Revista FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS
www.rudders.com.br
Ano 4
Nº 46
R$ 27,00
Julho de 2014
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Ano 4 – Nº 46 – Julho de 2014
Alpha Sigma Towers: com o intuito de suportar cargas
superiores, o empreendimento empregará 114 estacas barrete
cada uma com 32 m de profundidade
Ensaio de integridade (PIT) – interpretação de resultados obtidos para os
casos de estacas dos tipos hélice contínua monitorada e raiz
Michelly Novo / Editora Rudder
reportagem
32 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS
Local
Local de
de execução
execução do
do ensaio
ensaio
da
da prova
prova de
de carga
carga estática
estática em
em
estaca
estaca barrete
barrete
Alpha Sigma
Towers
utiliza estaca
barrete para a
fundação
Com o intuito de suportar cargas
superiores, o empreendimento
empregará 114 estacas barrete cada
uma com 32 m de profundidade
Por Dellana Wolney
A Avenida das Nações Unidas em São Paulo (SP) brevemente
ganhará um notável empreendimento. Com duas torres de
28 e 30 andares, a fundação do Alpha Sigma Towers terá 114
estacas barrete de 32 m de profundidade, algumas de 80 cm
por 3,15 m e outras de 1,20 m por 3,15 m. Estas estacas foram
projetadas para suportar individualmente 1,5 mil toneladas,
ou seja, uma carga muito superior a que convencionalmente
se utiliza no mercado da construção civil.
No dia 15 de maio, a Brookfield Incorporações, responsável pelo
empreendimento, contratou a empresa TestGeo para a execução da prova de carga em uma estaca teste. Todo o trabalho
foi acompanhado pela empresa Portella Alarcon Engenheiros
Associados, responsável pelo projeto de fundação da obra, e
pela empresa Geofix, contratada para a execução das estacas.
Cumprindo as normas técnicas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) NBR-12131 – Estacas – Prova de
Carga Estática – Método de Ensaio e NBR-6122 – Projeto e
Execução de Fundações – Procedimento, foi utilizada a estaca tipo barrete com dimensões 315 x 80 cm, comprimento
de 25 m, capacidade de projeto 1.500,0 tf carga de teste e
compressão de 3.000,0 tf. Como reação para a prova de carga à compressão foram instalados 16 tirantes de 10 cordoalhas Ø 5/8’’ cada, projetados para terem capacidade de carga
à tração de 200 tf e executados apenas para a realização da
prova de carga.
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Michelly Novo / Editora Rudder
Cordoalhas atravessando capacete metálico
taca e do tempo de realização de cada
medida foram devidamente realizadas
e registradas. As cargas aplicadas no
topo da estaca foram medidas através
de manômetros instalados nos sistemas de alimentação dos macacos hidráulicos e os deslocamentos verticais
do topo da estaca foram medidos por
quatro extensômetros mecânicos, instalados em dois eixos ortogonais, com
precisão de leitura direta de 0,01 mm.
Os defletômetros foram fixados em um
sistema de referência com rigidez suficiente para não prejudicar a precisão
das medidas de deslocamentos, com as
extremidades apoiadas em peças fixadas diretamente no solo e independente de eventuais movimentos do terreno
devido aos testes. Também foram protegidos de forma que os efeitos externos como o vento e a temperatura não
influenciassem a precisão das medidas.
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Descrição do ensaio
Bombas utilizadas na aplicação das cargas
De acordo com o relatório técnico, o
dispositivo de aplicação de carga foi
constituído por 16 macacos hidráulicos vazados com capacidade de carga
de 200 tf e curso de 250 mm. Os macacos hidráulicos são alimentados por
bombas elétricas, sendo cada bomba
cuidadosamente montada para atender quatro equipamentos. O sistema
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de reação para o teste de carga à compressão foi constituído de um capacete metálico com peso aproximado de
18 t, dimensionado para suportar com
segurança a carga máxima da prova de
carga e com espaço para instalação de
até 20 macacos hidráulicos.
As medidas das cargas aplicadas, dos
deslocamentos axiais do topo da es-
A prova de carga estática envolve a
aplicação de cargas em estágios, por
meio de um conjunto de macaco hidráulico, bomba, manômetro ou célula
de carga aferido. O ensaio foi realizado
com carregamento lento, executado
em estágios iguais e sucessivos, observando-se o acréscimo de carga aplicada em cada estágio, que é de no máximo 20% da carga de trabalho da estaca.
Em cada estágio a carga é mantida até
a estabilização dos deslocamentos, no
mínimo por 30 minutos.
Também em cada etapa as leituras dos
deslocamentos são registradas imediatamente após a aplicação da carga, seguindo-se leituras de 2, 4, 8, 15 e 30 minutos,
em seguida de uma, duas, três, quatro horas e assim por diante, contados a partir do
início do estágio até se atingir a estabilização. A estabilização dos deslocamentos é
atendida quando a diferença entre duas
leituras consecutivas correspondem a no
máximo 5% do deslocamento ocorrido
no mesmo estágio (entre o deslocamento da estabilização do estágio anterior e o
atual). Quando a ruptura da estaca não é
alcançada, a carga máxima é mantida durante um tempo mínimo de 12 h entre a
estabilização dos recalques e o início do
descarregamento.
O descarregamento é feito em, no
mínimo, quatro estágios e cada um é
mantido até a estabilização dos des-
Michelly Novo / Editora Rudder
Cilindros hidráulicos de aplicação de carga
Michelly Novo / Editora Rudder
locamentos, com registros conforme
critérios estabelecidos para o carregamento. O tempo mínimo de cada
estágio é de 15 minutos, depois do
descarregamento total as leituras dos
deslocamentos devem continuar até a
sua estabilização. Nas provas de carga
interrompidas por qualquer motivo a
estaca deve ser totalmente descarregada e o ensaio reiniciado, não deixando de se apresentar todos os dados do
carregamento interrompido.
Na ocasião, como o sistema de medição encontrava-se protegido contra
intempéries, a ocorrência de vento ou
chuva não influenciou no resultado
dos testes. A utilização dos resultados
apresentados. Na análise do comportamento das estacas como elementos de
infraestrutura da obra, considerando-se o tipo de carregamento a que estarão submetidas, as cargas de projeto
e os recalques admissíveis, deve ser verificada pelo consultor de fundações e
pelo projetista das estruturas.
Segundo o parecer técnico da Portella
Alarcon o esquema do sistema de reação apresentou-se satisfatório, a estaca
encontrava-se em excelentes condições técnicas, tanto no aspecto estrutural, como no aspecto geotécnico. As
deformações medidas foram pequenas,
indicando que a estaca ainda apresenta
“reserva”, não sendo mobilizada integralmente à sua resistência por atrito
lateral após a aplicação do dobro da
carga de trabalho utilizada para o projeto. A conclusão da empresa é de que
os resultados foram satisfatórios e atendem plenamente o objetivo do projeto.
Estaca barrete
As estacas barrete que foram escolhidas para a fundação do Alpha Sigma
Towers possuem seção transversal
retangular ou estendida e elevada capacidade de carga, mesmo submersas.
Elas são derivadas de um ou mais painéis de parede diafragma e utilizadas
como elementos portantes de fundações em substituição às estacas de
grande diâmetro. O sócio da empresa
Portella Alarcon, Carlos Alberto Alarcon explica que as estacas barrete são
utilizadas para edifícios com cargas
elevadas nos pilares e diz que outra
solução que poderia ser adotada neste
caso é o emprego das estacas raiz, en-
A prova de carga sendo acompanhada por equipe
tretanto o custo ficaria muito elevado,
visto que esta solução tem capacidade
de carga baixa (160 tf ).
Os benefícios intrínsecos da utilização
desta tipologia de estaca barrete versam em uma execução sem vibração
e ruídos, possibilidade de atravessar
camadas do solo de grande resistência
devido às ferramentas de escavação e
pela rapidez de execução por meio de
um processo mecanizado. Com a sua
utilização é possível atingir grandes
profundidades de cota de apoio e resistir a elevadas cargas solicitantes com
um único elemento de fundação, reduzindo deste modo o volume dos blocos.
Esta estaca é executada a partir da escavação do solo e posterior concretagem atraFUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS • 35
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Parte da equipe da direita para a esquerda: o engenheiro da TestGeo, Murilo Batista, o
engenheiro da TestGeo, Murilo de Carvalho, o superintendente de construção da Brookfield
Incorporações, Gabriel Meneghin, o engenheiro da TestGeo, Wellington Moura, o engenheiro
da Brookfield Incorporações, Carlos Oliveira e sentados estão o engenheiro da TestGeo, José
Augusto Moura e o engenheiro da TestGeo, Aluízio Aguiar
Execução de fôrma para concreto armado
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vés de uma camisa guia de escavação, comumente conhecida como clamshell, em
seguida o furo de escavação é preenchido
com lama. A execução é seguida pelo posicionamento da armadura e controle da
pressão interna do furo com ar comprimido, desta forma a lama utilizada é retirada
e uma nova lama é colocada no furo. Após
estas etapas, o procedimento de concretagem é iniciado, onde é feita a colocação
do tubo de concretagem e instalação da
bomba de submersão, posteriormente é
feito o lançamento do concreto ao furo.
Terminada a concretagem, procede-se o
aterro da parte superior e da retirada da
camisa guia.
O engenheiro da Geofix, Omar Amad,
explica como foi traçada a logística de
execução das fundações, bem como a
disposição de instalações ou áreas requeridas à manobra e movimentação
de máquinas. “Para a execução da parede diafragma, na fase de planejamento,
identificamos que o solo superficial do
terreno não suportaria o peso dos equipamentos de hidrofresa que seriam utili-
Michelly Novo / Editora Rudder
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Gruas de apoio ao transporte de materiais no canteiro. Os equipamentos suportam uma carga de 2,5 t na ponta da lança e chegam a uma
capacidade máxima de 5,5 t
Lançamento de concreto em laje
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Projeção
Projeção do
do 4º
4º subsolo
subsolo Torre
Torre Alpha
Alpha
(1.600
m²)
e
contenção
em
parede
(1.600 m²) e contenção em parede de
de
diafragma
diafragma com
com tirantes
tirantes
zados para sua execução (esse procedimento também foi adotado na execução
das estacas barrete). Com isso, foi necessário realizar a troca de solo em todo o
perímetro da parede, ou seja, da área de
apoio para trabalho dos equipamentos”.
Ele acrescenta que as centrais recicladoras e de lama foram posicionadas na
região central do terreno, onde pudesse atender perfeitamente a obra toda
e que as fundações (estacas barrete)
foram executadas a partir da cota da
segunda linha de tirantes, onde não foi
possível o posicionamento da estrutura
composta pela central recicladora e de
lama no recuo de aproximadamente
20 m fora da projeção da parede diafragma. Por este fator, foi necessário um
planejamento logístico de tal modo
que, com as centrais posicionadas entre uma torre e outra, atendesse tanto a
execução das estacas quanto a de tirantes (até a 4ª linha), visto que era previsto um recuo de aproximadamente 6 m,
possibilitando que ambas as atividades
ocorressem concomitantemente.
Reciclagem
Para a troca do material bentonítico
no canteiro de obras do Alpha Sigma
Towers foi utilizado o reciclador, que é
responsável por retirar com maior eficiência possível a areia presente na lama
bentonítica. Esse equipamento permite
que a lama bentonítica possa ser reutilizada nas obras de fundações, pois
somente separa a argila da areia, não alterando a funcionalidade da bentonita.
Também foi usado o floculador que tem
a função de aglomerar a lama bentonítica, a fim de possibilitar seu descarte
sem prejudicar o meio ambiente.
O engenheiro da Geofix, Márcio Freitas
descreve que após a decantação, a água
resultante pode ser utilizada na obra
para lavagem de pneus, ruas, equipamentos etc., desta maneira reduzindo a
quantidade de água consumida na obra
quando comparada com o processo anterior (sem uso de floculador). O material decantado atende à classificação A
II da ABNT NBR 10.004 – Classificação de
Resíduos Sólidos, podendo ser lançado
em aterros normais. “Toda escavação é
feita num solo, cujo perfil geológico já
é conhecido, e nele pode conter ou não
contaminantes. Isto é notado através da
sondagem. Durante a escavação, a benFUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS • 39
Michelly Novo / Editora Rudder
Divulgação TestGeo
Montagem da fôrma do 1º pavimento da Torre Sigma, área de projeção de 2.500 m²
Cilindros hidráulicos de aplicação de carga
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Divulgação TestGeo
tonita se mistura somente com o solo
da obra”, salienta.
Ele explica que a lama de escavação é
uma suspensão em água doce de uma
argila especial, bentonita, da família dos
montmorilonitas de sódio (alcalina),
apresentando como característica principal a propriedade da tixotropia, ou
seja, um comportamento fluido quando
agitada, mas é capaz de formar um gel
quando em repouso. Em casos especiais,
pode ser necessário adicionar produtos
químicos à lama bentonítica, destinados
a melhorar suas condições, corrigindo a
acidez da água, aumentando a sua densidade de massa etc. Porém, nessa obra,
essa adição não foi necessária.
Amad também assegura que não houve
aplicação de soluções equivalentes nas
fundações, que foi utilizada apenas a lama
bentonítica nos processos de execução
de parede diafragma e estacas barrete
com hidrofresa, pois subentende-se que
é o único fluido estabilizante que não
perde as características durante a execução dos serviços. A hidrofresa trabalha
Divulgação Brookfield Incorporações
Prova de carga
Esquema do processo de reciclagem, reutilização e descarte de lama bentonítica
em funcionamento contínuo e antes de
iniciar os trabalhos é necessário que a
lama bentonítica já esteja produzida para
alimentar o sistema do equipamento.
“Durante o avanço da escavação do painel, as rodas de corte trituram o material,
que fica em suspensão na lama. A mistura de rocha (ou solo) e lama é recalcada pela bomba de sucção por meio de
um duto central e é direcionada, através
de tubos, para a central recicladora do
conjunto. Devido a essa movimentação
constante da lama, entendemos que
qualquer outro fluido não conseguiria
manter as características necessárias
para estabilização da escavação. O custo de outro fluido estabilizante é aproximadamente 20% mais caro em relação
à lama bentonítica”, exemplifica.
Terminada a fase de escavação, a lama
que se encontra dentro da vala escavada apresenta grande quantidade de
sólidos (grão de areia) em suspensão
(25% a 30%). Na fase de concretagem a
lama deve possuir um teor máximo de
areia da ordem de 3% em volume, tenFUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS • 41
Divulgação Brookfield Incorporações
Divulgação Brookfield Incorporações
Reciclador
Divulgação Brookfield Incorporações
Floculador
A lama bentonítica deve seguir as características da tabela
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do em vista que um teor de areia elevado pode acarretar o perigo de misturar
as partículas de areia contidas na lama
com o concreto. Por esta razão deve ser
procedida a troca da lama utilizada durante a escavação.
O engenheiro da Geofix, Márcio Freitas,
destaca que a troca da lama é extremamente necessária e que para isso
existem duas maneiras: a primeira é por
substituição, pois à medida que a lama
utilizada na escavação vai sendo retirada
pela parte inferior, com a utilização de
bombas submersas ou por processo utilizando-se air-lift, a lama nova vai sendo
introduzida na cava pela parte superior.
Já a segunda forma é com circulação. A
lama utilizada vai sendo retirada pela
parte inferior e bombeada através de
desarenadores onde, por processos
mecânicos, a areia que se encontra em
suspensão é retirada da lama. A lama
então desarenada volta para a cava.
Esta operação se denomina desarenação. Concluída a operação de troca da
lama, efetua-se a limpeza do fundo da
escavação para assegurar-se de que
não houve deposição de partículas de
areia no fundo de escavação.
Segundo o superintendente de construção da Brookfield Incorporações,
Gabriel Meneghin, a parte inicial das
fundações foi executada com clamshell mecânico, até os oito primeiros
metros de cada estaca, devido ao perfil do terreno (com alteração de rocha
que vai até rocha sã). “Para suportar a
alta carga prevista para o empreendimento, foi necessário utilizar a hidrofresa, pois só ela conseguiria perfurar
a rocha para atingir a profundidade
necessária”, conta.
Mureta-guia
Como recurso à contenção de camadas superficiais junto à escavação,
procede-se ao emprego de encamisamento tipo mureta-guia, que também é aproveitada como dispositivo
de orientação ao aprofundamento. O
engenheiro Omar Amad explica que é
recomendado que a mureta-guia seja
executada, de modo a permitir que o
equipamento seja posicionado no entorno da escavação e realize o processo até o seu final.
A mureta-guia deve ser executada
em todos os casos, pois define o ca-
Divulgação Brookfield Incorporações
Recomendação de execução da mureta-guia
Divulgação Brookfield Incorporações
minhamento da parede, servindo de
guia para as ferramentas de escavação,
clamshell e hidrofresa. Ela também impede o desmoronamento do terreno
próximo à superfície devido a grande
e constante variação do nível de lama,
em decorrência da entrada e saída do
clamshell na escavação e no peso do
equipamento, além disso, é necessário o posicionamento e travamento da
armadura da estaca e a utilização de
um travamento hidráulico “centralina”
(interno a mureta) que permite a introdução da hidrofresa.
Márcio Freitas relata que as muretas-­
guia são executadas de maneira rápida
com a escavação da vala, posicionamento de formas e armaduras, concretagem
e desforma. Por este motivo a logística
para a fabricação de muretas-guia pré-­
moldadas, transporte e armazenamento no canteiro de obras trariam prejuízo
ao cronograma. Ele também esclarece
que eventuais desaprumos da escavação podem ser corrigidos durante o
processo, pois a hidrofresa possui quatro estabilizadores em seu corpo para
quando o monitoramento visualizado
em computador mostrar a inclinação
na ferramenta, eles sejam acionados de
modo a corrigir a escavação, mantendo
sua verticalidade.
Quanto ao distanciamento entre a escavação e o material removido, o engenheiro Omar Amad diz que no processo de escavação das estacas/painéis
com utilização do clamshell, o material foi depositado conforme o raio de
giro do guindaste, em direção oposta
à vala de escavação. Posteriormente, a
escavadeira de apoio retirava o material dessa posição inicial e descartava-o
através de caminhões-basculante para
aterros legalizados.
“Neste mesmo processo de escavação
só que com a utilização da hidrofresa, o
material é removido através da bomba
de sucção acoplada à própria ferramenta que, juntamente com a lama bentonítica é enviada à central recicladora para
retirada do material sólido e retorno da
lama com características adequadas
para continuidade do serviço. A central
é posicionada distante das estacas/painéis, evitando qualquer tipo de problema ao processo”, exemplifica Amad que
finaliza: “Em relação ao posicionamento
do guindaste, é necessário que a cota
Ação estabilizante da lama
da coluna de lama bentonítica dentro
da escavação esteja, pelo menos, dois
metros acima da cota do NA (Nível
d’Água) do terreno, garantindo que a
tensão exercida pelo guindaste, quando
associada à pressão neutra (água), não
exerça tensão maior do que a interna da
lama bentonítica”.
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