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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 com rolos.

DRENABILIDADE Ocorre facilmente, mas precisa cuidado com a instabilidade das paredes e do fundo das valas.

Aceita gua passante, mas necessita verificao cuidadosa da coeso e ngulo de atrito.

Alta impermeabilidade dificulta a drenagem.

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MATERIAL DE BARRAMENTO

No recomendvel, por ser permevel e sem coeso. Os taludes so instveis e haveria fluxo intenso de gua pela barragem.

Utilizvel desde que com maior coeficiente de segurana. Tem pouca coeso e os taludes ficam mais abatidos

Recomendvel pela impermeabilidade, coeso e ngulo de atrito favorveis estabilidade.

O reconhecimento do tipo de solo pode ser complicado. Em geral, os solos esto misturados, difcil achar um solo que seja 100% argila ou 100% areia. Por isto, usa-se denominaes como argila silto-arenosa, silte argiloso, areia argilosa e similares. A determinao do tipo de solo fundamental para a construo civil, em especial para o clculo da movimentao de terra e para a escolha das fundaes.

Justamente pela dificuldade em determinar o tipo de solo e em determinar suas caractersticas para a escolha de fundaes que se faz o denominado ensaio percusso, mais conhecido como ensaio SPT, que mostramos no artigo a seguir. Com os parmetros SPT em mos torna-se possvel escolher a fundao com preciso ou, caso o projetista ainda sinta falta de alguma informao, poder solicitar um teste mais especfico.

2.3 INVESTIGAO DO SUBSOLO

A sondagem a percusso tambm chamada de Simples reconhecimento ou, ainda, de Sondagem SPT. Este nome vem da abreviao dos termos ingleses Standard Penetration Test, ou seja, Teste de Penetrao Padro. Este processo muito usado para conhecer o sub-solo fornecendo subsdios indispensveis para escolher o tipo de fundao. Conhea um pouco mais sobre este teste to importante para a Arquitetura e a Construo Civil. O projeto de fundaes uma etapa importante de qualquer construo, de todos os portes. Afinal, sobre a fundao que repousa todo o peso da obra, e de nada adiante construir sobre uma base instvel.

O conhecimento do tipo de solo, conforme j mostramos em artigo anterior, importante para se conhecer o comportamento esperado ao receber as cargas, mas para saber o melhor tipo de fundao preciso saber:

Quais so os tipos de solo que esto sob a obra, qual a profundidade e espessura das camadas; Qual a profundidade do lenol fretico;

Qual a capacidade de carga do sub-solo, nas diversas profundidades;

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Como o solo se comporta ao receber carga.

Para obter estes tipos de informao o teste mais econmico e elucidativo o ensaio SPT. A partir dele o projetista de fundaes poder solicitar exames mais especficos, caso ache necessrio.

2.3.1 Equipamentos Utilizados

O equipamento para a sondagem a percusso simples e pode ser relativamente barato. Existem solues mais sofisticadas em termos de facilidade e preciso, mas o material bsico consiste em:

Trip equipado com sarilho, roldana e cabo;

Tubos metlicos de revestimento, com dimetro interno de 63,5 mm (2,5);

Hastes de ao para avano da perfurao, com dimetro interno de 25 mm;

Martelo de ferro para cravao das hastes de perfurao, do amostrador e do revestimento. Seu formato cilndrico e o peso de 65 kg;

Conjunto motor-bomba para circulao de gua no avano da perfurao;

Trpano de lavagem constitudo por pea de ao terminada em bisel e dotada de duas sadas laterais para a gua a ser utilizada;

Trado concha com 100 mm de dimetro e helicoidal com dimetro de 56 a 62 mm;

Equipamento para ensaio de percusso e medio do SPT de subsolo.

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Amostrador padro de dimetro externo de 50,8 mm e interno de 34,9 mm, com corpo bipartido (vide figura abaixo).

Com equipamento to simples, de suma importncia que o pessoal que vai manuse-lo seja bem treinado, srio e atento. Da de percebe a importncia de escolher uma boa empresa de sondagem, pois um teste mal feito pode levar a concluses errneas e interferir negativamente na escolha e dimensionamento da fundao, ou seja, haver um aumento no custo e possvel perda na qualidade da edificao.

2.3.2 Como Feita a Sondagem

O ensaio consiste em fazer uma perfurao vertical com dimetro normal 2,5" (63,5mm). A profundidade varia com o tipo de obra e o tipo de terreno, ficando em geral entre 10 a 20 m. Enquanto no se encontra gua, o avano da perfurao feita, em geral, com um trado espiral (helicoidal).

O avano com trado feito at atingir o nvel de gua ou ento algum material resistente. Da em diante, a perfurao continua com o uso de trpano e circulao de gua, processo denominado de lavagem. O trpano uma ferramenta da largura do furo e com terminao em bisel cortante, usado para desagregar o material do fundo do furo.

O trpano vai sendo cravado no fundo do furo por repetidas quedas da coluna de perfurao (trpano e hastes). O martelo cai de uma altura de 30 cm, e a queda seguida por um pequeno movimento de rotao, acionado manualmente da superfcie, com uma cruzeta acoplada ao topo da coluna de perfurao. Injeta-se gua sob presso pelos canais existentes nas hastes, esta gua circula pelo furo arrastando os detritos de perfurao at a superfcie. Para evitar o desmoronamento das paredes nas zonas em que o solo apresenta-se pouco coeso instalado um revestimento metlico de proteo (tubos de revestimento).

A sondagem prossegue assim at a profundidade especificada pelo projetista (que se baseia na norma), ou ento at que a percusso atinja material duro como, por exemplo, rocha, mataces, seixos ou cascalhos de dimetro grande.

Durante a perfurao, a cada metro de avano feito um ensaio de cravao do amostrador no fundo do furo, para medir a resistncia do solo e coletar amostras. Esse ensaio, denominado ensaio de penetrao ou ensaio SPT, feito com equipamento e procedimento padronizados no mundo todo, para permitir a correlao de seu resultado com a experincia consolidada de muitos estudos feitos no Brasil e no exterior.

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O amostrador (figura ao lado) cravado atravs do impacto de uma massa metlica de 65 kg caindo em queda livre de 75 cm de altura. O resultado do teste SPT ser a quantidade de golpes necessrios para fazer penetrar os ltimos 30 cm do amostrador no fundo do furo. Se o solo for muito mole, anota-se a penetrao do amostrador, em centmetros, quando a massa simplesmente apoiada sobre o ressalto. A medida correspondente penetrao obtida por simples apoio, ou zero golpes, pode ser expressiva em solos moles. Na penetrao por batida da massa conta-se o nmero de golpes aplicados, para cada 15 cm de penetrao do amostrador.

As diretrizes para a execuo de sondagens so regidas pela NBR 6484, "Execuo de Sondagens de simples reconhecimento", a qual recomenda que, em cada teste, deve ser feita a penetrao total dos 45 cm do amostrador ou at que a penetrao seja inferior a 5 cm para cada 10 golpes sucessivos. A cada ensaio de SPT prossegue-se a perfurao (com o trado ou o trpano) at a profundidade do novo ensaio.

No Brasil, as empresas de sondagem esto adquirindo equipamentos com sistema hidrulico e movidos por motor a combusto, para execuo do ensaio SPT, cujo amostrador cravado no terreno por meio de martelo mecnico.

2.3.3 Critrios de Paralisao da Sondagem

O processo de perfurao, por trado ou lavagem, associado aos ensaios penetromtricos, ser realizado at onde se obtiver nesses ensaios uma das seguintes condies:

1 - Quando em 3 m sucessivos se obtiver ndices de penetrao maiores do que 45/15; 2 - Quando em 4 m sucessivos forem obtidos ndices de penetrao entre 45/15 e 45/30; 3 - Quando, em 5 m sucessivos, forem obtidos ndices de penetrao entre 45/30 e 45/45 (nmero de golpes/espao penetrado pelo amostrador).

Caso a penetrao seja nula dentro da preciso da medida na seqncia de 5 impactos do martelo o ensaio ser interrompido, no havendo necessidade de obedecer o critrio estabelecido acima.

Entretanto, ocorrendo essa situao antes de 8,00 m, a sondagem ser

Amostrador padro para ensaio SPT. A padronizao internacional permite comparaes entre estudos feitos em diversas partes do mundo.

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deslocada at o mximo de quatro vezes em posies diametralmente opostas, distantes 2,00 m da sondagem inicial.

2.3.4 Coleta de Amostras

Na sondagem a percusso, so coletadas amostras obtidas pelo amostrador e aquelas retiradas nos avanos dos furos entre um e outro ensaio de SPT, por trado ou lavagem. As amostras retiradas do amostrador devem ser acondicionadas em frascos hermticos para a manuteno da umidade natural e das suas estruturas geolgicas.

As amostras de trado devem ser acondicionadas em sacos plsticos ou ordenadas nas prprias caixas de amostragem. As amostras retiradas por sedimentao da gua de lavagem ou de circulao tambm devem ser guardadas. Elas so constitudas principalmente pela frao arenosa do solo original, pois os finos geralmente so levados pela gua de circulao da sondagem.

2.3.5 ndice de Resistncia Penetrao

O ndice SPT foi definido por Terzaghi-Peck, que nos diz que o ndice de resistncia penetrao (SPT) a soma do nmero de golpes necessrios penetrao no solo, dos 30 cm finais do amostrador. Despreza-se portanto o nmero de golpes correspondentes cravao dos 15 cm iniciais do amostrador.

Ainda que o ensaio de resistncia penetrao no possa ser considerado como um mtodo preciso de investigao, os valores de SPT obtidos do uma indicao preliminar bastante til da consistncia (solos argilosos) ou estado de compacidade (solos arenosos) das camadas do solo investigadas. Veja a tabela abaixo:

ndices de resistncia penetrao e respectivas designaes

Solo ndice de Resistncia Penetrao Designao

Areias e siltes arenosos

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11 - 30 Medianamente compacto

31 - 50 Compacto > 50 Muito compacto

Areias e siltes argilosos

30 dura

2.3.6 Nmero de Furos

A NBR 8036/83 (Programao de sondagens de simples reconhecimento dos solos para fundaes de edifcios) estabelece os nmeros de perfuraes a serem feitas, em funo do tamanho do edifcio, conforme segue:

No mnimo uma perfurao para cada 200m de rea da projeo em planta do edifcio, at 1.200m de rea;

Entre 1.200 m e 2.400m fazer uma perfurao para cada 400 m que excederem aos 1.200 m2 iniciais;

Acima de 2.400m o nmero de sondagens ser fixado de acordo com o plano particular da construo.

Em quaisquer circunstncias o nmero mnimo de sondagens deve ser de 2 para a rea da projeo em planta do edifcio at 200m, e trs para rea entre 200m e 400m.

2.3.7 Interpretao dos Resultados

Na maioria dos casos, a interpretao dos dados SPT visa a escolha do tipo das fundaes, a estimativa das taxas de tenses admissveis do terreno e uma previso dos recalques das fundaes.

Assim, a empresa encarregada de fazer o ensaio fornece um relatrio dos trabalhos e uma desenho esquemtico de cada furo. A partir da, cabe ao projetista interpretar os resultados para escolher o tipo de fundao ou, se ainda achar os dados inconclusivos, pedir algum ensaio mais especfico.

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A escolha do tipo de fundao feita analisando os perfis das sondagens, cortes longitudinais do subsolo que passam pelos pontos sondados. A presso admissvel a ser transmitida por uma fundao direta ao solo depende da importncia da obra e tambm da experincia acumulada na regio, podendo ser estabelecida em funo de ndice correlacionado com a consistncia ou compacidade das diversas camadas do subsolo.

O quadro abaixo apresenta uma correlao do mesmo tipo, para solos coesivos, igualmente estabelecida por Terzaghi-Peck. Esta correlao entre o ndice de resistncia penetrao e a resistncia compresso simples ainda menos precisa que a anterior e tem tambm carter indicativo.

Relao entre tenso admissvel e nmero de golpes (SPT) Tipo de solo Consistncia SPT Tenso admissvel (Kg/cm)

Argila

Muito mole < 2 < 0,25 Mole 2 a 4 0,25 a 0,5 Mdia 4 a 8 0,5 a 1,0 Rija 8 a 15 1 a 2 Muito rija 16 a 30 2 a 4 Dura > 30 maior que 4

Areia

Fofa 50 > 6

Alm da tabela anterior, possvel estimar a carga admissvel em um solo mediante a frmula abaixo:

Assim, por exemplo, um solo com ndice SPT de 20 teria uma tenso admissvel de 3,47 Kg/cm/ e outro com SPT 16 teria uma tenso admissvel de 3 Kg/cm/. Mas devemos ressaltar que estes valores, tanto das tabelas quanto da frmula acima, so muito genricos e imprecisos. S mesmo uma anlise criteriosa da sondagem por um tcnico especializado pode determinar com preciso o melhor valor para a resistncia do solo.

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Isto porque alm do tipo de solo e sua resistncia SPT, o projetista deve levar em conta outros fatores inerentes s fundaes (forma, dimenses e profundidade) e ao terreno que servir de apoio, analisando a profundidade, nvel d'gua e possibilidade de recalques, alm da existncia de camadas mais fracas abaixo da cota de nvel prevista para assentar as fundaes.

2.3.8 Apresentao dos Resultados

Os dados colhidos na sondagem so mostrados na forma de perfil individual do furo, ou seja, um desenho que traduz o perfil geolgico do subsolo na posio sondada, baseado na descrio dos testemunhos, aquelas amostras colhidas durante a perfurao. A descrio dos testemunhos feita a cada manobra e inclui:

1 - Classificao litolgica: Cor, tonalidade e dados sobre formao geolgica, mineralogia, textura e tipo dos materiais.

2 - Estado de alterao das rochas: Trata-se de um fator que faz variar extraordinariamente suas caractersticas. As descries do grau de alterao das rochas, embora muito informativas, so at certo ponto subjetivas por se basearem normalmente na opinio do autor da classificao.

3 - Grau de fraturamento: Uma das maneiras de avaliar o grau de fraturamento da rocha atravs do nmero de fragmentos por metro, obtido dividindo-se o nmero de fragmentos recuperados em cada manobra pelo comprimento da manobra.

2.3.9 Perfis Geolgicos Tpicos

O solo varia de regio para regio, dentro do prprio lote podem ocorrer variaes bruscas de composio e resistncia do solo, da a importncia de seguir os procedimentos normatizados para ter uma representao o mais fiel do subsolo em estudo.

2.4 PATOLOGIA GEOTCNICA

A engenharia geotcnica deve ser praticada integralmente para no se tornar o agente causador de manifestaes patolgicas. Sua aplicao, sem considerar a intuio, pode ser catastrfica. A origem das manifestaes patolgicas, em engenharia geotcnica, ou seja, em obras de: contenes, taludes, fundaes, barragens e outras; est relacionada a diversos fatores, mas um o principal e essencial, assim chamado de intuio, percepo, bom senso ou senso crtico.

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A prtica do engenheiro geotcnico tem sido exercida de forma dicotmica. No que se refere questo j to polemizada entre a experincia e a teoria (lgica matemtica).

Desse modo, acredita-se que as questes polemizadas, entre teoria e prtica, teriam sido atendidas. Ou seja, haveria a aplicao dos aspectos tericos e prticos.

Entretanto, muitas vezes isso no realizado, ou seja, o projeto tem sido reduzido a um desenho apenas e pior, at as questes lgicas da engenharia geotcnica, como o clculo e as investigaes geotcnicas, tm sido negligenciados.

O poder econmico e poltico tm corrompido o meio tcnico levando a uma prtica de engenheira geotcnica lamentvel. Pois, sabido o quanto s sondagens, ensaios e outros procedimentos consagrados, vm sendo negligenciados, e quando realizados, de forma inadequada, acarretando em conseqncias desastrosas.

Mas, o fato que o engenheiro geotcnico, parece ter perdido seu senso crtico. Pode-se lembrar de um artigo de Peck, de 1980, intitulado Onde Foi Parar O Senso Crtico?, no qual relata diversos insucessos de obras de barragens, atribudos falta de bom senso.

O que interessante ressaltar, que quando explica o bom senso/senso crtico leva a questo da falta de experincia dos engenheiros calculistas, isto , a supervalorizao dos clculos (mtodo dos elementos finitos) em detrimento a experincia. E, explica no ser contra os clculos.

Considera-se atual a questo colocada no artigo de Peck (1980), principalmente pela atualidade da questo, lembremos dos insucessos recentes, e conclui-se que a sociedade especializada ainda no conseguiu implantar tal conduta, pressionada que pelos poderes dominantes. No se deseja aqui, eximi-la da responsabilidade. Muito pelo contrrio, entende-se que todo e qualquer profissional que se submete, a tal comportamento, est se permitindo a corrupo de seus valores mais profundos e ticos.

Quanto explicao de Peck, de colocar o senso crtico relacionado apenas com a experincia, tenho a considerar minha opinio contrria, ou uma interpretao diferente da que tive, ao ler seu artigo.

Pode-se compreender que existem trs fatores a serem considerados, para consecuo de uma boa engenharia geotcnica, que so: teoria, prtica e intuio e este ltimo pode ser entendido como percepo, bom senso ou senso crtico.

A engenharia geotcnica deve ser exercida, de forma integral, contemplando

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trs aspectos ao mesmo tempo, ou seja: a razo (matemtica, clculo), a prtica (ao) e a energia essencial que a intuio.

Assim, pode-se concluir, que a boa engenharia geotcnica, s ser profcua, ao considerar a teoria conjuntamente com a experincia, sem excluir, mas muito ao contrrio, considerando necessariamente e principalmente a intuio ou percepo, como um fator indispensvel boa prtica da engenharia.

No caso da engenharia geotcnica, o engenheiro deve se por em ao, utilizando as tcnicas existentes, e mais adequadas, caso a caso, tanto nas investigaes como nos clculos, alm de sua experincia e a bibliografia existente e, conjuntamente com as ferramentas vindas da teoria, que representa os pesquisadores e a prtica vivenciada em projetos e obras. Mas, sem perder o senso crtico, o bom senso, a intuio e percepo.

Voltando a questo de Peck (1980) tem-se a ratificar que o ser humano parece estar totalmente alheio s infinitas oportunidades metafsicas, reduzindo e ainda, precariamente, a engenharia geotcnica, a aspectos eminentemente sensoriais, indo do particular para chegar no geral, deixando de lado sua capacidade e idias ou senso crtico.

At certo momento da vida profissional, o engenheiro normalmente se depara com a dvida de qual seria o caminho mais adequado a seguir. Seduzido pela teoria (pesquisa acadmica), mas com certa insatisfao, pois sente a necessidade dos aspectos prticos referentes execuo das obras.

Se bem que para realizar um bom projeto, dever do engenheiro geotcnico imaginar a execuo da obra projetada. Assim, ele deve definir as etapas e a seqncia construtiva e as especificaes tcnicas de execuo, alm do controle tecnolgico. Tambm indispensvel considerar que o projetista geotcnico realize a assessoria tcnica a obra, procurando identificar se as premissas de projeto esto se confirmando, e ajust-las as reais condies de campo.

2.5 ESCORREGAMENTO DE TALUDES E ENCOSTAS

Na poca de chuvas comum ocorrer os deslizamentos ou escorregamentos de taludes e encostas. Em zonas urbanizadas estas ocorrncias so mais graves, pois envolvem vidas humanas muito mais efetivamente.

2.5.1 Competncia da Soluo

Entende-se que a soluo para esses problemas de competncia dos engenheiros civis, apesar de algumas escolas de arquitetura terem, em seus currculos, as cadeiras de mecnica dos solos e obras de terra, que tratam do assunto e, dos gelogos que deveriam sempre estar assessorando e trabalhando junto com engenheiro civil especializado em geotecnia.

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No entanto, os cursos de graduao devem ser entendidos como bsicos, pois o tempo disponvel para da engenharia geotcnica muito inferior ao necessrio. E, portanto, julga-se indispensvel o envolvimento de engenheiros civis especializados em geotecnia para conceberem as solues aos problemas de escorregamentos ou movimentaes de solo.

2.5.2 Conhecimentos Bsicos

Os conhecimentos bsicos que devem estar na mente dos profissionais envolvidos com os deslizamentos de terra sero descritos a seguir:

Existem agentes e causas deflagradoras dos escorregamentos. Os agentes podem ser predisponentes ou efetivos, estes podem ser preparatrios ou imediatos. Os agentes predisponentes referem-se, principalmente, aos aspectos geolgicos, hidrolgicos e morfolgicos. Os preparatrios so aqueles que progressivamente causam um efeito nocivo estabilidade do macio de terra e ou rocha;

As causas da ao dos agentes podem ser resumidas em um aumento da solicitao da estrutura do macio e ou em uma reduo da resistncia dos materiais do macio;

As principais causas que deflagram os movimentos de terra so: as guas subterrneas, as chuvas e as aes antrpicas;

As principais aes antrpicas so: lanamento e concentrao de guas, execuo de aterros e cortes inadequados, lanamentos de matrias diversos em taludes e encostas e remoo de cobertura vegetal.

2.5.3 Providncias Tcnicas

Identificada uma rea crtica, recomendam-se as seguintes providencias genricas, a serem atribudas a um engenheiro civil geotcnico:

Investigar os itens supracitados, atravs de visita ao local, consulta a mapas geolgicos, morfolgicos e outros. Alm da execuo de sondagens, ensaios de laboratrio e campo, pesquisas bibliogrficas e levantamentos topogrficos;

Analisar e interpretar as informaes geotcnicas do item anterior, alm de outras especficas que dependem de cada caso;

Diagnosticar o problema identificando sua causa ou fenomenologia e gravidade a curto, mdio e longo prazo;

Determinar solues possveis e providncias necessrias, tanto as imediatas, como outras a mdio e longo prazo.

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2.5.3 Questo Filosfica

Sugere-se, sempre, que empresas especializadas em projetos e consultoria em engenharia geotcnica sejam consultadas, para investigar e interpretar as condies geotcnicas e diagnosticar o problema, oferecendo alternativas de soluo. Depois, podero ser efetuados estudos econmicos, considerando os riscos a populao e recursos disponveis e prazos envolvidos.

Recomenda-se como filosofia praticar engenharia geotcnica de uma forma que os problemas sejam tratados de forma transparente desde as dificuldades nas investigaes geotcnicas at a avaliao dos resultados da obra. Ou seja, a prtica desta especialidade trata dos solos cujos comportamentos so bastante variveis e peculiares sendo muitas vezes difcil sua investigao. Assim, o engenheiro geotcnico deveria muitas vezes avaliar os resultados das obras, sem que a sociedade pusesse em duvida sua capacidade. Mas, sim se entende sua dificuldade e ignorncia sempre afeta s suas tomadas de decises.

Concluda a fase de investigaes, caracterizado o problema do ponto de vista geotcnico, entende-se ser indispensvel ao proprietrio da obra ou rgo pblico o conhecimento da causa ou origem do problema, objeto daquela interveno geotcnica.

Portanto, julga-se importante que a sociedade tenha no apenas a soluo do problema, mas tambm, o conhecimento das incertezas geotcnicas que justificam as investigaes e a avaliao de desempenho. Entende-se ser esta, a melhor forma para conjuntamente com o interessado, escolher a melhor soluo tcnica e econmica para o problema.

2.5.4 Contratao do Projeto

O responsvel por uma rea afetada pela instabilizao dever saber contratar os servios de projeto e consultoria para que as recomendaes apresentadas anteriormente sejam efetivamente implementadas. Caso contrrio, a probabilidade do problema se repetir ou at se agravar e dos riscos aumentarem elevando os custos da soluo final sero maiores.

Assim recomenda-se a execuo de um termo de referncia na contratao destes servios que contemplem no mnimo o atendimento as normas brasileiras da ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas) e ao Programa de Qualidade Setorial da ABEG (Associao das Empresas de Projeto e Consultoria de Engenharia Geotcnica) desenvolvido inicialmente para o programa de qualidade QUALIHAB do CDHU (Companhia de Habitao e de Desenvolvimento Urbano do Estado de So Paulo).

A contratao de empresas executoras de obras nem sempre desejvel. Pois

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estas empresas geralmente so especializadas em determinadas solues de contenes e no contemplariam, portanto todas as alternativas. Para cada problema h uma srie de possveis para uma soluo mais econmica de um dado problema forando assim uma soluo conveniente a si prprio.

2.5.5 Contedo do Projeto

O termo de referncia deve conter a descrio dos servios a serem desenvolvidos pelo engenheiro geotcnico. Este instrumento tem como funo dar transparncia s envolvidas na contratao do contedo do trabalho a ser desenvolvido e, portanto nivelar os custos das propostas ofertadas pelos interessados na execuo do projeto.

O projeto dever conter:

a) Conhecimento do Problema

Possibilidade de riscos de novos deslizamentos;

Comprometimento de edificaes ou outras obras do entorno;

Geometria do problema (inclusive da ruptura);

Situao do sistema de drenagem;

Anlise dos condicionantes geolgicos;

Mecanismo, causa, origem e fenomenologia do problema.

b) Levantamento Planialtimtrico Cadastral

Referencial de nvel seguro (marco de concreto) para projeto e obra;

Densidade de pontos de levantamento, mnimo 200 por hectare;

Desenho em CAD.

c) Investigao Geolgico-Geotcnica

Justificativa do programa realizado para conhecer os tipos e comportamento de solos;

Perfil e outros resultados das investigaes;

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Camadas tipicamente semelhantes, identificadas atravs de ndices e parmetros geotcnicos;

Justificativa do que e como foi adotado para representar os tipos e comportamentos dos solos.

d) Parmetros Geotcnicos

Justificativa de como foram adotados os parmetros para os clculos;

Justificativa dos tipos de solos e comportamentos adotados;

Agrupamento dos parmetros por camadas.

e)Hipteses e Metodologias de Clculo

Hipteses, modelos mentais, fsicos e matemticos adotados;

Justificativa tcnica econmica da soluo;

Soluo de conteno e ou estabilizao adotada, conforme origem, causa ou fenomenologia do problema;

Hipteses e metodologias de clculo adotadas;

Referncias bibliogrficas adotadas, indicando: autor(es), data, livro, tese, artigo, congresso, volume e pgina;

Referncias das formulas expresses e parmetros junto com os clculos.

f) Clculos e Resultados

Clculos e resultados, sempre com correspondente justificativa;

Justificativa de todos os termos, parmetros e variveis (com referncias);

Sees e outras peas grficas indicando:

- A obra com dimenses;

- O correspondente perfil geolgico geotcnico.

g) Planta da Situao Atual

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h) Planta da Situao Projetada

Elementos geomtricos necessrios quantificao e execuo da obra;

Sees e detalhes que permitam compreenso da obra.

i) Quantitativos e Custos

Quantitativos e custos

Relao dos itens do quantitativo e especificaes tcnicas.

j)Mtodos e Etapas Executivas

Seqncia de execuo da obra.

k) Especificaes Tcnicas e Critrios de Medio e Pagamento

Procedimentos e controles tecnolgicos a serem atendidos pelo executor da obra;

Especificaes de execuo e recebimento, que devero estar relacionadas com item de quantitativos, conforme cada item de medio.

l) Contratao da Obra

m) Acompanhamento Tcnico da Obra

Manda a boa norma (e o bom senso!) que o acompanhamento tcnico das obras seja realizado por engenheiro geotcnico.

2.6 ESTABILIZAO DE TALUDES

A estabilizao de taludes naturais, de corte ou de aterros compactados talvez seja a demanda mais comum do grande universo das obras da Engenharia Geotcnica. Seja em obras virias, em barragens, em minerao, em canalizao de cursos dgua, em terraplenos para instalaes industriais ou comerciais, em zonas de expanso urbana, em escavao de valas, em encostas naturais de regies serranas, etc., l esto os taludes a representar ameaas graves e reais para a implantao e a operao dos servios pretendidos.

Em um pas como o nosso, com grande parte de seu territrio caracterizado

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por um clima mido e quente, o que se traduz em forte atuao do intemperismo qumico sobre os macios e em ndices pluviomtricos crticos, fenmenos de instabilidade de taludes impem-se sobremaneira como comuns e problemticos.

Pode-se afirmar que em termos tericos e prticos a Geotecnia brasileira destaca-se, inclusive em termos internacionais, por sua grande evoluo, especialmente a partir dos anos 60, no entendimento e no enfrentamento do problema.

No entanto, por motivos que demandariam uma maior anlise, o que se tem visto mais recentemente o predomnio, ou do descaso, quando ento torce-se para que no acontea nada com o talude e incorpora-se o risco de enfrentar-se as conseqncias de uma eventual ruptura ou eroso generalizada, ou da adoo cmoda da moda tecnolgica do momento para uma pretendida soluo do problema.

Essa questo do modismo em obras de engenharia um dos fatores que mais depem contra a imagem tcnica nacional. Pois que o modismo expe justamente a fragilidade tcnica para a compreenso e avaliao do problema real e singular que se enfrenta, providncia que, se bem conduzida, propiciaria a escolha de uma soluo especfica tima para cada caso em particular. Com certeza, sempre mais segura e mais econmica.

prtica do modismo na engenharia o caminho inverso do pensamento racional e cientfico: tem-se a soluo e sai-se procura do problema.

Na linha do modismo, por muito tempo enfrentamos, no caso da estabilizao de taludes, a ditadura do muro de gravidade de concreto. Seguiram-lhe os extensos retaludamentos em bermas de alvio. Mais frente, apresentou-se a panacia da cortina e dos painis atirantados. Logo adiante apareceram os milagrosos gabies, sendo indicados para todo tipo de fenmeno. Todas essas alternativas, com maior ou menor intensidade, lanaram tambm mo dos polmicos drenos horizontais profundos. Algumas tcnicas complementares tambm gozaram seus momentos de fama e cobiado modismo: hidro-semeadura, geo-txteis, telas orgnicas, terra armada, entre outras. Mais recentemente tenho percebido a adoo de mais um modismo, desta vez o concreto projetado com tela de armao, tcnica tambm conhecida por tela argamassada.

Seja o caso de uma suspeita de ruptura profunda, seja o caso do risco de desprendimento de blocos de rocha, seja o caso de uma desagregao ou uma eroso superficial ou outro fenmeno qualquer, l est a milagrosa soluo: tela argamassada. E para completar a precariedade do conhecimento tcnico, instala-se a indefectvel malha geomtrica daqueles drenos de PVC, desde a base at praticamente o limite superior do talude, como se o nvel dgua pudesse variar com essa extenso vertical em um talude de corte. Fosse o caso de se aliviar eventuais sub-presses entre a face do talude e a crosta de concreto por guas infiltradas, bastaria que se picotasse (perfurasse) esta

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crosta, obedecendo a mesma malha geomtrica, com um bom martelo de ponta, o que dispensaria aquela infinidade de tubos espetados passando a idia de sofisticados drenos. Enfim, a base do modismo tecnolgico est no descaso com a necessidade de uma boa investigao fenomenolgica, e seu resultado prtico a profuso de obras de estabilizao que no tm absolutamente nada a ver com os reais fenmenos de instabilidade ocorrentes nos taludes a que se destinam. Uma enganosa facilidade de momento que leva inexoravelmente a gastos desnecessrios (matando moscas com canho) ou a problemas que vo desde graves acidentes a enormes despesas com servios de manuteno, sobre-conservao e recuperao para um futuro prximo. Como sempre, uma esperta economia em projeto e em consistentes estudos preliminares continua vitimando o oramento de contratantes, impondo-lhes com freqncia graves problemas de ordem logstica e jurdica. Como tambm colaborando para corroer sua imagem social.

O abandono do deletrio modismo tecnolgico passa pela disposio de contratantes, projetistas e empreiteiras em retornar velha e sbia verdade de ordem geolgico-geotcnica: o procedimento de estabilizao de um talude, de qualquer natureza, inicia-se, necessariamente, pela exata compreenso qualitativa e quantitativa do fenmeno geolgico-geotcnico que se est enfrentando. Somente essa compreenso, para o que a participao de uma boa Geologia de Engenharia indispensvel, permitir a adoo de uma soluo perfeitamente solidria e adequada ao fenmeno. Adicionalmente, a segurana proveniente dessa compreenso libera o projetista para a adoo de Coeficientes de Segurana mais modestos e para uma maior ousadia na escolha da soluo de engenharia. Do que decorrero, em relao direta, obras mais econmicas e eficazes. Enfim, e resumindo, retornar ao primado da inteligncia e do bom senso.

2.7 A IMPORTNCIA DA CAMADA SUPERFICIAL DE SOLOS

No mbito da Geologia de Engenharia e da Agronomia talvez no haja recomendao tcnica mais simples e importante do que essa para orientar as atividades humanas no meio urbano e no meio rural. Ainda que de forma resumida e superficial, cabe, de incio, esclarecer uma questo terminolgica. Os gelogos de engenharia e os agrnomos usam termos diferentes para classificar as diferentes camadas de solos. Os primeiros adotam a seguinte srie para o que denominam de camadas: solo orgnico (camada superficial dessimtrica rica em matria orgnica); solo superficial (camada bastante afetada pelo intemperismo e pelos processos de laterizao e pedognese, cuja espessura varia de 0,5 m a alguns metros); solo saproltico ou solo de alterao de rocha (camada de solo com minerais j alterados quimicamente, mas que guarda vrias feies herdadas da rocha original, com espessuras extremamente variveis, desde decmetros at mais de uma dezena de metros); finalmente, com profundidade praticamente ilimitada, rocha pouco alterada ou s. J os agrnomos, que ao invs de camada usam o termo horizonte, classificam a mesma seqncia com as seguintes denominaes:

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horizonte A, horizonte B, horizonte C e rocha, agregando s propriedades descritas caractersticas prprias do comportamento agronmico destes solos.

Em regra, a camada de solo superficial (horizonte B agronmico) tem uma composio bem mais argilosa do que as camadas inferiores (solo saproltico horizonte C agronmico), especialmente considerando o perfil de solos tpico do embasamento geolgico cristalino (rochas magmticas e metamrficas), o que lhe confere uma coeso entre partculas muito maior, tornando-a, por conseguinte, mais resistente aos processos erosivos de superfcie. Vale lembrar que a argila o tipo de solo formado por minerais com a granulometria mais fina (o dimetro das partculas inferior a 0,002 mm), o que resulta em uma propriedade altamente ligante, ou seja, a argila d coeso aos gros minerais formadores dos solos.

interessante a explicao do motivo pelo qual h mais minerais argilosos na proximidade da superfcie dos terrenos. Os minerais das rochas primrias (magmticas ou metamrficas) se formaram em condies extremas de temperatura e presso. Ou seja, so ambientalmente compatveis com essas condies extremas e, portanto, francamente desarmnicos com as condies ambientais hoje vigentes na superfcie do planeta. O processo de alterao de uma rocha , assim, um processo qumico e fsico-qumico que caminha em direo produo de novos minerais, mais compatveis com o meio ambiente da superfcie. Desses novos minerais, os mais equilibrados com esse novo ambiente so os argilosos.

Alm do intemperismo (desagregao e alterao fsico-qumica dos minerais da rocha), dois outros fenmenos so importantes na formao dos solos superficiais e influem em suas caractersticas. A pedognese, que envolve alterao bioqumica dos minerais, e a laterizao, que implica a migrao de ons no interior do solo. Ambos os fenmenos contribuem para a produo de minerais argilosos e para a cimentao das partculas por diversas classes de xidos, o que concorre tambm para uma maior ligao entre as partculas desses solos. Graas a esses fatores, os solos superficiais (horizonte B agronmico) de rochas cristalinas e de muitas rochas sedimentares chegam a ser 30 vezes mais argilosos do que os solos das camadas inferiores e at 100 vezes mais resistentes eroso.

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Perfeita distino entre a camada superficial, com solos mais argilosos e laterizados, e o solo de alterao mais profundo, silto-arenoso, extremamente

erodvel, em terrenos cristalinos do Planalto Paulistano.

Evidncia da maior resistncia dos solos superficiais eroso em terrenos sedimentares da

Bacia do Paran, local prximo a Piracicaba - SP.

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Distino ntida entre o horizonte superficial mais argiloso e laterizado e o solo de alterao subjacente. Terrenos metamrficos do Grupo So Roque

prximos a Cotia-SP.

Solos superficiais expostos eroso por seqncia descontrolada e predatria de desmatamento, agricultura e pecuria. Regio de Governador Valadares -

MG.

No meio rural h um problema adicional grave: o desmatamento para explorao de madeira, para avano de atividades agrcolas ou pecurias, o revolvimento contnuo dos solos superficiais e a no adoo de tcnicas conservacionistas de cultivo, entre outros procedimentos, fazem com que os principais elementos nutritivos desses solos sejam lixiviados (carreados por percolao de gua), o que os torna progressivamente estreis para a agricultura.

Tal deficincia em parte s pode ser compensada mediante expressivo gasto com fertilizantes, corretivos e defensivos agrcolas. Entre as tcnicas

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conservacionistas de cultivo, destacam-se o emprego de curvas de nvel, o plantio direto, a rotao e a combinao de culturas.

Do ponto de vista econmico, os processos erosivos em reas rurais e urbanas brasileiras acarretam prejuzos da ordem de bilhes de dlares ao ano para o pas. A perda mdia de solos por eroso superficial nas reas rurais utilizadas para atividades agropecurias no Brasil estimada em 25 toneladas de solo por hectare em um ano. Isso significa a perda de algo prximo a um bilho de toneladas de solo por ano, o que, para tornar o desastre ainda maior, promove intenso assoreamento de cursos dgua, lagos e vrzeas.

Na rea urbana o problema no menor. Na regio metropolitana de So Paulo, por exemplo, a perda mdia de solos por eroso estimada entre 10 e 15 toneladas de solo por hectare ao ano, levando liberao de at 3,5 milhes m/ano de sedimentos, que iro assorear a rede de drenagem natural e construda. Esse fenmeno hoje responsvel por enormes problemas para a infra-estrutura urbana, como a degradao de reas residenciais perifricas e o agravamento do porte e da intensidade das enchentes. Nas cidades, o principal fator de remoo da camada superficial de solos est na danosa cultura da terraplenagem, implementada de forma intensa, extensa e despropositada nas frentes de expanso urbana, via de regra removendo por completo os solos superficiais e expondo eroso os solos mais sensveis das camadas inferiores. As extensas terraplenagens so parte de um preguioso e irresponsvel procedimento tecnolgico pelo qual se busca adaptar a natureza s disposies de projetos-padro, ao invs de, criativamente, adapt-los s condies naturais (no caso, o relevo) das reas onde so implantados.

Os prejuzos para a sociedade brasileira advindos da remoo e do revolvimento de solos superficiais no meio rural e urbano so de tal magnitude, que esto a exigir uma verdadeira cruzada tecnolgica em favor de sua preservao. Tal campanha dever ser promovida pelo poder pblico, em todos os nveis, e pelos empreendimentos privados diretamente envolvidos com o problema. Mas, certamente, a primeira iniciativa caber ao meio tcnico-cientfico do pas.

2.8 EXECUTANDO ATERROS SEM MANIFESTAES PATOLGICAS

H muito aterro sendo feito de forma inadequada, sob as mais variadas justificativas. Porm, sem tecnologia correta, cria-se um mito que no condiz com a verdade. Seja qual for o volume de aterro, qual seja o solo do local e das possibilidades de reas de emprstimo (de onde se remove o solo), h um procedimento executivo de engenharia civil geotcnica adequado, que proporcionar economia e segurana.

Sem a devida aplicao dos conhecimentos geotcnicos na execuo desses aterros, muitos problemas podero ocorrer, tanto em pequenas como em grandes obras de engenharia, conforme exemplificado a seguir:

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Recalques e afundamentos de piso, ruas, vias e fundaes;

Vazamentos de redes hidrulicas e sanitrias;

Deslizamentos de taludes, contenes e muros de arrimo;

Vazamentos de lagoas de tratamento de resduos e lquidos;

Eroses internas em diques e barragens;

Impossibilidade de enchimento de lagoas, diques e barragens, devido perda de gua.

O termo rea de emprstimo, freqentemente utilizado, no deveria ser chamado assim, pois no se empresta mas sim se remove definitivamente daquele local os solos que sero utilizados para aterro. Mas o importante a questo da distncia do local de emprstimo at obra de aterro, pois este, muitas vezes em zonas urbanizadas, fator determinante nos custos da obra.

Tem-se um problema multidisciplinar na questo das jazidas de solos (reas de emprstimo), pois existem vrios aspectos a serem considerados, sejam: econmicos (funo da distncia de transporte e do valor da propriedade onde se executar as escavaes); licenciamento ambiental e o geotcnico, fator tcnico fundamental, que envolve a adequao dos solos a serem explorados para o aterro desejado.

Neste texto, ser abordado apenas o problema de engenharia geotcnica. Ressaltam-se a seguir, os aspectos referentes s propriedades de engenharia do aterro a ser executado e o solo proveniente da rea de emprstimo. Isto , ao projetar um aterro temos que conhecer as propriedades de engenharia dos solos a serem utilizados e que viro do emprstimo.

Tm-se as propriedades de resistncia, compressibilidade, e permeabilidades, que sero determinadas atravs de ensaios de laboratrio realizados em amostras de solos extradas das reas de emprstimo.

2.8.1 Jazidas de Solos

Geralmente tm-se vrias possibilidades de reas de emprstimo e, cada uma destas, tm diversas camadas de solo com diferentes caractersticas e em profundidades distintas. Isto requer um estudo de alternativas, procurando identificar entre elas a melhor alternativa tcnica e econmica de emprstimo.

Freqentemente questiona-se: isso muito complicado e caro? E a resposta : no.

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O que ser apresentado a boa tcnica, necessria para no ocorrerem problemas futuros nas obras de aterro. Este procedimento deve, evidentemente, ser revestido de bom senso pois, sempre se deve observar o custo e o benefcio envolvido na obra.

O mito ou a prtica atualmente reinante, que absurda, impe sociedade um comportamento patolgico, que o de passar a acreditar que o errado que o certo. Ou seja, a ignorncia pela falta do emprego dos conhecimentos da boa prtica de engenharia, acarreta em oportunidades para negcios no ticos, onerando a sociedade como um todo.

Portanto, de volta questo tcnica, preciso projetar a execuo do aterro com conhecimento prvio dos solos existentes, mais prximos ao local da obra e nas reas de menor custo de escavao. Quero dizer que o aterro deveria ser projetado para os solos de menor custo, existentes prximo obra. Contrariando, a prtica que se vem observando, que se desenvolve um projeto e depois disto que se parte para procurar um emprstimo.

Ora, sabe-tambm se que alguns profissionais experientes, at por fora do mito criado, praticam o contrrio. Mas, justamente este um dos objetivos do presente artigo, mostrar uma realidade aplicvel por ser boa para a sociedade, contrariando uma prtica scio-patolgica que onera e trs riscos a todos.

Os solos para execuo dos aterros so provenientes de escavaes e, atravs dos ensaios de laboratrio, se determinam as propriedades de resistncia, compressibilidade e ou permeabilidade, se e quando necessrias para as diferentes obras. Com estes parmetros tornam-se possveis os clculos de engenharia geotcnica que, ento, proporcionaro o dimensionamento dos taludes, aterros e camadas, entre outras, que traro a devida segurana s obras.

Mas existe outro aspecto fundamental no sucesso do empreendimento, que o controle tecnolgico, o qual tem que ser feito durante a execuo de aterros.

Antes de passar questo executiva do aterro, deve-se destacar este fator crucial, que no vem sendo aplicado nas obras de terraplenagem, que o de controlar as tais propriedades de engenharia, que na fase de projeto nortearam o clculo e o dimensionamento das estruturas (obras) de terra.

Ora, fcil entender que os parmetros geotcnicos so indispensveis aos clculos de engenharia, que redundaram no projeto do aterro. Mas agora, como saber se estas importantes propriedades, estaro sendo observadas no aterro executado?

Muitos colegas, diriam que atravs do controle tecnolgico, determina-se o grau de compactao e o desvio de umidade dos solos de aterro. E, isso est correto, entretanto, no est ai a resposta completa ou adequada, pois esse procedimento largamente empregado atualmente e necessrio, porm no suficiente, pois no determina as propriedades de resistncia;

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compressibilidade; e ou permeabilidade e, conseqentemente, no feita a verificao se as propriedades encontradas correspondem s adotas no projeto.

Ao longo do tempo, tm-se observado vrias manifestaes patolgicas nas obras de aterro e torna-se indispensvel um alerta como se faz agora, no s apresentando as anomalias, como a origem dos problemas e propondo os fundamentos para os procedimentos a serem adotados.

2.8.2 Exemplo Prtico de Sistema de Controle

A seguir, apresenta-se uma seqncia de atividades construtivas que englobam o controle tecnolgico de aterros.

Devero ser realizadas visitas peridicas com os seguintes objetivos:

Certificar que a geometria de execuo est de acordo com o projeto;

Determinar a altura de escavao at o solo de fundao;

Demarcar faixas de compactao na largura do rolo compactador;

Calcular a espessura da camada compactada (no mximo 20 cm);

Dimensionar a sobre-largura dos taludes;

Solicitar a execuo de gabarito para verificar a inclinao do talude;

Especificar as cotas, largura e inclinao das bermas e plats;

Durante as escavaes, coletar amostras indeformadas para execuo de ensaios triaxiais;

Garantir que o encontro do aterro com o macio de solo natural seja feito em degraus;

Garantir que a compactao no encontro fique de acordo com o projeto.

Caso o aterro tenha altura maior que o comprimento da lana da retro

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escavadeira, o corte da sobre-largura dever ser realizado conforme esquema a seguir:

A drenagem provisria dever ser executada antes da fase de compactao e outras fases das obras e dever ser ajustada, quando necessrio, durante a obra.

Lanamento e espalhamento das camadas soltas de aterro;

Definir previamente as faixas de compactao por meio de cruzetas e estacas;

Colocar piquetes a cada 10 metros, para verificar a espessura da camada compactada;

As faixas de compactao das camadas devem ser sobrepostas, conforme esquema a seguir:

Controlar visualmente a homogeneidade, verificando se h mudana de solo proveniente da rea de emprstimo.

Coletar amostras para ensaios de caracterizao e prctor normal para cada mudana solo (adotando no mnimo 3 amostras);

Fazer um croqui com a locao e numerao da coleta de amostras.

Quando houver mudana de solo da rea de emprstimo ou mudana de jazida, devem-se ter definidas as especificaes tcnicas deste solo antes do lanamento.

O lanamento e espalhamento devero ser executados em uma nica faixa.

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Assim, mesmo aps um perodo de chuvas, tem-se frente de trabalho no restante da praa que se encontra compactada e selada.

Verificar a homogeneidade do solo de fundao, quanto resistncia;

Exigir uniformidade das camadas, atravs do nmero de passadas do rolo compactador;

A espessura da camada no deve ter mais que 20cm compactada, salvo se existir na obra equipamento que permita espessuras maiores;

Executar coleta de corpos de prova por cravao de cilindros tipo triaxial ou hilf, e copinhos, para determinao de densidade e umidade em laboratrio a cada 300m, no mnimo dois por camada e, quando houver mudana do tipo de solo, proveniente de rea de emprstimo;

O engenheiro dever comparar os resultados dos ensaios de laboratrio com o grau de compactao (GC) e o desvio de umidade (h) especificados em projeto, e informar imediatamente ao encarregado de campo;

Solicitar escarificao para recompactao, secagem ou umedecimento da camada, caso no se apresente nas condies especificadas no projeto.

Solicitar que a ltima camada seja selada sempre que os servios forem paralisados ou quando houver iminncia de chuvas.

Fazer um croqui com a locao e numerao dos ensaios realizados;

Solicitar execuo de proteo superficial em taludes.

2.9 RECALQUES POR REBAIXAMENTO DO LENOL FRETICO

Os recalques provenientes do rebaixamento do lenol fretico tm sido muito comuns, ultimamente, tendo inclusive dado origem a freqentes demandas judiciais. Ora, o problema sobejamente conhecido da engenharia geotcnica e poderia ter sido evitado com a aplicao das tcnicas recomendveis.

Recorda-se que, l pelos fins da dcada de 70, quando j tinha os recalques presentes como objeto de ateno e quantificao em projetos de geotecnia para obras sanitrias de escavao de valas. Ento porque atualmente este problema tem gerado tantas controvrsias na sociedade?

O fato que no tm se dado devida ateno a esta questo, talvez face s dificuldades de um diagnstico geotcnico adequado. verdade que existem dificuldades, entretanto elas so socialmente inerentes responsabilidade dos

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profissionais encarregados, ou seja, para verificar a existncia da possibilidade de recalques, provenientes do rebaixamento do lenol fretico, o engenheiro civil geotcnico deve inicialmente conhecer as diferentes camadas, espessuras, distribuio e comportamento dos diversos solos afetados pelo provvel ou possvel rebaixamento do lenol fretico.

Para tanto, necessrio fazer sondagem na regio do entorno da futura escavao e na rea a ser afetada por tal rebaixamento, a qual poder-se-ia denominar de rea ou raio de influncia ou, ainda, cone de depresso do lenol fretico. Caberia ao engenheiro geotcnico encomendar tais investigaes, estimar as diferentes camadas existentes sob a influncia da depresso do lenol fretico e estimar a variao de presso de gua nos vazios dos solos.

H aqui, dois grandes problemas, que raramente so contingenciados em projetos de obras de escavao urbanas, ou melhor, em obras de subsolos de prdios.

1 - Criou-se uma cultura de no aplicao das tcnicas j conhecidas porm no aplicadas, caindo essas no desconhecimento.

2 - Pode-se tambm entender que seriam as dificuldades de executar as sondagens fora do local da obra que prejudicam a avaliao do subsolo.

Os dois fatores, somados, acabaram criando o costume, cultura, ou inadequao do que se faz atualmente, isto , realizar as investigaes apenas no terreno objeto da obra, no se fazendo sondagens nos vizinhos e ou nas ruas prximas.

Essa precariedade tambm afeta o projeto das contenes. Para sua realizao, exige-se o conhecimento das camadas dos solos da rea da obra para fora dela, o que se sabe no ser uma realidade.

Pode-se justificar esse procedimento na impossibilidade prtica e econmica de fazer sondagens fora da rea da obra. Trata-se, sim, de uma dificuldade que, culturalmente, foi aceita como impossibilidade mas, na verdade, um mito que se criou. Deve-se investigar melhor a regio do entorno da obra de escavao, sempre que o efeito do rebaixamento do lenol fretico for possvel de ocorrer.

2.9.1 A importncia do Lenol Fretico

Outro grande problema est na estimativa da presso de gua intersticial dos solos, que obtida a partir da rede de fluxo, formada pela percolao de gua no subsolo proveniente do lenol fretico e da escavao a ser executada. Essa demanda (rede de fluxo) est atrelada determinao do comportamento dos solos, em face da percolao de gua.

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Mais especificamente, o engenheiro civil geotcnico deveria programar ensaios de permeabilidade dos solos ao longo das camadas existentes. Estes ensaios podem ser feitos nos furos de sondagem ou atravs da obteno de amostras indeformadas dos solos e subseqente realizao de ensaios de laboratrio.

Como expressado acima, no se tem conhecimento deste tipo de procedimento, na maioria dos casos, ou seja, obras de edificaes com subsolos. Talvez seja muito rara essa prtica, porm sobejamente conhecida no meio geotcnico e utilizada em outros tipos de obras de escavao abaixo do lenol fretico.

Assim, tambm no cabe dizer que no seria possvel realizar tais ensaios e sondagens mas, sim que sua prtica no contingenciada por razes de dificuldades econmicas. Entende-se que, tecnicamente, obrigatrio o uso destas tcnicas para que a sociedade no padea com mais este nus causado pelo poder econmico e poltico ou pela incompetncia da engenharia brasileira.

Realizadas essas investigaes geotcnicas, segue-se o estudo com a realizao de ensaios de adensamento em amostras provenientes das camadas envolvidas no processo, que iro permitir a quantificao da compressibilidade das camadas do solo.

Ressalta-se tambm um fator muito importante: o rebaixamento natural do lenol fretico verificado em regies que recebiam uma determinada contribuio das chuvas e que por uma ocupao intensa e abertura de ruas seguidas por pavimentao e drenagem superficial impedem a infiltrao de gua no subsolo e, conseqentemente, acarretam a depresso do lenol fretico. Esse fato se d ao longo do processo de ocupao e impermeabilizao, que pode ser adicionado aos provenientes das obras de escavao.

Tambm se deve destacar que a depresso do lenol fretico depende do tempo em que o sistema de rebaixamento utilizado para propiciar a escavao dos subsolos, ou do bombeamento, realizado no fundo das escavaes, esteja em funcionamento.

Para viabilizar a escavao de subsolos abaixo do nvel de gua, muitas vezes utiliza-se de algum sistema de rebaixamento do nvel dgua (em solos mais permeveis). Outras vezes o rebaixamento se faz naturalmente com as escavaes (solos de baixa permeabilidade), neste caso executa-se apenas o bombeamento no fundo da cava.

Tambm h situaes em que, aps a concluso das obras, ainda se continua bombeando a gua do subsolo, tornando-se parte integrante do sistema de drenagem dos subsolos dos edifcios.

O que se deseja esclarecer que estas circunstncias devem ser consideradas

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nos projetos de rebaixamento do lenol fretico, o que raras vezes efetuado pelos responsveis. A quantidade de gua retirada do subsolo e no reposta pelo homem ou pela natureza (infiltrao das guas de chuvas) criar um dficit hdrico deprimindo o lenol fretico, com conseqentemente aumento da predisposio para o efeito de recalques.

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3 - FUNDAES

A ocorrncia de manifestaes patolgicas nas fundaes em obras civis tem sido observada e reportada com certa freqncia, tanto no Brasil como no exterior. Alguns casos clssicos como a Torre de Pisa (Itlia) e a Cidade do Mxico fizeram a fama de determinados monumentos e locais e foram extensivamente estudados e apresentados em publicaes tcnicas.

No Brasil, destacam-se as edificaes da cidade de Santos (So Paulo) e do litoral de Santa Catarina pelos desaprumos apresentados, tambm com referncias em inmeras publicaes especializadas. Estudo de casos podem ser encontrados em Cunha, et al. (1996).

As manifestaes patolgicas so, normalmente, decorrentes das incertezas e riscos inerentes construo e sua vida til de uma edificao e que devido aos inconvenientes causados pelo seu aparecimento fica clara a necessidade de serem evitadas, nas vrias etapas da vida de uma fundao.

No entanto, o reforo se faz necessrio em situaes extremas, em que as fundaes existentes se mostrem inadequadas para o suporte das cargas ou, ainda, quando ocorre aumento no carregamento e este novo valor no pode ser absorvido sem riscos e redues considerveis nos coeficientes de segurana. Em geral, a execuo de reforo em fundao um trabalho oneroso e causador de transtornos aos usurios da obra, exigindo que se realizem estudos e oramentos cuidadosos para uma avaliao adequada da viabilidade e convenincia de tais servios.

O presente texto mostra, de forma bastante resumida, os problemas de fundaes que costumam ocorrer, bem como suas origens. Tambm apresenta a natureza e tipos de intervenes existentes para o sistema solo-fundao-estrutura, com vistas a modificar seu desempenho.

O tema bastante amplo e este material dever servir apenas como roteiro de estudo. Mais detalhes sobre o tema pode ser obtido nas bibliografias recomendadas, que serviram como referncia na elaborao deste trabalho.

3.1 Problemas Relativos a Anlise e Projeto

A anlise de um problema de fundaes ocorre a partir da determinao das solicitaes ou cargas de projeto e da adoo de um modelo de subsolo, obtidos com base em investigaes geotcnicas. Essas informaes so interpretadas luz do conhecimento estabelecido sobre o comportamento do solo sob carga, ou transmisso de esforos massa de solo. Freqentemente os principais problemas que ocorrem na fase relativa anlise e elaborao de um projeto de fundao envolvem (Milititsky e Schnaid, 2005):

_ O comportamento do solo;

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_ Os mecanismos de interao solo-estrutura;

_ O desconhecimento do comportamento real das fundaes;

_ A estrutura de fundao;

_ As especificaes construtivas;

_ Fundaes sobre aterros.

3.2 Investigao do Subsolo

A falta ou inadequao da investigao do subsolo so as causas mais freqentes de problemas nas fundaes. Uma vez que o solo o meio que vai suportar as cargas, sua identificao e a caracterizao de seu comportamento so essenciais para soluo de qualquer problema.

Manifestaes patolgicas decorrentes de incertezas quanto s condies do subsolo:

_ Ausncia de investigao;

_ Investigao insuficiente;

_ Investigao com falhas (m qualidade);

_ Interpretao inadequada dos dados do programa de investigao;

_ Casos especiais: influncia da vegetao, colapsividade, expansibilidade, zonas de minerao, zonas crsticas (rochas calcrias ou dolomticas) e ocorrncia de mataces.

3.2.1 Programa de investigao

a) Programa Preliminar: normalmente desenvolvido com base no SPT, segundo a NBR 6484 (ABNT, 2001).

b) Programa Complementar: depende das condies geotcnicas e estruturais do projeto, podendo envolver tanto ensaios de campo (cone, piezocone, pressimetro, palheta, ssmica superficial, etc) como de laboratrio (adensamento, triaxiais, cisalhamento direto, dentre outros).

Mais detalhes sobre estas tcnicas e procedimentos pode ser obtido em Schnaid (2000) e Souza Pinto (2001).

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3.3 PATOLOGIA DE FUNDAES

3.3.1 Manifestaes de mau desempenho

Quando h mau desempenho de uma fundao, aparecem manifestaes decorrentes deste fato, atravs de danos que podem ser verificados nas peas de fundao e na obra como um todo.

NAS PEAS DE FUNDAO:

i. Deteriorao dos materiais que as compem, com a conseqncia perda de resistncia.

ii. Ocorrncia de deformaes excessivas, perda de recobrimento da armadura, oxidao das barras de ao, esmagamentos, rupturas e fissuras nas peas em concreto armado.

iii. Degradao das superfcies de concreto, sendo os principais mecanismos de degradao a carbonatao, lixiviao, retrao, fungos e concentrao salina.

iv. Reao lcali-agregado que ocorre entre os lcalis ativos disponveis no concreto e alguns minerais presentes em certos tipos de rocha que, em condies particulares ambientais, provocam a deteriorao do concreto (fissuras, deslocamentos e perda de resistncia mecnica) pela ao de reaes expansivas.

v. Oxidaes e/ou corroses nas estacas metlicas. vi. Ocorrncia de apodrecimento e a degradao da madeira (ataques biolgicos, mudanas fsicas e qumicas) principalmente na regio do topo, com perda de material nas estacas de madeira.

NA OBRA:

i. Recalques.

ii. Desaprumos.

3.3.2 Tipos de danos

DANOS ARQUITETNICOS comprometem a esttica da edificao.

_ Trincas em paredes e acabamentos;

_ Recalques em pisos;

_ Rompimento de painis de vidro ou mrmores;

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_ Desaprumo de edifcios;

_ Desaprumo de murros de arrimo, etc.

O reforo desnecessrio, pois no h risco segurana (estabilidade da construo).

DANOS FUNCIONAIS comprometem a utilizao da edificao.

_ Desgaste excessivo dos trilhos-guia de elevadores;

_ Inverso de declividades de pisos;

_ Refluxo ou ruptura de tubulaes de rede de esgotos e/ou guas pluviais;

_ Mau funcionamento de portas e janelas (emperramento);

_ Aparecimento de trincas por onde pode passar umidade;

_ Em pisos industriais prejuzos na operao de mquinas, empilhadeiras, estocagem de materiais, etc.

A partir de certos limites, ser necessrio o reforo, uma vez que podem advir transtornos no uso da construo.

DANOS ESTRUTURAIS comprometem a estabilidade da estrutura.

_ Vigas;

_ Lajes;

_ Pilares. O reforo sempre necessrio, pois sua ausncia implica instabilidade da construo, podendo at mesmo lev-la ao colapso.

3.3.3 Causas dos danos

Causas provveis (fatores de grande risco) para o mau desempenho de uma fundao:

_ Incertezas quanto s condies do subsolo;

_ Avaliao errnea dos valores dos esforos provenientes da estrutura (subdimensionamento);

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_ Adoo inadequada da tenso admissvel do solo ou da cota de apoio das fundaes;

_ Modelos inconvenientes de clculo das fundaes;

_ Clculo estrutural incorreto;

_ M execuo por impercia ou m-f da mo de obra, seqncia construtiva inadequada,

_ M qualidade dos materiais empregados;

_ Influncias externas (escavaes ou deslizamentos no previsveis, agressividade ambiental, enchentes, construes vizinhas, descalamento das fundaes por escavaes vizinhas);

_ Modificao no carregamento devido a mudana de utilizao da estrutura (acrscimos ou ampliao de reas), efeito piscina (entupimento de drenos), sobrecargas no previstas;

_ Ventos em galpes industriais;

_ Falha de manuteno em obras crticas.

3. 4 Conceitos Bsicos Relativos a Recalques

Na maioria dos problemas prticos, o projeto de fundao governado por consideraes de recalques. Os valores limites citados na literatura so variveis de acordo com o tipo e funo da superestrutura.

O problema complexo e envolve: caractersticas do subsolo, tipo e porte da estrutura e os materiais empregados.

Os recalques tm sido estabelecidos de maneira emprica; sendo baseados em casos de obra em que os recalques da fundao foram observados.

3.4.1 Tipos de movimentos em fundaes

Recalque (S) o deslocamento total sofrido por qualquer ponto de fundao;

Inclinao () descreve a rotao em corpo rgido de toda a estrutura;

Recalque Diferencial () diferena de recalques entre dois pontos, aps eliminao do recalque uniforme e da rotao;

Distoro angular () a rotao da linha ligando dois pontos, depois de descontado o desaprumo:

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= /L onde L = distncia entre os dois pontos

RECALQUE UNIFORME:

_ Tpico de estruturas rgidas e terreno uniforme;

_ A estrutura praticamente no sofre;

_ Danos funcionais e estticos;

_ Ruptura das redes externa;

_ Alterao nos passeios e caladas.

INCLINAO UNIFORME:

_ Tpico de estruturas rgidas e terrenos linearmente desuniforme;

_ Recalques linearmente desuniforme;

_ Estrutura sofre pequenos danos;

_ Desaprumos.

RECALQUES DIFERENIAIS DISTORES ANGULARES

_ Solos heterogneos;

_ Recalques distorcionais;

_ Estrutura sofre danos e fissuraes.

3. 4.2 Movimentos limites de fundaes

A fixao dos limites aceitveis para os movimentos de uma fundao esbarra na enorme dificuldade de se avaliar a interao fundao-estrutura e na quantidade de materiais envolvidos nas construes.

Os valores apresentados a seguir devem ser interpretados como indicativo e foram baseados em um nmero limitado de casos.

_ b = 1/500: limite seguro para evitar danos em paredes de edifcios.

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_ b = 1/300: limite a partir do qual comeam aparecer trincas em paredes de edifcios.

_ b = 1/150: limite a partir do qual pode esperar danos estruturais em edifcios correntes.

3.4.3 Controle de recalques

O controle de recalque recomendado quando:

_ Existem dvidas referentes ao comportamento de uma fundao;

_ O projeto apresenta aspectos especiais;

_ necessrio acompanhar seu desempenho, em razo de escavao de grande porte nas prximidades.

O procedimento consiste na medida de forma regular, com equipamento topogrfico de preciso ligado a um marco de referncia, da evoluo dos recalques com o tempo ou com os estgios de carregamento (ABNT NBR 9061/1981). As medidas so realizadas, sendo os resultados apresentados em grficos tempo versus recalque.

3.4.4 Controle de verticalidade

O controle de verticalidade dos prdios comum quando se executam escavaes nas proximidades de edificaes, como forma de acompanhar os efeitos produzidos. Refere-se leitura peridica de verticalidade realizada com aparelho topogrfico de preciso, sempre nos mesmos pontos, resultando em planilhas e grficos.

No monitoramento devem ser considerados os efeitos da temperatura nos elementos da obra, sendo prefervel que as leituras sejam sempre realizadas pelo mesmo operador, na mesma hora, podendo haver caso contrrio uma superposio de efeitos de difcil avaliao.

3.4.5 CONTROLE DE TRINCAS

O controle de trincas outra forma usual de acompanhamento de patologias e consiste no controle sistemtico de abertura e extenso de trincas, como forma de caracterizar a gravidade do problema e seu aspecto ativo ou estabilizao. As medidas podem ser realizadas com paqumetro ou fissurmetros.

importante acompanhar a progresso das trincas e sua dimenso utilizando vrias propostas de descrio de sua severidade.

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3.5 VERIFICAO DA QUALIDADE E DO DESEMPENHO DAS FUNDAES

Os principais objetivos do controle de qualidade das fundaes consistem:

a) Na integridade da fundao e sua resistncia como elemento estrutural;

b) Na rigidez e a resistncia do sistema solo-estrutura de fundao.

As questes bsicas referem-se aos critrios de escolha, tipos e nmero de ensaios a realizar durante e aps a construo.

A verificao de desempenho mais difcil de ser realizada nas fundaes do que em qualquer outra etapa da obra. As principais causas dessa dificuldade so: a complexidade e a heterogeneidade dos solos e de suas caractersticas; a impossibilidadede visualizao das fundaes aps sua execuo; e as incertezas e dificuldades inerentes a ensaios de campo.

Esses fatores que dificultam a verificao do desempenho das fundaes servem tambm para comprovar sua necessidade, pela incerteza que existe, em maior ou menor grau, nos mtodos executivos dos diferentes tipos de fundaes. (Niyama et al., 1998).

A NBR 6122 (ABNT 1996) descreve detalhadamente as caractersticas que devem apresentar os diferentes tipos de fundaes, advindo da controle, verificaes e observaes a serem realizados durante a execuo das fundaes. Para fundaes profundas recomenda-se, ainda, a publicao da Associao Brasileira de Empresas de Fundaes e Geotecnia, ABEF (2004).

3.5.1 Provas de carga estticas

A finalidade do ensaio de carregamento esttico a determinao da carga de ruptura do sistema. A prova de carga, principalmente a esttica, o meio mais confivel e indiscutvel de avaliar esta carga, apesar do progresso alcanado nos mtodos semiempricos.

O ensaio consiste no carregamento do elemento de fundao em incrementos progressivos de carga aplicada no topo com a medida dos deslocamentos correspondentes, obtendo-se a curva carga-deslocamento, conforme NBR-12131 (ABNT, 1991).

A realizao de provas de carga em elementos de fundaes profundas instrumentados com extensmetros de resistncia tem contribudo para o conhecimento dos regimes de tenso e deformao ao longo do fuste e na base. Com as leituras da instrumentao da fundao, determina-se a carga correspondente em cada seo instrumentada, e os grficos de transferncia

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de carga em funo da profundidade, para cada estgio de carga e descarga. Conhecidos os valores da carga de cada nvel da seo instrumentada, determina-se sua tenso lateral em cada trecho, a resistncia lateral e a curva da mobilizao da resistncia em funo de seu deslocamento. Obtm-se tambm a curva mobilizada da resistncia de ponta da estaca em funo do deslocamento. Resultados de prova de carga instrumentada podem ser obtidos em Mota (2003).

A forma da curva carga-deslocamento depende da geometria (comprimento e dimetro do elemento de fundao e das espessuras das camadas de solo) e da reologia dos diferentes materiais componentes deste sistema. A reologia caracterizada pela forma da curva tenso-deformao-tempo obtida em laboratrio.

3.5.2 Provas de carga dinmicas em fundaes profundas

A prova de carga dinmica um ensaio em que, a partir da aplicao de um carregamento dinmico axial, de qualquer espcie, pretende obter a estimativa da capacidade de carga esttica do sistema estaca-solo. A anlise do processo feita com base nos fundamentos da teoria da equao da onda, aplicada cravao ou recravao de uma estaca.

O ensaio de carregamento dinmico tradicional consiste na aplicao de um ciclo de impactos com energia constante, ou seja, com um peso caindo de uma mesma altura sobre um conjunto de amortecimento colocado sobre o sistema fundao-solo. Neste ensaio, registram-se os sinais de fora e velocidade para cada golpe com o equipamento PDA (Pile Driving Analyser). A anlise feita para um carregamento, ou seja, um impacto que seja considerado representativo do ensaio cclico.

Em 1989 o Prof. Aoki iniciou uma nova metodologia denominada de ensaio de carregamento dinmico de energia crescente. Este ensaio realizado com a aplicao de impactos do martelo de alturas crescentes de queda (bate-estacas), e registros em campo com o equipamento PDA.

Obtm-se a resistncia esttica mobilizada em cada golpe (RMX) e o deslocamento mximo descendente (DMX), na seo onde foram instalados os transdutores. Dessa forma, determina-se uma curva de RMX versus DMX similar curva carga-recalque obtida em uma prova de carga esttica. Maiores detalhes podem ser obtidos na NBR- 13208 (ABNT, 1994).

A interpretao do ensaio pode ser feita pelo Mtodo Case (teoria de impacto de dois corpos rgidos) e Mtodos com base na teoria da equao de onda (problema inverso).

3.5.3 Verificao da integridade em fundaes profundas

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O ensaio de carregamento dinmico, como visto anteriormente, alm de promover a avaliao da capacidade de carga de fundaes profundas permite a verificao da integridade do elemento ensaiado. O conhecimento das condies fsicas do elemento embutido to importante quanto a sua capacidade de carga, j que a existncia de trincas, alargamentos, estrangulamentos ou seccionamentos, influi de maneira decisiva no bom desempenho de uma fundao profunda. Isto se torna da maior importncia quando o tipo de fundao so estacas moldadas in loco, j que o prprio mtodo executivo no proporciona a padronizao das dimenses da seo do fuste.

No caso de estacas pr-moldadas, o processo de embutimento no macio de solo provoca tenses de trao elevadas no topo da estaca, devido ao impacto do martelo.

Estas tenses podem gerar danos estruturais no elemento, que so detectados quando se executa o ensaio com o PDA (Fo, 2001).

No entanto, na prtica, no operacional e economicamente vivel ensaiar todo um estaqueamento com o PDA. Uma alternativa usada o ensaio de integridade de baixa deformao ou, simplesmente, ensaio de integridade de estacas, PIT (Pile Integrity Test).

O PIT tem a vantagem de ser um ensaio no-destrutivo, ganhando larga utilizao na engenharia, permitindo a realizao de vrios ensaios no mesmo local ou em locais prximos, de modo a analisar imperfeies nas determinaes das car