Abismo XI – Reforço de funções mega metálica injetada

NOVEMBRO – 2011  |  Autor: Armando de Oliveira e João Armando Lopes de Oliveira

1Resumo
O trabalho apresenta um caso de obra de reforço de fundação, no qual foi utilizado estaca mega injetada, também conhecida como MMI.

A obra, no caso um edifício residencial com área projetada de aproximadamente 450 m² e 15 andares, sofria de recalques diferenciais da ordem de 10mm/mês.

A solução, com o reforço de somente quatro pilares, cujas cargas variam entre 400 ton a 480 ton, estabilizou os recalques de todo o edifício.

O trabalho apresenta gráficos de recalques e também gráficos dos carregamentos, medidas com medidores de carga elétricos/eletrônicos (strain-gage), destacando o fato de que estacas cravadas com 80 ton, carga de trabalho de 50 ton, atingiram cargas reais superiores a 120 ton, devido às injeções.

Também apresenta inúmeros pormenores executivos que viabilizaram a transferência de carga com baixíssimo custo.

A solução adotada com extremo êxito divergiu inicialmente das indicadas por projetistas. A esta divergência os autores dão o nome de Abismo.

Palavras-chave: Abismo, Mega, Renivelamento.

2 Considerações preliminares
Reforço de Fundações, especialmente quando com o uso de estacas cravadas à reação, também chamadas de estacas prensadas e popularmente designadas como estacas MEGA, é uma das áreas da Geotecnia pouco divulgadas em congressos e seminários.

Especialmente, MEGA Metálica Injetada é ainda menos conhecida.Trata-se de uma técnica na qual após a cravação de estaca metálica com macacos hidráulicos, injeta-se injeções de nata de cimento pelo seu interior, aumentando de 50% a 100% a capacidade de carga da estaca.

Os aspectos acima citados, além de outros como o crescente distanciamento de projetistas dos aspectos práticos de obras em geral, concorrem para a existência de pequenas divergências de conceitos e opiniões entre projetistas e executores de estacas MEGA.
Como executores de reforço de fundação e de estaca MEGA, temos encontrado grande dificuldade em encontrar uma forma ou fórum adequado de discussão desta questão que nos conduza a uma conclusão segura de atuação científica, profissional e ética.

Projetos e soluções aparentemente óbvias e corretas do ponto de vista do projetista, transfiguram-se em inadequadas ou inaceitáveis para um executor qualificado.

Não é uma questão técnica. Trata-se de uma dificuldade de comunicação entre profissionais atuando na mesma área. A este fenômeno denominamos ´´ abismo “, símbolo usado por Mello no I SEFE para o mesmo problema em outros setores da Geotecnia.

É nossa opinião que o problema do ´´ abismo “, enfatizando, símbolo da dificuldade de comunicação entre colegas atuando na mesma área ou obra, abrange não somente a Geotecnia mas a Engenharia e outras áreas do conhecimento. No caso específico da Engenharia entendemos que o ´´ abismo “ é a maior causa dos acidentes ocorridos nos últimos anos.

O trabalho que apresentamos abaixo é um pequeno exemplo da questão filosófica e conceitual acima citada. Sua essência está na forma de conjugação e exercício dos conhecimentos teóricos e suas consequências práticas e/ou na inversão deste procedimento.

Pretendemos com este trabalho contribuir com nossa experiência executiva para o crescimento do conhecimento dos Geotécnicos e da comunicação entre a área de Projeto e Execução de estacas MEGA.  pioneiras no uso desta técnica no Brasil.

A utilização de rebaixamento de lençol freático para acelerar o processo de renivelamento também é relativamente inovador. Apesar de ser uma solução quase óbvia do ponto de vista teórico não temos conhecimento do seu uso, na prática, em obras com características.

3A Obra:

4 O problema
Ao se executar o serviço de acabamento da cobertura do edifício, o preciosismo do gesseiro indicou um pequeno desaprumo. Medições topográficas indicaram um recalque da ordem de 9 a 14 mm/mês nos pilares de 1 a 6, e recalques inferiores a 1mm/mês nos pilares 31 e 36, lado oposto, ou seja, recalques diferenciais da ordem de 10 a 12mm/mês.
Considerando o tipo de fundação (tubulão a céu aberto- 10m), além da preocupação com a questão técnica havia a questão comercial, pois o empreendimento estava em fase de lançamento.

5Soluções Propostas
Estaca raiz para 50 ton/estaca;
• 4 estacas por pilar a ser reforçado;
• Bloco estrutural novo | Dimensões com l: 3000, c:1600, h:1500 e v:3,12 m³
• Macaqueamento para pré-carregamento estrutural;
• 10 pilares – total de 40 estacas;

• Injeções de micro cimento entre a base dos tubulões, horizonte a 3,5ml abaixo dos mesmos. Ou seja, injeções entre cota -10 e -13,5.
Previsão de 15.000 sacos de micro cimento.

6Solução Projetada
• 2 estacas tipo MEGA metálica injetada para carga de trabalho de 50 ton/estaca por pilar.
• 10 pilares – total: 20 estacas MMI;
• Aparelho de reação especial, aproveitando bloco antigo, dispensando blocos novos.
• Injeções de estacas (MMI) de forma a aumentar a carga de ruptura e a carga de trabalho em 60%.
• Comprimento previsto da estaca ≈ 22 m
7Solução Adotada
• Atendendo à solicitação do cliente, com o objetivo de reduzir custo, efetuou-se uma reprogramação do cronograma, reforçando-se inicialmente os 4 pilares mais críticos e numa segunda etapa outros 6 pilares.
• Mantiveram-se as demais especificações.
• Como objetivo secundário, eliminar surpresas ou imprevistos que diminuíssem a eficiência
da solução. Por fim, análise do comportamento estrutural nesta condição.
• O carregamento de cada estaca seria medido através dos manômetros aferidos com os
medidores de carga elétrico/ eletrônico (´´Strain- Gage “)
8Pormenores de Projeto & Executivos
As estacas MMI serão cravadas com inclinação de 1:10 com o objetivo de ultrapassar a base dos tubulões.

Considerando a peculiaridade das bases dos tubulões, seria necessário uma grande precisão na cravação, pois as estacas de nº 3 e de nº 6 passariam por um triângulo de 50cm de lado, entre os 3 tubulões com bases tangentes.

Projetou-se e executou-se aparelhos de apoio MMI cujo objetivo básico seria transferir axialmente as cargas das estacas para os respectivos pilares, sem momentos e dispensando a execução de grande bloco estrutural. (novo e caro!)

Assim, o novo bloco teria sua face inferior com uma inclinação coerente de 1:10.

Relatório Técnico do Estaqueamento:
9Controladores Topográfico:

Exemplo de Recalques Diferenciais | MM/MÊS

2008    2009    2010
P1-P10    3,1    0,08    0,09
P10-P23    3,0    0,15    0,18
P23-P31    3,1    0,14    0,16

Obs.:
2008 | Diferenciais homogêneos
2010 | P10 – P23  dobro de P1 – P10.
Tabela de Carregamento:
Medidores elétricos/ eletrônicos ´´Strain-Gage “
10 Considerações e Conclusões
• As últimas medidas de cargas nas estacas já chegaram acima de 120 ton. Ressaltando
e muito: esta não é a carga de ruptura, por enquanto indefinida. Esta é a carga de trabalho real, não teórica.
Este resultado deve-se ao ganho de carga nas injeções. Observamos:
Estacas E-1 – 1º Medição Outubro 2008 – 46,5 ton.
E – 1 – última medição Novembro 2010 – 121,4 ton.

• Desde o seu início, observa-se um processo de transferência de carga dos tubulões
para as estacas.

• Estruturalmente, as estacas já ultrapassaram sua capacidade de carga prevista em normas.
Na prática, temos um coeficiente de segurança indefinido porem abaixo do preconizado.
Esta situação somente é aceitável pelo fato de que uma ruptura estrutural da estaca (provável) não  acarretará graves problemas ao edifício. Levará a execução do reforço do reforço, estruturalmente.

• Geotecnicamente, estas estacas estão apresentando um resultado muito superior ao previsto em cálculos ou teorias. Entendemos que isto deve-se ao ainda existente desconhecimento do comportamento geotécnico das MMI com suas peculiaridades extremamente específicas.

• A solução, inclusive com a grande probabilidade de dispensa da execução de obras de reforço complementares ou em mais pilares, foi altamente econômica. O custo da solução foi inversamente proporcional a gravidade do problema.
• Geotecnicamente, é uma obra laboratório MMI. Salvo engano, é uma invenção tupiniquim que funciona. Como, não se sabe exatamente. Como hipótese, o aumento de pressões efetivas pela injeção de nata de cimento nas regiões profundas.

Lembramos, pressões da estaca raiz ≈ 6kg/cm²  | MMI ≈ 30kg/cm².

Perguntas de interesse:

Considerando dispormos em nossos arquivos das medidas de recalques de quase todos os pilares, seria interessante um trabalho complementar, acadêmico e teórico que respondesse as seguintes perguntas:

• Qual o comparativo entre o recalque teórico com o medido?
• Como se processou a transferência de carga após o reforço?
• Qual o comportamento estrutural no sentido dos recalques? Pilar 1 para o 10, 10 para o 23,
23 para o 30? Como exemplo típico.
• Qual a rigidez teórica da estrutura? Qual a rigidez ´´prática“ medida?


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