Fundações profundas a ar comprimido ou a céu aberto - PCC 2435
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<strong>Fundações</strong> <strong>profundas</strong> a <strong>ar</strong> <strong>comprimido</strong> <strong>ou</strong> a <strong>céu</strong> <strong>aberto</strong><br />
Solução é uma boa alternativa p<strong>ar</strong>a suport<strong>ar</strong> c<strong>ar</strong>gas elevadas, mas pode ser de grande<br />
risco p<strong>ar</strong>a os operários. Cuidados nunca devem ser negligenciados.<br />
Obras que apresentam c<strong>ar</strong>gas bastante elevadas, áreas com dificuldades<br />
de adoção de técnicas de fundação mais mecanizadas e regiões<br />
afastadas dos grandes centros urbanos favorecem a execução de<br />
fundações com tubulões.<br />
Embora não seja indicada p<strong>ar</strong>a pequenas estruturas, pois há soluções<br />
mais econômicas e que não apresentam riscos aos operários, essa<br />
solução exige execução manual p<strong>ar</strong>a algumas das etapas, conforme<br />
recomenda a NBR 6122.<br />
Depois da sondagem do terreno, se o solo encontrado for de <strong>ar</strong>gila, a<br />
execução de tubulões está liberada. "É o solo mais apropriado p<strong>ar</strong>a uma<br />
fundação desse tipo, pois não há risco de desmoronamento", diz Celso<br />
Nogueira Correa, da Zaclis & Falconi.<br />
O concreto utilizado p<strong>ar</strong>a fundações com tubulões também não exige especificações mais severas. Em geral,<br />
pode ser utilizado um concreto de 20 MPa, com pedra 2, tanto p<strong>ar</strong>a o fuste quanto p<strong>ar</strong>a a base. Já p<strong>ar</strong>a o<br />
encamisamento, os anéis de concreto cuja espessura de p<strong>ar</strong>ede v<strong>ar</strong>ia normalmente entre 6 e 10 cm devem ser<br />
produzidos com pedra número 1 <strong>ou</strong> pedrisco. A camisa metálica exige tubos de aço com até 1 cm de espessura<br />
de p<strong>ar</strong>ede.<br />
A <strong>céu</strong> <strong>aberto</strong><br />
Esse tipo de fundação é pertinente quando há solos bastante rijos. Isso porque a escavação normalmente é<br />
manual, dependente de um poceiro, um ajudante e um s<strong>ar</strong>ilho. É possível escav<strong>ar</strong> o solo mecanicamente com<br />
equipamentos de perfuração mas, ainda assim, a solução exige a presença de um operário p<strong>ar</strong>a execut<strong>ar</strong> a<br />
base.<br />
A ap<strong>ar</strong>ição de água durante a escavação não é um problema, desde que possa ser contida e não prejudique a<br />
perfuração. "É possível desde que a água seja esgotada com uma bomba submersível dentro do poço,<br />
expelindo o líquido do fuste", diz o engenheiro Daniel Rozenbaum, da Fundacta. Rozenbaum explica ainda que<br />
nesse tipo de fundação é necessário inspecion<strong>ar</strong> se há presença de gás gerada por matéria orgânica em<br />
decomposição e que pode caus<strong>ar</strong> a morte do operário durante a execução.<br />
Antes de inici<strong>ar</strong>em as obras de fundação, o engenheiro projetista e mesmo o responsável pela construção<br />
costumam fazer um poço p<strong>ar</strong>a inspecion<strong>ar</strong> a situação do solo. "A sondagem pode ger<strong>ar</strong> dúvidas quando se tem<br />
um solo misto, pois pode não especific<strong>ar</strong> a porcentagem de cada componente", diz Edu<strong>ar</strong>do C<strong>ou</strong>so Júnior, da<br />
Consultrix. O poço de verificação de solo deve ser mantido em média 24 horas p<strong>ar</strong>a observ<strong>ar</strong> a estabilidade que<br />
a escavação apresenta.<br />
Se h<strong>ou</strong>ver apenas c<strong>ar</strong>gas verticais, o tubulão a <strong>céu</strong> <strong>aberto</strong> não é <strong>ar</strong>mado.<br />
Coloca-se apenas uma <strong>ar</strong>madura no topo da ligação com o bloco de<br />
coroamento
Com <strong>ar</strong> <strong>comprimido</strong><br />
Esse é o método recomendado p<strong>ar</strong>a solos com presença de lençol freático sem possibilidade de esgotamento,<br />
devido ao risco de desmoronamento das p<strong>ar</strong>edes do fuste. É necessário encamis<strong>ar</strong> a estrutura do fuste com<br />
anéis de concreto <strong>ou</strong> tubos de aço, e alcanç<strong>ar</strong> o solo apropriado p<strong>ar</strong>a fazer a base do tubulão.<br />
A camisa representa uma segurança ao operário durante a descida manual em um solo ruim e serve como<br />
apoio p<strong>ar</strong>a a campânula, equipamento de compressão e descompressão de <strong>ar</strong> que possibilita a atuação do<br />
poceiro abaixo do nível da água.<br />
Os problemas durante a execução de tubulões a <strong>ar</strong> <strong>comprimido</strong> estão relacionados à segurança dos operários<br />
durante a compressão e descompressão da campânula. Por isso, esse tipo de fundação vem sendo adotado<br />
apenas p<strong>ar</strong>a construção de pontes, viadutos e obras com grandes c<strong>ar</strong>regamentos. O engenheiro de obra deve<br />
est<strong>ar</strong> atento aos procedimentos de entrada e saída de <strong>ar</strong> do equipamento. "Com uma pressão de 2 kgf/cm2, o<br />
operador demora em média 3 horas p<strong>ar</strong>a descomprimir o equipamento", diz Celso Nogueira Corrêa, da Zaclis &<br />
Falconi. Inspecion<strong>ar</strong> os registros, os compressores e as mangueiras é também uma medida de segurança.<br />
Além de riscos à saúde do poceiro, o uso da campânula, da camisa e de todos os ap<strong>ar</strong>atos de segurança torna a<br />
fundação com tubulões a <strong>ar</strong> <strong>comprimido</strong> um sistema oneroso: pode ser cinco vezes mais c<strong>ar</strong>o do que fundações<br />
executadas a <strong>céu</strong> <strong>aberto</strong>.<br />
Tubulões a <strong>ar</strong> <strong>comprimido</strong> na ponte JK suportam 20 mil toneladas<br />
P<strong>ar</strong>a suport<strong>ar</strong> a c<strong>ar</strong>ga de 20 mil toneladas da ponte JK, em Brasília,<br />
finalizada em dezembro de 2002, a Consultrix utiliz<strong>ou</strong> tubulões a <strong>ar</strong><br />
<strong>comprimido</strong> devido à c<strong>ar</strong>ga elevada e à presença de lençol freático na<br />
p<strong>ar</strong>te superior do solo. Foram concretados blocos de 23 x 40 m p<strong>ar</strong>a que<br />
a fundação suportasse a estrutura e os <strong>ar</strong>cos que envolvem a ponte,<br />
apoiando três deles em cada extremidade.<br />
"As condições de solo foram bastante favoráveis em um lado da ponte.<br />
Optamos por mecaniz<strong>ar</strong> o serviço p<strong>ar</strong>a ganh<strong>ar</strong> agilidade na construção,<br />
mas a sua automatização não impediu a descida do poceiro p<strong>ar</strong>a liber<strong>ar</strong> a<br />
base", diz Edu<strong>ar</strong>do C<strong>ou</strong>so Junior, da Consultrix.<br />
Os tubulões foram executados com 18m de profundidade, 160cm de diâmetro e encamisados com anéis de<br />
concreto. O fuste pass<strong>ou</strong> por quatro etapas de concretagem até a chegada na base. Já no <strong>ou</strong>tro lado da ponte<br />
foram adotadas estacas de grande diâmetro porque a lâmina e a pressão da água eram maiores.
Reforços<br />
A realização de reforços de fundações feitas com <strong>ar</strong> <strong>comprimido</strong> é uma ação cuidadosa que exige do engenheiro<br />
um conhecimento detalhado do projeto.<br />
Normalmente, quando já existe uma estrutura, o reforço desses tubulões com novos tubulões a <strong>ar</strong> <strong>comprimido</strong><br />
é inviável, pois o pé-direito impede a instalação da campânula. "Nesses casos, a solução é p<strong>ar</strong>tir p<strong>ar</strong>a <strong>ou</strong>tros<br />
tipos de fundação, como a estaca-raiz, p<strong>ar</strong>a reforç<strong>ar</strong> grandes estruturas", explica Gisleine Coelho de Campos,<br />
engenh<strong>ar</strong>ia do IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo).<br />
"Outra opção é fazer o que chamamos de reforço de solo, p<strong>ar</strong>a que a fundação tenha um comportamento mais<br />
resistente", diz. P<strong>ar</strong>a reforç<strong>ar</strong> estruturas construídas com perfurações a <strong>céu</strong> <strong>aberto</strong>, a solução torna-se mais<br />
simples. "É possível fazer mais tubulões a <strong>céu</strong> <strong>aberto</strong> ao lado do já executado, p<strong>ar</strong>a distribuir a c<strong>ar</strong>ga entre os<br />
novos e o velho", explica Rozenbaum. "É só picot<strong>ar</strong> p<strong>ar</strong>te do antigo, tir<strong>ar</strong> a terra, coloc<strong>ar</strong> uma nova <strong>ar</strong>mação e<br />
concret<strong>ar</strong> as bases juntas p<strong>ar</strong>a que resistam aos esforços em conjunto", diz.<br />
A estaca-raiz posiciona-se de forma inclinada p<strong>ar</strong>a<br />
que haja integração como bloco de sustentação, de<br />
modo a unir as duas estruturas.<br />
O reforço do solo pode ser feito com injeções de calda<br />
de cimento p<strong>ar</strong>a enrijecer e consolid<strong>ar</strong> o terreno junto<br />
à base do tubulão.<br />
É possível abrir novas fundações com qualquer tipo de solução feita a <strong>céu</strong> <strong>aberto</strong>. Até mesmo novos tubulões.<br />
Nesse caso, a c<strong>ar</strong>ga adicional poderá ser distribuída no bloco <strong>ou</strong> a velha base poderá ser picotada e unificada<br />
com as novas, desde que a estrutura já existente sobre os tubulões permita o acesso.
Gisleine Coelho de Campos, engenheira<br />
pesquisadora do Agrupamento de<br />
<strong>Fundações</strong> do IPT (Instituto de Pesquisas<br />
Tecnológicas do Estado de São Paulo)<br />
Que tipo de logística de canteiro é preciso p<strong>ar</strong>a a execução<br />
de tubulões?<br />
O ideal é um canteiro que permita a entrada e a saída de<br />
equipamentos, boa mobilidade da equipe e dos materiais de<br />
construção, além de um lay<strong>ou</strong>t que não precise ser mudado a cada<br />
etapa da obra.<br />
Que equipamentos são utilizados?<br />
A campânula, o compressor de <strong>ar</strong>, os guinchos e o encamisamento<br />
utilizados p<strong>ar</strong>a execução de tubulões a <strong>ar</strong> <strong>comprimido</strong>. Tubulões a<br />
<strong>céu</strong> <strong>aberto</strong> escavados manualmente necessitam apenas de um<br />
s<strong>ar</strong>ilho, balde e pic<strong>ar</strong>etas e, na existência de água, pode ser<br />
utilizada uma bomba submersa.<br />
Há alguma regra p<strong>ar</strong>a execut<strong>ar</strong> essas fundações?<br />
Não há uma regra geral de execução. Recomenda-se que os<br />
tubulões sejam escavados por etapas, terminando um p<strong>ar</strong>a<br />
começ<strong>ar</strong> o <strong>ou</strong>tro, pois o risco do terreno desconfin<strong>ar</strong> com uma série<br />
de furos não-concretados é muito maior.<br />
Uma das maiores preocupações com tubulões refere-se à<br />
segurança dos operários. Você acredita que essa solução<br />
será deixada de lado?<br />
A preocupação com a segurança dos operários cresce a cada dia<br />
por causa de certificações da qualidade, bom ambiente de trabalho<br />
e formação dos funcionários. Tanto o engenheiro de qualidade,<br />
quanto o da segurança do trabalho, além do responsável pelo<br />
canteiro, devem averigu<strong>ar</strong> as condições de trabalho e inspecion<strong>ar</strong><br />
se há presença de gás no solo e se o poceiro utiliza todos os<br />
equipamentos de segurança. O mercado busca isso e os<br />
engenheiros têm de se adequ<strong>ar</strong>.<br />
Texto original de Thays Tateoka<br />
Téchne 83 - fevereiro de 2004