ESTUDO PRÁTICO DA VIABILIDADE DO USO DO NIVELAMENTO
GEOMÉTRICO COMO FERRAMENTA PARA MONITORAMENTO E ANÁLISE DE
RECALQUES EM EDIFICAÇÕES
1SANTOS, Verlei Oliveira
2; CORDERO, Mauricio Osmari
3; SANTOS, Cássio
Rodinei
4; DAL’FORNO, Gélson Lauro
51
Trabalho de Pesquisa _UFSM
2
Aluno do Curso de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria, RS, Brasil
3
Aluno do Curso de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria, RS, Brasil
4
Aluno do Curso de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria, RS, Brasil
5
Professor Orientador, DR., UFSM
eng.civil_verlei@yahoo.com.br; mauriciooc18@hotmail.com; cassioufsm@hotmail.com; gelsmrs@hotmail.com;
RESUMO
Esse trabalho contempla um estudo sobre a viabilidade e acurácia no ato das leituras de cotas quando do uso do nivelamento geométrico como ferramenta para monitoramento de qualquer espécie de deslocamento vertical que venha ocorrer em uma edificação, ao que se chama de recalque. A origem desses se deve ao carregamento constante da estrutura durante a fase de construção ou ao adensamento da rocha na qual está assentada a mesma. O grande objetivo da utilização desse método é identificar e prevenir danos que possam ocorrer em uma edificação quando por ventura surgir um recalque diferencial em suas fundações. O nivelamento geométrico está sendo estudado em uma construção de um prédio de 10 pavimentos iniciada em janeiro do presente ano e cujo final está previsto para abril de 2012. Os resultados obtidos são satisfatórios e o método tem se mostrado eficiente para o fim referido.
Palavras-chave: Nivelamento Geométrico; Recalque Diferencial; Monitoramento de Recalque;
Recalque em Edificações.
1. INTRODUÇÃO
fundações (componentes da base das fundações dos pilares) sempre que possível devem
ser assentadas sobre rochas, fato que é determinado no período da perfuração das mesmas
até o momento em que houver a manisfestação desse material. Nesse caso, no momento
em que as estacas estão assentadas numa rocha, o que ocorre quando da força oriunda do
carregamento estrutural é uma pequena deformação dessa ou da camada subjacente a ela
como, por exemplo, uma argila mole, referida em REIS (2000). Esse fenômeno denomina-se
de recalque elástico.
O recalque elástico, ocorrente em todas as edificações, é imperceptível e não
ocasiona dano algum à estrutura, pois normalmente os valores máximos são da ordem de
milímetros e é esperado sua incidência uniforme sobre todos os pilares.
O recalque que é prejudicial a uma determinada estrutura e que gera graves
patologias é o “Recalque Diferencial”. Este é um recalque com deformações, por vezes, na
ordem de centímetros e que acontece de forma não uniforme nos pilares (diferencial). Como
é sabido, esses recalques podem produzir fissuras nas edificações e até mesmo, em casos
extremos, a ruptura da estrutura. Dessa maneira, é importante e necessário o
monitoramento e controle da evolução desses quando houver a ocorrência.
A fissuração da alvenaria ou pilares e danos ainda mais graves ocasionados por
recalques diferenciais em estruturas prediais ocorrem na maioria das vezes na fase de
construção, entretanto existem vários casos relatados desse tipo de recalque ocorrente
muito tempo depois da estrutura ter sido construída (ZIMMERMANN, PADARATZ, PRIM et
al., 2010). As causas apresentadas para esses problemas variam bastante, podendo ser
desde problemas de drenagem até a desestabilização do solo na vizinhança devido a
escavações, por exemplo.
Algo muito comentado em Congressos de Patologias de Estruturas é o
monitoramento de recalques como ferramenta de prevenção das mesmas, pois uma vez
verificado que uma estrutura está sofrendo um deslocamento vertical é possível empregar
métodos e técnicas que venham a contê-lo.
2. DESENVOLVIMENTO
Rosário em Santa Maria - RS. O edifício está assentado sobre fundações em estacas
apoiadas sobre rochas pertencentes à formação geológica Santa Maria.
Existem vários equipamentos que se prestam para o monitoramento de recalques,
por exemplo: o GPS, a Estação Total (SALOMAO e FAGGION, 2008) e o Nível Óptico,
sendo esse último o instrumento aqui utilizado para o fim referido.
A figura 1 representa a disposição dos pilares de controle dessa edificação que estão
sendo monitorados com nivel óptico (praticamente todos os pilares estão sendo
monitorados).
Figura 1 - Disposição dos pilares da edificação. Fonte: Planta Baixa de Locação das Estacas.
3. METODOLOGIA
Esse acompanhamento será feito mediante o emprego da metodologia topográfica
de nivelamento geométrico.
penetrasse no pilar (figura 2). Esses parafusos ou pinos serão as referências para
efetivação das leituras na régua graduada (figura 3), ou seja, a régua será apoiada neles.
Como referência de nível (RN) inseriram-se dois parafusos de cabeças arredondadas
na base estável de uma residência vizinha, mais afastada da obra (figura 4). Definiu-se que
seriam efetuadas leituras após o término da concretagem de cada laje subsequente e que a
cota na base estável seria de 10 metros.
Para a execução do nivelamento geométrico utilizaram-se um nível automático óptico
da marca Zeiss Ni 40 (figura 5), uma régua graduada em milímetros e um nível cantoneira,
para assegurar a verticalidade da mira. Em cada pilar e no RN são sempre efetuadas uma
série de três leituras em cada operação de controle e posteriormente calculada a média.
Os resultados obtidos após tabulados recebem tratamento estatístico e são
novamente tabulados. Usando como padrão as cotas obtidas na primeira operação
calculam-se as diferenças que resultam quando se compara esse padrão com as cotas
resultantes das operações subsequentes. Essas diferenças expressam o recalque
diferencial ocorrido pelo efeito do aumento da carga na estrutura.
Outro aspecto que será analisado, cuidadosamente, é a utilização do processo de
nivelamento geométrico como ferramenta de monitoramento desses recalques, avaliando
sua viabilidade e eficácia devido à possibilidade do erro, na ordem de décimos de
milímetros, apresentado quando da leitura.
Figura 4 - Pinos de referência afixados numa residencia vizinha (estrutura estável).
Figura 5 - Nivel óptico Zeiss Ni 40 sendo usado no monitoramento de recalque.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
somente em milímetros não precisa ser levado em conta, porque ao fazer-se 3 leituras para
cada pilar a média obtida acaba se tornando um valor preciso.
A tabela 1 apresenta os valores obtidos, após cada medição, das cotas de alguns
dos pilares (a partir da leitura na mira sobre pinos de controle) e as respectivas diferenças
de nível, quando se considera a primeira medição como padrão.
Tabela 1 – Variação das cotas dos pilares e suas diferenças de nível após a terceira operação de controle (valores em metros).
Pilar
Cota pilar
(A)
30/04/2011
Cota pilar
(B)
10/06/2011
Cota Pilar
(C)
28/07/2011
Diferença
(A – B)
Diferença
(A – C)
1
10,0679
10,0669
10,0663
0,0010
0,0016
2
9,4393
9,4383
9,4369
0,0010
0,0024
3
9,4230
9,4230
9,4220
0,0000
0,0010
4
9,4650
9,4640
9,4640
0,0010
0,0010
6
9,4230
9,4220
9,4203
0,0010
0,0027
7
9,4710
9,4650
9,4683
0,0010
0,0027
17
9,4318
9,4300
9,4286
0,0018
0,0032
Nos resultados apresentados na tabela 1 é possível a constatação da presença do
recalque elástico e, também, da possibilidade da existência de pequenos recalques
diferenciais. A confirmação da existência desse último, só será possível após a execução de
um maior número de medições de controle, haja vista a possibilidade de que os resultados
com discrepâncias maiores serem consequência de enganos cometidos na ocasião do
levantamento. Fato esse possível uma vez que se trabalha medindo os milímetros e
estimando os décimos de milímetros.
5. CONCLUSÃO
Apartir do exposto, os resultados estão indicando que a aplicação da metodologia
topográfica do nivelamento geométrico aos pilares da edificação tem se mostrada adequada
para a verificacao e controle, tanto do recalque elástico como do recalque diferencial.
Maiores e melhores conclusões serão obtidas por ocasião da finalização do monitoramento.
6. REFERÊNCIAS
REIS, J.H.C. dos. Interação solo – Estrutura de grupo de Edifícios com Fundações Superficiais em Argila Mole. Dissertação (Mestrado em Geotecnia) – Escola de Engenharia de Sao Carlos. São Paulo, 2000.
SALOMÃO, T.C.; FAGGION, P. L. Monitoramento de Recalque em Edificações Utilizando Estação
Total e Níveis Digitais. II SIMPÓSIO BRASILEIRO DE CIÊNCIAS GEODÉSICAS E TECNOLOGIAS
DA GEOINFORMAÇÃO, 2008. Recife, Pernambuco - Brasil.
SEIXAS, A. de; DE SEIXAS, J. R.; DE SEIXAS, J. J. Auscultação Geodésica no Controle de Recalque
da Fundação de Edifício Predial de Grande Porte. Bol. Ciênc. Geod., sec. Artigos, Curitiba, v. 15, no
2, p.277-298, abr-jun, 2009.
VIACARTA CARTOGRAFIA E AGRIMENSURA. Pinos de monitoramento. Curitiba, 2007.