Grandes escavações em perímetro urbano - Sinduscon – RS · particularmente das ABNT NBR 8044,...

“ 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

[email protected]

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

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1. Introdução

▪ Escavações nas proximidades de edificações nem

sempre são conduzidas de forma segura e

projetadas adequadamente, podendo resultar em

acidentes

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1. Introdução

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Imagens de acidentes

1. Introdução

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1. Introdução

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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.

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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.

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2017


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.

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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

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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

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▪ 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

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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


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▪ 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


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▪ 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


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20172. Variáveis DesconhecidasSPT antes e depois da escavação

Resultados de Sondagens – Escavação/Porto Alegre - RS

Nível de Tensão

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▪ Sempre que possível realizar investigações na região

onde os eventuais tirantes estarão ancorados, ou seja,

fora da área de escavação


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▪ 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

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▪ 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


SINDUSCON


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▪ 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

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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


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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


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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.

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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

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▪ 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

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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)


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


SINDUSCON

2017

(CLOUGH & O’ROURKE, 1990)


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


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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


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


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


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▪ 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


SINDUSCON


SINDUSCON

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▪ 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


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(St John et al, 1992)

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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


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▪ 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


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

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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)

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▪ 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


SINDUSCON

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SINDUSCON

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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

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▪ 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

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5. Construção: cuidados e implicaçõesEstacas secantes

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5. Construção: cuidados e implicaçõesSolo Grampeado

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5. Construção: cuidados e implicaçõesParede diafragma contigua a escavação em perfil pranchado

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5. Construção: cuidados e implicações

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5. Construção: cuidados e implicaçõesEscavação das lamelas – limpeza de fundo e concretagem deficiente

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5. Construção: cuidados e implicaçõesConcretagem das lamelas com falhas

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5. Construção: cuidados e implicaçõesLamelas desalinhadas - detalhe

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5. Construção: cuidados e implicações

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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

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5. Construção: cuidados e implicaçõesConcretagem com falha e colapso (Dubai)

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▪ 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

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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

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▪ 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


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▪ 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


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5. Construção: cuidados e implicaçõesEscoramento – Berma retirada de parede sem ficha

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5.1. Caso de má condução da implantação - projeto

▪ Sequencia construtiva projetada

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5.1. Escavação realizada em desacordo com projeto

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5.1. Instabilidades localizadas

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5.1. Caso real

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5.1. Situação pós temporal

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5.1. Situação do vizinho

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5.1. Efeito inicial na alvenaria do vizinho

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5.1. Separação do piso

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5.1. Caso real – ruptura da parede

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5.1. Situação pós acidente

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5.1. Colapso!!!!

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5.1. Vista geral pós acidente

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5.1. Caso real

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5.1. SOLO GRAMPEADO

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5.1. SOLO GRAMPEADO – Obra: UNISINOS

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▪ Deslocamentos horizontais calculados por MEF

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▪ Fator de Segurança à ruptura

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SINDUSCON

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GRAMPOS

VERTICAIS

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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

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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

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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


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▪ 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

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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


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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


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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

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▪ 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


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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

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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?

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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

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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

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▪ 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


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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


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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

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Grandes escavações em perímetro urbano - Sinduscon – RS · particularmente das ABNT NBR 8044,...

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