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“ TECNOLOGIA DE CONTENÇÕES E FUNDAÇÕES
COM FOCO EM DESEMPENHO E PRODUTIVIDADE ”
Jarbas
Milititsky
Porto Alegre, 06 de abril de 2017
Grandes escavações em perímetro urbano
milititsky@milititsky.com.br
SINDUSCON
2017
Itens abordados na apresentação
1. Introdução
2. Variáveis desconhecidas – identificação do problema
3. Escolhas – decisões de projeto
4. Projeto
5. Construção - cuidados e suas implicações
6. Deslocamentos dos vizinhos - acompanhamento x
danos
7. Instrumentação - controle
8. Recomendações
SINDUSCON
2017
1. Introdução
▪ Escavações nas proximidades de edificações nem
sempre são conduzidas de forma segura e
projetadas adequadamente, podendo resultar em
acidentes
SINDUSCON
2017
1. Introdução
SINDUSCON
2017
1. Introdução
SINDUSCON
2017
1. Introdução
SINDUSCON
2017
1. Introdução
SINDUSCON
2017
1. Introdução
SINDUSCON
2017
1. Introdução
SINDUSCON
2017
Imagens de acidentes
1. Introdução
SINDUSCON
2017
1. Introdução
SINDUSCON
2017
ABNT NBR 15575 – Parte 1 (Edificações habitacionais – Desempenho, 2013)
5.4 Construtor e incorporador
5.4.1 Salvo convenção escrita, é da incumbência do incorporador, de seus
prepostos e/ou dos projetistas envolvidos, dentro de suas respectivas
competências, e não da empresa construtora, a identificação dos riscos
previsíveis na época do projeto, devendo o incorporador, neste caso,
providenciar os estudos técnicos requeridos e prover aos diferentes
projetistas as informações necessárias.
Como riscos previsíveis, exemplifica-se: presença de aterro sanitário na área de
implantação do empreendimento, contaminação do lençol freático, presença de
agentes agressivos no solo e outros riscos ambientais.
SINDUSCON
2017
ABNT NBR 15575 – Parte 1 (Edificações habitacionais – Desempenho, 2013)
6.2 Diretrizes para implantação e entorno
6.2.1 Implantação
Para edifícios ou conjuntos habitacionais com local de implantação definido, os projetos
de arquitetura, da estrutura, das fundações, contenções e outras eventuais obras
geotécnicas devem ser desenvolvidos com base nas características do local da obra
(topográficas, geológicas, etc.), avaliando- se convenientemente os riscos de
deslizamentos, enchentes, erosões, vibrações transmitidas por vias férreas, vibrações
transmitidas por trabalhos de terraplenagem e compactação do solo, ocorrência de
subsidência do solo, presença de crateras em camadas profundas, presença de solos
expansíveis ou colapsíveis, presença de camadas profundas deformáveis e outros.
Devem ainda ser considerados riscos de explosões oriundas do confinamento de gases
resultantes de aterros sanitários, solos contaminados, proximidade de pedreiras e outros,
tomando-se as providências necessárias para que não ocorram prejuízos à segurança e à
funcionalidade da obra.
e suas partes.
SINDUSCON
2017
ABNT NBR 15575 – Parte 1 (Edificações habitacionais – Desempenho, 2013)
6.2.2 Entorno
Os projetos devem ainda prever as interações entre construções próximas, considerando-se
convenientemente as eventuais sobreposições de bulbos de pressão, efeitos de grupo de
estacas, rebaixamento do lençol freático e desconfinamento do solo em função do corte do
terreno. Tais fenômenos também não podem prejudicar a segurança e a funcionalidade da
obra, bem como de edificações vizinhas.
O desempenho da edificação está intimamente associado a todos os projetos de implantação e
ao desempenho das fundações, devendo ser atendidas as disposições das Normas aplicáveis,
particularmente das ABNT NBR 8044, ABNT NBR 5629, ABNT NBR 11682, ABNT NBR 6122 e
ABNT NBR 12722.
6.2.3 Segurança e estabilidade
Do ponto de vista da segurança e estabilidade ao longo da vida útil da estrutura, devem ser
consideradas as condições de agressividade do solo, do ar e da água na época do projeto,
prevendo- se, quando necessário, as proteções pertinentes à estrutura e suas partes.
SINDUSCON
2017
▪ Complexidade do problema
Participação de profissionais de várias especialidades
Comunicação permanente entre os envolvidos – todoseventos relevantes ao projeto durante implantação
▪ Novas ferramentas de análise – permitem acomparação de diferentes opções/soluções
▪ Instrumentação
Pouco usada
Informações importantes e valiosas para tomada dedecisão
1. Introdução
SINDUSCON
20172. Variáveis DesconhecidasIdentificação do Problema
▪ Condições reais de campo
Uso de soluções padrão inseguras em certas situações
▪ Condições do solo
Investigação qualificada
Importante variável do sucesso da obra
▪ Interferências (fundações vizinhas, tubulações, etc.)
▪ Contaminação do solo
▪ Contenções
Água, Sobrecarga, Empuxo do solo, Integridade dos
vizinhos durante a construção
SINDUSCON
2017
▪ Solução do projeto
Determinação das ações deste material e a execução da escavação
Implantação do sistema de contenção e estabilidade
Importância fundamental o conhecimento do meio físico
▪ Investigação do subsolo
Identificar a natureza das camadas
Resistência
Estado inicial de tensões
Permeabilidade
Presença de água e sua natureza
Eventual contaminação
Presença de obstruções naturais (matacões)
Outros
2. Variáveis DesconhecidasSolo
SINDUSCON
2017
▪ Uso de ferramentas computacionais com métodos
numéricos (elementos finitos) implica no
conhecimento das características do solo (resistência
e deformabilidade)
Cálculo de deformações do meio adjacente
Momentos atuantes sobre as contenções
▪ Condição das tensões horizontais existentes
anteriormente à implantação da escavação
Pouco usual em nossa prática
2. Variáveis DesconhecidasSolo
SINDUSCON
2017
▪ Grandes escavações em formações naturais não conhecidas
Verificação de eventual natureza especial dos materiais, taiscomo a presença de material expansivo, colapsível, com altopré-adensamento, etc.
▪ O projetista da escavação e contenções deve especificar oprograma de investigação
Resultados devem ficar disponíveis durante a obra
Devem ser do conhecimento de todos os envolvidos nasolução do problema
▪ Discrepâncias entre as condições estabelecidas no programade investigação e na implantação dos serviços devem resultar
Novos ensaios
Novos procedimentos ou
Eventualmente novo plano de execução ou de solução
2. Variáveis DesconhecidasSolo
SINDUSCON
2017
▪ Sondagens e ensaios de campo realizados apartir do topo do terreno devem ser avaliados àluz do alívio das tensões provocado pelaescavação
Realização de novas sondagens e investigaçãocom a escavação próxima da cota inferior deimplantação identifica este efeito e dirime dúvidasquanto às condições dos horizontes do geomaterialabaixo da implantação
▪ Comum ocorrência de alterações significativasnos casos de grandes escavações
Poderá influir na escolha e projeto das fundações
2. Variáveis DesconhecidasSolo
SINDUSCON
20172. Variáveis DesconhecidasSPT antes e depois da escavação
Resultados de Sondagens – Escavação/Porto Alegre - RS
Nível de Tensão
SINDUSCON
2017
▪ Sempre que possível realizar investigações na região
onde os eventuais tirantes estarão ancorados, ou seja,
fora da área de escavação
2. Variáveis DesconhecidasSolo
SINDUSCON
2017
▪ Possibilidade de ocorrência de interferências com estruturas
enterradas, fundações, canalizações e serviços enterrados que
ocasionam dificuldades na etapa de construção
▪ Instalações industriais desativadas dão origem a inúmeras
interferências que devem ser identificadas previamente
▪ Cadastros de instalações são, em geral, imprecisos e
incompletos, quando existentes
▪ Identificação prévia facilita
Tomada de decisão referente a tipo de solução
Limpeza prévia do canteiro
Desvio de canalizações
Entre outras providências cabíveis
2. Variáveis Desconhecidas
Interferências
SINDUSCON
2017
▪ Segurança e mínima perturbação à vizinhança se
constitui em item fundamental
▪ Sobrecarga proveniente das edificações vizinhas é
elemento essencial a ser considerado no projeto
▪ Condicionam as soluções possíveis e devem ser objeto
de investigação e registros
Condições de segurança
Sensibilidade das estruturas existentes
Elementos construtivos das edificações e serviços aos
inevitáveis abalos resultantes da implantação de grande
escavação
2. Variáveis DesconhecidasCondições das edificações e serviços vizinhos
SINDUSCON
2017
▪ Identificação da natureza e posição das fundações
dos prédios vizinhos condicionam
Posição dos tirantes projetados
▪ Conhecimentos das condições vizinhas levam a
providências antes desconhecidas
Necessidade eventual de reforços de fundações
Acompanhamentos detalhadas vizinhos com sintomas ou
danos existentes
▪ Levantamentos Topográficos
Muitas vezes não contém informações essenciais
Condições dos vizinhos e Estruturas lindeiras
2. Variáveis DesconhecidasCondições das edificações e serviços vizinhos
SINDUSCON
20172. Variáveis DesconhecidasCondições das edificações e serviços vizinhos
SINDUSCON
2017
▪ Ocorrência de contaminação do local onde será
implantada a obra condiciona a solução do problema
▪ Dependendo da natureza da contaminação, os
materiais e sistemas construtivos podem ser
incompatíveis, bem como o uso de tirantes com suporte
provisório ou permanente
▪ Projetos em locais já edificados ou de natureza
desconhecida devem ser objeto de investigação quanto
à natureza da água e dos materiais existentes no
terreno
2. Variáveis DesconhecidasContaminação do solo
SINDUSCON
2017
3. Escolhas: decisões de projeto
▪ Decisões fundamentais a serem tomadas pelo
profissional responsável pelo projeto, fruto das
condições e circunstâncias de cada caso
Tipo de estrutura de contenção e método construtivo
Escolha da forma de implantação, baixo para cima ou cima
para baixo, “bottom-up” ou “top-down”
Solução de fundações para as cargas estruturais internas
Contenção da água no período construtivo e durante a vida
útil da obra (sub-pressão)
SINDUSCON
2017
▪ A escolha do tipo da contenção depende da tradição regional e
experiência dos envolvidos na solução do problema (técnicas e
equipamentos disponíveis). As considerações intervenientes no
processo são as seguintes:
Custo, presente em todas as opções de solução de engenharia
Geometria da escavação, profundidade da escavação, extensão
dos serviços e afastamento entre os limites de implantação
Condições do solo – resistência das camadas a escavar e conter,
obstruções eventualmente existentes (naturais ou produto de obras
ou serviços anteriores no local)
Presença da água - permeabilidade dos horizontes, eventual
artesianismo
3. Escolhas: decisões de projeto
SINDUSCON
2017
Vizinhança – fundações das edificações, sensibilidade de
serviços e estruturas próximas, restrições de máximo
deslocamento admitido
Canteiro disponível
Equipamentos e serviços disponíveis no mercado no período e
acesso dos mesmos ao local
Durabilidade da solução – permanente, provisória
Presença de contaminantes
Velocidade construtiva necessária – prazos
Volume de serviços necessários, dimensão da obra
3. Escolhas: decisões de projeto
SINDUSCON
20173. Escolhas: decisões de projetoEscolha da forma de implantação
▪ A escolha da forma de implantação das contenções
e escavação depende entre outras:
Possibilidades de uso de tirantes nos terrenos vizinhos
Sensibilidade das estruturas e serviços vizinhos
Altura da escavação
Geometria da estrutura a implantar
Equipamentos disponíveis
Experiência anterior com os sistemas.
SINDUSCON
2017
▪ A solução de fundações para as cargas
estruturais internas depende fundamentalmente:
Solo existente abaixo da cota de implantação da escavação
Natureza das cargas
Processo construtivo de implantação (“top down ou bottom
up”)
3. Escolhas: decisões de projetoEscolha da forma de implantação
SINDUSCON
2017
▪ Presença de horizontes permeáveis e nível de água elevado pode
condicionar a necessidade de rebaixamento do lençol
Efeitos devem ser avaliados para não causarem danos em estruturas vizinhas
devido ao rebaixamento ou ao adensamento de solos argilosos saturados
existentes no local
▪ Em certas circunstâncias, poços de captação são suficientes para permitir
a implantação da obra
▪ A presença de nível de água pode ser resolvida do ponto de vista dos
efeitos de sub-pressão com a parede de contenção levada até
profundidade em que seus efeitos sejam mínimos, ou através de laje de
sub-pressão, ou com elementos tracionados (fundações ou tirantes), ou
drenagem permanente (também com seus efeitos a serem avaliados
quanto às estruturas vizinhas)
▪ Programas de cálculo de percolação - avaliar o efeito da presença das
contenções até níveis diferenciados de profundidade ou atingindo
horizontes impermeáveis
3. Escolhas: decisões de projetoContenção de água
SINDUSCON
2017
▪ Movimentação da massa de solo próximo às escavações ou às
estruturas de contenção
Inevitável variação no estado inicial de tensões
Possível perda de material
Eventual rebaixamento do lençol freático - possível adensamento de solos
saturados
▪ Fundações nas proximidades e as estruturas próximas dependem
desses efeitos
▪ A previsão ou cálculo dos deslocamentos - difícil solução
Uso da experiência
Cálculo com ferramentas modernas - com a limitação da necessidade de
conhecimento de características do solo envolvido no projeto de complexa
determinação
▪ A primeira coleção de casos reais organizada na bibliografia
técnica foi a de Peck (1969)
4. ProjetoSegurança dos vizinhos durante a implantação: previsão de deslocamentos
SINDUSCON
2017
I) Areia e argila mole a dura
II) Argila muito mole a mole com profundidade limitada de argila abaixo
do fundo da escavação
III) Argila mole a muito mole para uma profundidade significativa abaixo
do fundo da escavação
(PECK, 1969)
4. ProjetoSegurança dos vizinhos durante a implantação: previsão de deslocamentos
SINDUSCON
2017
▪ Clough & O’Rourke (1990) mostram resultados de estudos de
casos nos quais foram monitorados os valores de deslocamentos
verticais e horizontais para diferentes materiais, sendo utilizada
como forma preliminar de estimativa de valores máximos e
padrões de deslocamento
Os deslocamentos superficiais e a distância da parede são
expressos pela relação destas com a máxima profundidade de
escavação (H) e a distribuição dos recalques referida como
proporção do recalque máximo atrás da parede
4. ProjetoSegurança dos vizinhos durante a implantação: previsão de deslocamentos
SINDUSCON
2017
(CLOUGH & O’ROURKE, 1990)
4. ProjetoSegurança dos vizinhos durante a implantação: previsão de deslocamentos
SINDUSCON
2017
▪ A figura a seguir mostra caso em que foi feito o
acompanhamento de recalques das diversas etapas de
implantação de escavação com 17,5 metros (contida por
parede diafragma atirantada) junto a prédios assentes em
fundações diretas e profundas em Porto Alegre (Milititsky,
2000)
Após ultrapassar a cota da base das estacas a magnitude dos
recalques dos prédios em fundações diretas e estaqueados foi
a mesma
4. ProjetoSegurança dos vizinhos durante a implantação: previsão de deslocamentos
SINDUSCON
2017
Recalques Medidos no Prédio B
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
Número de dias
Recalq
ue (
mm
)
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10
4. ProjetoSegurança dos vizinhos durante a implantação: previsão de deslocamentos
SINDUSCON
2017
▪ Em geral, os movimentos do solo devidos às escavações são
causados
Execução da parede
Execução de tirantes
Deslocamento horizontal do paramento de contenção durante a
escavação
Fluxo de água causando perda de solo e adensamento
Deslocamentos dos suportes e após, quando da remoção ou
desativação dos elementos provisórios de suporte
▪ O deslocamento lateral do elemento de contenção permite
extensão lateral e recalque (deslocamento vertical do
terreno), quando a massa de solo vizinha à escavação se
movimenta em direção à região escavada
4. ProjetoSegurança dos vizinhos durante a implantação: previsão de deslocamentos
SINDUSCON
2017
▪ Os recalques resultantes de escavação em frente à cortina
(forma de recalque e sua magnitude) são influenciados por
[Hong Kong Government (1990), Puller (1996)]:
Variação de tensões devido à escavação
Resistência e rigidez do solo
Variação das condições do lençol freático
Rigidez da parede e do sistema de suporte
Forma e dimensão da escavação
Outros efeitos, tais como preparação do local, execução de
fundações profundas, etc.
Qualidade executiva dos serviços
4. ProjetoSegurança dos vizinhos durante a implantação: previsão de deslocamentos
SINDUSCON
2017
▪ O movimento da massa de solo resultante somente do processo
construtivo depende da técnica empregada:
Elementos cravados provocam vibrações [BRE Digest (1995), Hiller & Crabb
(2000)]
Cortinas de estacas escavadas justapostas quando executadas em solos
granulares abaixo do nível de água ou argilas moles podem provocar
”perda de solo”
Paredes diafragma executadas com auxílio de bentonita - algum alívio de
tensões e arqueamento do solo, mesmo quando bem executadas
▪ Figuras a seguir (CIRIA, 2003) são resultados de medições na massa
de solo adjacente à execução de cortinas de estacas escavadas
justapostas e paredes diafragma na argila de Londres, mostrando
os deslocamentos provocados apenas na etapa de construção da
parede, sem escavações
4. ProjetoSegurança dos vizinhos durante a implantação: previsão de deslocamentos
SINDUSCON
20174. ProjetoSegurança dos vizinhos durante a implantação: previsão de deslocamentos
SINDUSCON
20174. ProjetoSegurança dos vizinhos durante a implantação: previsão de deslocamentos
SINDUSCON
2017
▪ O sistema construtivo das contenções, suas características de rigidez,
etapas e cuidados na implantação afetam de forma diferente os
deslocamentos provocados na vizinhança
▪ Long (2001), relatando mais de 300 obras, observa que os maiores
deslocamentos observados foram devidos principalmente a :
Movimentos associados com balanços grandes na parede de suporte no
início da sequência construtiva
Flexibilidade do sistema de contenção
Creep das ancoragens
Deformação da estrutura de contenção
▪ Figura a seguir (St John et al, 1992) mostra deslocamentos
observados em escavações na argila de Londres usando diferentes
processos construtivos, ou seja, variações na rigidez dos suportes
4. ProjetoSegurança dos vizinhos durante a implantação: previsão de deslocamentos
SINDUSCON
20174. ProjetoSegurança dos vizinhos durante a implantação: previsão de deslocamentos
(St John et al, 1992)
SINDUSCON
2017
▪ Cortinas ancoradas com tirantes - o tempo decorrente entre a escavação,
implantação dos tirantes e sua protensão tem efeito marcante nos
deslocamentos provocados
Quanto maior o tempo até efetivamente conter a cortina, maior o
deslocamento
Eventuais tirantes escavados com problemas de obstruções ou
impossibilidade de uso devem ser imediatamente injetados para evitar
perda de solo, fluxo de água e recalques resultantes indesejáveis
▪ Paredes diafragma ou estacas justapostas em que são deixadas bermas
como elemento de estabilização, as mesmas devem ter projeto adequado
(CIRIA, 2003) e proteção contra a erosão e infiltração de água da chuva
para evitar problemas de deslocamentos excessivos ou mesmo a
instabilização da contenção
▪ Estroncamentos metálicos tem seu desempenho dependente do pré-
carregamento ou detalhes no processo de encunhamento, podendo resultar
em deslocamentos indevidos caso o processo construtivo não for
adequadamente executado
4. ProjetoSegurança dos vizinhos durante a implantação: previsão de deslocamentos
SINDUSCON
2017
▪ Em algumas situações a execução das contenções, face ao
processo construtivo utilizado (perfis com prancheamento, por
exemplo) pode até provocar perda de material, tornando o
problema mais crítico
▪ Programas de elementos finitos bi e tri-dimensionais, além da
experiência do projetista, permitem :
Simulação de utilização de escoramentos em diferentes posições
Efeitos de utilização de paredes com diferente rigidez na estimativa
dos deslocamentos do terreno vizinhos á escavação
▪ Em nossa prática a falta de conhecimento e obtenção de
parâmetros de comportamento representativos do solo em
problemas correntes limita a utilidade e precisão dos cálculos
4. ProjetoSegurança dos vizinhos durante a implantação: previsão de deslocamentos
12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
16.00
17.00
18.00
19.00
20.00
Horizontal displacementsExtreme horizontal displacement -18.20*10
-3 m
A A*
22.50 25.00 27.50 30.00 32.50 35.00 37.50 40.00
17.50
20.00
22.50
25.00
27.50
Vertical displacementsExtreme vertical displacement 7.45*10
-3 m
4. ProjetoSegurança dos vizinhos durante a implantação: previsão de deslocamentos com uso de métodos numéricos, estacas justapostas e bermas internas vizinhança em fundações diretas
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesPlanejamento da implantação: vários serviços
▪ O planejamento das várias atividades que concorrem para a
implantação de subsolo, usualmente envolvendo contratantes
diferentes: essencial ao bom desenvolvimento das atividades
A escavação e remoção do solo, sua sequência sincronizada com a
execução dos tirantes ou apoios, as diversas atividades de execução
de tirantes e sua protensão e teste, com prazos definidos,
caracteriza um bom ou mau andamento dos serviços
▪ Atrasos e interferências nas etapas de efetiva ativação do
escoramento conduzem a aumento nos efeitos sobre
deslocamentos permitidos
▪ Definição e planejamento dos trechos a escavar/cotas para a
implantação dos escoramentos - fundamentais para o bom
andamento da implantação da obra (parte do projeto)
SINDUSCON
2017
▪ A rampa para a retirada do solo a ser escavado à medida
em que prossegue a implantação dos escoramentos deve ser
objeto de planejamento, bem como sua remoção no final da
escavação
▪ Uma sobre escavação na região central do terreno, quando
existem blocos de fundação e/ou a implantação das
fundações resulta em solo a ser removido, longe das divisas,
pode ser executada para que o material proveniente do final
da remoção da rampa sirva de reaterro e não se constitua em
material a ser retirado do canteiro a partir de nível inferior
5. Construção: cuidados e implicaçõesPlanejamento da implantação: vários serviços
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesPlanejamento da implantação: vários serviços
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesPlanejamento da implantação: vários serviços
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesEscavação das lamelas – estacas secantes
▪ A implantação das lamelas da parede diafragma até a
profundidade de projeto deve ser objeto de análise conjunto
entre a equipe de projeto e o executante. Previsão de uso de
ferramentas adequadas, sistemas compatíveis com os materiais
existentes ou necessidade de execução de pré-furo constituem
importante decisão anterior ao início dos trabalhos
▪ Estacas secantes
Maior capacidade de penetração em materiais resistentes de difícil
escavação com as ferramentas usuais (clam-shell) das paredes
diafragma
▪ Em algumas circunstâncias estacas escavadas (estacões) ou
mesmo hélice continua são utilizadas
SINDUSCON
2017
▪ Quando as lamelas servem de fundação para as cargas
existentes a questão de limpeza da base é fundamental
▪ Se estiverem atuando cargas elevadas não compatíveis com a
transmissão por atrito e pela base da lamela, podem ser
introduzidos tubos junto às armaduras para, posterior à
concretagem das lamelas, execução de estacas raiz, dentro da
lamela já concretada até material resistente abaixo da base
das mesmas, provendo a adequada e segura fundação no
alinhamento das paredes
5. Construção: cuidados e implicaçõesEscavação das lamelas – limpeza de fundo
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesEstacas secantes
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesEstacas secantes
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesEstacas secantes
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesEstacas secantes
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesSolo Grampeado
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesSolo Grampeado
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesParede diafragma contigua a escavação em perfil pranchado
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesParede diafragma contigua a escavação em perfil pranchado
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesParede diafragma contigua a escavação em perfil pranchado
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicações
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicações
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicações
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesEscavação das lamelas – limpeza de fundo e concretagem deficiente
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesConcretagem das lamelas com falhas
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesLamelas desalinhadas - detalhe
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicações
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicações
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicações
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicações
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicações
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesConcretagem
▪ Concretagem das paredes diafragma
Importante no seu desempenho e permeabilidade, além da
integridade
No caso de uso de fluido estabilizante, a verificação de sua
condição e perfeita limpeza são fundamentais para a obtenção de
elemento integro construído
Interrupções de fornecimento de concreto, material de
trabalhabilidade inadequada, dentre outros acabam resultando em
falhas que podem resultar em problemas sérios de desempenho
▪ Durante a escavação, após implantação das paredes,
qualquer imperfeição ou falha verificada ou percebida deve
ser imediatamente tratada, evitando-se eventual fluxo de
água, perda de material ou mesmo a fragilização e ruptura
do elemento afetado
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesConcretagem com falha e colapso (Dubai)
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesConcretagem com falha e colapso (Dubai)
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesConcretagem com falha e colapso (Dubai)
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesConcretagem com falha e colapso (Dubai)
SINDUSCON
2017
▪ Concretagem dos painéis, nas paredes moldadas “in loco”
Caso mais comum de uso em grandes escavações
Usualmente o projetista não participa da definição da
ferramenta que define a junta
Este detalhe, tipo de ferramenta (tubo junta, placa, etc.) pode
dar origem a falha e resultar em caminho preferencial da água,
com necessidade de tratamento após escavação
5. Construção: cuidados e implicaçõesJunta entre painéis
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesEscoramento (tirantes)
▪ Trechos a escavar para a implantação dos tirantes, cotas
máximas de escavação, bermas, entre outros, devem ser
objeto de especificação de projeto, não podendo ser resolvido
no canteiro pela empresa de escavação ou pessoal da obra
▪ As fundações e elementos enterrados das edificações e
utilidades vizinhas devem ser evitados no projeto
▪ Cuidados especiais devem ser tomados nos casos de
interceptação de fundações e utilidades durante a perfuração
dos tirantes
Nestes casos as perfurações devem ser imediatamente colmatadas e
nova posição estabelecida para a implantação do tirante
▪ O desempenho de todos os tirantes executados deve ser
objeto de comprovação em ensaios
SINDUSCON
2017
▪ A norma brasileira que rege o tema (ABNT, NBR 5629/2006)
deve ser seguida, especialmente quanto aos ensaios
especificados
▪ Teste apenas dos primeiros tirantes executados não constitui
garantia de bom desempenho
▪ É comum a ocorrência de tirantes com mau desempenho
executados em mesmo material, com mesmo procedimento
▪ Tirantes que se situam em terreno não investigado, fora da
área da obra, o cálculo se constitui normalmente em avaliação
a ser sempre comprovada
▪ Tirantes com mau desempenho devem ser re-injetados ou
substituídos
5. Construção: cuidados e implicaçõesEscoramento (tirantes)
SINDUSCON
2017
▪ Caso das cortinas ancoradas com tirantes, o tempo decorrente
entre a escavação, implantação dos tirantes e sua protensão
têm efeito marcante nos deslocamentos provocados
Quanto maior o tempo até efetivamente conter a cortina, maior o
deslocamento
▪ Quando são utilizados tirantes permanentes devem ser
deixados comprimentos disponíveis dos mesmos para reensaio
a serem programados ao longo de sua vida útil, bem como
documentação para que tais ensaios sejam objeto dos
procedimentos regulares de manutenção
5. Construção: cuidados e implicaçõesEscoramento (tirantes)
SINDUSCON
2017
5. Construção: cuidados e implicaçõesEscoramento – Berma retirada de parede sem ficha
SINDUSCON
2017
5.1. Caso de má condução da implantação - projeto
▪ Sequencia construtiva projetada
SINDUSCON
2017
5.1. Escavação realizada em desacordo com projeto
SINDUSCON
2017
5.1. Instabilidades localizadas
SINDUSCON
2017
5.1. Caso real
SINDUSCON
2017
5.1. Situação pós temporal
SINDUSCON
2017
5.1. Situação do vizinho
SINDUSCON
2017
5.1. Efeito inicial na alvenaria do vizinho
SINDUSCON
2017
5.1. Separação do piso
SINDUSCON
2017
5.1. Caso real – ruptura da parede
SINDUSCON
2017
5.1. Situação pós acidente
SINDUSCON
2017
5.1. Colapso!!!!
SINDUSCON
2017
5.1. Vista geral pós acidente
SINDUSCON
2017
5.1. Caso real
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS
▪ Deslocamentos horizontais calculados por MEF
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS
▪ Fator de Segurança à ruptura
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS
GRAMPOS
VERTICAIS
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS
GRAMPOS
VERTICAIS
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS
SINDUSCON
2017
5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS
SINDUSCON
2017
6. Deslocamentos dos vizinhos
▪ Os movimentos ocasionados pelas escavações e procedimentos
de implantação dos apoios podem causar deslocamentos às
estruturas existentes na região afetada, tais como translações,
rotações, distorções e possivelmente resultar em danos
▪ Movimentos rígidos de translação vertical e horizontal ou
recalque uniforme influem pouco na sua distorção e
trincamento, porém podem afetar conexões ou serviços
vinculados à própria estrutura ou elementos adjacentes
▪ O uso ou funcionamento das edificações pode ser afetado,
especialmente se os usuários tiverem percepção negativa do
fenômeno ou se afetar instalações, elevadores e equipamentos
em geral
Acompanhamento X Danos
SINDUSCON
2017
6. Deslocamentos dos vizinhosControle de Recalques
▪ Acompanhamento do desempenho de estruturas existentes
devidos á escavação de grande porte próxima: realiza-se o
controle de recalques
Consiste na medida, com equipamento topográfico de precisão,
referenciado a um “bench mark” ou marco de referência, de forma
regular, da evolução dos recalques com o tempo ou com os estágios
de carregamento
Instalação de controle [ABNT NBR 9061 (1985)] com o detalhe de
um marco de referência e pinos são usualmente utilizados, nos quais
é apoiada, por ocasião de cada leitura, uma régua “Invar”
Resultados apresentados em gráficos tempo vs recalque
SINDUSCON
2017
▪ Escolha da posição do “bench mark”
Deve ficar localizado em local não afetado pelos eventuais
deslocamentos medidos, e não apresentar nenhum tipo de deslocamento
relativo
▪ Pontos de medição devem ser escolhidos de forma a facilitar as
leituras e fornecer os dados necessários ao acompanhamento ou
solução do problema
▪ Periodicidade das medidas é relacionada com os efeitos que devem
ser acompanhados
Diários em casos especiais ou situações de risco
Semanais nos caso de etapas de escavações e execução de tirantes
para verificação e controle de seus efeitos
Mensais ou bimensais como condição de rotina
Semestrais ou anuais quando os efeitos a serem verificados são de
longo prazo
6. Deslocamentos dos vizinhosControle de Recalques
SINDUSCON
2017
▪ Tão importante quanto o valor absoluto dos recalques medidos
é sua velocidade de ocorrência
Unidade na qual se explicita a velocidade é micras/dia, /dia,
representando milésimo de milímetro por dia, indicando a tendência dos
deslocamentos
▪ Os valores observados na prática dependem de inúmeros
fatores, o mais relevante deles sendo o comportamento do solo
sob carga
▪ Como indicação genérica de valores usuais, referimos os
seguintes:
Prédios com mais de 5 anos, velocidade menor que 10 /dia
Prédios entre 1 e 5 anos, entre 10 e 20 /dia
Prédios em fundações diretas, fase construtiva, até 200 /dia
Prédios em fundações profundas, fase construtiva, até 80 /dia
6. Deslocamentos dos vizinhosControle de Recalques – avaliação dos resultados
SINDUSCON
2017
6. Deslocamentos dos vizinhosControle de Recalques
SINDUSCON
2017
▪ Os valores abaixo são indicados como orientação
geral (Milititsky, 2000):
Até 50 /dia: seguro
Até 80 a 100 /dia e atenuando: razoável, usual
Entre 100 e 200 /dia e constantes: necessária a adoção
de medidas corretivas no processo executivo, cautela e
aumento da regularidade de medidas
Acima de 200 /dia: situação de urgência, reaterro ou
adoção de medidas cautelares
Acima de 400 /dia: emergência e risco de acidente
6. Deslocamentos dos vizinhosControle de Recalques – avaliação dos resultados
SINDUSCON
2017
▪ É importante ressaltar que podem ser observados
valores diários elevados
A magnitude isoladamente não é indicador absoluto a
considerar, a tendência, ou seja, aceleração, constância ou
redução, é aspecto fundamental
▪ As medições devem ser acompanhadas imediatamente
pelos executantes dos serviços e pelo projetista para
tomada de decisão
6. Deslocamentos dos vizinhosControle de Recalques – avaliação dos resultados
SINDUSCON
2017
6. Deslocamentos dos vizinhosControle da verticalidade
▪ A realização de controle de verticalidade dos
prédios serve como forma de acompanhamento dos
efeitos produzidos
▪ Trata-se de leitura periódica de verticalidade
realizada com aparelho topográfico de precisão,
sempre nos mesmos pontos, resultando em planilhas e
gráficos
SINDUSCON
2017
6. Deslocamentos dos vizinhosControle da verticalidade
SINDUSCON
2017
▪ Trabalho cuidadoso e criterioso, para não produzir resultados incoerentes
▪ Sempre mais de uma direção e todas as paredes opostas devem ser objeto
das medições, para evitar conclusões equivocadas
▪ A leitura inicial deve ser realizada antes do início das atividades cujo
efeito se quer avaliar
A partir de valores iniciais de desaprumo, não necessariamente provocados pela
escavação, mas resultantes de problemas construtivos da própria obra observada, as
leituras posteriores são comparadas e analisadas frente aos efeitos da escavação
▪ No monitoramento, devem ser considerados os efeitos da temperatura nos
elementos da construção, sendo preferível que as leituras sejam sempre
realizadas pelo mesmo operador, na mesma hora, caso contrário pode
haver uma superposição de efeitos de difícil avaliação
▪ Os resultados das medições devem ser submetidos imediatamente aos
profissionais envolvidos para que eventuais efeitos nocivos ou agravamento
de risco sejam imediatamente identificados
6. Deslocamentos dos vizinhosControle da verticalidade
SINDUSCON
2017
6. Deslocamentos dos vizinhosControle de fissuras
▪ Outra forma de acompanhamento de patologias é o controle sistemático
de abertura e extensão de trincas, como forma de caracterizar a
gravidade do problema e seu aspecto ativo ou sua estabilização
▪ As medidas podem ser realizadas com paquímetros ou fissurômetros
▪ Os resultados devem ser apresentados preferencialmente na forma de
estereogramas para melhor caracterizar a tipologia da patologia e
tabelas de progressão sistemática dos valores medidos
▪ É importante o acompanhamento da progressão das trincas e sua
dimensão, havendo várias propostas de descrição de sua severidade, na
prática inglesa
▪ A análise da gravidade ou origem de trincamento em edificações não é
trivial, envolvendo o comportamento dos materiais, sua conectividade e
possíveis origens e causas
▪ Trincamento em elementos portantes ou sua progressão são indicadores de
risco e devem ter tratamento emergencial, com participação de especialista
SINDUSCON
2017
6. Deslocamentos dos vizinhosDanos
▪ Os estudos clássicos sobre recalques admissíveis são relacionados
com os deslocamentos provocados pelo seu peso próprio e
carregamento
▪ Trabalhos específicos sobre a resposta de edificações a movimentos
devidos à mineração, túneis e grandes escavações demonstraram a
importância das deformações horizontais de tração (h), do padrão
do desenvolvimento do movimento no solo, tamanho e localização
da edificação com relação ao perfil de recalques provocados, tipo
de edificação, número de pavimentos e detalhes estruturais
(National Coal Board, 1975, Geddes, 1984, Boscardin & Cording,
1989, Boone, 1996, Laefer, 2001 e Boscardin, 2003)
▪ Uma questão de difícil resposta é: qual o nível de deslocamento de
uma edificação que pode ser definido como causador de dano?
SINDUSCON
2017
6. Deslocamentos dos vizinhosDanos devidos à execução de escavação
SINDUSCON
2017
6. Deslocamentos dos vizinhosDanos devidos à execução de escavação
SINDUSCON
2017
6. Deslocamentos dos vizinhosDanos devidos à execução de escavação
SINDUSCON
2017
▪ O acompanhamento do desenvolvimento dos efeitos,
através de cuidadoso controle de recalques,
desaprumo e fissuras é essencial
6. Deslocamentos dos vizinhosDanos
SINDUSCON
2017
▪ Existem ensaios e instrumentação utilizados para o conhecimento da
evolução das condições das ações, deslocamentos e solicitações nos
elementos utilizados para estabilização de grandes escavações ou
no material que está sendo suportado
▪ Controle e acompanhamento durante a implantação é elemento
essencial para a comprovação das premissas de projeto, verificação
do desenvolvimento da obra e segurança da mesma
▪ Ação da água: empuxos sobre as contenções ou rebaixamento
indevido ou adensamento de solos e consequente recalques de
camadas argilosas saturadas
Piezômetros instalados na massa de solo, com monitoração ao longo da
implantação dos serviços servem de indicação da eficiência dos trabalhos,
adequação das premissas referentes aos empuxos de água e
acompanhamento dos efeitos da execução das contenções, tirantes,
rebaixamento, recarga, etc.
7. Instrumentação e controle
SINDUSCON
2017
▪ O conhecimento dos deslocamentos da massa de solo em várias
distâncias do paramento de contenção
Serve como observação da segurança ao longo do desenvolvimento da
obra, bem como adequação das premissas de análise quando estimados
deslocamentos
Instalação de inclinômetros dentro da massa de solo, com leituras nas
diversas etapas da obra possui esta finalidade e serve como suporte a
“método observacional” de condução dos trabalhos
Colocação de inclinômetros no corpo da parede de contenção permite a
medição dos deslocamentos, a curvatura do elemento estrutural, e com
análise dos dados, a determinação dos momentos atuantes
▪ Células de carga em estroncas ou em tirantes permitem o
acompanhamento das reações ao longo da implantação,
identificando situações anômalas ou sinais de risco
7. Instrumentação e controle
SINDUSCON
2017
Medidas Instrumentação apropriada
Deslocamento da superfície do terreno, estrutura e topo
das paredesControle de recalques por topografia de precisão
Deformações horizontais da superfície do terreno,
estrutura e parte exposta da parede
Métodos de levantamento (trena, medidor de distância
eletrônico – EDM); Métodos de convergência; Linhas de prumo
Deformações horizontais da subsuperfície do terreno Inclinômetro; Transdutor de corda vibrante
Deformação subsuperficial do terreno e serviçosPontos de deslocamento subsuperficiais; Extensômetros de haste;
Transdutor de corda vibrante
Empuxo de terra atuando sobre as paredes Células de pressão total
Flexão das paredes Strain Gages diferenciais
Carregamentos nas no escoramento e ancoragens
Extensômetros de corda vibrante montados na superfície; Strain
Gages mecânicos montados em superfície; Macacos hidráulicos
calibrados e células de carga; Células de carga
Pressão de águaPiezômetros; Medidores de nível d’ água automáticos; Sensores
de nível d’água elétricos
Levantamento de fundo da escavaçãoExtensômetros magnéticos; Placas e pinos de recalque;
Transdutor de corda vibrante; Inclinômetro
Mudança na espessura de fissuras em estruturas e serviços Medidores de fissuras
Temperatura das estroncas Termômetro diferencial
Variáveis a serem monitoradas e os elementos correntes
usados na sua avaliação ou medida
7. Instrumentação e controle
SINDUSCON
2017
▪ A adoção ou não das recomendações estará vinculada à
complexidade do desafio a ser enfrentado e riscos associados
▪ A condição de complexidade envolvida na solução de problemas
de grandes escavações em perímetro urbano implica na
necessidade do envolvimento de profissionais com várias
especialidades com atuação conjunta, sob uma liderança
▪ Dentre as variáveis desconhecidas na solução do problema,
condicionantes de qualquer solução, incluem-se o solo a ser
escavado, as eventuais interferências, as condições das
edificações e serviços vizinhos e a eventual contaminação do
solo, que devem ser objeto de investigação preliminar à
elaboração da solução
8. RecomendaçõesComentários
SINDUSCON
2017
▪ Escolhas ou decisões de projeto, referentes ao tipo de
estrutura de contenção e método construtivo, escolha da forma
de implantação - baixo para cima ou cima para baixo –
bottom up ou top-down, solução de fundações para as cargas
estruturais internas e a contenção da água no período
construtivo e permanente são fruto das condições e
circunstâncias de cada caso, não havendo soluções “universais”
▪ Além dos conhecimentos geotécnicos fundamentais e referidos
às questões de reconhecimento dos perfis e propriedades dos
solos e suas condições, presença de água, empuxos,
estabilidade, estruturais, entre outros, é necessário usar
experiência e empirismo em várias etapas do processo
8. RecomendaçõesComentários
SINDUSCON
2017
▪ A elaboração do projeto, que envolve desde a determinação das
propriedades do solo, o uso de métodos de análise para o cálculo
das reações no escoramento e o dimensionamento da parede
considerando a sequência construtiva e a condição final de apoio
na estrutura, o dimensionamento do escoramento (tirantes) deve
incluir a previsão dos recalques e seus efeitos nas estruturas e
serviços vizinhos
▪ O avanço no desenvolvimento das ferramentas numéricas de análise
e dimensionamento se constitui em valioso auxílio nas etapas de
análise e projeto, permitindo a comparação de diferentes opções e
detalhes, devendo ser utilizadas sempre que a complexidade do
caso, deslocamentos provocados ou diferença de soluções deva ser
investigado. Recomenda-se, entretanto que não se constitua em
ferramenta única na solução do problema
8. Recomendações
SINDUSCON
2017
▪ Considerando que os recalques na vizinhança resultantes de
escavação são influenciados pela variação de tensões devido
à escavação, resistência e rigidez do solo, variação das
condições do lençol freático, rigidez da parede e do sistema
de suporte, forma e dimensão da escavação, outros efeitos,
tais como preparação do local, execução de fundações
profundas, etc. e pela qualidade executiva dos serviços,
estes aspectos devem ser considerados na elaboração do
projeto, escolhas das soluções e controle de execução da obra
8. Recomendações
SINDUSCON
2017
▪ Durante a construção existem cuidados específicos que podem
resultar no sucesso ou dificuldades na obra, com implicações
sérias, tais como
Planejamento das várias atividades que concorrem para a implantação
de subsolo, usualmente envolvendo contratantes diferentes, é essencial
ao bom desenvolvimento das atividades
Escavação das lamelas – limpeza de fundo – ou uso de estacas secantes
- a implantação das lamelas da parede diafragma até a profundidade
de projeto deve ser objeto de análise conjunto entre a equipe de
projeto e o executante. Previsão de uso de ferramentas adequadas,
sistemas compatíveis com os materiais existentes ou necessidade de
execução de pré-furo constituem importante decisão anterior ao início
dos trabalhos
8. Recomendações
SINDUSCON
2017
Concretagem e juntas entre painéis usualmente não são objeto de
recomendação dos projetistas, mas são detalhes importantes no
desempenho das soluções
Quanto aos escoramentos (tirantes) – desempenho, prazos e sequências
construtivas, trechos a escavar para a implantação dos tirantes, cotas
máximas de escavação, bermas, entre outros, devem ser objeto de
especificação de projeto. O desempenho de todos os tirantes
executados deve ser objeto de comprovação em ensaios
▪ O controle de deslocamentos da vizinhança deve ser
realizado, com o uso de procedimentos para controle de
recalques, de verticalidade quando necessário, e controle de
fissuras, quando ocorrem e são significativas
8. Recomendações
SINDUSCON
2017
▪ Não existem critérios absolutos de aceitabilidade ou
segurança quanto a recalques admissíveis decorrentes de
escavações, nem de velocidade de recalques seguros, mas
indicações são feitas e podem servir de recomendação inicial
▪ É de absoluta importância a comunicação permanente entre
todos os participantes, especialmente na etapa de
implantação dos serviços, e da tomada de decisões imediatas
ao ser constatado falha construtiva ou sinalização de risco ou
mau desempenho no acompanhamento do desenvolvimento
dos serviços
8. Recomendações
SINDUSCON
2017
▪ A instrumentação disponível, nem sempre utilizada na rotina
de engenharia, é extremamente importante no
acompanhamento das etapas construtivas, seja para a
confirmação das premissas de projeto, seja para fornecer
dados essenciais sobre a segurança dos trabalhos
8. Recomendações
SINDUSCON
2017
Agradecimento
ESPERAMOS QUE ESTA APRESENTAÇÃO TENHA
CONTRIBUIDO PARA O ENTENDIMENTO DA
VERDADEIRA DIMENSÃO DO DESAFIO DA
SOLUÇÃO DA IMPLANTAÇÃO DE ESCAVAÇÕES
EM PERÍMETRO URBANO E DA BELEZA
PROFISSIONAL DA GEOTECNIA
OBRIGADO PELA ATENÇÃO
milititsky@milititsky.com.br
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