Patologia Das Estruturas e Fundaçõesx

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    12-Oct-2015

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    PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS E FUNDAES

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    1 INTRODUO

    1.1 - PATOLOGIA

    Patologia: palavra de origem grega composta pela juno dos vocbulos PATHOS, que significa doena e LOGOS, que significa estudo.

    Patologia a cincia que estuda a origem, os sintomas e a natureza das doenas.

    Patologia das construes pode ser entendida como estudo das causas, efeitos e conseqncias do desempenho insatisfatrio das construes ou de seus elementos.

    Envolve conhecimentos multidisciplinares.

    1.1.1 - Causas

    Causa da manifestao patolgica o fator que motivou o desempenho insatisfatrio.

    FATORES: podem ser congnitos ou adquiridos.

    Fatores congnitos: decorrentes de falhas originadas na construo.

    Fatores adquiridos: decorrentes de alteraes impostas, posteriormente, construo ou a seus elementos.

    FATORES: endgenos ou exgenos

    Fatores endgenos, intrnsecos ou internos: inerentes ao prprio imvel, decorrentes de falhas de projeto ou execuo, aplicao de materiais ou mtodos inadequados, utilizao inadequada ou esgotamento da vida til.

    Fatores exgenos ou externos: provocadas por aes, voluntrias ou no, impostas por elementos no pertencentes construo.

    FATORES: de ordem fsica ou qumica.

    Fatores fsicos: envolvem elementos fsicos como ao de cargas, temperatura, dimenses, etc.

    Fatores qumicos: envolvem reaes qumicas

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    2 - SOLOS

    2.1 GEOTECNIA: AS RESPONSABILIDADES DAS INVESTIGAES GEOLGICAS

    Os vrios acidentes que infelizmente vm ocorrendo amiudadamente em obras de engenharia em todo o pas, alguns poucos chegando ao noticirio de mdia, tm trazido baila a ntima relao dessas obras com os terrenos geolgicos em que so construdas. E, por conseguinte, a enorme importncia que as investigaes geolgicas tm para o xito tcnico desses empreendimentos.

    Necessrio, nesse contexto, que todos os profissionais de Engenharia tenham um exato e uniforme entendimento sobre o significado e as caractersticas conceituais e metodolgicas dessas investigaes.

    Ainda que em todas as fases de um empreendimento deva existir sempre um sadio e eficiente esprito de equipe, uma ao colaborativa e interdisciplinar entre as diversas modalidades profissionais atuantes, fundamental que nunca se perca de vista a responsabilidade maior que uma modalidade deve exercer, e por ela responder, em cada atividade e em cada fase.

    Nas investigaes geolgico-geotcnicas que antecedem o Projeto e o Plano de Obra e se prolongam no perodo de obra e na prpria operao do empreendimento, essa responsabilidade maior da Geologia de Engenharia, entendida essa geocincia aplicada como a responsvel pela interface tecnolgica do Homem com o meio fsico geolgico.

    E para tanto preciso que fique muito claro a todos que a misso da Geologia de Engenharia no se reduz a entregar ao projetista um arrazoado acadmico sobre a geologia local, a posio do NA, um punhado de perfis e sees geolgicas e outro punhado de resultados de ensaios com os ndices de comportamento geotcnico dos diversos materiais presentes. O trabalho da Geologia de Engenharia transcende essa limitada viso meramente descritiva e parametrizadora, ainda infelizmente bastante comum entre gelogos executantes e engenheiros demandantes.

    A abordagem da geologia de engenharia essencialmente fenomenolgica. Todos os dados e informaes anteriormente mencionados so muito importantes, mas o produto final e essencial das investigaes geolgico-geotcnicas na fase anterior ao Projeto e ao Plano de Obra um Quadro Fenomenolgico onde todos esses parmetros no estejam soltos ou isolados, mas sim associados e vinculados a esperados comportamentos do macio e dos materiais afetados pelas futuras solicitaes da obra. Ou seja, a misso essencial da geologia de engenharia oferecer ao projetista o quadro completo dos fenmenos geolgico-geotcnicos que podem potencialmente ser esperados da interao entre as solicitaes prprias da obra que ser implantada e as caractersticas geolgicas (materiais e processos) dos terrenos que sero por ela afetados.

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    Assim, todo o esforo investigativo deve ser orientado, desde o primeiro momento, a propor, aferir, descartar e confirmar hipteses fenomenolgicas, de forma, ao final, ter concludo seu quadro fenomenolgico real. Ou seja, no faz desde h muito mais sentido uma campanha investigativa cega, geometricamente sistemtica ou coisas do gnero. Esse imprio do padronizado e do repetitivo no o imprio da inteligncia, da competncia e da eficincia.

    A esse quadro fenomenolgico a geologia de engenharia junta suas sugestes de cuidados e providncias que projeto e obra devero adotar para ter esses fenmenos sob seu total controle.

    A partir desse ponto a Geologia de Engenharia entrega o basto de comando (e responsabilidade maior) para a Engenharia Geotcnica, passando a assumir, nesta nova fase, o papel de apoio e complementao. Lembrando que a frente de obra sempre constituir o lcus privilegiado para a confrontao das hipteses levantadas com o real, para as investigaes complementares que se mostrem necessrias e para o monitoramento dos parmetros geotcnicos envolvidos nos fenmenos identificados como possveis.

    Deve-se ento, por corolrio, afirmar que no faz sentido um sistema de monitoramento geral e universal. Um sistema de monitoramento, seja ele visual ou instrumental, sempre especfico, voltado a permitir o acompanhamento ininterrupto, durante e aps a obra, da eventual evoluo de um determinado fenmeno potencialmente esperado.

    Assim, em uma mesma obra poderemos e deveremos ter diversos sistemas de monitoramento, cada qual especificamente associado a uma hiptese fenomenolgica. Donde, mais uma vez, se depreende a enorme importncia do Quadro Fenomenolgico elaborado pela Geologia de Engenharia.

    Esse quadro deve ser tido como completo e final para uma determinada combinao geologia/solicitaes de obra, mas se por algum motivo houver alguma alterao no tipo de solicitaes, por exemplo, se for alterado o mtodo construtivo, h que ser rever e atualizar o quadro, pois a geologia continuar a mesma, mas alterar-se-iam as solicitaes, e portanto o resultado dessa nova interao poder ser fenomenologicamente diferente.

    Dentro desse entendimento, ser de total responsabilidade da Geologia de Engenharia qualquer problema que venha a acontecer e que decorra de fenmeno geotcnico que no tenha sido previsto em seu Quadro Fenomenolgico. Como ser de total responsabilidade do projetista ou dos elaboradores do Plano de Obra qualquer problema que ocorra por no ter sido levado em conta algum fenmeno potencial includo no referido Quadro.

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    2.2 PRINCIPAIS TIPOS DE SOLO

    O terreno faz parte de qualquer construo, afinal este que d sustentao sua carga e tambm determina caractersticas fundamentais do projeto, em funo de seu perfil e de caractersticas fsicas como elevao, drenagem e localizao. No que tange mecnica dos solos, importante conhecer os trs tipos bsicos de solos: arenoso, siltoso e argiloso.

    Para efeito prtico de uma construo, preciso conhecer o comportamento que se espera de um solo quando este receber os esforos. Para tanto, a Mecnica dos Solos divide os materiais que cobrem a terra em alguns grandes grupos:

    Rochas (terreno rochoso);

    Solos arenosos;

    Solos siltosos e

    Solos argilosos.

    Essa diviso no muito rgida, ou seja, nem sempre ou quase nunca, se encontra solos que se enquadram em apenas um dos tipos. Por exemplo, quando dizemos que um solo arenoso estamos na verdade dizendo que a sua maior parte areia e no que tudo areia. Da mesma forma, um solo argiloso aquele cuja maior proporo composto por argila.

    O principal critrio para fazer a classificao acima o tamanho dos gros que compem o solo. O quadro a seguir mostra os dimetros dos gros (em mm) para cada tipo bsico de solo:

    Tipo de solo: Argila Silte Areia fina

    Areia mdia

    Areia Grossa

    Pedregulho

    Dim. Gros (mm):

    At 0,005

    0,005 a 0,05

    0,05 a 0,15

    0,15 a 0,84

    0,84 a 4,8 4,8 a 16

    Com se pode deduzir da tabela acima, uma argila formada por gros extremamente pequenos, invisveis a olho nu. As areias, por sua vez, tm gros facilmente visveis, separveis e individualizveis, o mesmo acontecendo com o pedregulho. Estas caractersticas mudam o comportamento do solo, conforme veremos adiante.

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    2.2.1 Solos Arenosos

    So aqueles em que a areia predomina. Esta compe-se de gros grossos, mdios e finos, mas todos visveis a olho n. Como caracterstica principal a areia no tem coeso, ou seja, os seus gros so facilmente separveis uns dos outros.

    Por exemplo, pense na areia seca das praias, em como fcil separar seus gros. Quando a areia est mida ganha algo como uma coeso temporria, tanto que at permite construir os famosos Castelos que, no entanto, desmoronam ao menor esforo quando secam. A areia mida na praia serve at como pista de corrida graas a essa coeso temporria. Mas os solos arenosos possuem grande permeabilidade, ou seja, a gua circula com grande facilidade no meio deles e secam rapidamente caso a gua no seja reposta, como acontece nas praias.

    Imagine a seguinte situao: fazermos uma construo sobre um terreno arenoso e com lenol fretico prximo da superfcie. Se abrirmos uma vala ao lado da obra, a gua do terreno vai preencher a vala e drenar o terreno. Este perder gua e vai se adensar, podendo provocar trincas na construo devido ao recalque provocado. A ilustrao a seguir mostra o que pode acontecer:

    Note-se que esta uma situao clssica, e acontece diariamente nas cidades litorneas, como Santos-SP, onde so muito conhecidos os prdios inclinados na beira da praia. Estes foram feitos com fundao superficial que afundou quando mais e mais construes surgiram ao lado pois estas, alm de aumentarem as cargas no solo, ajudaram a abaixar o nvel do lenol fretico que, por sua vez, j vinha diminuindo devido crescente pavimentao das ruas.

    Estradas construdas em terreno arenoso no atolam na poca de chuva e no formam poeira na poca seca. Isto porque seus gros so suficientemente pesados para no serem levantados quando da passagem dos veculos, e tambm no se aglutinam como acontece nos terrenos argiloso. Estes, em comparao, quando usados em estradas sem pavimentao, tornam as pistas barrentas nas chuvas e na seca endurecem. J estradas com pisos siltosos

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    geram muito p, quando os veculos passam, tudo isto em funo do tamanho dos gros e de como eles se comportam na presena da gua.

    2.2.2 Solos Argilosos

    O terreno argiloso caracteriza-se pelos gros microscpicos, de cores vivas e de grande impermeabilidade. Como conseqncia do tamanho dos gros, as argilas:

    So fceis de serem moldadas com gua;

    Tm dificuldade de desagregao;

    Formam barro plstico e viscoso quando mido e

    Permitem taludes com ngulos inclinados. possvel achar terrenos argilosos cortados assim onde as marcas das mquinas que fizeram o talude duraram dezenas de anos.

    Em termos de comportamento, a argila o oposto da areia. Devido sua plasticidade e capacidade de aglutinao, o solo argiloso usado h milhares de anos como argamassa de assentamento, argamassa de revestimento e na preparao de tijolos. As lendrias Torres de Babel, assim como todas as edificaes importantes da Babilnia, foram feitos de tijolos de barro cozidos ao sol.

    A maior parte do solo Brasileiro de solo argiloso e este tem sido utilizado de maneiras diferentes ao longo da nossa histria, desde a taipa de pilo do perodo colonial at os modernos tijolos e telhas cermicas, sem falar dos azulejos e pisos cermicos.

    Os gros de argila so lamelas microscpicas, ao contrrio dos gros de areia que so esferoidais. As caractersticas da argila esto mais ligadas esta forma lamelar dos gros do que ao tamanho diminuto.

    Os solos argilosos distinguem-se pela alta impermeabilidade. Alis, so to impermeveis que se tornaram o material preferido para a construo de barragens de terra, claro que devidamente compactadas. Quando no h argila nas imediaes vai se buscar onde ela estiver disponvel, em regies que passam a ser denominadas reas de emprstimo.

    2.2.3 Solos Siltosos

    O Silte est entre a areia e a argila e o primo pobre destes dois materiais nobres. um p como a argila, mas no tem coeso aprecivel. Tambm no tem plasticidade digna de nota quando molhado.

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    Estradas feitas com solo siltoso formam barro, na poca de chuva e muito p quando na seca. Cortes feitos em terreno siltoso no tm estabilidade prolongada, sendo vtima fcil da eroso e da desagregao natural, exigindo mais manuteno e cuidados.

    2.2.4 Outras Denominaes

    A diviso feita pela Mecnica dos Solos meramente cientfica, na natureza os solos so encontrados em diversas propores e recebem nomes populares dependendo de seu tipo e conforme cada regio do Brasil. Veja alguns outros termos:

    Piarra: Rocha muito decomposta e que pode ser escavada com p ou picareta.

    Tabatinga ou turfa: Argila com muita matria orgnica, geralmente encontrada em pntanos ou locais com gua permanente (rios, lagos), no presente ou no passado remoto.

    Saibro: Terreno formado basicamente por argila misturada com areia.

    Moledo: Rocha em estado de decomposio mas ainda dura, tanto assim que s pode ser removida com martelete a ar comprimido.

    Apresenta-se, a seguir, um quadro com os usos mais recomendveis para os trs tipos de solo: USO SOLO ARENOSO SOLO

    SILTOSO SOLO ARGILOSO

    FUNDAO DIRETA

    adequado, mas necessita ateno aos recalques devido ao abaixamento do lenol fretico. Durante a execuo, difcil manter a estabilidade das paredes laterais

    Similar ao solo arenoso, porm menos sensvel ao lenol fretico e tambm mais fcil de escavar.

    usual e recomendvel, mas tambm ocorrem problemas de recalques em funo do lenol fretico. Dirante a escavao, fcil de manter a estabilidade das paredes laterais.

    FUNDAO EM ESTACA

    Difcil de cravar frente ao atrito lateral. Em terrenos molhados, preciso fazer cravao

    usual, por ser possvel tirar partido tanto do atrito lateral

    Usual, mas a estaca geralmente precisa atingir

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    a ar comprimido. quanto da resistncia de ponta para aborver a carga.

    profundidades maiores para aumentar capacidade de carga.

    CORTES E TALUDES SEM PROTEO

    No recomendvel, pois o talude fica instvel.

    Possvel, mas preciso levar em conta a coeso e o ngulo de atrito para dimensionar o talude. A altura de corte menor do que para as argilas.

    Possvel devido grande coeso e estabilidade.

    ESFOROS EM ESCORAMENTO

    Esforos so maiores, levando necessidade de escoramento contnuo.

    Comportamento idntico ao solo arenoso.

    Esforos so menores, o escoramento pode ser bem espaado e no-contnuo.

    RECALQUES FRENTE S CARGAS

    Recalques em solo arenoso so imediatos aplicao das cargas, mas podem ocorrer posteriormente devido mudana do lenol fretico.

    Intermedirio entre areia e argila.

    Recalques extremamente lentos, pode levar dcadas para ocorrer a estabilizao.

    ADENSAMENTO E COMPACTAO

    Adensamento ocorre apenas se houver perda de gua. A compactao se faz com vibrao.

    H adensamento se houver perda de gua. Compactao feita com percusso ou com rolos (p-de-carneiro)

    H adensamento se houver perda de gua. Compactao feita com percusso e...