinistro para a edificação. Diante da realidade de que pequenas obras de corte e aterro não comportam estudos mais sofisticados do solo, recomendamos que se faça pelo menos uma investigação de baixo custo, através de uma sondagem do subsolo, e se contrate um engenheiro especializado para orientar todo o trabalho a ser executado. 2.5. ATERRO EXECUTADO EM CAMADAS COM ESPESSURA ELEVADA Este é outro erro comum nos aterros. Acreditar que é possível se conseguir uma compactação adequada apenas compactando a última camada. O que se consegue é adensar apenas os 20 ou 30 cm superficiais, ficando as camadas inferiores fofas e prontas para recalcarem ao longo do tempo, prejudicando tudo que estiver sobre ele. O que se verifica na maioria das vezes é um aterro executado em camadas espessas de solo, com mais de 50 cm cada, onde o empreiteiro acredita que se consegue uma compactação eficiente apenas com a movimentação do trator e do caminhão normalmente
  20. 20. utilizados na obra. Mas na realidade esse procedimento realmente não é eficiente para adensar adequadamente o solo. Mesmo em obras de pequeno porte, devemos e podemos realizar um trabalho correto, buscan- do para tanto executar um aterro com solo adequado e lançado em camadas não superiores a 20 cm, devidamente compactado através do uso de um dos vários tipos de equipamentos de pequeno e médio porte disponíveis atualmente no mercado da construção civil. Porém, não devemos dispensar a presença de um profissional qualificado nesse tipo de atividade. 2.6. ATERRO MAL COMPACTADO No capítulo anterior analisamos a importância de se lançar o aterro em camadas não superio- res a 20 cm. Agora vamos falar da importância da compactação, partindo do pressuposto de que a espessura das camadas é a ideal. Quando desejamos executar um aterro com controle de qual idade, é necessário que o enge- nheiro da obra tenha pleno conhecimento do tipo de solo existente na jazida de empréstimo. Para se obter uma compactação adequada devemos conhecer algumas características básicas do solo, tal como a granulometria, a umidade ótima e a densidade aparente máxima. Essas análises preliminares e definições de parâmetros, na verdade, representam um conjunto de informações indispensáveis para se desenvolver um projeto, que por sua vez reque- conhe- cimentos técnicos especializados. Os trabalhos de campo, por sua vez, também precisam de um acompanhamento específico durante a execução do aterro, através de ensaios próprios que aferem a qualidade da compactação que está sendo executada. O controle tecnológico do grau de compactação per- mite comparar os resultados dos ensaios de laboratório com os de campo. Caso não sejam observadas todas as recomendações técnicas necessárias, corremos o risco de não ter um aterro compactado adequadamente e nessas condições estaremos sujeitos a ruptu- ras ou acomodação futura do mesmo, causando conseqüências para as edificações que estive- rem sobre ele. 2.7. INCLINAÇÃO INADEQUADA DOSTALUDES Outro fator importante é a correta inclinação do talude, e isso depende basicamente das característi- cas do solo: um ângulo muito elevado gera instabilidade e conseqüentemente favorece a ruptura; x>r sua vez ângulos menos inclinados que o necessário geram custos adicionais e exigem mais espaço. Dessa forma, é importante que se conheçam bem as características do solo para que >e possa definir corretamente o ângulo mais adequado de inclinação do talude. Essas inclinações vari- am também em função de ser um talude de corte ou aterro, sendo que este último é normalmen- te mais abatido que o de corte. Muitos sinistros ocorrem devido à ruptura de taludes provisórios durante as obras de terraplenagem. Na maioria dos casos esses taludes são executados com inclinações elevadas;
  21. 21. no entanto, algumas vezes, mesmo corretamente executados eles se rompem, principalmente na época das chuvas, surpreendendo os projetistas, construtores e alguns vizinhos próximos que têm suas edificações afetadas ou destruídas. Outro fator que agrava as condições de estabilidade dos taludes é a falta de drenagem superfi- cial, como veremos no capítulo 2.13.3, que tem por finalidade permitir um eficiente escoamen- to das águas pluviais, uma vez que não restam dúvidas de que a percolação da água é o grande inimigo da estabilidade dos terraplenos. Nesse sentido, devemos escolher o melhor tipo de proteção superficial em função do tempo de exposição do talude. No caso de obras provisórias podemos optar pela proteção com lonas plás- ticas, pinturas betuminosas e revestimento com argamassa de cimento e areia; para situações definitivas devemos buscar soluções alternativas de longo prazo, sendo a grama a opção mais empregada, por ser de baixo custo, de fácil aplicação e de aspecto mais agradável e natural. 2.8. ATERRO COM PRESENÇA DE DUTOS HIDRÁULICOS Outra situação que tem colaborado para a instabilidade dos taludes é a presença de dutos hidráulicos e sanitários nas proximidades. O fato é que eles sempre estão sujeitos a vazamentos por diversos motivos e, quando isso ocorre, podemos ter um deslizamento de terra se o proble- ma não for corrigido a tempo. Essa condição muitas vezes não é fácil de ser prevista quando os dutos estão enterrados e não se tem uma planta cadastral dos mesmos, ou um levantamento das possíveis tubulações de água e esgoto passando pelo local onde será executado o talude. A execução do aterro no local com tubulações irá gerar uma condição nova de acomodação do solo local, situação que poderá com o tempo colaborar para que ocorram deformações e rupturas nesses dutos. Para evitar esse tipo de problema, devemos fazer sempre uma visita prévia ao local onde será executada a obra, com a finalidade de identificar e cadastrar essas tubulações, se possível. 2.9. TERRAPLENAGEM SEM TRATAMENTO DAS ÁGUAS PLUVIAIS A água é sem dúvida um dos elementos que têm provocado inúmeros sinistros nos ta udes de corte aterro ou mesmo natural. A livre percolação das águas pluviais ou superficiais, sem um sistema eficiente de captação e lançamento das mesmas, é o principal motivo de ruptura dos taludes, provocando em alguns casos grandes tragédias, quando enormes barrancos são arrasta- dos pela força da água, destruindo tudo o que estiver no seu caminho. Devemos ter em mente que a pior situação possível é permitir que águas existentes nas proxi- midades procurem seu próprio caminho nos locais onde foram efetuadas alterações da topogra- fia local através de terraplenagens, pois nessas condições elas vão iniciar um processo de erosão que inevitavelmente comprometerá a estabilidade dos taludes. Recomendamos que os profissionais envolvidos nessas obras façam um criterioso estudo de toda a bacia de captação, dimensionando com precisão o volume real d'água que será gerado e projetando um sistema adequado e eficiente de canaletas e dutos, para captar, conduzir e lançar essas águas, procurando chamar a atenção para a importância desses serviços na obra.
  22. 22. Nos casos em que estes lançamentos forem feitos em rios ou córregos, elevemos tomar alguns cuidados para evitar uma erosão localizada, o que pode ser feito com o emprego de escada d'água, piso rugoso de concreto, enrocamento de pedras e outros, tendo sempre presente que a finalidade em qualquer um dos casos é diminuir a velocidade e dissipar a força d'água, impe- dindo assim a erosão do solo junto ao lançamento. É necessário também que o proprietário do empreendimento se convença da necessidade de se adotar uma política de manutenção preventiva e corretiva de forma permanente, garantindo assim uma eficiência de todo o sistema ao longo do tempo. Esse comportamento já pode ser percebido em algumas empresas privadas com preocupação na preservação de seu patrimônio e na redução de custos a médio e longo prazo. No entanto, a manutenção preventiva é uma atividade que precisa criar uma nova cultura no Brasil, já que verificamos inúmeros casos de sinistro em que a causa é a ausência de manutenção, pois, apesar de a edificação ter sido corretamente projetada, não foi capaz de resistir ao descaso e total abandono. 2.10. ABERTURA DE VALAS As obras de aberturas de valas foram até pouco tempo a causa de muitos sinistros na engenharia civil, em que a falta de escoramento adequado e equipamentos apropriados provocavam desmo- ronamentos constantes, acarretando muitos prejuízos financeiros e inúmeras vítimas fatais. Com o surgimento de novas máquinas de escavação e um maior cuidado no escoramento, esse risco ficou reduzido. No entanto, acreditamos que vale à pena alertar para alguns casos de risco que determinadas obras ainda representam quando não se faz ou não se pode fazer uso de equipamentos adequados. Uma situação perigosa é a abertura de valas próximas de edificações com fundação direta; nesse caso, pode ocorrer um desconfinamento com deformação lateral do solo na região da base da sapata, resultando na possibilidade de recalques com surgimento de trincas nas alve- narias ou até colapso parcial da edificação (ver fig. 2.10.1). Fig. 2.10.1. Abertura de vala próxima de edificações com fundação direta
  23. 23. A abertura de valas junto a muros de arrimo é sempre uma situação de grande risco e será abordada no capítulo 3.6. Ocorreram alguns sinistros de desmoronamento em obras de abertura de valas durante a sua execução, devido a uma sobrecarga adicional provocada pela descarga de terra, areia ou pedra ao lado das valas, que, apesar de escoradas com pranchas e travamento superior, acaba- ram por não resistir ao acréscimo de empuxo (ver íig. 2.10.2). Rotação da Prancha Fig. 2.10.2. Rotação da prancha devido à presença de sobrecarga Outra situação semelhante a essa e que também causa danos é a presença de veículos pesados transitando junto às valas; eles produzem elevada pressão na camada superior do terreno, aumentando significativamente a pressão da terra sobre as pranchas e estroncas, que em mui- tos casos não resistem e ocorre então o colapso parcial da obra (ver fig. 2.10.3). Fig. 2.10.3 Veículo pesado transitando ao lado da vala 2.11. SINISTRO DEVIDO À SOBRECARGA OU CORTE NOTALUDE Em obras de terraplenagem para abertura de rodovias, estrada de ferro e até em vias urbanas, temos constatado vários sinistros por ruptura de taludes principalmente pela execução de cor- Aumento do bmpuxo
  24. 24. tos em suas bases. A situação se agrava quando se trata de aterros sobre solos inclinados; nessas condições o corte no pé do talude provoca instabilidade, resultando na maioria das vezes na ruptura do talude e no colapso de tudo o que estiver sobre ele. Na cidade de Curitiba, no estado do Paraná, ocorreu o desmoronamento de uma residência durante a construção de uma nova via expressa ao lado dessa moradia. O laudo pericial apontou como causa do sinistro o deslizamento do talude devido ao corte executado no seu pé para abertura da nova via. O aterro fora construído havia mais de vinte anos e se apresentara estável até aquela data; a terraplenagem efetuada pela empreiteira alterou as condições de equilíbrio existentes, resul- tando na ruptura do maciço terroso e no conseqüente colapso total da residência que ficava sobre ele íver fie. 2.11.1). Edificação Aterro Corte Superfície do Solo Natural Linha de Ruptura ^ S C o íturale Aterro Mesmo em taludes naturais ou executados através do corte no terreno, a remoção de parte da sua base gera um desequilíbrio, tornando-o instável e com risco de desmoronamento (ver fig. 2.11.2.a). Fig. 2.11.2.a Corte na base do talude
  25. 25. Outra situação que provoca o deslizamento de taludes é a sobrecarga acidental que eventual- mente é colocada sobre ele; isso costuma ocorrer durante a execução de obras próximas de barrancos, quando se utiliza equipamento pesado nas proximidades ou se descarrega terra, pedra ou areia na parte superior do talude (ver íig. 2.11.2.b). 2.12. SINISTRO DEVIDO A ATERRO COM PRESENÇA DETURFA OU ARGILA ORGÂNICA EM CAMADAS INFERIORES A presença de solo muito compressível em camadas inferiores do terreno é sempre motivo de atenção e cuidados especiais, principalmente em locais onde se pretende aterrar para edificar posteriormente, tendo em vista que vão ocorrer recalques acentuados. Nesses casos se torna obrigatória a presença de um engenheiro especializado em mecânica dos solos, uma vez que vai requerer uma análise criteriosa do comportamento de todo o conjunto durante e após a execução da obra. Citam-se a seguir alguns casos em que tivemos oportunidade de participar, com a finalidade de alertar o leitor para a gravidade desse tipo de situação. Durante a construção de um conjunto habitacional na periferia de São Paulo, foi executado um aterro de altura elevada sobre um terreno que tinha no seu interior uma camada constituída por turfa ou argila orgânica (material mole), que por sua vez não resistiu ao acréscimo de peso e rompeu, deslocando o leito do rio existente na sua base e provocando a inundação das residên- cias vizinhas. Felizmente esse sinistro ocorreu na fase inicial da construção de uma escola, que estava sendo implantada sobre esse aterro. Dessa forma, os danos foram apenas materiais, no entanto as conseqüências poderiam ter sido trágicas se a escola já estivesse em pleno funcionamento. Algumas edificações que foram construídas no litoral paulista, principalmente em certas áreas do município de Guarujá, em São Paulo, receberam aterro sobre argila marinha, o que acarre- tou ao longo do tempo sérios recalques de piso e fundações, comprometendo na maioria dos casos a estabilidade da edificação. Linha de Ruptura Fig. 2.11.2.b Deslizamento de terra devido a corte no pé do talude
  26. 26. Para salvar esses imóveis, foi necessário executar alguns serviços de reforço e recupera- ção da estrutura, bem como a substituição de uma camada de solo existente por um material mais leve, no sentido de reduzir o peso sobre a argila marinha e estabilizar os recalques. Outra situação interessante ocorreu na cidade de Jacareí, em São Paulo, onde o cons- trutor por medida de precaução e a critério próprio colocou uma armadura em todo o contrapiso de concreto, com a finalidade de evitar alguns danos que poderiam surgir na edificação em função de ter executado um aterro sobre uma camada de solo mole (ar- gila orgânica). Apesar da sua boa intenção, o que se verificou, no entanto, após alguns meses do término da obra, foi o surgimento de inúmeras trincas nas alvenarias, denunciando uma deformação exa- gerada dos baldrames, apesar de os mesmos terem sido dimensionados e executados correta- mente para suportar as cargas previstas em projeto. O que ocorreu, a bem da verdade, foi que a colocação da tela de reforço no contrapiso passou a funcionar como laje armada e, à medida que houve adensamento da argila orgânica, ela recalcou e se apoiou sobre os baldrames, gerando com isso um significativo acréscimo de carga sobre os mesmos, resultando numa condição não prevista no projeto estrutural, o que provocou a deformação excessiva do elemento estrutural e o surgimento das trincas nas alve- narias (ver fig. 2.12.1). A solução nesse caso foi cortar o piso de concreto armado junto aos baldrames de forma a permitir a sua livre movimentação sem sobrecarregar os baldrames e as fundações. Contrapiso de Concreto 1 Armadura do Roforço Adicionada polo Construtor T A f u n d a m e n t o d e P i s o / •••I I HSBB H WSÊMÊs & Fig. 2.12.1. Aterro sobre turfa orgânica O aprendizado que podemos tirar nesse caso é que mesmo havendo preocupação com situa- ções desse tipo, devemos analisar cuidadosamente as soluções aparentemente viáveis para resolver ou amenizar a presença da camada de solo ruim, uma vez que o assunto requer co- nhecimentos específicos e soluções integradas com o restante da obra, caso contrário, pode- mos agravar as condições existentes, como ocorreu nesse caso.
  27. 27. 2.13. ALGUMAS SOLUÇÕES PARA ESTABILIZARTALUDES A estabilização de taludes é uma especialidade da engenharia civil, que, para apresentar segu- rança com desempenho técnico e econômico, deve ser analisada e estudada com o máximo de critério e conhecimento específico, tendo em vista que vão se buscar soluções para controlar forças da natureza, muitas vezes com valores descomunais e que podem provocar sinistros de grandes proporções. Queremos com isso alertar o leitor para a necessidade de se fazer um trabalho detalhado de pesquisa e levantamento em campo de todas as variáveis que envolvem cada situação especí- fica, tais como sondagens, ensaios, levantamento planialtimétrico cadastral e outras que se fizerem necessárias. Somente após a coleta desses dados poderemos iniciar os estudos para viabilizar algumas solu- ções para a estabilização do talude, lembrando que em muitos casos a solução ideal implica uma composição equilibrada de soluções clássicas que, via de regra, são adotadas de forma isolada, conforme abordaremos a seguir. 2.13.1. Al ívio do Empuxo Em alguns casos, onde a altura do talude é elevada, acima de 6 m, a solução ideal pode ser a remoção de uma porção do solo para aliviar o empuxo e com isso estabilizar o terrapleno (ver fig. 2.13.1). Fig. 2.13.1. Alivio do empuxo 2.13.2. Execução de Drenos Alguns taludes naturais de encostas, quando o nível do lençol freático for elevado, pedem ser estabilizados através de drenos sub-horizontais profundos, conforme mostra a fig. 2.13.2.
  28. 28. Dreno Sub-Horlzontal ^ N.A. DET. DO DRENO 7Furos 3 mm BIDIM-OP-20 Fig. 2.13.2. Drenos profundos sob-horizontais 2.13.3. Impermeabilização da Superfície Via de regra, a estabilização de um talude implica sempre se adotarem, entre outras medidas, soluções para impedir a erosão e a penetração cias águas superficiais, devendo-se para tanto providenciar urna impermeabilização do talude e um eficiente sistema de captação e lançamento dessas águas. O processo mais comum e econômico para proteger a superfície de um talude é o uso de grama; no entanto, dependendo do tipo de solo e da inclinação do talude essa solução pode não ser adequada, se a grama não encontrar condições favoráveis para se desenvolver e, nesse caso, o talude acabará ficando sem proteção. Isso pode ser facilmente comprovado quando viajamos de carro e constatamos inúmeras ruptu- ras nos taludes ao lado das rodovias, causadas principalmente pela ausência de proteção su- perficial ou ineficiência do sistema de captação/lançamento das águas pluviais, que, por sua vez, se existirem não recebem manutenção preventiva e corretiva adequada, conceito que ainda precisa criar uma cultura no Brasil. Outro processo para impermeabilizar a superfície do talude, porém de caráter provisório, é chapiscar com argamassas de areia e cimento, ou pintar com tintas betuminosas; essas duas soluções tem vida útil muito curta, exigindo constante manutenção para manter a eficiência; no entanto são muito utilizadas em determinadas etapas de obras onde se deve conviver com taludes provisórios e instáveis. Em alguns casos uma solução eficiente e de longa duração é a impermeabilização da superfície do talude através do emprego de uma camada, com espessura adequada, de argamassa de ci- mento e areia ou concreto, podendo em ambos os casos ser aplicadas manualmente ou projetadas com uso de equipamentos apropriados. No entanto devemos tomar alguns cuidados especiais para ancorar adequadamente essa camada de proteção no terrapleno, caso contrário poderá deixar de ser um elemento favorável e se transformar num problema adicional (ver fig. 2.13.3).
  29. 29. Esse tipo cie solução exige uma atenção especial no desenvolvimento do sistema de captação e lançamento das águas pluviais, uma vez que toda água que incidir sobre o talude será esco- ada com grande velocidade para a parte inferior do mesmo. REVESTIMENTO CHUMBADORQU GRAMPO CANALETA DE CAPTAÇÃO NO TOPO DO TALUDE / TELA DEAÇCV BARRA DE ANCORAGEM S PISO DE CONCRETO ARMADO CANALETA DE CAPTAÇÃO NO PÉ DOTALUDE Fig. 2.13.3. Impermeabilização de talude com argamassa e concreto projetado 2.13.4. Estruturas de Contenção para Estabilizar Taludes Determinadas situações exigem que se faça uma estrutura de contenção para se garantir a estabilidade do terrapleno; nesses casos, podemos contar com uma grande variedade de soluções consagradas pelo uso. No entanto, para se escolher a solução de melhor desem- penho técnico e econômico, é necessário que se definam vários parâmetros, tais como altura do terrapleno, tipo do solo, presença de água, características de implantação e con- dições de execução. As estruturas de contenção são um capítulo específico e muito extenso na engenha-ia civil, sendo que uma abordagem mais completa foge ao escopo deste trabalho; no entanto, vamos citar a título de ilustração três tipos de muros de arrimo bastante usuais na contenção de taludes (ver fig. 2.13.4). MURO DEARRIMO GRAVIDADE PODE SER DE: -CONCRETO ARMADO -CONCRETO ALVENARIA -ALVENARIA ARMADA PODE SER DE: -GABIÃO -CONCRETO CICLÓPICO -CONCRETO ENSACADO
  30. 30. RODOVIA OU Fig. 2.13.4. Estruturas de contenção para estabilizar taludes O muro de arrimo de ílexão pode ser de alvenaria, de concreto armado ou misto; o tipo a ser definido vai depender de vários fatores, mas essencialmente da altura do terrapleno, sendo que os de alvenaria são indicados para alturas menores e o de concreto para alturas maiores. As estruturas de arrimo atirantadas, por sua vez, já são muito eficientes e práticas quando se precisa conter terraplenos de altura elevada, sendo por esse motivo de grande aplicação na estabilização de taludes em obras rodoviárias, industriais ou mesmo predial de grande porte; no entanto, requerem profissional com conhecimento específico e utilização de equipamento apro- priado. Os muros de gravidade podem ser executados com qualquer tipo de material, desde :jue seja durável, tenha peso elevado e possa ser construído de tal forma que o seu peso próprio seja capaz de resistir ao empuxo da terra. Normalmente são utilizadas pedras-de-mão simplesmen- te assentadas ou arrumadas dentro de caixas formadas por telas de aço (gabião); outro material utilizado é o concreto ciclópico, ou o concreto ensacado. Algumas soluções específicas utilizam a própria terra como elemento de peso para compor uma estrutura de contenção; é o que ocorre no caso das terras armadas, em que o solo é compactado em camadas tendo no seu interior tiras de chapas de aço que são presas na extre- midade oposta a uma placa pre-moldada de concreto e o conjunto todo acaba funcionando como muro de arrimo.
  31. 31. 3 Sinistros em muros de arrimos 3.1. GENERALIDADES Os muros cie arrimos têm siclo a causa de vários sinistros no Brasil e por diversos motivos, principalmente por erros de projeto ou falhas durante a execução da obra. Conforme artigo publicado pelo prof. Costa Nunes, na revista Estrutura, foram analisados 300 casos de sinistros em muros de arrimo, sendo constatadas as seguintes incidências de causas: Como se pode |>erceber, as falhas mais comuns em projeto e execução são devidas à inexistência ou funcionamento precário do sistema de drenagem; nessa condição surge um esforço adicional no muro de arrimo em razão do ernpuxo provocado pelas águas represadas, situação que se agrava principalmente nas épocas de chuvas, onde temos uma maior incidência desse tipo de sinistro. Além das águas pluviais, os vazamentos em tubulação hidráulico-sanitária também têm sido um grande gerador de colapso das estruturas de arrimo. A segunda maior causa de acidentes com muros de arrimo é sem dúvida o dimensionamento incor- reto das fundações. Em alguns casos onde ocorreram sinistros foi constatado que o ti|X) de fundação existente era inadequado para as características do muro e principalmente para as do solo. Os sinistros decorrentes do dimensionamento estrutural insuficiente também têm sido observados com muita freqüência; isso ocorre quando há um erro no detalhamento do projeto, ou quando o projetista não leva em consideração o valor correto do empuxo que irá atuar sobre a estrutura. O processo executivo também é responsável por um grande número de sinistros dos muros de arrimo; é comum ocorrerem alguns tipos de acidentes, principalmente devido à ruptura parcial do talude durante as escavações, o que tem sido, infelizmente, a principal causa de morte dos operários que trabalham nesse tipo de obra. 1 - Deficiência de drenagem 2- Dimensionamento de base insuficiente. 3- Insuficiência estrutural 4- Falhas de execução durante o aterro 5- Falhas nos apoios superiores ou laterais 6- Acidentes de trabalho 7- Causas diversas 33% .25% .19% 10% .05% .05% .03%
  32. 32. Durante a execução da maioria dos muros de arrimo não se observa uma inclinação adequada para os taludes provisórios, nem se coloca escoramento para impedir o desmoronamento da terra, principalmente porque as condições ideais geram custos adicionais ou dificultam a exe- cução do muro, uma vez que normalmente não se dispõe do espaço necessário para se dar uma inclinação estável ao terrapleno e a presença das escoras dificultam sobremaneira a exe- cução da obra. O construtor precisa estar ciente das suas responsabilidades e dos riscos inerentes ao processo executivo de um muro de arrimo, devendo, portanto, tomar todas as providências necessárias para evitar qualquer tipo de acidente durante a obra e ao mesmo tempo procurar seguir rigoro- samente as recomendações e especificações do projeto. Como se pode perceber, os muros de arrimo estão sujeitos a uma série de condições perigosas e qualquer uma delas poderá gerar um sinistro de graves proporções, implicando, portanto, a necessidade de se levar muito a sério todas as variáveis que interferem na estabilidade de uma estrutura de contenção, de forma que o projetista deverá se empenhar para encontrar uma solução técnica e economicamente adequada para as condições locais. 3.2. SINISTRO EM ARRIMOS DEVIDO À FUNDAÇÃO INADEQUADA 3.2.1. Sinistro em Arrimos com Sapata Corrida Os casos de sinistro em muros de arrimo com fundação em sapatas corridas foram devido ao dimensionamento incorreto das mesmas, ou pelo fato de a fundação não ser adequada para aquele tipo de solo, ocorrendo então um recalque acentuado com perda da verticalidade do muro; essa condição aumenta ainda mais a instabilidade da estrutura, uma vez que o conjunto das forças verticais se desloca cada vez mais para fora do terço central do núcleo de inércia, podendo evoluir até provocar o colapso do muro de arrimo. Para evitar esse tipo de problema, elevemos analisar criteriosamente as características do solo onde será implantada a fundação do muro e verificar se ele é adequado para suportar as ten- sões que serão geradas naquele ponto. Por outro lado é necessário que se faça um dimensionamento correto da sapata, para receber as cargas verticais acrescidas dos momentos provocados pelo empuxo do solo. Constatamos também situações onde houve um deslocamento horizontal do muro de arrimo, que ocorreu pelo fato de a somatória dos empuxos horizontais terem superado as forças resis- tentes que são originadas pelo atrito da sapata com o solo; nesse caso não foi prevista uma chave na base do muro com a finalidade de gerar um empuxo passivo capaz de impedir esse movimento. Para tanto, é importante que se verifiquem as reações de atrito da base do muro com o solo e, se o empuxo for maior que a força resistente, será necessário prever uma chave, sendo qje a sua eficiência vai depender da observância de todas as etapas construtivas, que visam garantir um perfeito contato entre a face da chave e o solo, possibilitando assim uma boa ancoragem; caso contrário, deixará de ser um elemento favorável e poderá se transformar num elemento preju- dicial à estabilidade do muro (ver fig. 3.2.1).
  33. 33. Enchimento com Concreto "Magro" de Forma a Garantir uma Ligação adequada da Chave com o Solo Fundação com duas Estacas é mais Eficiente para Absorver Momentos Fletores Fundação com apenas uma linha de Estacas não ó aconselhável, por não ser Eficiente para absorver momentos Fletores na Base A Tensão Máxima no Terreno Deve ser Compatível com a Capacidade de Carga do Solo Fig. 3.2.2. Arrimo com estacas D= Dcsaprumo Devido à Rotação da Base Chave para impedir Deslizamento do Muro Det.-1 Fig. 3.2.1. Arrimo com sapata corrida 3.2.2. Sinistro em Arrimos com Fundação em Estacas Alguns sinistros em muros de arrimo com fundação em estaca ocorrem por uma forte tendência de se querer usar apenas uma linha de estacas, seja por desconhecimento, seja por motivos econômicos ou por dificuldades executivas. Nessas condições a fundação apresenta pequena capacidade de absorver momento fletor, resultando, portanto, em pouca eficiência para conter o empuxo da terra e resultando, no tombamento do muro. O ideal é que se empreguem sempre duas linhas de estacas, formando um binário resistente, que é muito eficiente para absorver o momento gerado pelo empuxo do solo. Ocorreram também alguns casos de ruptura ou deformação excessiva nas estacas ou brocas dos muros de arrimo, por não terem resistido à força horizontal do empuxo. As estacas, via de regra, são projetadas para receber esforços verticais, sendo elementos estru- turais para resistir a pequenas forças horizontais, a não ser em condições especiais, quando previamente elas são dimensionadas para essa finalidade. No entanto é importante que se tenha em mente que essa capacidade dependerá também das características do solo. Solução ~
  34. 34. 3.3. SINISTRO EMARRIMOSSOBRETERRENO INCLINADO Os casos de sinistros em muro de arrimo executados sobre uma superfície com topografia muito inclinada foram devido a fundações rasas que sofreram um processo de erosão do terreno próximo à base, provocando um desconfinamento do solo e a conseqüente desestabilização do muro. Há registro também de ruptura do talude onde foi executado o muro de arrimo, provocada pelo acréscimo de carga que essa nova situação gerou no terrapleno. Para evitar situações desse tipo, é necessário observar alguns cuidados adicionais na escolha do tipo de fundação para muros de arrimo em terrenos inclinados, principalmente se houver a possibilidade de ocorrer erosão. Nesses casos devemos optar por fundações profundas, mesmo que o solo se mostre adequado para fundação rasa do tipo sapata corrida, pois este é mais vulnerável ao processo de solapamento do solo ao longo do tempo. É necessário também que se verifique a condição de estabilidade do talude, considerando-se o arrimo executado, de tal forma que se tenham garantias quanto à estabilidade de todo o terrapleno (ver fig. 3.3.1). Fig. 3.3.1. Arrimo em terrenos inclinados 3.4. SINISTRO EM ARRIMOS MAL PROJETADOS Os casos de sinistro em muros de arrimo por falhas de projeto, infelizmente, ainda são muito comuns na nossa engenharia. A principal causa é não levar em consideração o valor do empuxo da água, que, por sua vez, assume valores elevados capazes de provocar o colapso da estrutu- ra de contenção. Outra falha comum é não prever sobrecargas adicionais no terrapleno e um eficiente sistema de drenagem, o que nos remete às condições do parágrafo anterior, sendo que vamos abordar esse aspecto com detalhes no item 3.5. Algumas estruturas de contenção foram seriamente abaladas e outras chegaram ao colap- so pelo fato de o projeto não ter levado em consideração esforços adicionais, decorrentes
  35. 35. da possibilidade de sobrecargas eventuais, o que pode ocorrer principalmente nas indústri- as, onde veículos pesados transitam nas proximidades dos muros de arrimo, ou ocorre a estocagem de produtos. Outro erro de projeto que normalmente resulta em sinistro é subestimar o valor potencial do empuxo. Em alguns casos isso se deu por erro de cálculo e em outros pelo critério errado de dimensionamento que levou em consideração, de forma muito otimista, alguns parâmetros que permitem reduzir o valor do empuxo. Alguns casos mais antigos de sinistro cm muros de arrimo foram decorrentes da corro- são das armaduras, em função de o elemento estrutural estar normalmente em contato permanente com a umidade, condição essa, que somada a um cobrimento insuficiente, favorece o ataque do aço. Essas obras foram executadas durante a vigência da antiga norma brasileira (NB-1), em que a recomendação na espessura do cobrimento não era como atualmente. A importância do cobrimento adequado se deve pela presença da umidade constante, que favorece a oxidação da ferragem e, caso isso aconteça, haverá um aumento significativo no volume do aço e os efeitos resultantes dessa expansão geram uma força capaz de romper o concreto. Essa condição permitirá maior infiltração de umidade e conseqüentemente uma aceleração do processo corrosivo; no entanto, como esse fenômeno ocorre na face oculta do muro, corre-se o risco de a sua evolução não ser detectada a tempo e causar então o colapso da estrutura (ver fig. 3.4.1). No Caso dos Muros do Arrimo do Concroto Armado, Dovomos Tomar Cuidados Espoclals para Garantir a Proteção da Armadura, Atravéz de um Cobrimento maior igual a Três Centímetros e Posterior Impermeabilização da Superfície do Concreto, tendo em Vista que não será Possível Identificar o Processo de Corrosão. Fig. 3.4.1. Cobrimento da ferragem em muro de arrimo 3.5. SINISTRO EM ARRIMOS COM SISTEMA DE DRENAGEM DEFICIENTE Um sistema de drenagem deficiente é sem dúvida um dos principais motivos de sinistros em muros de arrimos, tendo em vista que a presença d'água gera grandes esforços adicionais quando não encontra caminhos por onde escoar.
  36. 36. Essa falta sc faz sentir com mais freqüência durante as precipitações pluviométricas, cue satu- ram o solo e, se não forem corretamente drenadas, acabam gerando elevados empuxos hidráu- licos, capazes de derrubar as estruturas de contenção. Há casos de vazamentos em tubulações hidráulicas que com o passar do tempo têm o mesmo efeito das chuvas. Ou ainda a variação no nível do lençol freático, que apesar de menos co- mum, também gera empuxos capazes de provocar tal sinistro. Esse tipo de sinistro normalmente ocorre porque não se prevê em projeto um eficiente sistema de drenagem ou, quando previsto, não é executado corretamente. Por outro lado, alguns siste- mas de drenagem vão perdendo a eficiência com o tempo, principalmente pelo fenômeno da colmatação do elemento drenante, devido ao acúmulo das partículas finas do solo que com o tempo acabam impedindo a passagem da água, e nessa condição é necessário fazer uma ma- nutenção nos drenos para que volte a funcionar novamente. Um sistema de drenagem usado com sucesso em muros de arrimo com altura de até 3,0 m pode ser visto na figura 3.5.1; no entanto, devemos ter em mente que eles têm uma vida útil que depende de diversos fatores locais. Então, quando for constatada uma redução da vazão, é sinal de perda de eficiência do sistema, devendo-se, nessas condições, providenciar a sua manutenção com urgência. Para muros com altura elevada, devem-se executar, além dos drenos junto ao muro, outros mais profundos através da introdução de tubos drenantes com comprimento suficiente para capitar uma parcela de água em pontos mais afastados da estrutura de contenção. Detalhe do Buzinote Fig. 3.5.1. Drenagem em muro de arrimo 3.6. SINISTRO DEVIDO À ABERTURA DE VALAS PRÓXIMAS DE MUROS DE ARRIMO Obras que geram abertura de valas próximas à base de um muro de arrimo são sempre perigo- sas, pois criam um dcsconfinamento do solo no seu entorno, possibilitando que as tensões de compressão produzidas pelo muro de arrimo nas fundações causem uma ruptura do solo de base, implicando na maioria das vezes sinistros de graves proporções (ver fig. 3.6.1). Canaleta de Captação das Águas Pluviais Buzl notes Tratamento do Talude (grama,cimentado etc.) V / Manta Geotêxtil i Elemento Drenarte • (brita + areia)
  37. 37. Muro de Arrimo Abertura da Vala m m ] Tensão do Solo Fig. 3.6.1. Abertura de valas próximas de muros de arrimo 3.7. SINISTRO DEVIDO À SOBRECARGA EM MURO DE ARRIMO Em determinados momentos na vida útil de um muro de arrimo, pode ocorrer uma sobrecarga não prevista no projeto original e aumentar de maneira significativa o empuxo sobre a estrutura de contenção, provocando o seu desaprumo, ou mesmo um colapso nos casos mais graves. Esse tipo de situação é provocado normalmente em conseqüência de novas obras nas imedia- ções, quando se passa a ter um tráfego de veículos pesado próximo ao muro, que, além do seu peso próprio, ainda recebe o depósito de areia, pedra, terra e outros materiais na parte superior do arrimo, gerando com isso um significativo acréscimo no empuxo (ver fig. 3.7.1). o Sobrecarga Acidental Tráfego do Veículo Pesado Fig. 3.7.1. Sobrecarga em muro de arrimo areia/terra ou mat. de construção 3.8. SINISTRO EM MUROS DEARRIMO DE ALVENARIA ESTRUTURAL Alguns muros de arrimo têm sido executados ultimamente com mais freqüência em alvenaria estrutural, devido à facilidade e rapidez que esse sistema permite; no entanto, essa solução não deve ser empregada para alturas elevadas, onde se mostraram de pouca eficiência.
  38. 38. O caso de sinistro nos muros de animo em alvenaria estrutural é devido às falhas no enchimento cios blocos com graute ou concreto. Isso ocorre [>or dois motivos mais freqüentes: o primeiro, em razão de uma even- tual otetrução do furo pela argamassa de assentamento dos blocos; o segundo é decorrente do adensamento incorreto do graute, sendo que na maioria das vezes esses dois erros se somam e o resultado em qualquer um cJos casos é o surgimento de vazios internos, também conhecidos como bicheiras (ver fig. 3.8.1). Quando as falhas ocorrem em estruturas de concreto convencional, elas são fáceis de ser identificadas logo após a desforma, permitindo os reparos necessários. No entanto, o mesmo já não acontece no caso da alvenaria estrutural, onde não se percebem as falhas de concretagem, uma vez que ficam dentro dos blocos e, nessas condições, nenhuma providência é tomada para corrigir o problema, deixando então a ferragem mais vulnerável ao processo de corrosão. Essas estruturas ficam em contato direto com o solo, onde a umidade é constante, fator que facilita a corrosão, que por sua vez irá ocorrer num espaço vazio dentro do bloco de concreto. Por esse motivo, a expansão que acompanha a oxidação da armadura não será percebida e poderá evoluir até provocar um colapso da estrutura. Para minimizar esse tipo de problema, recomendamos que as execuções de muros de arrimo de alvenarias estruturais sejam executadas com muito critério, começando pelo assentamento dos blocos sem deixar excessos de argamassa no interior dos furos que irão receber o graute. Este por sua vez deve ser lançado a cada 4 blocos assentados e ter plasticidade e fluidez suficiente para preencher completamente todo o espaço que tiver armação. Apesar de todos esses cuidados, ainda corremos o risco de ter algumas falhas de enchimento. Para contornar essa possibilidade, devemos executar uma impermeabilização eficiente da face do muro que ficará em contato permanente com o solo, de forma a garantir a proteção das armaduras. Alertamos que nos reservatórios de água ou de outros produtos líquidos executados em alvena- ria armada, esse tipo de problema também pode ocorrer, sendo que nesse caso os cuidados deverão ser redobrados. Ferragem Fig. 3.8.1. Muros de arrimo de alvenaria estrutural
  39. 39. 4 Sinistros devido a recalques nas fundações 4.1. GENERALIDADES A correta definição de um tipo de fundação é fundamental para garantir vida longa e estabilidade para uma edificação, haja vista que até em citações bíblicas é dito que o homem que edificar sua casa sobre a rocha, o vento e a tempestade não a derrubarão; no entanto, aquele que edificar sobre terreno ruim será arrastado pelo temporal. É claro que essa passagem se refere à base da vida de um ser humano, mas serve para mostrar a importância de se edificar sobre terreno firme. Mesmo o leigo sabe que é fundamental uma boa fundação ou alicerce, como costumam cha- mar, para evitar sérios problemas no futuro, como o surgimento de trincas vivas, que mesmo tratadas com colocação de ferro ou telas de náilon não resolvem o problema, uma vez que ele não está na alvenaria, e sim na movimentação das fundações. A evolução das trincas pode sugerir em alguns casos que há um problema mais sério nas funda- ções e que com o tempo pode comprometer a estabilidade da edificação, colocando em risco a segurança de seus usuários. Nessas condições, a correção do problema implica quase sem- pre soluções de custo elevado e desconforto para o usuário. Por esse motivo é indispensável que se faça da maneira correta logo na primeira vez, pois com certeza resultará em mais economia, menos risco e mais conforto. O profissional menos preparado ou desatento pode incorrer em erros lamentáveis com sérias conseqüências a médio e longo prazo; isso ocorre em alguns casos pela falta de conhecimento técnico, ou pela falta de humildade em reconhecer suas limitações. Nesse caso, ele adota soluções empregadas em obras anteriores, sem avaliar corretamente o seu desempenho ao longo do tempo, ou verificar se ela é adequada ao solo da nova obra. Inicialmente, é muito importante conhecer as características do terreno onde se vai construir. Existem diversos tipos de verificação do subsolo, sendo a mais comum e também de menor custo a sondagem de simples reconhecimento a percussão, onde se monta um tripé ccm tubos de aço e se introduzem no solo tubos e um amostrador-padrão. Apesar de simples, essa sondagem permite uma classificação do tipo de solo existente e uma avaliação muito boa da sua resistência, elementos indispensáveis para se definir qual a funda- ção mais adequada.
  40. 40. Nas obras maiores, como prédios de vários andares ou indústrias de grande porte, os projetistas não dispensam a sondagem de reconhecimento do subsolo para projetar o tipo de fundação que vai apresentar o melhor desempenho técnico e econômico. Nas edificações residenciais, comerciais e industriais de pequeno porte, esses cuidados nor- malmente não são observados, fazendo com que muitas vezes se cometam erros grosseiros que resultam em sérios sinistros. No passado alguns profissionais se aventuravam com soluções tecnicamente inadequadas, porém com os inúmeros insucessos eles foram se convencendo da importância dc se projetar e executar adequadamente uma fundação. Nos últimos anos, com o avanço do conhecimento e o desenvolvimento de novas técnicas e modernos equipamentos, já é possível se projetar e executar sofisticadas fundações sem problemas de recalques significativos ao longo do tempo. No entanto ainda não é possível prever com total exatidão os recalques absolutos que irão ocorrer numa fundação. Por outro lado, não existe recalque zero, e fundações projetadas para ter recalque bem próximo de zero implicariam custos proibitivos, inviabilizando a maioria dos empreendimentos. Para se ter um resultado altamente satisfatório, é muito importante que a empresa de sondagem e o engenheiro projetista sejam reconhecidos pela excelente qualidade dos trabalhos executa- dos. Ao mesmo tempo é imprescindível que a obra seja acompanhada durante a execução das fundações, tendo em vista que é muito comum ocorrer variação nas características do solo, o que irá implicar uma pronta intervenção do projetista. 4.2. SINISTRO DEVIDO À FUNDAÇÃO EM SOLO COMPRESSÍVEL No capítulo 2.12, tivemos oportunidade de verificar o que ocorre com aterros sobre turfas ou argilas orgânicas ou solo muito compressível, sendo que neste tópico vamos tratar das suas conseqüências no comportamento das fundações de uma edificação. Participamos da análise de alguns casos que resultaram em sinistro, devido à execução de aterros com altura variando entre 0,50 m e 2,00 m sobre solo compressível. Isso ocorreu em algumas áreas nas cidades de Guarulhos, Jacareí e do litoral paulista, principalmente em Cubatão e no Guarujá. Nessas localidades, o aterro executado, mesmo no caso de pequenas alturas, provocou depois de uns meses um lento processo de adensamento da camada compressível do subsolo, acarre- tando afundamento dos pisos e gerando sobrecargas adicionais nos baldrames e nas fundações. O afundamento dos pisos não ocorreu de maneira uniforme, mas sempre de forma mais acentu- ada no centro dos ambientes delimitados por alvenarias. Esse fato se justifica tendo em vista que ocorre uma ligação entre o piso e os elementos de vedação. Em jacareí, devido à má qualidade de uma camada superficial do solo, onde seria construída uma escola, a construtora resolveu tomar algumas providências no sentido de minimizar os possíveis efeitos danosos do aterro na edificação que seria executada no local. Ressalvamos que a solução dada pela empreiteira foi baseada em seus próprios critérios, sem consultar os profissionais responsáveis pelo projeto de fundações.
  41. 41. A solução adotada foi a de colocar uma malha de aço em todo o contrapiso de concreto, passando por sobre os baldrames. Agindo assim, na melhor das intenções, o construtor não se deu conta de que, com o inevitável afundamento do piso, devido ao recalque do solo fraco, iria sobrecarregar as vigas baldrames, as fundações e com isso provocar sérias rachaduras nas alvenarias (ver fig. 2.12.1). Em casos semelhantes a esse, onde não foram colocadas armaduras no contrapiso, os danos foram menores, mas mesmo assim o recalque do piso e o atrito lateral com as alvenarias provo- caram sérios danos na edificação. A correção adotada para o problema, sem gerar grandes custos e mais transtorno, foi a de cortar o contrapiso com disco de diamante, o mais próximo possível de todas as alvenarias, permitindo com isso que o mesmo pudesse recalcar livremente sem carregar consigo os ele- mentos estruturais de fundação. O desnível remanescente foi corrigido com material de baixo peso específico, do tipo argila expandida ou tijolos cerâmicos furados. As soluções preventivas para este tipo de situação podem ser a total remoção da camada de solo compressível e posterior aterro ou, na impossibilidade de tal remoção por motivos técnicos ou econômicos, estruturar o piso ou executar o aterro e se aguardar o tempo necessário para a sua acomodação, e só depois iniciar a obra. Esta última solução demanda tempo, mas pode ser ideal quando se pretende construir obras de um ou dois pavimentos, principalmente conjuntos habitacionais horizontais, pois se o aterro for executado corretamente, será possível a utilização de fundação direta, que apresenta a vanta- gem da rapidez e do baixo custo. Há que tomar cuidado também com as fundações profundas, quando a camada compressível for grande. Nesses casos, o aterro poderá provocar acomodações de tal magnitude a ponto de gerar atrito negativo nas estacas, produzindo cargas adicionais que, se não forem previamente consideradas, vão provocar recalques diferenciais nas fundações. Para contornar esse tipo de problema, o projetista deve reduzir a capacidade nominal das esta- cas. Para tanto é indispensável que esses cálculos sejam feitos por engenheiro especializado em fundações, pois assim será possível que ele determine com precisão as cargas de trabalho que o elemento de fundação poderá receber. Neste tópico podemos perceber que mesmo para pequenas obras é imprescindível uma sonda- gem prévia do subsolo, pois no caso de existir uma camada de solo compressível, devem-se tomar os cuidados especiais citados anteriormente, de forma a não se ter surpresas desagradá- veis e às vezes desastrosas. Apenas para se ter uma ordem de grandeza, em alguns casos com aterros de apenas um metro de altura sobre solo compressível foram constatados recalques de até 20 cm, provavelmente somado com o aterro mal executado. A deformação do solo compressível depende basicamente das suas características geotécnicas, da sua espessura e principalmente da altura da camada de aterro que será depositada sobre ele. Por outro lado, há que tomar os devidos cuidados na correta execução do aterro, para não se ter uma somatória de acomodações em que o recalque final será a soma das deformações do aterro mal executado com a deformação da camada compressível.
  42. 42. 4.3. SINISTRO DEVIDO À FUNDAÇÃO DIRETA SOBRE SOLO "FRACO A fundação direta através de sapatas isoladas ou corridas são as mais usadas em obras de pequeno porte; no entanto, são essas as que dão o maior número de problemas. É uma solução rápida, de baixo custo e muito eficiente, quando adotada corretamente. O que se verificam nas pequenas obras são a falta de sondagem e a ausência de um engenheiro de solos para definir a solução ideal. E no caso do ser especificado o uso de sapatas, ele irá recomendar os cuidados necessários a serem tomados. Em muitos casos é comum que o assentamento das sapatas isoladas se dê em cotas diferentes, em função da variação de nível na camada resistente. O construtor inexperiente ou desatento poderá generalizar a cota de apoio de todas as sapatas, tomando por base apenas uns poucos pontos de solo que ele julgar adequados para suportar as cargas da edificação. Nesta situação, acaba ocorrendo que uma ou outra sapata se apóie sobre solo inadequado, causando então um recalque diferencial, uma vez que este ponto irá recalcar de forma mais acentuada que os demais, aparecendo então as trincas, inicialmente nas alvenarias e depois na estrutura (ver fig. 4.3.1). O tamanho das sapatas e o tipo de solo também interferem nos recalques de uma fundação (ver fg. 4.3.2). Recalque i Fig. 4.3.1. Recalque diferencial de fundações Argilas Areias Fig. 4.3.2. Gráficos pressão x recalque de sapatas isoladas, apoiadas em argila e areias
  43. 43. 4.4. SINISTRO DEVIDO À FUNDAÇÃO DIRETA EM ATERROS Exceto em situações específicas, onde o aterro foi projetado e executado para receber sobre ele as cargas das fundações, devemos evitar o emprego de fundação direta sobre aterros, pois na maioria das vezes em que isso ocorreu as edificações apresentaram sérios problemas de recalques, com surgimento de trincas e comprometimento da estrutura, tendo em vista que a maioria desses aterros é executado sem nenhum controle de qualidade. Os piores locais são os terrenos que receberam aterro sanitário, ou que foram utilizados no passado como bota-fora de lixo industrial. Nesses espaços não se deve edificar sem antes efe- tuar minuciosos estudos envolvendo vários setores da engenharia, pois além de problemas com as fundações temos o lençol freático contaminado e a presença de gases inílamáveis e tóxicos que são nocivos à saúde do homem. No entanto, o que temos observado é que justamente nesses locais ocorre o maior número de construções clandestinas, que além dos inevitáveis danos que vão surgir nas edificações, iremos ter também sérios problemas de saúde pública, pela contaminação dos moradores nessa região. Nos demais casos onde é possível se construir, apesar da presença de um aterro, o engenheiro de obras e o construtor devem tomar todos os cuidados para atravessar o aterro e buscar um solo natural adequado para se apoiar a sapata, uma vez que devemos lembrar que não basta ser solo natural, o mesmo deve apresentar características adequadas para suportar a carga da edificação. Outro cuidado a ser tomado é com aqueles aterros que pelas características do solo empre- gado podem enganar o profissional, que poderá entender que se trata de solo natural, ou então não perceber que apenas parte do terreno é constituído por solo natural, havendo trechos com aterro. Em quaisquer das condições citadas anteriormente, iremos ter inevitavelmente recalques dife- renciais nas fundações, acarretando trincas e rachaduras nas alvenarias e na estrutura, poden- do levar a edificação ao colapso caso não sejam tomadas as devidas providências a tempo. Nesses casos, uma solução técnica e economicamente viável é o reforço com estacas de rea- ção do tipo MEGA, podendo ser de aço para atravessar aterros com muito entulho de obra, ou de concreto quando o aterro permitir. Deve ser observado no caso das estacas metálicas que os seus segmentos sejam corretamente soldados ou rosqueados; e no caso das estacas de concre- to, os módulos devem ser furados na sua parte central, de forma a permitir a instalação de uma armadura e posterior enchimento de concreto. Essas recomendações têm por finalidade garan- tir linearidade e vertical idade às estacas. 4.5. SINISTRO DEVIDO À FUNDAÇÃO PROFUNDA EM ATERROS Mesmo nos casos de fundações profundas através de estacas (pré-moldadas ou moldadas no local) ou tubulões, há que tomar os devidos cuidados numa correta investigação das caracterís- ticas do subsolo. Primeiramente para definir com precisão o tipo de fundação a ser empregada e depois para estabelecer as cotas de apoio dos elementos que irão compor a fundação. A presença do aterro gera algumas dificuldades executivas, inviabilizando determinados tipos de fundações que teoricamente seriam possíveis; no entanto, nos casos de aterros com entulhos
  44. 44. do outras obras, muitas vozes não se consegue executar estacas moldadas no local, devido à presença de elementos de concreto e ferragens existentes no seu interior. Nesses casos, deve-se pensar em uma solução alternativa, com o emprego de Estacas Metáli- cas, Raiz, ou Pré-Moldadas, sendo que esta última, se for de pequeno diâmetro, também pode encontrar dificuldades para atravessar o aterro. Outra situação indesejável que pode ocorrer é a cravação de estacas com "nega falsa", onde a ponta da mesma pára em algum elemento resistente no aterro. Além de o componente de fundação ter pouca capacidade de suportar cargas, poderá recalcar juntamente com o aterro se este ainda não estiver estabilizado, trazendo conseqüências desastrosas para a edificação. Tivemos oportunidade de participar de um caso semelhante numa obra executada na cidade de Santo André, em São Paulo, onde foram cravadas várias estacas pré-moldadas de concreto num terreno que fora utilizado no passado como bota-fora de todo tipo de material. Apesar disso a construtora não deu a devida atenção às recomendações do projeto de fundações, resultando assim que algumas estacas ficaram com a ponta parada no aterro, acarretando recalques dife- renciais com sérios danos nas alvenarias e na estrutura de concreto armado da edificação. Devemos levar em consideração também a possibilidade de o aterro provocar um "atrito negativo" nas estacas devido à acomodação do solo, o que resulta num acréscimo de carga nas mesmas. Situações desse tipo exigem cuidados especiais, começando pela programação de sondagens que permitam o mapeamento correto do subsolo e forneçam todos os elementos indispensáveis para que seja calculada a capacidade real de carga das estacas. Finalmente, deve ser obrigatório um acompanhamento rigoroso da obra por engenheiro especializa- do, de forma a se aferir o comprimento de cada estaca com a profundidade do aterro naquele [X)nto, garantindo assim que a estaca atravesse todo o aterro e atinja o nível de solo previsto em projeto. Sit.2 Acomodação do Aterro Negativo Aterro Compressível Solo Natural - No caso de a estaca parar no aterro (sit.1) ela irá recalcar na mesma proporção que o aterro acomodar - No caso de a estaca parar no solo natural (sit. 2) ela ficará sujeita a um acréscimo de carga provocado pelo atrito negativo Fig. 4.5.1. Estacas em aterros
  45. 45. No caso de estacas moldadas no local do tipo BROCAS ou STRAUSS, a sua execução também deverá observar os mesmos cuidados citados anteriormente para as estacas pré-moldadas e ter uma atenção redobrada no enchimento das mesmas, de forma a garantir que não haja vazios na concretagem pela presença de elementos provenientes do entulho. Para elucidar a situação descrita acima, citaremos como exemplo a construção de cinco sobrados num bairro de Eng. Goulart, em São Paulo, em que o empreiteiro não levou em consideração que o terreno tinha um acentuado declive e que havia recebido no passado aterros de diversos tipos. Para agravar ainda mais a situação, o construtor também jogou o entulho gerado pela própria obra, com a finalidade de amenizar o desnível existente. Não se dando conta da situação, executou o mesmo tipo de fundação para toda a construção, ou seja, brocas manuais com aproximadamente 2,00 m de profundidade. Sendo assim, nos sobrados implantados na parte mais aterrada as brocas não atingiram o solo natural, primeira- mente pelas dificuldades na abertura das brocas, em função da presença do entulho, e segundo porque o aterro tinha mais de dois metros de altura nesta região, de tal sorte que as brocas ficaram curtas e apoiadas somente no aterro. O empreiteiro tentou com|x?nsar essas dificuldades usando uma quantidade muito maior de concreto nas bases e nos baldrames, o que serviu apenas para agravar ainda mais o problema, pois agindo assim colocou mais |X?so sobre um aterro lançado sem compactação e em processo de acomodação. O resultado não podia ser outro: surgiram várias rachaduras nas alvenarias devidas aos recalques diferenciais nas fundações. Nesse caso a solução empregada para resolver o problema foi a utilização de estacas de reação do tipo MEGA, colocadas em pontos estratégicos para se ter carga de reação e garantir que as mesmas atravessassem o aterro até atingir no solo natural a camada ideal para que as estacas pudessem suportar as cargas da edificação. Como se pode perceber, edificar sobre um aterro implica obrigatoriamente uma investigação detalhada do subsolo, a elaboração criteriosa de um projeto de fundações e, por fim, uma execução com acompanhamento rigoroso de cada etapa construtiva. 4.6. SINISTRO DEVIDO A FALHAS NA EXECUÇÃO DE ESTACAS Buscando manter o escopo do nosso trabalho, vamos abordar de forma simplificada os problemas mais comuns que costumam ocorrer com as fundações em estacas pré-moldadas ou moldadas no local, sem a pretensão de um aprofundamento 110 mérito da questão, uma vez que esse assunto é extenso e deve ser alvo de estudo em bibliografia específica. Pelas mesmas razões não iremos abordar neste capítulo os as|>ectos relativos à mecânica dos solos nos recalques das fundações. Os problemas que temos observado com mais freqüência na execução das fundações com estacas são: • Estacas fora da posição correta. • Erros de cravação. • Nega falsa. • Falhas na execução de estacas moldadas no local. • Outros.
  46. 46. 4.6.1. Estacas Fora da Posição Correta Pode ocorrer um erro de locação por falha de projeto ou por erro de medição na obra; eventu- almente, por ocasião da movimentação do bate-estacas, ele pode não ficar bem posicionado, ou esbarrar e deslocar o piquete indicador da posição da estaca. Há situações em que apesar de a estaca ter-se iniciado no ponto certo, ela pode produzir um deslocamento da posição inicial ou um desaprumo, caso encontre algum obstáculo no seu caminho, como um fragmento de rocha ou outro elemento qualquer quando se tratar de aterro. Quando for constatado que uma ou mais estacas não se encontram na posição correta, deve ser feito um levantamento preciso dessas estacas após a cravação e levar ao conhecimento dos projetistas da fundação e da estrutura. De posse desses dados, eles poderão fazer uma avalia- ção da nova distribuição de carga nas estacas, bem como se haverá necessidade de uma alteração no elemento estrutural. Se não forem tomadas essas providências, poderemos ter algumas estacas com carga acima do preconizado no projeto de fundações e, conseqüentemente, uma alteração no comportamento do bloco de coroamento das estacas. A somatória desses fatores poderá provocar recalques ou até mesmo a ruptura do elemento estrutural. 4.6.2. Erros de Cravação Durante a cravação das estacas, pode ocorrer sua quebra devido à conduta inadequada do operador do bate-estaca, deficiência do material que constitui a mesma e camadas de solo difíceis de serem atravessadas ou a presença de elementos que impeçam a sua penetração. Mesmo que se tenha o conhecimento prévio da presença de elementos que possam quebrar ou desviar a estaca, nem sempre é possível se optar por outro tipo de fundação, ou por motivos técnicos ou na maioria das vezes por razões econômicas. Nesses casos se torna obrigatório um acompanhamento rigoroso durante a cravação das esta- cas, objetivando-se aferir a presença do obstáculo para se alterarem os pontos de cravação onde for necessário. Pode ocorrer de a estaca parar sobre um elemento estranho dando nega falsa, ou quebrar sem que o operador perceba. Nesses casos um profissional menos experiente poderá entender que a estaca atingiu o solo desejável e, no entanto, o que vai ocorrer é um inevitável recalque diferencial e suas conseqüências na edificação (ver fig. 4.6.2). Participamos da construção de uma escola na cidade de Santos, no bairro Areia Branca, que por sua vez se situa junto ao pé de várias montanhas existentes no local. O solo se mostrava inadequado para fundação rasa, ao mesmo tempo em que apresentava vários matacões no seu interior, dificultando a cravação de estacas. Apesar das dificuldades, a solução técnica e economicamente viável adotada pelo engenheiro de solos foi a utilização de estacas pré-moldadas de concreto armado, com um rigoroso acom- panhamento de todas as etapas de cravação. Dessa forma foi possível contornar os matacões, fazendo-se as alterações necessárias no projeto e executar a obra com sucesso.
  47. 47. Nessa ocasião, tivemos a oportunidade de constatar no conjunto habitacional que ficava ao lado da escola em questão, ainda em fase final de construção, enormes rachaduras nas alvenarias e várias fissuras nas vigas de concreto, indicando se tratar de recalque diferencial na fundação. A informação que obtivemos foi a de que se tratava de edificação com estrutura de concreto armado e fundação em estaca raiz, sendo que provavelmente algumas delas tinharr parado sobre matacão e recalcado excessivamente. Nesse caso devemos observar que não se trata de fundação inadequada, mas sim de execução sem um acompanhamento adequado. r Estaca com Ponta no Matacão Matacão Estaca Quobrada ^ / / " " " i . . • » " " / / / / / / ' Vs Matacão i*"/ Solo Fraco Fig. 4.6.2. Estaca cravada em terreno com matacão 4.6.3. Nega Falsa Em solos argilosos, rijos a duros, a estaca poderá apresentar nega durante o processo de crava- ção, não aprofundando com os golpes da cravação, a não ser aqueles poucos milímetros que servem para caracterizar a estaca como boa. No entanto, se for retomada a cravação da estaca no dia seguinte, ela continuará descendo; este fenômeno é chamado de Relaxação. Nessas condições um profissional não especializado poderá considerar a estaca como boa e ela irá recalcar ao longo do tempo, provocando trincas na edificação e podendo comprome- ter a sua estabilidade. Para evitar que isso ocorra é necessário primeiramente um borr projeto de fundações, no qual o projetista estime o comprimento correto das estacas e faça um rigo- roso acompanhamento da obra, pois só assim será possível se prever e programar a recravação das estacas. A situação contrária também pode ocorrer. É quando a estaca não dá nega durante a crava- ção e, se retomada no dia seguinte, não penetra mais. Esse fenômeno pode ocorrer em solos arenosos, sendo que nessas condições mais uma vez é imprescindível a participação do engenheiro especialista em fundações, pois só ele poderá definir quando deve ser interrom- pida a cravação.
  48. 48. 4.6.4. Erros em Estacas Moldadas no Local Vamos abordar neste capítulo apenas as estacas do tipo STRAUSS e do tipo BROCAS, com escavação manual ou mecânica, nas quais temos encontrado o maior número de erros. As estacas do tipo FRANK, HÉLICE CONTINUA ou BARRETE não serão abordadas neste trabalho, por serem empregadas em obras muito específicas, exigindo empresas com tecnologia mais sofisticada para sua execução e profissionais altamente especializados e bem treinados, de forma a minimizar possíveis falhas. No caso das estacas tipo STRAUSS, executada com camisa metálica, o problema mais comum é o surgimento de falhas na concretagem, as famosas "bicheiras". Isso ocorre normalmente no momento em que se iça o tubo e o concreto vem junto. A situação se agrava quando se tem armadura em toda a estaca, pois a mesma dificulta a descida do pilão, que, por sua vez, acaba amassando-a, aumentando o risco do surgimento das bicheiras. Esses problemas podem ser comprovados nas obras onde se executam estacas STRAUSS como cortinas e após a escavação do solo é possível se perceber as falhas de concretagem. Para minimizar essas falhas, deve-se observar que durante o içamento do tubo o pilão pres- sione o concreto no interior da estaca, de forma a garantir que o mesmo não suba junto com a camisa de aço. Paralelamente, pode-se utilizar concreto mais fluido, com emprego de plastificantes, ou utilizando-se um traço mais rico em cimento para permitir um acréscimo de água. Nas estacas do tipo STRAUSS, abertas apenas com o pilão sem o uso de camisa metálica, também chamadas de SOQUETÃO, e nos casos de BROCAS, também sem proteção nas pare- des, os problemas costumam ocorrer durante a concretagem, devido a possíveis estrangula- mentos da estaca pelo desmoronamento do solo das paredes laterais, ou mesmo pela contami- nação do concreto misturado com a terra, afetando em ambos os casos a capacidade de carga da estaca. Um agravante na execução das estacas moldadas no local é a presença d'água, que sempre pode prejudicar a concretagem. Nesses casos não se deve executar sem camisa, e o ideal é que se remova toda a água, utilizando-se bombas apropriadas. Não aconselhamos usar con- creto seco na tentativa de compensar a presença de água; pode ser uma solução perigosa, uma vez que não é possível controlar a relação de água e cimento, que como sabemos é fator determinante na resistência do concreto. c ^ Vazio Provocado no S*: ^Enchimento : ^ Estrangulamento pelo c Içamento do Tubo / de Solo / Amassamento da Ferragem Fig. 4.6.4. Falhas em estacas moldadas no local
  49. 49. 4.7. SINISTRO DEVIDO A EDIFICAÇÕES SOBRE CORTE E ATERRO A situação mais comum acontece em edificações residenciais de pequeno porte, onde não se tomam os devidos cuidados e acabam ocorrendo os inevitáveis recalques diferenciais, poden- do em alguns casos mais sérios causar um colapso total ou parcial da edificação (ver fig. 4.7.1). Fig. 4.7.1. Edificação sobre aterro e solo natural Esse problema é muito comum também em construções de conjuntos habitacionais, obras in- dustriais ou em qualquer edificação que ocupe grandes áreas horizontais. Nesses casos a exe- cução de uma terraplanagem acaba resultando na maioria das vezes num platô horizontal composto por uma parte em aterro e outra em corte. Nessas condições é preciso se definir corretamente a linha divisória entre corte e aterro, bem como o perfil do subsolo visto em vários cortes, de forma a permitir uma visão clara das cama- das de cada tipo de solo. Dependendo das características do terreno, é provável que se tenha de usar mais de um tipo de fundação e, nesse caso, há que tomar muito cuidado com o comportamento específico de cada uma, visto que fundações diferentes tendem a recalcar diferentemente. Um erro grosseiro é adotar um único tipo de fundação, sendo que uma solução única pode ser adequada apenas para corte ou aterro. Vamos esclarecer melhor: pode ser que a solução em sapata seja adequada para a região em corte, porque neste caso pode ter aflorado um solo mais resistente; no entanto, quando chegar no aterro poderá ser necessária uma escavação muito profunda para se atingir o mesmo solo, e a sapata não será a solução ideal nessa região. Em tal caso, uma solução alternativa seria o uso de tubulões para a região do aterro, tomando- se o cuidado de verificar possíveis interferências dos bulbos de pressão gerados por sapatas e tubulões, o que poderia acarretar um acúmulo de tensões num determinado ponto do solo e conseqüente deformações diferenciais, com inevitáveis danos à edificação. Uma solução aparentemente conservadora poderia sugerir o emprego de tubulões em toda a obra; no entanto, temos um caso real para ilustrar que tal postura pode não ser a mais adequada tanto no aspecto técnico como econômico.

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