1
UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI
MARCELINO ROSA
LINHA DE
PROJETOS
FUNDAÇÃO
TRANSMISSÃO:
E DEFINIÇÃO
SÃO PAULO
2009
CRITÉRIOS
DO TIPO
DE
DE
2
MARCELINO ROSA
LINHA DE
PROJETOS
FUNDAÇÃO
TRANSMISSÃO:
E DEFINIÇÃO
CRITÉRIOS
DO TIPO
DE
DE
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado como exigência parcial
para a obtenção do título de Graduação
do Curso de Engenharia Civil da
Universidade Anhembi Morumbi
Orientador: Profª Drª Gisleine Coelho de Campos
SÃO PAULO
2009
3
MARCELINO ROSA
LINHA DE TRANSMISSÃO: CRITÉRIOS DE
PROJETOS E DEFINIÇÃO DE FUNDAÇÃO
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado como exigência parcial
para a obtenção do título de Graduação
do Curso de Engenharia Civil da
Universidade Anhembi Morumbi
Trabalho____________ em: ____ de_______________de 2009.
Profª Drª GISLEINE COELHO DE CAMPOS
______________________________________________
Nome do Orientador
Profº Me.CLAUDIO LUIZ RIDENTE GOMES
______________________________________________
Nome do professor da banca
Comentários:_________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
4
Dedico este trabalho aos meus pais, José Rosa e Augusta de Oliveira Rosa (in
memorian) que me incentivou em toda minha vida para chegar neste momento,
minha esposa Márcia Pascoalete Rosa e aos meus filhos Vinícius Marcelino e
Letícia Márcia, que sem eles nada teria o sentido de ser.
5
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus nosso Pai, por conceder a mim a oportunidade de
vida e saúde.
A minha orientadora, Profª Drª Gisleine Coelho de Campos, que acreditou em mim, e
deu forças para a execução desta monografia.
A minha esposa Márcia, que esteve ao meu lado em todos os momentos,
incentivando para que nunca deixasse o objetivo ficar pelo caminho.
Aos meus filhos queridos, que por diversas vezes, nestes anos, perderam momentos
de lazer e carinho, em função de minha ausência.
E ao amigo Engº Ronaldo Magalhães, da Ronama Engenharia, que abriu a porta de
sua empresa e passou todas as informações possíveis para que este trabalho
pudesse ser executado.
6
RESUMO
Nas construções em geral, assim como no projeto e na implantação de uma linha de
transmissão de energia elétrica, o planejamento adequado é a base prioritária para
uma execução com baixo custo, menor impacto ambiental e redução no tempo de
execução, onde o conhecimento do engenheiro civil é fundamental para atingir as
metas acima mencionadas.
A abordagem deste trabalho foi desde a necessidade de expansão, que
normalmente é concebida na Área de Planejamento até a execução das fundações.
Aprofundou-se no assunto que diz respeito à Fundação que é atribuição do
Engenheiro Civil no segmento projeto de linha de transmissão.
Assim, tudo pode ser visto, com maior detalhe, no estudo de caso tratado neste
trabalho; que mostra a obra de construção de uma torre de travessia do sistema de
transmissão em 500 kV, Punta Del Tigre – Las Brujas, em uma ilha do Rio Sta.
Lucia, no Uruguai, onde a tecnologia da construção civil fez a diferença.
Palavras chave: Projeto de linha de transmissão; Fundações.
7
ABSTRACT
In constructions in general, as well as the design and implementation of a
transmission line of electricity, proper planning is a priority basis for implementing a
low cost, less environmental impact and reduction in run time, where the knowledge
engineer civil society is fundamental to achieving the goals mentioned above.
The approach of this work was from the need for expansion, which is usually
conceived in the Planning Department to the implementation of the foundations.
Deepened in the matter for the Foundation which is the role of Civil Engineer in the
design segment line transmission line.
Thus, everything can be seen in more detail, in the case study addressed in this
work, which shows the work of building a tower on an island in Uruguay where the
technology of construction made the difference.
Keywords: Foundations, Transmission Lines
8
LISTA DE FIGURAS
Figura 5. 1 – Fluxo de projeto de fundação
26
Figura 6. 1 – Ilustração tipo de fundação - tubulão
39
Figura 6. 2 – Ilustração tipo de fundação – sapata
41
Figura 6. 3 – Ilustração tipo de fundação - estaca
43
Figura 6. 4 – Ilustração tipo de fundação - bloco
45
Figura 6. 5 – Ilustração tipo de fundação - grelha
46
Figura 7. 1 – Foto Ilustrativa Torre 33 – Cura do Concreto
49
Figura 7. 2 – Perfil de Sondagem torre 33 – Tipo SPT – Folha 1
52
Figura 7. 3 – Perfil de Sondagem torre 33 – Tipo SPT – Folha 2
53
Figura 7.4 – Orientação – Cargas das fundações inclinadas
56
Figura 7. 5 – Blocos isolados – Cargas das fundações vertical/método tradicional
58
Figura 7. 6 – Blocos interligados – método tradicional
59
Figura 7. 7 –Configuração final adotada - Ilustração Orientada do pórtico
63
Figura 7. 8 – Dimensão da fundação
64
Figura 10. 1 – Anexo A - Ilustração da peça estrutural chamada FUSTE e STUB.
78
9
LISTA DE TABELAS
Tabela 5. 1 – Parâmetros geotécnicos típicos empregados em projetos
33
Tabela 7. 1 – Dado característicos da torre 33
50
Tabela 7. 2 – Condições para o cálculo
55
Tabela 7.3 – Resumo geral das cargas de compressão
57
Tabela 7. 4 – Resumo geral das cargas de tração
57
Tabela 7.5 – Resumo das cargas de compressão – método tradicional
58
Tabela 7. 6 – Resumo geral das cargas de tração – direção vertical/método
tradicional
Tabela 7. 7 – Resumo – Cargas interligado e Carga auxiliares na viga
59
60
Tabela 7. 8 – Continuação do Resumo – Cargas interligado e Carga auxiliares na
viga
61
Tabela 7.9 – Resumo geral das cargas máximas de tração, compressão e da viga
62
Tabela 7. 10 – Características dos materiais
65
Tabela 7. 11 – Características do aço
65
Tabela 7. 12 – Dados característicos do solo
66
Tabela 7.13 – Características da estaca metálica
66
10
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT
Associação Brasileira de Norma Técnica
ANEEL
Agência Nacional de Energia Elétrica
AMN
Associação de Normalização do Mercosul
CESP
Companhia Energética de São Paulo
CPT
Cone Penetration Test
CSM
Comitê Setorial do Mercosul
ETD
Estação de Transformadora e Distribuidora
IPT
Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de SP
LT
Linha de Transmissão
LTA
Linha de Transmissão Aérea
MME
Ministério de Minas e Energia
NBR
Norma Brasileira
SEP
Sistema Elétrico de Potência
SPT
Standard Penetration Test
UNAMA
Universidade do Amazonas
UTE
Administração Nacional e Transmissão de Energia
11
LISTA DE SÍMBOLOS
cm
Unidade de medida métrica (centímetro)
Hertz
Unidade de Freqüência
Kgf
Unidade de medida de força
Kv
Unidade de Tensão Elétrica
m
Unidade de medida métrica (metro)
m/s
Unidade de medida de velocidade
mm
Unidade de medida métrica (milímetro)
MVA
Unidade de Potência Elétrica
tf.m
Unidade de medida de força
tf/m
Unidade de medida de força
12
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 15
1.
OBJETIVOS ...................................................................................................... 16
2.1
Objetivo Geral .......................................................................................................... 16
2.2
Objetivo Específico ................................................................................................ 16
3
MÉTODOS DE TRABALHO ............................................................................. 17
4
JUSTIFICATIVA ............................................................................................... 18
5
LINHA DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA .................................... 20
5.1
Critérios de projeto de linha de transmissão.................................................. 20
5.2
Gestão de Projeto ................................................................................................... 24
5.3
Projeto de Fundações para Linhas de Transmissão .................................... 25
5.3.1 .. Introdução .................................................................................................................. 25
5.3.2 .. Normatização ............................................................................................................ 27
5.3.3 .. Investigação Geológica e Geotécnica ................................................................... 29
5.3.3.1 Métodos de Superfície
Erro! Indicador não definido.
5.3.3.2 Métodos de Subsuperfície.
30
5.4
Tipificação dos solos e suas características geotécnicas.......................... 33
5.5
Critérios e Definições de fundações ................................................................. 34
5.5.1 .. Fundações: Característica e Ensaio para verificação de desempenho........... 36
6
6.1
DIMENSIONAMENTO DE FUNDAÇÃO ........................................................... 37
Alternativa de Fundações para Linha de Transmissão................................ 38
13
6.1.1 .. Torres autoportantes ................................................................................................ 38
6.1.1.1 Tubulão
39
6.1.1.2 Sapata
41
6.1.1.3 Estaca
43
6.1.1.4 Bloco
45
6.1.1.5 Bloco ancorado
45
6.1.1.6 Grelha
46
6.1.2 .. Torres estaiadas ....................................................................................................... 47
6.1.3 .. Postes ......................................................................................................................... 48
7
ESTUDO DE CASO – LT 500 KV, PUNTA DEL TIGRE – LAS BRUJAS –
URUGUAY ............................................................................................................... 49
7.1
Localização e características da obra .............................................................. 49
7.2
A torre 33 – Dados técnicos ................................................................................ 50
7.3
Análise Geológica e Geotécnica ........................................................................ 50
7.4
Análise Comparativa da solução de fundação considerada para a torre
33, travessia do Rio Sta. Lucia. ...................................................................................... 54
7.5
Etapas sucessivas do desenvolvimento do projeto das fundações no rio
Sta. Lucia .............................................................................................................................. 55
7.5.1 .. Dados de projeto ....................................................................................................... 55
7.5.2 .. Cálculo Estrutural...................................................................................................... 56
7.5.3 .. Descrição sumária da Fundação do tipo Estaca Metálica no leito do Rio
Santa Lucia ............................................................................................................................ 64
7.5.4 .. Projeto executivo da fundação ............................................................................... 65
7.6
8
Metodologia para execução das fundações.................................................... 67
ANÁLISE DOS RESULTADOS ........................................................................ 69
14
9
CONCLUSÃO ................................................................................................... 71
10 REFERÊNCIAS ................................................................................................ 73
ANEXO A – ILUSTRAÇÃO DA PEÇA ESTRUTURAL “FUSTE” ........................... 78
ANEXO B – SONDAGEM TIPO BORRO ................................................................ 79
15
INTRODUÇÃO
A energia elétrica que alimenta a indústria, comércio e residências é gerada
principalmente em usinas hidrelétricas, onde a passagem da água por turbinas
geradoras transforma a energia mecânica, originada pela queda d’água, em energia
elétrica.
Segundo o MME – Ministério de Minas e Energia (2007), no Brasil a matriz de
energia elétrica é 44,5% produzida a partir de fontes renováveis e 54,5% por fontes
não renováveis.
A partir da usina a energia é transformada, e em subestações elétricas, e elevada a
níveis de tensão (69/88/138/240/440 kV), definidos no SEP- Sistema Elétrico de
Potência e transportada em corrente alternada (60 Hertz) através de cabos elétricos,
até as subestações rebaixadoras, delimitando a fase de Transmissão. Deste ponto
em diante a energia é transportada por cabo, o qual apóia-se nas estruturas
metálicas (Torres) suportadas nas fundações.
Logo, as fundações servem de base para as estruturas, e seu tipo de aplicação
depende das características geotécnicas, do relevo do solo, bem como dos
carregamentos e da logística de execução, contemplando os equipamentos a serem
utilizados. Normalmente, adotam-se fundações do tipo grelha metálica, estacas,
tubulão e sapata em obra de linhas de transmissão.
Assim, esta questão fundação/solo é aprofundada na revisão bibliográfica e com
mais clareza no estudo de caso, que trata de uma torre de travessia em uma ilha no
Uruguai.
16
1. OBJETIVOS
Este trabalho tem como objetivo discutir conceitos de implantação e projeto de
fundação de linhas de transmissão de energia elétrica.
2.1 Objetivo Geral
Discutir critérios de projeto de linha de transmissão e de suas respectivas fundações.
Serão abordados com maior objetividade a sustentação e o meio físico que a
energia elétrica precisa para ser transportada e chegar até a transformação e
distribuição.
2.2 Objetivo Específico
O objetivo específico do presente trabalho é estudar os critérios de análise e
concepção de projeto e levar em consideração a importância da definição da
fundação para implantação de uma linha de transmissão.
O trabalho é desenvolvido de acordo com os seguintes eixos:
i.
Critérios de Projeto: Hipótese de carregamento, programas para cálculo de
estruturas e fundações;
ii.
Definição da fundação: Localização da estrutura, investigação geotécnica e
tipo de fundação.
iii.
Estudo de caso: solução de engenharia, critérios de projeto (torre de
travessia) e solução de fundação.
O trabalho apresenta uma análise de viabilidade, “num momento anterior à tomada
de decisão”, definindo diretrizes para avaliação prévia do empreendimento,
desenvolvendo uma cadeia sistemática dos acontecimentos, objetivando apresentar
critérios relevantes de projeto e mostrar o peso que tem a escolha das fundações.
17
3 MÉTODOS DE TRABALHO
Para formatar e compilar as informações contidas neste trabalho usou-se vasta
bibliografia, desde simples comentários do Fórum do setor elétrico, publicações
específicas sobre o assunto, monografias, normas, resoluções, artigos regulatórios e
também a experiência de técnicos do setor.
Aprofundou-se no que diz respeito ao Projeto de
Fundação, que é
uma das
atribuições do Engenheiro Civil, e se constitui num importante insumo na definição
do traçado e custo de um sistema de transmissão, demonstrando o peso ponderável
deste item neste tipo de empreendimento.
O estudo de caso procurou destacar a importância da escolha da solução de
fundações, retratando a construção de uma torre de travessia, de grade porte, em
uma ilha do Rio de Sta. Lucia, no Uruguai, onde a tecnologia da construção civil foi o
diferencial.
A entrevista do estudo de caso foi realizada com a Empresa de Engenharia e Projeto
– Ronama Engenharia, que projetou e fiscalizou a obra.
18
4 JUSTIFICATIVA
Nas construções em geral, assim como na implantação de uma linha de transmissão
de energia elétrica, o planejamento adequado é a base prioritária para uma
execução com baixo custo, menor impacto ambiental e redução no tempo de
execução, onde o conhecimento do engenheiro civil é fundamental para se atingir as
metas acima mencionadas.
Obras de construção de linha de transmissão, transformação e distribuição de
energia elétrica são obras de grandes investimentos financeiros e impactos, onde os
valores podem variar em função do local de implantação. Em se tratando de local
urbano ou em área de expansão habitacional as dificuldades se pontecializam.
De acordo com a Bandeirante Energia (2008), a base de custo para este tipo de
obra é o quilômetro de linha. O valor médio do quilômetro de linha em área urbana é
na ordem de R$ 1.500.000,00 (um milhão e quinhentos mil reais).
Os custos de uma obra do segmento energético são pagos por investidores,
empréstimos, sendo a maior parte repassada ao cliente final. Há equalização
financeira entre o valor investido na implantação do empreendimento e o retorno do
investimento para companhia e seus investidores.
Normalmente, este acordo entre as partes tem como base à data de energização da
linha, que é exatamente quando a empresa começa ter receita em função do
empreendimento.
A Empresa tem como objetivo a necessidade de que o empreendimento entre em
operação o mais rápido possível e seja considerado na base de cálculo a revisão
tarifária concedida pela ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica.
Em muitos casos não se consegue atingir o tempo hábil entre o prazo de entrega e a
energização da linha, o que gera atraso e prejuízo, face à postergação do retorno do
investimento.
19
Assim, no período em que a companhia poderia estar recebendo receita, ela ainda
está construindo a LTA (Linha de Transmissão Aérea) e a ETD (Estação
Transformadora e Distribuidora).
Desta forma, para minimizar os prejuízos são aplicadas técnicas construtivas para
projetos de fundações e montagens das torres.
As fundações têm um papel muito importante neste tipo de empreendimento,
dependendo da solução definida poderá impactar diretamente no tempo de
execução da obra e custo, impactando diretamente na data de energização da
linha.
20
5 LINHA DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
Em função das características do sistema elétrico, foram desenvolvidas várias
tecnologias de transporte de energia, cujo objetivo é assegurar uma melhor
qualidade com um menor custo por energia transportada.
Uma linha de transmissão é constituída de vários componentes, que dependem
fundamentalmente do nível de tensão e potência a ser transmitida, definindo
condutores, cadeia de isoladores, padrão estrutural e tipos de fundação.
5.1
Critérios de projeto de linha de transmissão
A NBR-5422(ABNT, 1985), Projeto de Linha Aérea de Transmissão de Energia
Elétrica, fixa as condições básicas para o projeto de linha de transmissão de energia
elétrica com tensão máxima, valor eficaz fase-fase, acima de 38kv e não superior a
800 kV, de modo a garantir níveis mínimos de segurança e limitar perturbações em
instalações próximas.
Esta norma é dividida em 13 (treze) itens e 3 (três) anexos, sendo que os itens 7 e 8
tratam diretamente dos suportes, fundações e esforços mecânicos. São eles:
O item 7 – Suportes e Fundações, os suportes e suas fundações devem atender às
prescrições da NBR 6134(ABNT, 1980), NBR 6229(ABNT, 1973), NBR 6231(ABNT,
1980), NBR 6124(ABNT, 1980), NBR 6118(ABNT, 2007) e NBR 6122(ABNT, 1996);
sendo as NBR 6118(ABNT, 2007) – Projeto e execução de obras de concreto
armado - Procedimento e NBR 6122(ABNT, 1996) – Projeto e Execução de
Fundações – Procedimento.
A Norma 5422(ABNT, 1985) considera como carga de projeto os seguintes itens:
a- Esforços
transmitidos
carregamentos;
b- Peso próprio do suporte;
pelos
cabos
decorrentes
dos
21
c- Peso dos isoladores e das ferragens;
d- Pressão do vento no suporte;
e- Pressão do vento nos isoladores e ferragens dos cabos;
f- Cargas especiais.
No item 7.2 da Norma, trata das hipóteses de carga e define as combinações
convenientes entre si, de modo a obter um conjunto de hipóteses de carga.
O item 7.3 da Norma, trata diretamente das fundações, na qual os itens:
a- 7.3.1 Diz que os suportes devem ser fixados ao solo de
maneira a garantir sua estabilidade sob as ações das cargas
atuantes, conforme as hipóteses de cálculo adotadas;
b- 7.3.2 Este item recomenda que as características do solo
sejam determinadas ao longo do eixo da linha para elaboração
dos projetos de fundações;
c- 7.3.3 Trata das fundações construídas abaixo do nível do
lençol freático. Recomenda:
1. No cálculo da estabilidade da fundação, considerar a
redução de peso da fundação e do solo, devido à pressão
hidrostática, na condição mais desfavorável do nível do
lençol;
2. No cálculo das tensões de compressão no terreno,
considerar o lençol d’água situado no nível da base da
fundação.
d- 7.3.4 Diz que as fundações devem ser de material
resistente à corrosão ou assim protegido.
Ainda em critérios de projeto de linha de transmissão, existem numerosas soluções
tecnicamente viáveis para a transmissão de energia elétrica entre dois pontos.
Porém, apenas um número relativamente pequeno é capaz de assegurar
um serviço de padrão ótimo e, ao mesmo tempo, proporcionar o transporte
do kWh a um custo mínimo.
22
O estudo de otimização de uma transmissão visa exatamente identificar
essas soluções e, dentre elas, escolher aquela mais adequada ao caso
particular. Sob o ponto de vista puramente econômico, a solução mais
adequada é aquela em que a soma dos custos das perdas de energia
durante a vida útil da linha mais o custo do investimento é mínima. Decorre
daí que todas as alternativas possíveis, consideradas aceitáveis sob o ponto
de vista técnico, devem ser examinadas e comparadas entre si. (FUNCHS
e ALMEIDA, 1982, p. 61).
FUNCHS e ALMEIDA (1982, p. 61) observam ainda que:
A rigor, o trabalho de projeto mecânico se inicia somente após os estudos
de otimização, quando a escolha final já tenha sido feita, com a definição da
classe de tensão, tipos de estruturas, bitolas e composições dos cabos
condutores e pára-raios, composição das cadeias de isoladores, etc. Para
os estudos de otimização, são feitos verdadeiros anteprojetos de cada
solução, em que os elementos básicos para os cálculos mecânicos e
elétricos já são definidos, dados à influência que podem exercer sobre o
custo de cada uma das soluções. O projeto definitivo obedecerá, então, aos
parâmetros assim determinados.
Na solução de quaisquer problemas de Engenharia o projetista deve iniciar os
estudos basicamente pelas chamadas hipóteses de carga, através das quais se
procuram fixar valores dos esforços solicitantes, normais e excepcionais que
poderão incidir sobre a estrutura e fundações (FUNCHS e ALMEIDA, 1982).
Procura-se também estabelecer segurança mínima da obra, dos seres vivos e das
propriedades adjacentes ao empreendimento. Desse modo o projetista é limitado,
em seu arbítrio para escolha dos elementos mencionados pelos “Códigos de
Segurança ou pelas Normas Técnicas”, que estabelecem condições mínimas de
segurança, fixando, em geral tanto as hipóteses de cargas mínimas e máximas
admissíveis para os diversos materiais aplicados no projeto.
Essas cargas são definidas através de elementos estruturais que são submetidos a
certo tipo de esforço, e se estes forem suficientemente elevadas, poderão levar a
estrutura à destruição ou ruptura; esse valor é a chamada carga de ruptura.
23
FUNCHS e ALMEIDA (1982, p. 63) observam ainda sobre a carga de ruptura de
componentes estruturais que:
Seu valor também não pode ser considerado singular ou absoluto: nos
materiais técnicos usados em obra, se aceita tolerâncias de fabricação tanto
em suas dimensões físicas finais, quanto em suas características
específicas (peso, resistência específica à tração ou compressão, etc.).
Admite-se, pois, um valor médio para cada grandeza e uma tolerância. Esta
será tanto menor quanto mais rigorosas forem às especificações de
fabricação, de controle de qualidade e aceitação.
Nessas condições, as cargas de ruptura devem ser entendidas como
grandeza estatística, definível, por exemplo, por seu valor médio e pelo
desvio-padrão ou pela variância. Pode-se, pois a cada valor de esforço que
atua sobre um elemento estrutural, associar um risco de falha. Este será
tanto menor quanto maior for à relação carga ruptura/carga máxima atuante.
Essa relação determina o fator de segurança. Portanto o risco de falha é
inversamente proporcional ao fator de segurança, para uma dada
solicitação. Por outro lado, quanto maior for o fator de segurança, maior as
dimensões dos elementos estruturais e, portanto, seu custo.
Por outro lado, as cargas que atuam sobre as estruturas, principalmente decorrentes
de fenômenos naturais, não podem ser definidas com precisão e para quaisquer
valores determinados, existe um risco. Essa relação (risco e precisão) pode ser
minimizada utilizando o fator de segurança cuja utilização e valor são diretamente
proporcionais ao custo da obra.
Decorre, portanto, do mencionado anteriormente, a orientação para que estruturas e
fundações sejam dimensionadas em termos de risco de falha, nos quais esses
devem ser associados a intervalos de tempo, em geral compatível com a vida útil
estimada para a obra (FUNCHS E ALMEIDA, 1982).
Para efeito de análise comparativa das soluções adotadas para as torres e cabos
nas travessias do Rio Sta. Lucia, quatro critérios foram abordados (CASAGRANDE;
SGANZERIA; GALIANO, 1981):
a) “clearance” mínimo dos cabos em relação ao nível de água, tendo em
vista a navegação de navios de grande porte, e alturas máximas permitidas
para as torres levantadas em consideração às áreas de aproximação dos
aeroportos de Belém;
24
b) Aspectos construtivos das execuções das fundações no meio dos rios;
c) Aspectos financeiros, pelos altos custos envolvidos na construção, em
especial das execuções das fundações das torres;
d) Prazo de construção, visto que os cronogramas já fixados não permitam
folgas (sob pena de as travessias atrasarem a transmissão de energia par
Belém).
5.2
Gestão de Projeto
Existem inúmeras definições para estudo de viabilidade, expostas de variadas
formas por diversos autores.
Gehbauer (2002) descreve que o estudo de viabilidade do empreendimento é a
comparação entre a estimativa de custo do mesmo e os rendimentos que se
esperam obter por meio da sua comercialização. Ele compreende todo planejamento
técnico básico necessário, desde a idéia inicial, até a elaboração do anteprojeto.
Para empresas de incorporação / construção, é durante o estudo de viabilidade do
empreendimento que fatores como localização, capital e concepção do produto são
combinados, de tal forma que se obtenha uma incorporação bem sucedida.
Bezerra da Silva (1995) coloca que para que o estudo de viabilidade se aproxime da
realidade, deve-se partir de um bom cenário, dispor de um bom modelo matemático
para simulação, conhecer os indicadores de qualidade fornecidos pelo modelo de
cálculo e saber interpretar os indicadores, estabelecendo critérios particulares de
decisão.
25
5.3
Projeto de Fundações para Linhas de Transmissão
5.3.1
Introdução
Segundo Magalhães (2007) p.3-6, a melhoria da relação custo-benefício para as
fundações de linhas de transmissão tem sido perseguida pelas empresas
concessionárias de energia elétrica e empresas de projeto que prestam serviços ao
setor. Este esforço conjunto tem demonstrado que soluções mais econômicas estão
diretamente ligadas ao nível qualitativo e quantitativo das informações geológicas e
geotécnicas obtidas para cada empreendimento.
Os benefícios tangíveis desta prática se materializam num desenvolvimento
uniforme dos trabalhos de construção onde as eventuais “surpresas” decorrentes de
horizontes geotécnicos adversos, são vias de regra evitadas.
Considerando ainda as ponderações do autor, há também o fato de se poder
interagir com outras atividades de projeto da LT, balizando modificações de traçado,
projetos de aterramento e até tipos de solos encontrados ao longo do itinerário da
rota da linha de transmissão.
A utilização de “softwares” para cálculo e otimização das fundações, tem sido outra
importante ferramenta para execução de projeto de LT’S. Vale destacar, entretanto,
que o uso das mais avançadas tecnologias seria ineficaz caso fossem empregados
parâmetros geotécnicos irreais, em função de uma campanha deficiente de
investigação do solo.
Os resultados obtidos na inversão de recursos nas áreas de prospecção do solo e
de tecnologias que permitem melhor exprimir o comportamento das fundações, têm
demonstrado um promissor retorno no que concerne ao custo final do
empreendimento, sua confiabilidade e desempenho. Segue na figura 5.1, fluxo
básico de projeto de fundação.
26
Tipificação dos
solos- I e II
Estimativa dos
parâmetros
geotécnicos
Cálculo das
fundações
Normais
Tubulão
Sapata
Investigação geológica e
geotécnica de campo
Sondagens SPT,
simultaneamente à locação das
torres e shear vane.
Ensaios de laboratório.
(Triaxiais, índices físicos,
adensamento,...etc)
Cálculo das
fundações
Especiais
Estacas
Tirantes
Chumbadores
Aplicação das fundações
tipificadas X realidade
geotécnica
Lista de Construção da
LT c/ definição das
fundações.
Figura 5. 1 – Fluxo de projeto de fundação
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo de fundação (2005).
27
5.3.2 Normatização
A NBR-6122 (ABNT, 1996), Projeto e Execução de Fundações, fixam as condições
básicas a serem observadas no projeto e execução de fundações de edifícios,
pontes e demais estruturas.
Basicamente a norma fixa:
a- Definições de tipo de fundações;
b- Investigações
geotécnicas,
geológicas
e
observações
locais;
c- Cargas e segurança nas fundações;
d- Fundações superficiais;
e- Fundações profundas;
f-
Escavações;
g- Observações do comportamento e instrumentação de
obras de fundações.
Além da NBR 6122(ABNT, 1996), se pede para consultar as seguintes normas:
♦
Portaria 3.214 do Ministério do Trabalho
♦
NBR 6118(ABNT, 2007) - Projeto e execução de obras de
concreto armado - Procedimento
♦
NBR 6484(ABNT, 2001) - Execução de sondagens de
simples reconhecimento dos solos - Método de ensaio
♦
NBR 6489(ABNT, 1984) - Prova de carga direta sobre
terreno de fundação - Procedimento
♦
NBR 6502(ABNT, 1995) - Rochas e solos - Terminologia
♦
NBR 7190(ABNT, 1997) - Cálculo e execução de estruturas
de madeira - Procedimento
♦
NBR 8681(ABNT, 2003) - Ações e segurança nas estruturas
- Procedimento
♦
NBR 8800(ABNT, 2008) - Projeto e execução de estruturas
de aço de edifícios - Procedimento
♦
NBR 9061(ABNT, 1985) - Segurança de escavação a céu
aberto - Procedimento
28
♦
NBR 9062(ABNT, 2006) - Projeto e execução de estruturas
de concreto pré-moldado - Procedimento
♦
NBR
9603(ABNT,
1986)
-
Sondagem
a
trado
-
Procedimento
♦
NBR 9604(ABNT, 1996) - Abertura de poço e trincheira de
inspeção em solo com retirada de amostra deformada e
indeformada - Procedimento
♦
NBR 9820(ABNT, 1997) - Coleta de amostras indeformadas
de solos em furos de sondagens - Procedimento
♦
NBR 10905(ABNT, 1989) - Solo - Ensaios de palheta in situ
– Método de ensaio
♦
NBR 12069 (ABNT, 1991)- Solo - Ensaio de penetração de
cone in situ (CPT) - Método de ensaio
♦
NBR 12131(ABNT, 1996) - Estacas - Prova de carga
estática - Método de ensaio
♦
NBR
13208(ABNT,
2007)
-
Estacas
-
Ensaio
de
carregamento dinâmico - Método de ensaio
Em relação ao estudo de caso, que trata de uma obra realizada fora do âmbito
nacional brasileiro, cabe informar que segundo a o engenheiro Ronaldo Magalhães,
da Ronama Engenharia, projetista do linhão no Uruguai, as normas utilizadas da
ABNT estão asseguradas pela Harmonização das Normas dos Estados Partes do
Mercosul.
Desta forma para consolidar as informações que assegura o uso das normas ABNT
– Associação Brasileira de Normas Técnica, a AMN – Asociacíon Mercosur de
Normalización, que tem como objetivo e por finalidade a padronização do
desenvolvimento da normalização e atividade conexas, bem como da qualidade de
produtos e serviços, nos paises membros do Mercosul. A AMN, a desenvolve suas
atividades de normalização por intermédio de comitês Setoriais Mercosul (CSM).
29
5.3.3 Investigação Geológica e Geotécnica
5.3.3.1 Conceito
Com base na apresentação da UNICAMP, relata que o objetivo da investigação
geológica é delimitar espacialmente as unidades geológicas e determinar suas
características e propriedades geomecânicas através de um plano de investigações.
A seguir, estão discriminadas as seguintes definições:
a-
Unidade geológica: é um corpo geológico espacialmente delimitado,
com características específicas e comportamento similar face à determinada
solicitação.
b-
Corpo geológico: Camada, zona ou trecho capaz de ser delimitado
em superfície e/ou em subsuperfície, com características e propriedades
singulares.
c-
Comportamento similar: Comportamento semelhante face à mesma
solicitação.
d-
Solicitação: Ação sobre o ambiente geológico imposta e induzida ou
resultante da interação com a ocupação antrópica.
Segundo Silva (2008), os estudos geológico-geotécnicos para o projeto de estradas,
exigem o emprego de vários tipos de investigações geofísicas e mecânicas, levando
em conta a diversidade de materiais ocorrentes ao longo do traçado e dos objetivos
visados.
Nas fases que antecedem o Projeto Final são comumente empregados métodos de
investigações de superfície; logo na fase de Projeto final, os métodos passam a ser
de subsuperfície, além de ensaios de campo e de laboratório específicos (SILVA,
2009, p.7 apud OLIVEIRA et. al, 1998).
30
5.3.3.2 Métodos de Subsuperfície.
De acordo com SILVA (2008) p.8, descreve que os métodos de investigação
mais comumente empregados nos estudos e que se enquadram nesta
categoria são:
a-
Mapeamento geológico: deverão constar todos os aspectos
geológicos relevantes ao projeto em escala 1: 25.000 a 1: 10.000.
b-
Poços exploratórios: permitem caracterização dos diversos tipos de
solo, além de fornecer informações sobre os níveis do lençol freático, medição
precisa da altitude das estruturas geológicas ainda presentes e coleta de
amostras deformadas e indeformadas para ensaios de laboratório;
c-
Sondagens a trado: permitem coleta de amostras deformadas que
serão submetidas á classificação;
d-
Sondagens à percussão e Borro1: permite estudar fundações de
aterro onde outras investigações ou estudos de superfície relevaram a
ocorrência de solos de baixa capacidade de suporte;
e-
Sondagens rotativas: permite definir com precisão o topo rochoso
ou avaliar as propriedades do maciço rochoso e ainda estudar a fundação de
obras de arte;
f-
Investigação geofísica: pode indicar a espessura do capeamento, a
profundidade do nível de água, às condições de rocha em subsuperfície,
definindo as categorias para a escavação, recomendada para as fases iniciais
de estudo, na escolha de traçados.
As etapas de investigação geológica e geotécnica se constituem, basicamente, dos
seguintes itens:
a) investigação preliminar
b) investigação de projeto
c) definição de parâmetros geotécnicos
d) verificação de construção
1
Ver Anexo B – Fundação do Tipo Borro
31
A investigação preliminar se desenvolve a partir da análise de cartas geológicas ou
sondagens efetuadas em LT’S paralelas ou próximas que abranjam a área do
empreendimento, sendo examinados os tipos de solos encontrados na rota da LT e
seus potenciais problemas geotécnicos. As informações obtidas são os insumos
para o programa de investigação preliminar do solo, que consiste da coleta dos
dados geotécnicos qualitativos da região, através de um exame da geologia
superficial do traçado e dos dados de sondagem, a trado, realizadas a partir de
pontos notáveis da LT e com espaçamento equivalente ao vão médio, ou
previamente estabelecido em função das cartas mencionadas.
Os resultados obtidos do programa preliminar permitem definir os tipos e camadas
de solos atravessados pela LT, a ocorrência de nível d’água e sua profundidade, a
existência de estratos rochosos, solos instáveis e uma noção superficial da
resistência dos mesmos, obtida pela dificuldade do avanço do furo. Todas estas
informações se constituem importantes subsídios para definição do programa de
investigação de projeto. Esta etapa dos trabalhos quando executada paralelamente
ao levantamento topográfico do perfil da LT permite interagir, conforme já observado,
com a etapa de plotação das estruturas.
A investigação de projeto, que sucede a fase de locação das estruturas, visa obter
informações quantitativas do solo. Nesta fase são realizadas sondagens tipo “SPT”
em suportes de maior importância estrutural na linha de transmissão, tais como:
ancoragens, terminais e estruturas de travessia, dentre outras.
Vale notar que em circunstâncias específicas, são plenamente justificáveis as
execuções de ensaios de campo e laboratório, para melhor caracterizar os
parâmetros geotécnicos. Serão também efetuadas sondagens “SPT” em estruturas
de suspensão, em número e profundidade definidos no projeto, com o propósito de
correlacionar os tipos de solo com as suas características resistentes, promovendo a
máxima racionalização dos recursos para este fim.
A definição dos parâmetros geotécnicos é, geralmente, efetuada de duas maneiras
distintas. A primeira, considerada de ordem natural, consiste na análise estatística
de todos os dados do solo levantados nas duas fases de investigação anteriores,
obtendo-se uma correlação entre os tipos de solo e suas resistências características.
Esta análise visa agrupar, geralmente em duas grandes categorias, denominadas
32
normais, os tipos de solo - com respectivas características físicas - de ocorrência
mais freqüente ao longo da rota da LT. Faz-se também a definição unidades
geotécnicas constituídas por solos instáveis ou muito resistentes que venham
requerer soluções especiais de fundações, como estacas, chumbadores, tirantes.
A segunda, ditada por circunstâncias especiais inerentes ao atendimento de prazos
limitados e para contemplar a logística do empreendimento, demanda uma
abordagem diferenciada da obtenção dos parâmetros geotécnicos. Estes últimos
são, neste caso, tipificados por faixas de solo com características teoricamente
especificadas e que visam cobrir toda uma gama de solos que possam, realmente,
ocorrer ao longo da rota da LT.
Na definição dos parâmetros, serão considerados aspectos tais como: magnitude
das cargas nas fundações, profundidade provável das mesmas, tipos de solicitações
predominantes. É importante observar que os dados do solo coletado serão
utilizados após o dimensionamento das fundações típicas e na aplicação destas, a
cada tipo de estrutura implantada ao longo da linha de transmissão.
Dá-se o nome de verificação de construção à atividade de confrontação das
características do solo, com aquelas previstas no projeto de fundação e o
especificado na lista de construção, para cada estrutura da LT.
O objetivo será avaliar a correta adequação do projeto previsto face às condições
geológicas e geotécnicas efetivamente constatadas in-loco. Os meios para efetuar a
referida constatação vão, desde a análise tátil-visual, até a utilização de
penetrômetros, Teste de Placa, “Shear Vane”, “Speed Test” e outros equipamentos
que permitam quantificar os parâmetros geotécnicos no local de execução das
fundações.
33
5.4 Tipificação dos solos e suas características geotécnicas
Ainda com base no relatório Magalhães (2007) p.7, as discriminações e tipificação
dos solos são realizadas em um primeiro instante de forma teórica. Isto significa que
os parâmetros geotécnicos foram arbitrados sem o concurso das informações
geotécnicas disponíveis ao longo da LT. Este fato implica no projeto de uma série
de fundações para cada tipo de solo, cuja aplicação será feita por retro-análise na
conclusão e interpretação dos resultados dos programas de prospecção geológicos
e geotécnicos.
Para entender o relato do parágrafo anterior, normalmente são feitas aglutinações
de tipos de solos, de modo que se possa empregar em uma mesma fundação dois
tipos de solos distintos, considerando apenas às suas propriedades coesivas e
resistências mecânicas. Esta prática colabora na uniformidade do projeto e
propiciando vantagens face ao resultado econômico que se pretende obter.
Apresenta-se na tabela 5.1, os tipos de solos estimados e suas respectivas
características. Vale observar que a nomenclatura para os solos G e F, corresponde,
respectivamente, a solos “Granulares” e “Finos”. Os primeiros compreendem as
areias, areias siltosas e argilosas. Os solos “Finos” são os solos argilosos, siltosos,
argilo-arenosos, argilo-siltosos ou ainda, os silto-arenosos.
Tabela 5. 1 – Parâmetros geotécnicos típicos empregados em projetos
Específico
Natural
Ângulo
no Solo
de Atrito
kgf/cm2
graus
Coesão
lateral
Kgf/cm2
1600
1800
1,6
2,9
30
0,1
0,15
IF
1600
1700
2,0
2,5
21
0,45
0,30
IIG
1600
1600
1,0
1,7
25
0,1
0,10
IIF
1500
1600
1,0
1,5
21
0,25
0,15
2200
-
>10
-
-
-
4,7
a
SPT (N)
Golpes
unda
IG
Fundação
Prof
Rasa
kgf/cm2
Aderência
a
Profund
Kgf/m3
Rasa
Unidade
Tensão
Profund
Peso
Solo Tipo
IGF
7 – 10
IIGF
4–6
ROCHA SÃ
Impenetrável
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo de fundação (2005).
34
5.5
Critérios e Definições de fundações
A definição do tipo de fundação, seu dimensionamento estrutural e geotécnico
deverão ser executados levando em consideração os limites de ruptura e
deformabilidade para a capacidade de suporte do solo à compressão, ao
arrancamento e aos esforços horizontais, valendo-se de métodos racionais de
cálculos consagrados na engenharia geotécnica. (CASAGRANDE; SGANZERIA;
GALIANO, 1981):
Ainda em de acordo com os referidos autores, no projeto das fundações, para
atender aos critérios de coordenações de falhas (Gestão de Risco), as solicitações
transmitidas pela estrutura a suas fundações devem ser majoradas pelo fator
mínimo.
Estas solicitações, calculadas com as cargas de projeto da torre, considerando suas
condições particulares de aplicação: Vão Gravante, Vão de Vento, Ângulo de desvio
e Fim de LT, Altura da torre, passa a ser consideradas como cargas de projeto das
fundações.
Segundo Ashcar (1999, p. 2), os métodos mais utilizados pela CESP para o cálculo
da capacidade de carga à tração (arrancamento) das fundações para as torres
metálicas são: Método do cone e Método do cilindro de atrito.
O dimensionamento à resistência lateral (esforço horizontal) das fundações
em tubulão tem sido feito pelo Método de Wiggins (Journal of the Power
Division). Em fundação rasa, compara-se o momento resistente (pesos do
solo e concreto) com o momento atuante na base da fundação.
Para o cálculo da capacidade de carga do solo à compressão é mais usual
determinar a tensão do solo por correlação com o número de golpes da
sondagem tipo SPT, necessitando-se experiência profissional. Também se
aplica o Método de Terzaghi (teórico).
Convém alertar que a carga de trabalho e a carga última (carregamento da
torre) estão relacionadas com a tensão admissível e a tensão de ruptura do
solo, respectivamente.
35
Ainda, de acordo com o referido autor, é recomendável realizar sondagens (SPT,
Rotativa e Borro) ao longo da linha, para que as fundações das estruturas sejam
dimensionadas com segurança e otimização. Recomenda-se executar sondagens
tipo SPT, próximas ao piquete central, em todas as estruturas de ancoragem e fim
de linha, e em locais tais como: travessias de rios, aterros, fundos de vale, alagados,
erosões e encostas.
Os custos das sondagens representam de 0,5% a 1% do custo total de uma LT de
138 kV, circuito duplo. Esta porcentagem varia conforme a região (normal, de serra e
litorânea) da obra. Para LT de 460 kV, circuito duplo, os custos das sondagens são
inferiores a 0,3% do total.
De acordo com o relatório, Ashcar (1999, p. 2), A CESP, ainda orienta que é
importante realizar, em média, uma sondagem SPT a cada cinco estruturas e
dependendo do conhecimento da região, esta proporção poderá variar até 1 para 10.
Também são executadas sondagens tipo Borro, em todas as estruturas da linha,
exceto nos locais das sondagens SPT/Rotativa.
Dependendo da região, é necessário fazer sondagem Rotativa em cada pé da torre
metálica, devido à diferença de materiais atravessados.
Vale lembrar que, antes de executar as sondagens, deve-se aferir seus
equipamentos, principalmente o peso do martelo padrão e o comprimento do
amostrador padrão
Em aspectos gerais, uma linha de transmissão de energia elétrica caracteriza-se por
serem obras de grande extensão linear, geralmente com difíceis condições de
acesso, suportada por estruturas metálicas do tipo poste ou torre.
Portanto, pode-se dizer que as fundações das torres de uma linha de transmissão
têm o merecido tratamento especial, que as tornam quase um segmento autônomo
no campo da engenharia de fundações.
36
5.5.1 Fundações: Característica e Ensaio para verificação de desempenho
As fundações de cada estrutura deverão ser projetadas estruturalmente e
geotecnicamente de forma a adequar todos os esforços resultantes de cada torre as
condições específicas de seu próprio solo de fundação. Tais como:
I.A prova de carga visa, por meios diretos, determinar as características de
deformação ou resistência do terreno, ou de elementos estruturais da
fundação.
II.A execução de provas de carga permite otimizar os projetos de fundação,
assim como comparar os resultados práticos com os previstos nas teorias
existentes.
III.A realização de provas de carga (compressão e arrancamento) também é
importante para verificar a necessidade de reforço das fundações nas
seguintes situações: novas condições de pressão de vento atuando numa
LT em relação às consideradas no projeto original e recapacitação de LT.
As propriedades físicas e mecânicas do solo de fundação de cada estrutura deverão
ser determinadas de forma reconhecidamente científica, de modo a retratar, com
precisão, os parâmetros geomecânicos do solo, sendo executadas as seguintes
etapas:
IV.Estudo e análise fisiográfica preliminar do traçado da LT com a conseqüente
elaboração do plano de investigação geotécnica;
V.Reconhecimento do subsolo com a caracterização geológica e geotécnica
do
terreno,
qualitativamente
e
quantitativamente,
determinando
os
parâmetros geomecânicos;
VI.Parecer
geotécnico
com
a
elaboração
de
diretrizes
técnicas
e
recomendações para o projeto.
No cálculo das fundações deverão ser considerados os aspectos regionais
geomorfológicos que influenciem o estado do solo de fundação, quer no aspecto de
sensibilidade, expansibilidade ou colaptividade levando-se em conta a sazonalidade.
37
DIMENSIONAMENTO DE FUNDAÇÃO
6
Com base nos trabalhos do IPT (1989), o dimensionamento de fundações de linhas
de transmissão se faz em alguns aspectos através de métodos diferentes dos usuais
para os demais tipos de obras de engenharia civil.
•
Devido a sua grande extensão, há o natural interesse de se realizar as
fundações das torres com alguns elementos típicos, para os quais
desenvolvem projetos padronizados, considerando especificas as fundações
utilizadas em casos especiais tais como:
•
Travessias de rios;
•
Terrenos acidentados;
•
Caixas estaqueadas;
•
E outros.
Ainda segundo IPT (1989), outro lado é comum nos projetos de linhas de
transmissão uma falta de conhecimento detalhado das características do subsolo, o
que induz à utilização de métodos empíricos e expeditos de dimensionamento.
A rotina do dimensionamento de maneira geral consta de três fases, em cada uma
sendo analisado um tipo específico de carregamento.
•
Em primeiro lugar, consideram-se as cargas horizontais, as quais, visto que
da profundidade depende a resistências laterais, são condições importantes
na determinação da geometria da fundação;
•
Posteriormente, são consideradas as cargas de compressão e de
arrancamento.
Salienta-se que, já que os esforços acidentais provêm, sobretudo, da ação do vento
as deformações do solo submetido às cargas de compressões, desde que não
excessivas, serão lentas e praticamente sem conseqüências para a torre.
38
O mesmo não acontece com os esforços de arrancamento, uma deficiência da
fundação com relação ao arrancamento, por ocasião da solicitação máxima, produz
deformações rápidas que tendem para a situação de ruptura.
6.1 Alternativa de Fundações para Linha de Transmissão
O tipo de fundação mais adequada para as torres de uma determinada linha de
transmissão, do ponto de vista técnico e econômico, não pode ser fixada a priori,
mas dependerão de uma análise envolvendo a grandeza das cargas, as condições
dos subsolos e a logística de implementação das mesmas, ou seja, considerar a
mão de obra, material e equipamento.
A seguir são feitas recomendações e informações técnicas sobre os tipos de
fundação de torres autoportantes, torres estaiadas e postes, nas fases de projeto e
de construção.
6.1.1 Torres autoportantes
As torres autoportantes são estruturas metálicas compostas de uma parte reta
superior e uma parte piramidal na base. São formadas por módulos treliçados.
Assim, as torres autoportantes utilizam os seguintes tipos de fundação:
ƒ
Tipo Tubulão
ƒ
Tipo Sapata
ƒ
Tipo Estaca
ƒ
Tipo Bloco
ƒ
Tipo Grelha
39
6.1.1.1 Tubulão
Tubulões são elementos estruturais de fundação profunda, cilíndrica, construída
concretando-se um poço (revestido ou não) aberto no terreno, geralmente dotado de
base alargada.
A NBR 6122/96 recomenda que a base do tubulão deve ser dimensionada, de modo
a evitar alturas superiores a 2m. Indicados para obras que apresentam cargas
elevadas, os tubulões são empregados em grande escala em áreas que apresentam
dificuldade de cravação de espaços ou de escavação mecânica (áreas com alta
densidade de matacões, lençóis d'água elevados ou cotas insuficientes entre o
terreno e o apoio da fundação).
A figura 6.1 ilustra fundação do tipo tubulão
aplicada em torres de linha de transmissão.
Figura 6. 1 – Ilustração tipo de fundação - tubulão
Fonte: Projeto de fundação de Linha de transmissão – Ronama Engenharia - 2008
Normalmente a sua execução é manual, podendo ser mecanicamente. Na maioria
dos casos, duas condicionantes devem ser respeitadas para o seu emprego:
a) O solo deverá ter um mínimo de coesão, de modo a possibilitar a
escavação sem necessidade de escoramento
40
b) O nível d’água deverá estar situado abaixo da cota de apoio da fundação,
durante a fase de execução. Este fato evita a ocorrência de gradientes
hidráulicos prejudiciais à estabilidade de escavação.
As condições anteriores são de certo modo atendidas, face às características dos
solos residuais tropicais, que mesmo em horizontes de predominância arenosa,
apresentam moderada coesão, proveniente da rocha matriz.
O tubulão revela-se especialmente indicado, no caso de fundações em encostas ou
terrenos erodíveis, por ter menor volume de escavação e prescindir do reaterro,
evitando desse modo, alterações nas condições naturais do terreno.
A profundidade do tubulão varia de 3,0 m a 10,0 m, pois depende do tipo de solo e
dos esforços na fundação. São executados manualmente (fuste2 de 70 cm no
mínimo) ou mecanicamente, com base alargada ou não.
Em solo seco, o tubulão é moldado “in loco” e recomenda-se fazer um alargamento
mínimo na sua base, igual ao diâmetro do fuste¹, abrindo em ângulo de 30 graus
com a vertical até atingir a dimensão necessária para compatibilizar as cargas
aplicadas com a capacidade portante do solo.
Em solo submerso, tem-se dado preferência à fundação cilíndrica (sem alargamento
de base) com o uso de camisas metálicas ou de concreto (sem bolsa), mas com
profundidade maior que o tubulão com base alargada, devido à tração.
No caso de tubulão com base alargada, recomenda-se escavar apenas o fuste¹ com
a perfuratriz (mecanicamente), em geral com diâmetro varia de 0,70m a 1,20 m. O
alargamento de base tem sido melhor executado manualmente.
Se as escavações forem feitas em época de chuva e em solo arenoso, fofo (1 a 2
golpes SPT), aconselha-se utilizar camisa metálica (recuperável) no fuste¹ de cada
fundação, para evitar desmoronamentos do solo e acidentes com operários.
2
Ver Anexo A – Ilustração da peça estrutural “FUSTE”
41
6.1.1.2 Sapata
São elementos de fundação superficial, posicionado em níveis próximos da
superfície do terreno, construídos em concreto armado, dimensionado de modo que
as tensões de tração não sejam resistidas pelo concreto, mas sim pelo emprego de
barras de aço. A figura 6.2 ilustra fundação do tipo sapata aplicada em torres de
linha de transmissão.
Figura 6. 2 – Ilustração tipo de fundação – sapata
Fonte: Projeto de fundação de Linha de transmissão – Ronama Engenharia - 2009
Esta fundação é aplicada a pequena profundidade, variável de 2,0 a 4,0 m, devido à
dificuldade de escavação mais profunda (presença de água e desbarrancamento).
Por isso, não deve ser utilizada em locais sujeitos à erosão.
A sapata deve ser executada com escavação total, ou seja, retirada de todo o
terreno atuante na vertical sobre a base (geralmente quadrada ou retangular) da
fundação.
O pilarete da sapata pode ser vertical ou inclinado. Atualmente, tem-se utilizado o
pilarete inclinado, com mais freqüência, pois, a resultante da carga de compressão
42
com os horizontais associados passam mais próxima ao centro de gravidade da
fundação, reduzindo o momento na base e, conseqüentemente, as suas dimensões
e custo da fundação.
A ocorrência de solos resistentes próximos à superfície, constitui uma indicação
clara ao emprego de fundações diretas, desde que não existam camadas
subjacentes compressíveis.
Há também circunstâncias em que o emprego da fundação ocorre com bastante
propriedade:
a) Solos arenosos instáveis, com ou sem presença do lençol freático.
b) Solos com baixa capacidade de suporte, superficial, com nível d’água, onde
um aumento das dimensões na base viabilizaria a fundação, em face de
recalques totais ou diferenciais.
c) Na ocorrência de rocha muito fraturada, onde o emprego de chumbadores
torna-se contra-indicado. A escavação, nestas condições, poderá ser feita com
o uso de explosivos para facilitar o avanço.
A sapata é viável economicamente para torres de suspensão, em virtude dos
pequenos esforços na fundação. Para torres de ancoragem e terminal (grandes
esforços), devem ser feitas comparações de custo com as fundações em bloco e
estaqueada.
43
6.1.1.3 Estaca
São elementos alongados, cilíndricos ou prismáticos que se cravam com
equipamento chamado bate-estaca, ou se confeccionam no solo de modo a
transmitir às cargas para as camadas profundas do terreno. Estas cargas são
transmitidas ao terreno através do atrito das paredes laterais da estaca contra o
terreno e/ou pela ponta. A figura 6.3 ilustra fundação do tipo estaca aplicada em
torres de linha de transmissão.
Figura 6. 3 – Ilustração tipo de fundação - estaca
Fonte: Projeto de fundação de Linha de transmissão – Ronama Engenharia - 2009
As fundações estaqueadas geralmente são constituídas de estacas verticais e
inclinadas (engastadas num bloco), sendo as últimas destinadas a combater os
esforços horizontais.
Os tipos mais utilizados de estacas são: pré-moldadas de concreto armado e
metálico.
44
Antes de escolher este tipo de fundação devem-se observar, no campo, as
condições de acesso para o bate-estaca. Se este equipamento ficar sob linha
energizada será preciso verificar a distância da estaca ao cabo condutor.
As estacas metálicas devem ser protegidas contra corrosão, através de um
cobrimento (encapsulamento) de concreto de 5 cm, até 1,0 m abaixo do nível de
água.
Se a cravação da estaca for interrompida a pequena profundidade (menos de 5 m),
com comprimento insuficiente para combater o esforço de tração, então se pode
adotar a fundação em caixa estaqueada. Esta caixa (concreto armado) é preenchida
com solo compactado, a fim de aumentar o peso do bloco e compensar a
profundidade da estaca.
Nas torres de transmissão, normalmente trabalha-se com energia de cravação de
1,5 tf.m e com nega igual ou inferior a 3 cm nos últimos 10 golpes.
Sugere-se utilizar flange (em vez de stub3) no topo de cada pilarete destas
fundações, como dispositivo de fixação da torre, constituído de chumbadores e
chapa de base.
A aplicação de flange facilita e agiliza os serviços de reconstrução da torre, numa
eventual danificação na interface torre/fundação.
O uso de estacas injetadas é pouco usado, devido ao maior custo em relação à
estaca pré-moldada.
3
Ver Anexo A – Ilustração da peça estrutural “STUB”
45
6.1.1.4 Bloco
Os blocos sobre estacas são elementos estruturais de fundação cuja finalidade é
transmitir as ações oriundas da superestrutura para o solo. O uso deste tipo de
fundação se justifica quando há camadas superficiais de solo local. Quando essas
camadas não suportam estas cargas, é necessário atingir camadas mais profundas
que sirvam de apoio à fundação, associando o bloco com estacas. A figura 6.4
ilustra fundação do tipo bloco (estacas) em torres de linha de transmissão.
Figura 6. 4 – Ilustração tipo de fundação - bloco
Fonte: Projeto de fundação de Linha de transmissão – Ronama Engenharia - 2008
O bloco é aplicado à pequena profundidade, variável de 2,5 a 3,5 m, devido à
dificuldade de escavação manual. Portanto, não deve ser utilizado em locais sujeitos
à erosão e em encostas íngremes.
A fundação normalmente é executada com escavação total. No caso de o bloco ser
moldado “in loco”, deve-se fazer o fuste¹ com diâmetro mínimo de 80 cm (depende
da resistência do solo) para facilitar a escavação.
6.1.1.5 Bloco ancorado
46
Esta fundação é utilizada na ocorrência de rocha não escavável manualmente, a
pequena profundidade (1,0 a 3,0 m), onde a construção de bloco simples (peso) é
insuficiente para suportar o arrancamento, exigindo, portanto, a sua ancoragem.
Geralmente são usados chumbadores com diâmetro de 25 mm, aço CA-50 A, e
introduzidos num furo de 50 mm, no mínimo.
Os projetos fixam o comprimento útil das ancoragens engastadas na rocha sã ou
quase sã, medianamente a pouco fraturada.
Recomenda-se ensaiar, por estrutura, pelo menos um chumbador ao arrancamento.
6.1.1.6 Grelha
A grelha é aplicada em terreno seco e com profundidade que varia de 2,0 a 4,0 m.
Não deve ser aplicada em locais sujeitos à erosão ou em áreas alagadiças. Se
houver um pequeno nível de água no fundo da fundação (cerca de 0 m), faz-se o
esgotamento, através de bombeamento, e concreta-se até o mesmo nível inicial.
Figura 6. 5 – Ilustração tipo de fundação - grelha
Fonte: Fundações de linhas de transmissão de energia elétrica: relatório 27.072.IPT (1989)
As principais vantagens da grelha consistem na rapidez de execução da fundação
(escavação, montagem e reaterro) e na facilidade de transporte, principalmente em
locais de difícil acesso para o uso de concreto.
47
Ashcar (1999, p. 2), a CESP tem constatado diversos casos de corrosão nas
grelhas, principalmente quando as mesmas estão aplicadas em solos consideradas
agressivos e até mesmo em regiões com uso intensivos de fertilizantes e
agrotóxicos.
A agressividade do solo pode ser detectada pela medição da resistividade do solo e
do coeficiente de despolarização. Neste tipo de solo, recomenda-se fazer uma
proteção anticorrosiva ou catódica nas fundações com grelha.
Vale também chamar a atenção para a instalação da grelha na escavação. Devem
ser feitos dois sulcos no fundo da cava para encaixar os perfis “C” da grelha e
permitir que as cantoneiras “L” fiquem assentadas no terreno
6.1.2 Torres estaiadas
Os tipos de fundações mais empregados nas torres estaiadas da CESP são:
- Estai: bloco de concreto (tronco cônico e prismático)
- Mastro central: tubulão e sapata.
As Fundações dos Estais são submetidas apenas a esforços de tração (na direção
do estai). Na fundação do mastro central atuam esforços de compressão (verticais e
horizontais).
Em geral, as fundações em bloco prismático para estai são projetadas até 3,0 m de
profundidade.
Para os estais com fundação em bloco tronco cônico, sugere-se que a profundidade
não ultrapasse 4,0 m. Isto se deve ao custo da haste-âncora que fica embutida em
cada fundação.
Para a estabilidade das fundações dos estais é fundamental fazer o controle de
qualidade de compactação em cada uma das cavas.
Recomenda-se que o reaterro seja compactado em camadas de 20 cm de
espessura (no máximo), de modo que se obtenha densidade seca igual ou superior
48
3
a 1,8 tf/m e grau de compactação igual ou superior a 95% do Proctor Normal. A
compactação deve ser feita com teor de umidade próxima da ótima.
Durante a execução, é importante verificar o posicionamento da haste-âncora,
devendo estar com a inclinação indicada no projeto.
Para o mastro central, sugere-se, calcular projetos-padrão de tubulão com
profundidade variável de 3,0 a 5,0 m. Normalmente a sapata é projetada com
pequena profundidade (1,0 a 1,5 m).
Os cuidados na execução das fundações para o mastro central são semelhantes às
das torres autoportantes.
6.1.3 Postes
As fundações mais usuais, a partir de 69 kV, para engastamento de poste em solo
seco são: bloco cilíndrico ou retangular (moldado “in loco”) e caixa de concreto.
Em solo submerso, as fundações mais utilizadas são: bloco cilíndrico com tubos de
revestimento de concreto (incorporados) e bloco retangular com escoramento.
Nos postes de suspensão, os preenchimentos das cavas, das fundações,
normalmente são feitos com reaterro compactado em solo seco e brita ou concreto
em solo submerso.
Nos postes de ancoragem e terminal as cavas geralmente são preenchidas com
concreto simples.
A utilização de caixa de concreto é recomendada especialmente no caso de a cava
da fundação ser preenchida com areia adensada com circulação de água, em solo
arenoso. Se esta fundação (bloco) fosse moldada “in loco”, seria necessária muita
água para adensar a areia, devido à permeabilidade deste solo.
A execução com caixa de concreto permite um maior espaço de tempo entre a
escavação e a colocação do poste, em comparação com a fundação moldada “in
loco”, além de evitar desbarrancamento do solo. Porém, apresenta a desvantagem
de ser mais cara e demorada.
49
7 ESTUDO DE CASO – LT 500 KV, PUNTA DEL TIGRE – LAS
BRUJAS – URUGUAY
A UTE – Administração Nacional e Transmissão de Energia tiveram a necessidade
de ampliar a potência instalada, com a construção de uma linha de transmissão,
para atender a demanda de carga do Uruguai. A foto abaixo ilustra a magnitude da
obra.
Figura 7. 1 – Foto Ilustrativa Torre 33 – Cura do Concreto
Fonte: Relatório Fotográfico – Ronama Engenharia - 2005
7.1 Localização e características da obra
A LT – Linha de transmissão localiza-se no Uruguai e sua construção foi para
atender a demanda de carga do país. Esta linha de 90 km de extensão interligou a
Central Térmica Punta Del Tigre – Lãs Brujas e a LT 150 kV em Montevidéu – Vila
Rodrigues.
50
7.2 A torre 33 – Dados técnicos
Tabela 7. 1 – Dado característicos da torre 33
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo de fundação de estacas metálicas da torre 33
(2005).
7.3 Análise Geológica e Geotécnica
Par obter os dados necessários para os projetos detalhados das fundações das
torres da travessia (nas margens e centro do Rio Sta. Lucia) procedeu-se uma
minuciosa investigação e análise geológica e geotécnica do eixo da linha de
transmissão nos trechos das travessias.
A região da linha de transmissão em questão abrange principalmente aluviões
quartenários e sedimentos terciários da Formação Barreira e é extremamente plana.
51
Nos aluviões recentes, predominam superficialmente sedimentos de consistência
muito mole, constituído por argilas siltosas com matéria orgânica e com
intercalações de lentes de areia e/ ou siltosas e, em profundidade, predominam as
areias finas, as grossas argilosas, e eventuais intercalações arenosas com
cascalhos.
Nas sondagens efetuadas ao longo do traçado, na área critica junto ao rio,
constataram-se valores de SPT, para sedimentos terciários, em torno de 20 golpes,
alcançando freqüentemente mais de 50 golpes a profundidades maiores ou em
horizontes laterizados. Já nos sedimentos quartenários, as camadas argilosas, que
apresentaram valores de SPT de zero a 5 golpes, ocorreram desde a superfície até
profundidades superiores a 70 metros (na travessia do Rio Sta. Lucia) . Pequenas
ocorrências de areia e silte com cascalho forneceram valores de SPT variando de 5
a 45 golpes.
Especificamente sobre o leito e margens do Rio Sta. Lucia, constatou o seguinte:
-
O leito do rio é caracterizado por espesso pacote (em torno de 28m)
de argila siltosas com matérias orgânicas e pequenas lentes de areia fina
e grossa e longo abaixo, predominando na areia média e grossa argila. O
mesmo sucede nas margens, exceto que as lentes arenosas são mais
espessas (em torno de 3 a 4 m). Os valores de SPT para as argilas são
basicamente baixos, em torno de 5 golpes, ao passo que nas areias os
valores de SPT variam desde 20 golpes até valores extremamente altos.
O contato aluvião/Formação Barreira não foi atingido. Abaixo figura 7.2,
perfis de sondagem do Rio Sta. Lucia.
52
Figura 7. 2 – Perfil de Sondagem torre 33 – Tipo SPT – Folha 1
Fonte: Relatório Fotográfico – Ronama Engenharia - 2005
53
Figura 7. 3 – Perfil de Sondagem torre 33 – Tipo SPT – Folha 2
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo de fundação de estacas metálicas da torre 33
(2005).
54
7.4 Análise Comparativa da solução de fundação considerada para a
torre 33, travessia do Rio Sta. Lucia.
As considerações se originaram de uma campanha de sondagem geológica e
geotécnica que evidenciou o solo incompetente para receber fundações diretas e
indicou a presença do nível d’água acima do terreno. Logo, a fundação por tubulão
foi descartada. Além da existência de água no local da torre, em determinado
período do ano, identificou-se também como obstáculo para o uso de tubulão:
-
Dificuldade de locação do equipamento e para transportá-lo para ilha;
-
Deveria ser encamisado e com ar-comprimido.
A solução convergiu para se usar estacas metálicas ou de concreto.
Porém, logo se eliminou o uso das estacas de concreto, que poderiam ser:
-
Do tipo Franki, essa solução foi descartada, pois algumas das estacas
seriam cravadas inclinadas;
-
Do tipo estaca de concreto (pré-moldadas), pois não tinha no mercado
uruguaio e se fossem importadas, deveriam ser de grandes diâmetros e
capacidade de carga.
Desta forma, em virtude dos fatos, a solução convergiu para usar estacas metálicas.
Em função da solução mencionada, para garantir a sua empregabilidade, foram
realizadas pré-análises para saber se local poderia ter água do mar; o resultado foi
negativo. Mas mesmo assim, para proteger a estrutura (torre), foi utilizado estrutura
do tipo pórtico, que eleva a estrutura acima do solo.
55
7.5 Etapas sucessivas do desenvolvimento do projeto das fundações
no rio Sta. Lucia
As dificuldades de execução das fundações, decorrente das condições locais e a
vantagem de utilização dos mesmos equipamentos nas outras duas torres de
travessia, determinaram a escolha de uma solução com as mesmas características
geométricas em ambas as torres.
O perfil geotécnico do local da travessia mostra que as fundações com estacas
metálicas são a solução adequada, desde que solucionados os problemas de
corrosão metálica, principalmente nas regiões expostas a oscilações do nível d’água.
7.5.1 Dados de projeto
Na seqüência segue os dados utilizados para elaboração do projeto de fundação de
torre 33.
a- No
Rio
Sta.
Lucia
existe
uma
lâmina
d’água
de
aproximadamente 2 metros e uma camada de argila orgânica
de aproximadamente 30 metros, até atingir um solo apropriado
para o apoio da fundação;
b- Velocidade da água: 2 m/s;
c- Esforços característicos das fundações (sem coeficiente de
majoração).
A tabela 7.2, relaciona as tangentes a ser utilizada, para definição dos esforços
transversais e longitudinais. Tangente de abertura das pernas da torre
Tabela 7. 2 – Condições para o cálculo
R e s u m o g e ra l d a s c a rg a s d e c o m p re s s ã o
H IP
C O M B.
1
1
1
3
3
B
B
B
B
B
FZ
-2 5
-2 5
-2 5
-2 5
-2 5
FY
6
6
6
1
1
7
3
3
9
6
3
4
4
7
5
2
3
2
7
9
1
-1
-1
1
-1
FX
1
1
1
0
0
8
9
9
7
8
5
1
1
8
3
8
0
0
3
7
-3
3
-3
11
11
6
6
6
2
2
1
0
0
8
9
5
7
7
9
1
R ESU LTAD O
12397
12444
12444
15611
15651
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo
de fundação de estacas metálicas da torre 33 (2005).
SO M
1
1
1
2
2
A
54
55
55
20
21
7
1
1
7
2
3
7
7
2
9
56
7.5.2 Cálculo Estrutural
A seguir será apresentada uma série de tabelas e figuras, onde os dados
apresentados
demonstrarão
padronização
orientativa
e
os
dados
finais
demonstrando a magnitude da obra estudada.
O trabalho não tem o objetivo de demonstrar como foi calculado o elemento
estrutural (viga e pilar), mas será apresentado critério básico para cálculo estrutural
até definir qual as cargas a serem considerada no cálculo das fundações.
Assim o cálculo estrutural foi desenvolvido com os seguintes critérios:
•
Cálculo estático no regime elástico;
•
Dimensionamento no estado limite último;
•
Verificações das fissuras e deformações no estado limite de utilização.
Como medida de segurança, foi admitida uma corrosão de 1,5 a 2,0 mm na
espessura do perfil (estaca metálica), durante a vida útil da linha.
A figura 7.4, mostra a padronização das orientações e siglas utilizada no cálculo da
fundação. Carga das Fundações inclinadas.
Resum
ogeraldascargasdetração
HIP
CO
M
B.
1B
1B
1B
3B
3B
FZ
212952
212563
212562
208293
207867
FY FX RESULTADO SO
M
A
11177 2896 11546 14073
-11213 -2890 11579 14103
-11213 2890 11579 14103
10106 10580 14631 20686
-10135 10566 14641 20701
Figura 7.4 – Orientação – Cargas das fundações inclinadas
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo
da fundação de estacas metálicas da torre 33 (2005).
57
A tabela 7.3, mostra o resumo das forças de compreensão em relação à hipótese de
cálculo e combinação de eventos. Exemplo : vento e perda da estabilidade do solo.
Estes dados foram extraídos de uma série de ensaios realizados em programa
especifico para cálculo estrutural (Análise de Estrutura – Elementos Finitos).
Tabela 7.3 – Resumo geral das cargas de compressão
RESUMO GERAL DAS CARGAS DE COMPRESSÃO
HIP
COMB.
FZ
FY
FX
RESULTADO
SOMA
1
B
-256732
11858
-3615
12397
15473
1
B
-256343
-11910
3607
12444
15517
1
B
-256342
-11910
-3607
12444
15517
3
B
-251977
10783
11289
15611
22072
3
B
-251659
-10837
11291
15651
22129
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo de fundação de estacas metálicas da torre 33
(2005).
A tabela 7.4, mostra o resumo das forças de tração em relação à hipótese de cálculo
e combinação de eventos. Exemplo: vento e rompimento de cabo.
Tabela 7. 4 – Resumo geral das cargas de tração
RESUMO GERAL DAS CARGAS DE TRAÇÃO
HIP
COMB.
FZ
FY
FX
RESULTADO
SOMA
1
B
212952
11177
2896
11546
14073
1
B
212563
-11213
-2890
11579
14103
1
B
212562
-11213
2890
11579
14103
3
B
208293
10106
10580
14631
20686
3
B
207867
-10135
10566
14641
20701
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo de fundação de estacas metálicas da torre 33
(2005).
As tabelas 7.3 e 7.4, apresentas os resumos das cargas na estruturas, elas foram
analisadas e estriadas de uma coletânea de ensaios , a qual serão utilizados para
projetar as fundações. A fundação é calculada em programas específicos de
fundação.
58
A figura 7.5, mostra a padronização das orientações e siglas utilizada no cálculo da
fundação. Carga das Fundações verticais.
LEGENDA:
FX - Horizontal Longitudinal (direção positiva 0-X).
FY - Horizontal transversal (direção positiva 0-X).
FZ - Vertical (direção positiva 0-Z).
O eixo 0-X está paralelo ao eixo da linha.
Figura 7. 5 – Blocos isolados – Cargas das fundações vertical/método tradicional
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo
de fundação de estacas metálicas da torre 33 (2005).
A tabela 7.5, mostra o resumo das forças de compressão pelo método tradicional em
relação à hipótese de cálculo e combinação de eventos.
Tabela 7. 5 – Resumo das cargas de compressão – método tradicional
RESUMO GERAL DAS CARGAS DE COMPRESSÃO
HIP
COMB
FZ
FY
FX
1
B
-253476
40676
-32432
1
B
-253092
-40684
32381
3
B
-248782
39067
39573
3
B
-248468
-39085
39540
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo de fundação de estacas metálicas da torre 33
(2005).
59
A tabela 7.6, mostra o resumo das forças de tração na direção vertical pelo método
tradicional em relação à hipótese de cálculo e combinação de eventos.
Tabela 7. 6 – Resumo geral das cargas de tração – direção vertical/método tradicional
HIP
1
3
RESUMO GERAL DAS CARGAS DE TRAÇÃO
COMB
FZ
FY
FX
B
210252
35080
26799
B
205652
33486
33960
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo de fundação de estacas metálicas da torre 33
(2005).
A figura 7.4, mostra a padronização das orientações e siglas utilizada no cálculo da
fundação. Carga das Fundações bloco interligados.
PÉ 3
LEGENDA:
PÉ 1
PÉ 4
PÉ 2
FX - Horizontal Longitudinal (direção positiva 0-X).
FY - Horizontal transversal (direção positiva 0-X).
FZ - Vertical (direção positiva 0-Z).
VT1 E VT2 - Vigas transversais.
VL1 E VL2 - Vigas longitudinais
O eixo 0-X está paralelo ao eixo da linha.
Figura 7. 6 – Blocos interligados – método tradicional
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo
de fundação de estacas metálicas da torre 33 (2005)
60
A tabela 7.7, mostra as forças de tração e compressão nos quatro pés do pórtico e
as cargas auxiliares em relação à hipótese de cálculo e combinação de eventos. Da
referida tabela, será extraído os valores das cargas máximas de tração (-) e
compressão (+). Estes dados poderão ser analisados na tabela 7.9, resumo das
cargas máximas de projeto da estrutura porticada.
Tabela 7. 7 – Resumo – Cargas interligadas e Cargas auxiliares na viga
CARGA NOS BLOCOS INTERLIGADOS
PÉ 1
PÉ 2
PÉ 3
HIP
PÉ 4
CARGAS AUXILIARES NA VIGA
VT1
VT2
VL1
VL2
FZ
210252. -253476
210252 -253476
37878.
37878
37878
37878
2798
2798
FY
FX
0.
0
0
0
-26799
32432
FZ
-253092
209868 -253091
209867
1
-37878
-37878
-37878
-37878
2806
2806
FY
FX
0
0
0
0
32381
-26750
FZ
-121320 -121611
78480
78002
2
-13
-13
13
13
15491
9885
FY
FX
21794
21769
21794
21769
2791
2841
FZ
55008 -248782
205652
-98243
3
26717
26717
26732
26732
12349
-6754
FY
FX
17397
17382
17398
17382
-16563
22190
FZ
-248468
54693
-97824
205231
3
-26732
-26732
-26718
-26718
12354
-6750
FY
FX
17398
17383
17398
17383
22142
-16516
FZ
-35910
-42867
-2015
-1121
4.3
2262
2262
-2262
-2262
5090
231
FY
FX
3805
760
3805
760
2473
2868
FZ
-42552
-36224
-701
-2434
4.4
-2277
-2277
2277
2277
5092
229
FY
FX
775
3791
775
3791
2820
2520
FZ
-39221
-39555
-1362
-1768
4.5
-4
-4
4
4
5091
220
FY
FX
2287
2279
2287
2279
2647
2695
FZ
-22781
-23866
-19056
-19172
5.1
271
271
-270
-270
3024
2482
FY
FX
421
62
421
62
2726
2805
FZ
-24944
-24158
-17416
-18225
5.2
-435
-435
436
436
3182
2316
FY
FX
103
670
103
670
2761
2762
FZ
14504 -176328
138481
-51506
6
16426
16426
15825
15825
10435
-5567
FY
FX
7711
7245
7711
7245
-9707
14596
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo de fundação de estacas metálicas da torre 33
(2005)
1
61
A tabela 7.8, é a continuação da tabela 7.79, que demonstra o resumo das forças de
tração e compressão nos quatro pés do pórtico e as cargas auxiliares em relação à
hipótese de cálculo e combinação de eventos.
Tabela 7. 8 – Continuação do Resumo – Cargas interligadas e Cargas auxiliares na viga
CARGA NOS BLOCOS INTERLIGADOS
PÉ 1
PÉ 2
PÉ 3
HIP
PÉ 4
CARGAS AUXILIARES NA VIGA
VT1
VT2
VL1
VL2
FZ
-176534
14709
-50812
137787
-16795
-16795
-15457
-15457
10438
-5564
FY
FX
7074
7881
7074
7881
14564
-9676
FZ
-12861
-15027
-12861
-15027
7A
0
0
0
0
1832
1832
FY
FX
0
0
0
0
1692
1975
FZ
-1362
-14696
-13962
-14696
7B
0
0
0
0
1879
1879
FY
FX
0
0
0
0
1835
1931
FZ
-10564
-28422
-10564
-28422
7C
0
0
0
0
2522
2522
FY
FX
0
0
0
0
1382
3709
FZ
-15729
-33586
-15729
-33586
7D
0
0
0
0
3197
3197
FY
FX
0
0
0
0
2042
4369
FZ
-24290
-25024
-24290
-25024
7E
0
0
0
0
3167
3167
FY
FX
0
0
0
0
3160
3256
FZ
-32852
-16463
-32852
-16463
7F
0
0
0
0
3198
3198
FY
FX
0
0
0
0
4274
2137
FZ
-29455
-30188
-29455
-30188
7G
0
0
0
0
3840
3840
FY
FX
0
0
0
0
3820
3916
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo de fundação de estacas metálicas da torre 33
7
(2005).
62
A tabela 7.11, compilação geral, resumo das cargas de tração e compressão de
todas as peças do pórtico (pilar e vigas) e estrutura (torre). A informações contidas
nesta tabela, servirá de base para dimensionamento das fundações.
Tabela 7. 9 – Resumo geral das cargas máximas de tração, compressão e da viga
RESUMO GERAL DAS CARGAS MÁXIMA DE COMPRESSÃO
HIP
COMB
FZ
FY
FX
1
B
-253476
37878
0
2
B
-121320
-13
21794
2
B
-121611
-13
21769
3
B
-248782
26717
17382
3
B
-98243
26732
17382
3
B
-248468
-26732
17398
RESUMO GERAL DAS CARGAS MÁXIMA DE TRAÇÃO
HIP
COMB
FZ
FY
FX
1
B
210252
37878
0
2
B
78480
13
21794
3
B
205652
26732
17397
RESUMO GERAL DAS CARGAS MÁXIMA DAS VIGAS
VIGAS
HIP.
COMPRESSÃO
HIP.
TRAÇÃO
TRANSVERSAL
2
-9885
2
15491
LONGITUDINAL
1
-26799
1
32432
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo de fundação de estacas metálicas da torre 33
(2005).
63
A figura 7.7, ilustra a distribuição das estacas, vigas, bem como as suas distâncias
equivalentes entre si.
Figura 7. 7 –Configuração final adotada - Ilustração Orientada do pórtico
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo
de fundação de estacas metálicas da torre 33 (2005).
Como cada estaca vertical resistirá a um esforço de compressão de 43.404,99 Kgf. e
tração de 83,53 Kgf, para um deslocamento admitido da ordem de 5 cm, resultou na
necessidade de se utilizar 16 estacas para cada bloco de fundação de cada pé do
pórtico.
64
7.5.3 Descrição sumária da Fundação do tipo Estaca Metálica no leito do Rio
Santa Lucia
A ilustração 7.8, mostra o tipo de fundação adotada, que é constituída por quatro
blocos de concreto estrutural (um para cada pé da torre), que por sua vez são
estaqueadas com perfil metálicas do tipo “I” (16 estacas para cada bloco), seção
(h=20,32cm e bw=10,16), com estrutura de travamento porticadas em concreto
estrutural.
Figura 7. 8 – Dimensão da fundação
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo de fundação de estacas
metálicas da torre 33 (2005).
65
7.5.4 Projeto executivo da fundação
7.5.4.1 Características dos materiais
A tabela 7.12, demonstra as características de cálculo e projeto, fornecendo
informações importantes para o cálculo da fundação da torre 33. Características dos
materiais.
Tabela 7. 10 – Características dos materiais
Resistência caracteristica do concreto
Resistência de cálculo
Resistência a tração
Tensão de corte nominal de cálculo
Tensão nominal de restência de cálculo
Tensão pontual do concreto
Peso específico do concreto
Peso específico do concreto submergido
fck=
fcd=
fyd=
twd
tc
tp
yc
y'c
180,00
128,57
12,86
32,14
6,04
19,09
2.500,00
1.500,00
kgf/cm²
kgf/cm²
kgf/cm²
kgf/cm²
kgf/cm²
kgf/cm²
kgf/cm³
kgf/cm³
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo da fundação de estacas metálicas da torre 33
(2005).
7.5.4.2 Características do aço
A tabela 7.13, demonstra os dados básicos necessários para o cálculo da fundação
da torre 33. Característica do aço.
Tabela 7. 11 – Características do aço
Tipo
Tensão característica de fleencia
Tensão característica de cálculo
Cobrimento
fyk=
fyd=
c=
CA 50A
50000 kgf/cm²
4347,83 kgf/cm²
4 cm
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo da fundação de estacas metálicas da torre 33
(2005).
66
7.5.4.3 Características do solo
A tabela 7.14, demonstra os dados básicos necessários para o cálculo da fundação
da torre 33. Característica do solo.
Tabela 7. 12 – Dados característicos do solo
Tensão admissível no
solo e na base (6>SPT>=0)
Peso especifico do
solo saturado
Peso especifico do
concreto
Resistência unitária media
para atrito lateral, estaca solo
(a partir da cota 1,40m)
Nível d'água
σ<
0,50
Kgf/cm²
1.000,00
Kgf/m³
1.600,00
Kgf/m³
f=
0,53
Kgf/cm²
N.A =
1,60
m
γg =
γs / c =
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo de fundação de estacas metálicas da torre 33
(2005).
7.5.4.4 Características das Estacas Metálicas - Viga “I”
A tabela 7.15, demonstra os dados característicos da estaca metálica (perfil “I”)
necessária para o cálculo da fundação da torre 33. Característica da estaca
metálica.
Tabela 7.13 – Características da estaca metálica
Seção transversal - tipo metálica
Altura
Aço estrutural
Maior dimensão da estaca
Resisdência caracteristica do aço
Coeficiênte de minoração da resistência do aço
Peso linear da estaca
Perimetro da estaca
Comprimento de engastamento da esta no bloco
h
bw
De
fyk>=
20,32
10,16
A36
20,32
2530
cm
kgf/cm²
pl=
pe=
eeb
1,4
27,3
60,96
20
cm
kgf/m
cm
cm
γc
cm
cm
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo de fundação de estacas metálicas da torre 33
(2005).
67
7.6 Metodologia para execução das fundações
Os trabalhos foram realizados com rigoroso controle de qualidade. Adotaram-se às
seguintes precauções e fluxo de etapas:
a)
Presença de investigações suficientes e com qualidade técnica
(sondagem), garantindo o bom desempenho da obra;
b)
Interpretação adequada dos dados de investigados;
c)
Representação adequada do comportamento do solo pelo uso de
correlações empíricas aplicáveis a situação;
d)
Dimensionamento de elementos estruturais das fundações como
vigas de equilíbrio e estacas com cargas horizontais, etc.
e)
Armaduras de estacas tracionadas calculadas com verificação da
fissuração;
f)
Uso de emendas padrões em estacas metálicas verificando a
tração.
g)
Adoção de solução estrutural na qual os esforços horizontais são
equilibrados pelas fundações;
h)
Fundações:
-
Profundidade mínima de projeto;
-
Peso mínimo ou característica do martelo de cravação;
-
Tensões características dos materiais das estacas;
-
Detalhamento de emendas;
-
Exigência no controle de comportamento de estacas;
-
Proteção contra a erosão;
i)
Elemento estrutural da fundação:
-
Qualidade adequada do concreto
-
Presença de regularização com concreto magro no fundo da cava da
fundação.
-
Execução de fundação com dimensões e geometria corretas.
-
Esgotamento da água na cava durante a concretagem (qualidade e
integridade).
-
Adensamento suficiente e vibração adequada do concreto.
-
Cuidado para evitar estrangulamento de seção de pilares enterrados.
68
-
Armaduras bem posicionadas e suficientes
-
Junta de dilatação bem executada
j)
Procedimentos básicos:
-
Locação correta das estacas e blocos
-
Inclinação final executada em acordo com o projeto
-
Limpeza da cabeça da estaca para vinculação ao bloco
-
Presença correta da armadura de fretagem
-
Características do concreto adequadas
k)
Cravação das estacas
-
Energia de cravação correta
-
Nega correta
69
8 ANÁLISE DOS RESULTADOS
Neste trabalho as análises a serem consideradas estão na aplicabilidade de
soluções de fundações para as torres de linha de transmissão em geral.
Procurou-se evidenciar que a melhoria da relação custo-benefício para as fundações
de torres de linhas de transmissão tem sido perseguida pelas empresas
concessionárias de energia elétrica e empresas de projeto que prestam serviços no
setor elétrico.
Partindo do comentário anterior, isto pode ser observado no próprio estudo de caso,
pois retrata a dificuldade para a implantação da torre 33, desafiando o projetista a
descartar soluções triviais de fundação e aplicar tipo de fundação mais complexo e
especifica para o local.
Ao que se refere ao estudo de caso, algo muito importante a comentar é a questão
da normatização dos processos de dimensionamento e cálculo de fundação. A obra
foi realizada em outro país, mas os cálculos foram com base na ABNT.
Assim, no período de entrevista com a projetista, foi exposto o fato, esclarecendo
que a utilização das normas da ABNT estava assegurada em função da
Harmonização das Normas, realizada pela AMN, para os Estados Partes do
Mercosul.
Cabe ainda comentar sobre a necessidade de se desenvolver métodos de
organização do processo, no que se diz respeito à aplicação de gestão de projeto,
que a própria revisão bibliográfica buscou demonstrar a sua importância para o bom
desenvolvimento dos trabalhos.
Ainda se tratando da revisão bibliográfica, ressaltou-se a importância de realizar
sondagens (SPT, Rotativa e Borro) ao longo da linha, para que as fundações das
estruturas sejam dimensionadas com segurança e otimização.
Também foram citadas algumas recomendações e orientações dos projetistas de
linha e fundação, a qual um deles, relata que as sondagens do tipo SPT são
realizadas próximas ao piquete central, em todas as estruturas de ancoragem e fim
de linha, e em locais tais como: travessias de rios, aterros, fundos de vale, alagados,
erosões e encostas. Este mesmo Projetista ponderou sobre realizar a sondagem
70
SPT, em média, a cada cinco estruturas e dependendo do conhecimento da região,
esta proporção poderá variar até 1 para 10.
Já outro projetista responsável pelo empreendimento no projeto do linhão no
Uruguai, adota em seus projetos uma sondagem para cada torre, podendo ser mais
que uma dependendo da situação geológica e geotécnica do local.
Quanto ao comentário anterior, se observa de um lado a experiente companhia
energética e do outro, empresas especializadas e atualizadas em projeto de linha e
fundação. Ambas desenvolvem projetos, mas com perfil técnico diferente.
Assim, os resultados obtidos neste trabalho enfatizam a questão técnica para o
projeto de fundação de torres de linha de transmissão e a aplicabilidade de métodos
de sondagens e solução de fundação.
Em função da pesquisa realizada neste trabalho, considera-se como critério básico
para êxito neste tipo de obra, adotar como solução a realização de sondagem em
cada torre, investimento em Gestão de Projeto e Análise de Risco do
empreendimento.
Ressalta-se que ainda cabe uma pesquisa mais aprofundada quanto a metodologia
aplicada pelas empresas citadas neste trabalho, uma vez que a tendência é realizar
sondagem para cada torre e não mais sondagem a borro.
Por fim, se evidencia que o uso de tecnologia em projetos de fundação e de práticas
fundamentadas de aplicação de fiscalização em período permanente na realização
das campanhas de sondagens e nas etapas de execução das fundações, é
fundamental para eficiência de todo projeto de linha de transmissão.
71
9
CONCLUSÃO
Conclui-se que nas construções em geral, assim como nas implantações de linha de
transmissão de energia elétrica o planejamento adequado é fator preponderante
para o sucesso do empreendimento, considerando os aspectos de uma execução
com baixo custo, menor impacto ambiental e redução no tempo de execução.
Assim, foi observado que uma boa empresa parceira para execução do projeto de
fundação de linha de transmissão, bem como o conhecimento do engenheiro civil,
são fundamentais para se atingir as metas de implantação da linha .
Verificou-se que os critérios de fundação são os mesmo em qualquer lugar onde se
projeta uma linha de transmissão, apenas diferindo quanto às questões geológicas e
geotécnicas, as quais são fundamentais para um projeto de fundação. Isto ficou
evidente no estudo de caso, onde os critérios e soluções foram os mesmos
recomendados e desenvolvidos na revisão bibliográfica.
Desta forma, o trabalho abordou as principais fases, critérios, soluções e sugestões
para implementação de projeto de fundação de torre de linha de transmissão.
Destacando os tópicos abordados por ASHCAR (1999), onde ele cita às
recomendações para aplicação das sondagens SPT ao longo da linha, uma para
cada 5 ou 10 torres dependendo do tipo solo.
Logo, segundo afirmação da Ronama Engenharia, atualmente se realiza uma
sondagem por torre, evitando usar a sondagem tipo borro.
Por isso, pode se dizer que o processo vem evoluindo, destacando-se
o
aprimoramento do conhecimento do engenheiro civil e das aplicações e soluções de
fundação. O estudo de caso evidenciou essa mudança, ao demonstrar diversos tipos
de fundações até chegar à solução mais adequada para a obra em estudo.
Portanto, a relevância de desenvolver este trabalho foi
demonstrar os
procedimentos para o bom andamento de um projeto de fundação para torres de
72
linha de transmissão, bem como enfatizar que o sucesso ou fracasso do projeto está
na concepção dos trabalhos e nas soluções de engenharia pesquisada.
Além disso, é relevante observar que os trabalhos de projeto de fundação se
desenvolvem em ambiente multidisciplinar, podendo até ser tratado como um
segmento quase que autônomo na engenharia civil pelas suas especificidades.
Neste trabalho que abordou as fases de implantação de linha de transmissão, bem
como de projetos de fundações é possível concluir que os critérios citados são
utilizados em qualquer obra deste gênero; que o planejamento, com aplicação de
tecnologias,
normatizações,
experiência
profissional,
responsabilidade
e
conhecimento amplo do empreendimento e o local de implantação é fundamental
para se obter êxito na execução de obras em geral e principalmente em projeto de
fundação de torres de linha de transmissão.
73
REFERÊNCIAS
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estruturas de concreto – Fixa Condições: ABNT, 2007.
______. NBR 6122: Projeto e execução de fundações- Fixa Condições: ABNT,1996
______. NBR 6124: Determinação da elasticidade, carga de ruptura, absorção de
água e da espessura do cobrimento em postes e cruzetas de concreto arrmado Prescreve o Método de Ensaios: ABNT, 1980.
______. NBR 6229: Postes de Eucalipto preservados sob pressão. São Paulo Prescreve o Modo de Ensaios: ABNT, 1973.
______. NBR 6231: Postes de madeira - Resistência à flexão - Prescrevem os
Métodos de Ensaios: ABNT,1980.
______. NBR 6484: Solo - Sondagens de simples reconhecimentos com SPT Método de Ensaios: ABNT, 2001.
______. NBR 6489: Prova de carga direta sobre terreno de fundação - Fixa as
Condições Gerais: ABNT, 1984.
______. NBR 6502: Rochas e solos - Define os Termos Relativos aos Materiais:
ABNT, 1995.
______. NBR 7190: Projeto de estruturas de madeira - Fixa as Condições Gerais:
ABNT, 1997.
______. NBR 8681 – Versão Corrigida 2004: Ações e segurança nas estruturas Fixa os Requisitos Exigíveis na Verificação da Segurança: ABNT, 2003.
______. NBR 8800: Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e
concreto de edifícios - Estabelece os Requisitos Básico ABNT, 2008.
74
______. NBR 9061: Segurança de escavação a céu aberto - Fixa as Condições de
Segurança: ABNT, 1985.
______. NBR 9062 – : Projeto e execução de estruturas de concreto pré-moldado Estabelece os Requisitos Exigíveis para o Projeto: ABNT,2006.
______. NBR 9603: Sondagem a trado - Fixa as Condições: ABNT, 1986
______. NBR 9604: Abertura de poço e trincheira de inspeção em solo, com retirada
de amostras deformadas e indeformadas - Fixa as Condições Exigíveis para os
Procedimentos: ABNT, 1986.
______. NBR 9820: Coleta de amostras indeformadas de solos de baixa
consistência em furos de sondagem - Fixa as Condições Exigíveis para os
Procedimentos: ABNT, 1997.
______. NBR 10905: Solo - Ensaios de palheta in situ - Prescreve o Método: ABNT,
1989.
______. NBR 12069: Solo - Ensaio de penetração de cone in situ (CPT) - Prescreve
o Método: ABNT, 11991.
______. NBR 12131: Estacas - Prova de carga estática - Método de ensaio - Método
para Executar: ABNT, 2006.
______. NBR 13208: Estaca - Ensaios de carregamento dinâmico - Especifica um
Método de Ensaio: ABNT, 2007.
ASHCAR, Rubens. RECOMENDAÇÕES E INFORMAÇÕES TÉCNICAS SOBRE
FUNDAÇÕES DE LINHAS DE TRANSMISSÃO. In: ERLAC, 8., 1999, Ciudad Del
Este. Linhas de Transmissão. São Paulo - Sp - Brasil: -, 1999. p. 1 - 6.
75
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Civil. Texto Técnico 11 (TT/PCC/11). São Paulo: EPUSP, 1995, p.47 .
BOTELHO, Manoel Henrique Campos. Concreto Armado Eu te Amo.
3ª São
Paulo: Edgard Blucher, 2002. p. 1-440.
BOTELHO, Manuel Henrique Campos. RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS PARA
ENTENDER E GOSTAR: UM TEXTO CURRICULAR. São Paulo: Studio Nobel,
1988. 1-301 p.
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Cartilha AMN - Proyecto de Acceso a los Mercados y a la Integración a través
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Acesso em: 19 novembro de 2009.
CAMPOS, Gisleine Coelho de. FUNDAÇÕES DE LINHAS DE TRANSMISSÃO DE
ENERGIA ELÉTRICA: RELATÓRIO 27.072. São Paulo - Sp: IPT - Instituto de
Pesquisas Tecnológicas - SP, 1989. p.1-34.
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DE TRANSMISSÃO DA UHT TUCURUÍ: TRAVESSIA DOS RIOS GUAMÃ E
ACARÁ DA LINHA DE 230 kV CIRCUITO DUPLO VILA DO CONDE - BELÉM.
Balneário De Camburiú: Bc/lt/14, 1981. p. 1-35.
FUCHS, Rubens Dario; ALMEIDA, Márcio Tadeu De (Org.). PROJETOS
MECÂNICOS DAS LINHAS AÉREAS DE TRANSMISSÃO. Itajubá: Efei / Edgard
Blucher, 1982. p.61-67 e 280-318.
76
GEHBAUER, F. Planejamento e Gestão de Obras. Curitiba: Editora Cefet – PR,
2002.
MAGALHÃES, Ronaldo Telles Nunes. LINHA DE TRANSMISSÃO: ANÁLISE
COMPARATIVA DO DESEMPENHO DAS FUNDAÇÕES EM CONCRETO E
METÁLICO, PARA ESTRUTURA DE LINHA DE TRANSMISSÃO. São Paulo: Cigrebrasil, 1981. 1-14 p.
MAGALHÃES, Ronaldo Telles Nunes. RELATÓRIO DE CARREGAMENTOÍ:
CRITÉRIO DE PROJETOS – LT 500 KV DE CONEXÃO DA CENTRAL TÉRMICA
PUNTA DEL TIGRE LINHA DE 150 kV - MONTEVIDEO B. Vila Rodrigues: Rel/001r02, 2005. 1-84 p.
MAGALHÃES, Ronaldo Telles Nunes. MEMÓRIAL DE CÁLCULO DE FUNDAÇÃO
PARA ESTACAS METÁLICAS USADAS NA TORRE 33, S0DMR: CÁLCULO DA
FUNDAÇÃO DA TORRE 33 – LT 500 KV DE CONEXÃO DA CENTRAL TÉRMICA
PUNTA DEL TIGRE LINHA DE 150 kV - MONTEVIDEO B. Vila Rodrigues: Rel/001r00, 2006. 1-14 p.
MAGALHÃES, Ronaldo Telles Nunes. MEMÓRIAL DE CÁLCULO DE FUNDAÇÃO
PARA ESTACAS METÁLICAS USADAS NA TORRE 33, S0DMR: ÁNALISE
ESTÁTISTICA – LT 500 KV DE CONEXÃO DA CENTRAL TÉRMICA PUNTA DEL
TIGRE LINHA DE 150 kV-MONTEVIDEO - Vila Rodrigues: Rel/001-r00, 2005. p.1-29
77
MAGALHÃES, Ronaldo Telles Nunes.PARÂMETROS GEOTÉCNICOS P/
FUNDAÇÕES TIPIFICADAS: CRITÉRIOS DE PROJETO – LT 138 KV, CD, MOGI
MIRIM –JAGUARIÚNA III -SÃO PAULO – São Paulo: Rel/ CT0-E0-000-r 00, 2007. p. 1-
12
SILVA, João Paulo Souza (Comp.). O Papel das Informações GeológicoGeotécnicas na Construção Rodoviária. REVISTA ESPAÇO DA SOPHIA - Nº 11.
FEVEREIRO/2008.Disponívelem:http://www.espacodasophia.com.br/colunistas/joao
_paulo_souza_silva_o_papel_das_informacoes_geológicogeotecnicas_na_construcao_rodoviaria.pdf>. Acesso em: 14 jun. 009.
SPE, Secretaria De Planejamento E Desenvolvimento Energético (Org.). Matriz
Energética Brasileira 2030. Matriz Energética Brasileira 2030, Brasília/distrito
Federal, n., p.1-254, 01 nov. 2007. Anual. Disponível em:
<http://www.mme.gov.br/mme/galerias/arquivos/publicacoes/pne_2030/MatrizEnerge
ticaNacional2030.pdf>. Acesso em: 01 nov. 2007.
UNICAMP. Origem Themag Engenharia Ltda.: Método de Investigação Geológica.
Disponível em:
< http://www.ige.unicamp.br/site/aulas/155/Investiga%E7%F5es%20parte%201.ppt>.
Acesso em: 06 junho 2009.
78
ANEXO A – ILUSTRAÇÃO DA PEÇA ESTRUTURAL “FUSTE”
A figura 10.1, ilustra a peça estrutura denominada fust e stub. Estas peças têm a
função de Ligar a estrutura (torre) e bloco na fundação.
Figura 10. 1 – Anexo A - Ilustração da peça estrutural chamada FUSTE e STUB.
Peça
estrutural
“STUB”
Peça
estrutural
“FUSTE”
Fonte: Ronama Engenharia – Memorial de cálculo de fundação de estacas metálicas da torre 33
(2005).
79
ANEXO B – SONDAGEM TIPO BORRO
SONDAGENS TIPO BORRO
(Material extraído de especificação técnica de projeto de linha de
transmissão, doado pela Empresa ISA – CTEEP – Campainha de
Transmissão de Energia Elétrica Paulista, sucessora da CESP –
Companhia Energética de São Paulo).
1-
Método
O método consiste em determinar o número de golpes necessários à penetração
dinâmica de uma haste metálica, provida de ponta, cravada continuamente, sem
extração de amostra.
Crava-se uma haste de 32 mm de diâmetro, no solo, através da queda de um peso
de 60 kg de uma altura de 75 cm e conta-se o número de golpes para a haste
penetrar cada 30 cm (resistência do solo). Como resultado, apresenta-se um gráfico
da variação dessa resistência à penetração com a profundidade.
2-
Equipamentos
A CTEEP fornecerá todos os equipamentos necessários para a execução das
sondagens tipo BORRO, que serão entregues na obra da Linha de Transmissão. Os
equipamentos deverão ser mantidos em boas condições de uso.
3-
Denominação
As sondagens tipo BORRO, executadas em Linhas de Transmissão, terão os
números das torres onde estão se executando os furos.
Quando for necessária a execução de mais de um furo num mesmo ponto de
investigação, os furos subseqüentes terão a mesma numeração do primeiro,
acrescida da denominação: Furo A, Furo B, Furo C, etc.
80
4-
Execução da Sondagem Tipo BORRO
Inicialmente deve ser feita a limpeza de uma área que permita o desenvolvimento de
todas as operações sem obstáculos.
A cravação das hastes é feita da maneira descrita na seqüência de montagem para
ensaios.
Introduz-se uma haste no solo até profundidade adequada, emenda-se em sua
extremidade superior a haste sucessiva, deslocando-se, em seguida, a cunha para
cima e passando novamente a percuti-la com o peso levantado 75 cm acima dela.
Repete-se essa operação até a profundidade determinada na Especificação Técnica
(Anexo I).
A retirada das hastes, após o término da perfuração, é feita invertendo-se o
movimento (batendo-se de baixo para cima) para soltar as hastes introduzidas no
solo (atrito lateral), retirando-se as hastes com ajuda das chaves tenaz e grifo.
Seqüência de Montagem do Equipamento:
a) Montar o tripé;
b) Colocar como segue: prato, porta cunha e o peso de 60 kg;
c) Colocar a haste;
d) Marcar na haste, do prato à parte inferior da cunha , 0,30 m (um ensaio),
0,60 m (dois ensaios) ou 0,90 m (três ensaios);
e) Prender a cunha;
f) Marcar 0,75 m de altura de queda, a partir da parte superior da cunha;
g) Fazer movimentos repetidos de levantar o peso na altura de queda e
deixar cair livremente,
anotando
os
golpes
para
cada
0,30
m
correspondente a um ensaio;
h) Ao encostar a cunha no prato, coloca-se o anel grande sobre o portacunha para desprender a cunha;
81
i) Iniciam-se novos ensaios até a profundidade desejada;
j) Ao chegar ao final do ensaio, retira-se o peso, o prato, a cunha e portacunha e introduz-se o peso na posição inversa. Retirada das hastes;
k) “Notando-se a presença de água no solo, com profundidade igual ou
inferior a 6,00 m, deverá ser feita a perfuração com trado, diâmetro 3”,
para a leitura do nível d'água (N.A.).
O furo feito com o trado deverá ser re-aterrado logo após a medição do nível d'água
(N.A.).
A sondagem tipo BORRO será dada por terminada quando atendidas as orientações
da Especificação Técnica (Anexo I).
5-
Apresentações dos Resultados
Os resultados de cada sondagem tipo BORRO (perfis individuais) deverão ser
apresentados conforme modelo de perfil de sondagem (Anexo II).
ANEXO I
ESPECIFICAÇÃO PARA PROFUNDIDADES DE SONDAGENS TIPO
BORRO
Com menos de 3,00 m de profundidade, as sondagens Borro serão interrompidas se
ocorrer camada com mais de 40 golpes para penetrar 30 cm. Executar neste caso,
mais duas sondagens Borro, ou seja, uma no pé da torre situada na cota mais baixa
do terreno, e outra no pé da torre situada na cota mais alta do terreno.
Entre 3,00 m e 10,20 m, as sondagens Borro serão interrompidas ao se atingir
camada com mais de 40 golpes para penetrar 30 cm ou atingir 30 golpes/30cm em
três medições consecutivas, limitando-se a profundidade a 10,20 m.
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