Sistematização do processo construtivo de fundação em Hélice Contínua Marcos Stadler Junior (Universidade Estadual de Ponta Grossa) E-mail: [email protected] Guilherme Luiz Bianco (Universidade Estadual de Ponta Grossa) E-mail: [email protected] José Adelino Krüger (Universidade Estadual de Ponta Grossa) E-mail: [email protected] Valfrido Antônio Martins (Universidade Estadual de Ponta Grossa) E-mail: [email protected] Resumo: A sistematização do processo construtivo de fundações em Hélice Contínua é o objeto do estudo apresentado. Os profissionais que trabalham na área de Geotecnia e engenharia de solos estudam um material natural, onde pouco podem atuar. A partir disso, este estudo pretende responder ao seguinte questionamento: é possível haver a sistematização dos processos construtivos de fundação em hélice contínua e a partir disso obter dados que possam ser aplicados concomitantemente à execução da mesma? Para a resolução da problemática, foram realizadas pesquisas na literatura técnica a respeito do assunto, entrevistas em obras, com profissionais do ramo de engenharia e Geotecnia, realizando visitas a canteiros de obra na fase de fundação, aplicando um questionário com perguntas que pudessem refletir o que a obra aplica ou não nas áreas de projeto, execução e conferência dos serviços. Tais dados foram tabulados a partir de análise estatística, para obter a proporção do problema. A apresentação dos dados obtidos na pesquisa será organizada na estrutura de quadros e mapas conceituais que mostram, na visão dos autores, como deverão ser realizadas as etapas de execução das fundações estudadas. Também foi confeccionada uma ficha para verificação de serviços, com dados julgados importantes a serem coletados durante a execução para a análise que pretenderá, ao término do trabalho, servir como parâmetro para a realização de procedimentos de fundação. Os resultados apontam que, apesar de na Engenharia de Fundações trabalhar-se com um material de diversas particularidades e que se comporta de maneiras diferentes nas mais diversas situações, ficando difícil a previsão exata do comportamento da obra durante a fase de execução, a sistematização do processo construtivo mostrou-se eficiente na prevenção de patologias, desperdícios de materiais e aumento da produtividade. Percebeu-se que as ferramentas de sistematização: checklists, quadros de procedimentos e mapas conceituais, foram fundamentais para que a sistematização do processo ocorresse. Palavras-chave: construção civil, sistematização, fundação. 1. Introdução Hoje o mundo das informações está cada vez mais próximo. Comparar dados e obter conhecimento tornam-se tarefas simples a serem realizadas com o auxílio dos meios de comunicação. Com tais modificações no cenário global, que ocorrem cada vez com maior rapidez, os clientes acabam se tornando mais exigentes, e faz com que busquem por mais qualidade nas compras, com prazos e custos que atendam as suas necessidades e que os façam sentirem seguros com suas aquisições. Hoje, tais adaptações, tornam-se desafios aos prestadores de serviços. Neste sentido, dentro do ramo da construção civil, que é efetivamente uma indústria tradicional e atrasada, o engenheiro deve atuar como um elo conciliador entre a correta técnica a ser aplicada em um empreendimento e as necessidades dos clientes, objetivando gerir as dificuldades existentes entre estas questões dentro de um orçamento economicamente viável. Entretanto, muitas vezes devido ao alto volume de serviço os responsáveis técnicos veem-se tomando decisões em períodos curtos de tempo, estas, porém, que atendam a critérios de segurança, obedeçam as corretas técnicas executivas e que ainda, sejam a solução com menores custos ao cliente. Outro agravante é que, a medida que tentam suprir tais necessidades, alguns pontos dentro do processo podem tornar-se falhos. Pessoal sem a capacidade técnica adequada assumem frentes de serviço, resultando, muitas vezes, em incoerência no processo e falta de confiabilidade no sistema. Dentro da engenharia de fundações, da mesma forma, esse assunto entra em voga. Mesmo com determinadas dificuldades técnicas e práticas relacionadas ao processo, citado por Niyama et al. (1998) como: a complexidade e a heterogeneidade dos solos e de suas características, a impossibilidade de visualização das fundações após sua execução e as incertezas e as dificuldades inerentes a ensaios de campo, o engenheiro deve estar preparado para atuar em situações que garantam a segurança, funcionalidade e durabilidade de sua obra. No presente trabalho, o processo de sistematização proposto consiste na adoção de três procedimentos: planilha de checklist de serviços, quadros de procedimentos executivos e mapas conceituais. A adoção de tais sistemas foi estudada mediante visitas a canteiros de obras na fase de fundação (no total de 17 obras visitadas, totalizando 125.711,68 m²), questionários e entrevistas com profissionais na área de Engenharia e Geotecnia, pesquisa na literatura técnica a respeito do assunto e dados que, na visão dos autores, podem refletir como os serviços estão sendo realizados no canteiro de obras. Com tais informações pretende-se responder a problemática: é possível haver a sistematização dos processos construtivos de fundação em Hélice Contínua e a partir disso obter dados que possam ser aplicados concomitantemente à execução da mesma? Para tanto, como auxílio no processo da tomada de decisões gerenciais, que compõe uma, das diversas atribuições as quais o profissional de engenharia atua, a sistematização do processo construtivo torna-se como uma ferramenta de gestão, principalmente quando se refere ao procedimento de fundação. Coordenar esta etapa através de dados obtidos em campo, e ter subsídios para geri-los, não apenas através da experiência do profissional, é garantir de maneira eficaz que soluções técnicas podem ser tomadas em tempo real, atendendo critérios de segurança, custos, qualidade e necessidade dos clientes. 2. A sistematização do processo construtivo 2.1 Conceito de sistematização Fumagalli, Santos e Basualdo (2000), propõem a sistematização como uma reflexão ordenada a partir de uma prática realizada. Tal reflexão deve ser submetida a uma crítica e ser problematizada, onde se devem identificar os conflitos e contradições, analisando tudo o que é feito e o que deveria ser feito, buscando os porquês e as relações entre as situações. Para Novaes (1998), a sistematização atua na organização dos processos, e no setor da construção civil visa atender às prescrições contidas em normas técnicas e demais documentos legais que orientam a padronização dos conceitos técnicos de forma a não ocorrerem problemas futuros. Como exemplo para uso da sistematização em canteiro, temos o controle de diário de obras. Esta é uma ferramenta de suma importância utilizada em obras. Das obras visitadas durante a pesquisa, 71,4% delas utilizam-no, mostrando o quanto tal instrumento tem valor para o gerenciamento global de uma obra. Por meio dessa ferramenta, quando bem realizada, podem-se analisar fatos ocorridos na obra durante a jornada de trabalho, possíveis acidentes de trabalho, condições climáticas no canteiro, número de funcionários e demais anotações julgadas necessárias. No entanto sabe-se que o diário de obra apresenta apenas uma visão global dos acontecimentos, assim sendo cria-se a necessidade de um diário de como foram executados os serviços. A questão ainda a ser desenvolvida nesse instrumento é a crítica e a problematização dos dados ali apontados, como abortado por Fumagalli, Santos e Basualdo (2000). Apesar de importante, o controle pelo diário de obras servirá apenas como registro de fatos ocorridos dentro do canteiro. Pelo proposto, a sistematização vai além de notas e observações cotidianas. O processo é mais complexo, onde as ações de acompanhamento serão feitas de forma organizada e padronizada, levando em consideração as técnicas de execução, equipamentos e ferramentas utilizadas, assim como o dimensionamento da mão de obra adequada ao serviço. Sobre o tema, Alonso (2011) salienta que a finalidade do acompanhamento (podendo este ser sistematizado) é detectar, o mais breve possível, os fatos que permitam concluir se o que está sendo executado atende ou não às premissas de projeto. O autor cria um enfoque na observação dos dados de campos, e prevê para as não conformidades, mecanismos para a readaptação do sistema como um todo. 2.2 A sistematização no estudo de fundações A sistematização para o estudo de solos, de maneira plena no processo de caracterização, análise e uso em obras civis, torna-se muitas vezes utópica. A maior dificuldade encontrada, seja pelo engenheiro de solos, seja pelo engenheiro estrutural, não se encontra nos métodos de dimensionamento ou aos problemas de engenharia propriamente ditos. Velloso e Lopes (2010) relatam que a grande dificuldade está na incerteza relacionada ao estudo do solo. Para os autores, generalizações quanto aos métodos e ao solo devem ser evitadas e cada obra deve ser estudada com as suas peculiaridades. Os profissionais que trabalham na área de Geotecnia trabalham com um material natural, sobre o qual pouco podem atuar. Aceitá-lo tal como ele se apresenta, com suas propriedades e comportamentos específicos, tornam-se como desafios a serem trabalhados por ambos os profissionais. 3. Proposição de sistematização 3.1 Planilha de checklist de serviços Uma das grandes dificuldades em obras de fundação é o não arquivamento de dados da obra das etapas construtivas realizadas. Percebeu-se que 71,4% das obras utilizam algum procedimento para verificação de serviços in loco para conferência de serviços. Um dado ótimo para garantir a qualidade dos serviços. Porém, apenas 40% dessas obras realiza o arquivamento dessas verificações. O arquivamento de dados reais das obras torna-se, por vezes, a única maneira de saber como, efetivamente, o serviço foi realizado. Eventos patológicos pós-execução de obras poderão ocorrer e, no caso das fundações, a maneira de poder mensura-los é por meio do que foi vistoriado em campo. Para isso, propõe-se aqui, uma planilha padronizada para anotações de dados julgados importantes para posterior análise da obra, como expresso na figura 1 a seguir. Figura 1 – Check-list dos serviços para Hélice Contínua Fonte: Os autores (2013) 3.2 Quadro dos procedimentos executivos A abordagem sistêmica dos procedimentos executivos é fundamental para a correta execução de cada etapa em uma obra de fundação. Machado (2003), sobre o tema, propõe que sejam tomadas medidas pró-ativas desde a implantação do empreendimento. O autor relata também, da importância em orientar os intervenientes do processo construtivo, sendo estes as empresas, construtoras, projetistas e empreendedores, no sentido da melhoria que tais ações poderão interferir na qualidade do produto final. Percebeu-se que, das obras visitadas durante a pesquisa, 52,9% adotavam algum tipo de treinamento aos seus funcionários. Esse número, porém, não revela a problemática da questão. Em apenas 28,6% das obras, o entrevistador demonstrou como eram feitos tais treinamentos. Nas demais obras, os funcionários eram orientados por líderes de equipe, mestres de obra, encarregados ou pelo próprio proprietário do empreendimento. Esse número demonstra que o conhecimento dentro do canteiro, na etapa de fundação, de certa forma torna-se mais empírico e prático que, de fato, um conhecimento tecnológico, com a visão sistêmica de estudos para a melhora do processo. Com a finalidade de padronizar o processo produtivo da fundação em estudo, os quadros apresentados a seguir pretendem demonstrar, de maneira resumida as boas práticas executivas para cada etapa construtiva, associando a cada etapa o método executivo adequado, os possíveis efeitos da não execução dos mesmos e uma imagem que facilite a sua visualização. Tais quadros, dentro do contexto inserido ao trabalho, servirão para a orientação aos intervenientes do processo construtivo, auxiliando o gestor das operações executivas na tomada de decisão. Estas decisões, através da orientação padronizada, garantirão que a correta técnica executiva foi tomada para execução de cada procedimento, conforme quadro 1 a seguir. 3.3 Mapa conceitual O mapa conceitual é uma teoria cognitiva de aprendizagem, desenvolvida, segundo Moreira (2010) por David Ausubel a partir da inserção de conceitos. O autor define que o conceito básico sobre a teoria de Ausubel é de que o mapa conceitual aplica-se como uma aprendizagem significativa, onde uma nova informação (conceito, ideia, proposição) adquire significados para o aprendiz através de uma ancoragem de aspectos relevantes a estrutura cognitiva preexistente do indivíduo. A grande ideia de tal instrumento é a ligação entre conceitos, ao invés da confecção de longos parágrafos que explicitem a ideia pretendida, que pode ser vista na figura 2 a seguir. Moreira e Buchweitz apud Moreira (2010) define que o mapeamento conceitual é uma técnica muito flexível e em razão disso pode ser usada em diversas situações, para diferentes finalidades. Devido esta flexibilidade do mapa, percebe-se que quando empregado a pessoas com menores índices escolares, que é uma infeliz realidade dos funcionários de obra civil no Brasil, surge uma interação considerável do funcionário ao conteúdo exposto, e a assimilação do assunto acaba sendo mais rápida. Sendo assim, entende-se como relevante o emprego de mapas conceituais no presente trabalho, onde alguns processos de execução de fundações encontram-se nesse formato, acreditando que ampara os funcionários, sendo este um passo da sistematização do processo construtivo. Assim como Yoshida et al. (2010) o presente trabalho tem por um dos objetivos realizar estudos de caso, onde a partir dos conceitos representados no mapa, se busca identificar barreiras e oportunidades para melhorar a eficácia do processo de padronização das fundações adotado pelas empresas da construção civil. Com esta padronização aumenta a transparência do processo facilitando a visualização de incompatibilidades e criando um perfil da empresa. QUADRO 1 - Procedimento fundação em hélice contínua Procedimento: Fundação em hélice contínua Etapa Construtiva: Método de execução adequado: 1) Embocamento 2) Movimentação do equipamento 3) Posicionamento do equipamento (continua) Possíveis efeitos da não execução do método: Ilustração • A partir do centro do ponto de carga marcado, abrir uma cava de 20 cm de altura e raio de igual tamanho ao diâmetro do fuste para a entrada do trado mecanizado. • Prevenirá o deslocamento do trado ao estar em contato com o terreno, que poderá gerar excentricidades do ponto de fundação. • Deixar a área de movimentação da hélice limpa e livre de obstáculos; • Planejar a ordem de execução das estacas, buscando o menor transtorno possível e atribuindo eficiência ao procedimento. • Existir conflitos no canteiro acontecendo o retrabalho em serviços já executados e pondo em risco a segurança dos operários; • Pode-se perder a locação dos pontos de fundação na obra, tendo que realocá-los no mesmo período em que se executam outros serviços dentro do canteiro, produzindo dificuldades de espaço e tempo para a realização do serviço. Aconselha-se sempre escalar um funcionário para conferir a locação da próxima estaca a ser executa. FIGURA 9 – Movimentação do equipamento com preocupação com a logísitica Fonte: os autores (2013) • Aprumar a Hélice Contínua através do painel de controle; • Compatibilizar a inclinação do terreno com a do equipamento. • Estacas fora de prumo transmitem as cargas de modos diferentes ocasionando esforços não previstos e podendo vir a colapso da estrutura; • Em terrenos íngremes a Hélice Contínua inviabiliza a execução por limitações do próprio equipamento, soluciona-se o problema com a criação de patamares ao entorno do ponto de fundação onde posiciona a máquina proporcionando confiabilidade no processo da execução. FIGURA 10 – Aparelho indicando o prumo da Hélice Contínua Fonte: os autores (2013) FIGURA 8 – Pontos a serem escavados com embocamento pronto Fonte: os autores (2013) QUADRO 1 - Procedimento fundação em hélice contínua Procedimento: Fundação em hélice contínua Etapa Construtiva: Método de execução adequado: 4) Escavação 5) Conferência 1 6) Concretagem • Escavar em prumo o terreno para alcançar o torque especificado no projeto; • Verificar se a haste possui comprimento suficiente para atingir as profundidades de projeto. (continua) Possíveis efeitos da não execução do método: • Não obtido o torque especificado, pode significar que a capacidade de carga da estaca não atingiu a de projeto. Nesse caso deve-se contatar o projetista da fundação e informá-lo sobre o problema. Este deverá proceder ao cálculo para a solução mais viável; • No caso de hastes curtas resultará em estacas com resistência inferior a projetada. • Conferir o torque especificado; • Observar a profundidade escavada; • Cronometrar o tempo gasto para a execução da escavação; • Anotar tais itens no checklist dos serviços; • Conferir se o concreto disponível é o suficiente para o preenchimento da estaca. • Não deve ser permitido iniciar a concretagem sem que exista o volume de concreto suficiente no canteiro (volume teórico + over-break), pois caso interrompa o processo pode criar uma junta seca na estaca, onde quando solicitada, poderá gerar colapso. • Concretar a estaca de modo pressurizado, onde normalmente é alimentado por uma bomba estacionária; • Realizar o controle tecnológico do concreto; • Estima-se que em geral o concreto deve possuir Slump 22 +/- 2cm , e consumo de cimento acima dos 350 kg por metro cúbico; • Possuir velocidade constante durante a subida do trado. • A concretagem não pressurizada acarreta numa descontinuidade no corpo da estaca, variando seu diâmetro e produzindo esforços não previstos, nos casos da ocorrência desse efeito deve-se contatar o projetista para a solução técnica mais viável; • Nos casos onde o Fck e o Slump não estão de acordo com o projetado, a fundação como um todo pode sofrer várias patologias, a citar: recalques e em casos limites o colapso. Ilustração FIGURA 11 – Escavação da máquina perfuratriz Fonte: os autores (2013) FIGURA 12 – Anotação para conferência 1 Fonte: os autores (2013) FIGURA 13 – Término da concretagem da estaca Fonte: os autores (2013) QUADRO 1 - Procedimento fundação em hélice contínua Procedimento: Fundação em hélice contínua Etapa Construtiva: Método de execução adequado: 7) Conferência 2 8) Remoção de solo • Anotar o volume real de concreto utilizado em cada estaca; • Rastrear o emprego do concreto nos diversos pontos de fundação; • Conferir o over-break; • Cronometrar o tempo gasto para a execução da concretagem; • Anotar o checklist dos serviços. • Remover o solo escavado através de uma retroescavadeira ou similar. (conclusão) Possíveis efeitos da não execução do método: • Quando não se anota os volumes reais de concreto, é inviável estimar e planejar os volumes das próximas estacas e consequentemente dos caminhões objetivando o uso racional e evitando grandes desperdícios de concreto; • Nos casos onde a resistência do concreto for menor que a especificada, é através da rastreabilidade que será identificada a estaca que possivelmente apresentará patologias. Ilustração FIGURA 14 – Rastreabilidade anotada em projeto Fonte: os autores (2013) • O acumulo de solo exposto no canteiro de obras, se em excesso, dificulta a logística do trabalho. FIGURA 15 – Volume de solo pós-escavação Fonte: os autores (2013) 9) Inserção da armadura e verificação final • Inserir as barras de aço, obedecendo aos cobrimentos mínimos e a altura de posicionamento do projeto; • Verificar o tempo total do processo de cada elemento de fundação; • Conferir os arrasamentos. • Torna-se bastante complicado inserir as armaduras, muitas delas sofrem desvios, alterando o cobrimento mínimo estipulado. Devem-se colocar espaçadores para a inserção do aço armado para não ocorrer a oxidação do aço; • Arrasamentos errados dificultam o andar da obra, ocasionando o retrabalho e onerando a etapa construtiva. Fonte: Os autores (2013) FIGURA 16 – Aço armado para inserção na estaca Fonte: os autores (2013) Figura 2 – Mapa conceitual Hélice Contínua Fonte: os autores (2013) 4. Resultados e discussões Após a aplicação das planilhas propostas em algumas obras visitada na pesquisa, obtiveramse alguns resultados e proposições de melhorias. Serão apresentados a seguir dados referentes a uma obra residencial, em 4 (quatro) blocos de 4 (quatro) pavimentos cada. O diâmetro das estacas era de 300 mm, o torque exigido em projeto era de 200 BAR, fck do concreto em projeto era de 200 Kgf/cm² e o over-break nas estacas de 20%. Os dados planilhados foram analisados, correlacionados aos preços reais pagos durante a execução da obra, onde posteriormente chegou-se aos relatórios demonstrados. Tabela 1 – Previsões de projeto hélice contínua bloco 1 CONCLUSÕES TÉCNICAS Previsto Custo/ área construída Custo/ projetada Custo/ carga da estrutura Custo / estaca Custo/ prazo de execução Custo/concreto Custo/ aço Over-break médio Produtividade ф 300mm Fonte: Os autores (2013) ud reais/m² reais/m² reais/tf reais/unid reais/dia reais/m³ reais/kg % m/dia R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ 35,25 141,02 28,32 832,69 12.157,28 646,13 35,76 20,0% 252,0 Tabela 2 – Previsões de projeto hélice contínua bloco 1 CONCLUSÕES TÉCNICAS Previsto Custo/ área construída Custo/ projetada Custo/ carga da estrutura Custo / estaca Custo/ prazo de execução Custo/concreto Custo/ aço Over-break médio Produtividade ф 300mm Fonte: Os autores (2013) ud reais/m² reais/m² reais/tf reais/unid reais/dia reais/m³ reais/kg % m/dia R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ 35,78 143,12 28,74 845,13 9.669,96 638,92 36,29 21,1% 190,0 Percebeu-se que as porcentagens dos custos previstos e reais foram parecidas, sendo assim o gerenciamento em relação a curva ABC para a obra está coerente mostrando que os métodos utilizados pela empresa estão correlacionados e bem distribuídos. Como durante a pesquisa visitaram-se outras obras com a aplicação do mesmos procedimentos, porém sem o acompanhamento efetivo dos pesquisadores, a partir da análise desses dados entende-se que é por meio do arquivamento dos checklist’s e estudo detalhado do processo construtivo que tal melhora ocorreu. Após todas as execuções dos procedimentos, prova-se aqui, um ramo da sistematização do processo de fundações. Observou-se, também, que a curva ABC manteve-se proporcional, indicando o bom planejamento e gerenciamento do processo sendo que os custos unitários previstos foram semelhantes aos custos unitários reais, demonstrando um melhor controle do sistema. Através do tratamento de dados das planilhas de checklist observou-se que sempre ocorre um desperdício de concreto ao final do dia. O padrão desse desperdício usado como índice na empresa responsável pela obra pesquisada é de 4,0% do volume total de concreto da fundação. Na obra em estudo, mediante a logística realizada no agendamento e controle com o checklist, conseguiu-se que índice fosse reduzido a 3,0%. O custo final da fundação em hélice contínua chegou a 3,10% do custo da obra total. Vale ressaltar que nessa porcentagem corresponde somente ao elemento de fundação em si, excluindo-se os custos da estrutura complementar a infraestrutura (blocos, vigas baldrames e outros). A figura 3 a seguir mostra o comparativo entre o custo real e o custo previsto para a obra de fundação em estudo. R$30.000,00 R$25.000,00 R$20.000,00 R$15.000,00 R$10.000,00 R$5.000,00 Custo prevsito R$- Custo Real Figura 3:Relação das atividade custo previsto e realizado hélice contínua Fonte: os autores (2013) 5. Conclusão A exigência pela qualidade e a busca por edificações construídas através de métodos racionalizados tornam-se premissas a serem assumidas para que haja construções executadas dentro do cronograma e atendam ao orçamento planejado. Numa obra de fundação, porém, trabalha-se com um material com diversas particularidades e que se comporta de maneiras diferentes nas mais diversas situações, ficando difícil a previsão exata do comportamento da obra durante a fase de execução. Percebeu-se através das visitas em obras e acompanhamento de projetos que por esse motivo, o pensamento tradicional e atrasado da indústria da construção civil faz com que sejam tomadas medidas, e estas desde a fase de projeto, que tendam a aumentar a segurança devido as incertezas geradas em campo, tornando as obras mais onerosas e que geram dúvidas por parte dos clientes sobre a técnica utilizada para execução do serviço. Viu-se por meio disso que a sistematização proposta por meio de checklist de serviços, quadros de procedimentos executivos e mapas conceituais visaram aumentar a confiabilidade e racionalização do processo. Por meio desses procedimentos, representado no presente trabalho da fundação em hélice contínua, pode-se igualar o custo previsto com o custo real, diferindo deste para aquele apenas 1% na média dos valores. Pode-se reduzir o desperdício de concreto e aumentar a produtividade da obra. A sistematização proposta, também pode gerar dados que puderam ser utilizados concomitantemente durante a execução da obra. Com o acompanhamento, pode-se propor melhorias no processo construtivo que, na visão dos autores, puderam reduzir a incidência de patologias. Estas, porém sem a devida experimentação científica. Conclui-se que a sistematização do processo construtivo de fundações pode ser feita e que o acompanhamento preciso de todas as etapas construtivas a serem executas numa obra de fundação é o que fará que o processo gerencial seja adotado nessa fase de obras para a redução de prazos, custos e incidências de patologias. Referências ALONSO, U. R. 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