AlphA SigmA TowerS: com o inTuiTo de SuporTAr cArgAS
SuperioreS, o empreendimenTo empregArá 114 eSTAcAS bArreTe
cAdA umA com 32 m de profundidAde
Ensaio dE intEgridadE (Pit) – intErPrEtação dE rEsultados obtidos Para os
casos dE Estacas dos tiPos hélicE contínua monitorada E raiz
Re
vista FUNDAÇÕES & OBR
AS GEO TÉCNIC AS www .rudders .c om.br A no 4 – Nº 46 – Julho de 2014 Ano 4 Nº 46 R$ 27,00 Julho de 2014 www.rudders.com.br
reportagem
m ichelly N ov o / edit or a rudderCom o intuito de suportar cargas
superiores, o empreendimento
empregará 114 estacas barrete cada
uma com 32 m de profundidade
Por Dellana Wolney
AlPhA SigmA
TowerS
uTilizA eSTAcA
bArreTe PArA A
fundAção
a avenida das Nações Unidas em São paulo (Sp) brevemente ganhará um notável empreendimento. Com duas torres de 28 e 30 andares, a fundação do alpha Sigma towers terá 114 estacas barrete de 32 m de profundidade, algumas de 80 cm por 3,15 m e outras de 1,20 m por 3,15 m. estas estacas foram projetadas para suportar individualmente 1,5 mil toneladas, ou seja, uma carga muito superior a que convencionalmente se utiliza no mercado da construção civil.
No dia 15 de maio, a Brookfield Incorporações, responsável pelo empreendimento, contratou a empresa testgeo para a execu-ção da prova de carga em uma estaca teste. todo o trabalho foi acompanhado pela empresa portella alarcon engenheiros associados, responsável pelo projeto de fundação da obra, e pela empresa geofix, contratada para a execução das estacas. Cumprindo as normas técnicas da aBNt (associação Brasi-leira de Normas técnicas) NBr-12131 – estacas – prova de Carga estática – método de ensaio e NBr-6122 – projeto e execução de Fundações – procedimento, foi utilizada a esta-ca tipo barrete com dimensões 315 x 80 cm, comprimento de 25 m, capacidade de projeto 1.500,0 tf carga de teste e compressão de 3.000,0 tf. Como reação para a prova de car-ga à compressão foram instalados 16 tirantes de 10 cordoa-lhas Ø 5/8’’ cada, projetados para terem capacidade de carga à tração de 200 tf e executados apenas para a realização da prova de carga.
local de execução do ensaio
da prova de carga estática em
estaca barrete
local de execução do ensaio
da prova de carga estática em
estaca barrete
taca e do tempo de realização de cada medida foram devidamente realizadas e registradas. as cargas aplicadas no topo da estaca foram medidas através de manômetros instalados nos siste-mas de alimentação dos macacos hi-dráulicos e os deslocamentos verticais do topo da estaca foram medidos por quatro extensômetros mecânicos, ins-talados em dois eixos ortogonais, com precisão de leitura direta de 0,01 mm. os defletômetros foram fixados em um sistema de referência com rigidez sufi-ciente para não prejudicar a precisão das medidas de deslocamentos, com as extremidades apoiadas em peças fixa-das diretamente no solo e independen-te de eventuais movimentos do independen-terreno devido aos testes. também foram pro-tegidos de forma que os efeitos exter-nos como o vento e a temperatura não influenciassem a precisão das medidas.
deScrição do enSAio
a prova de carga estática envolve a aplicação de cargas em estágios, por meio de um conjunto de macaco hi-dráulico, bomba, manômetro ou célula de carga aferido. o ensaio foi realizado com carregamento lento, executado em estágios iguais e sucessivos, obser-vando-se o acréscimo de carga aplica-da em caaplica-da estágio, que é de no máxi-mo 20% da carga de trabalho da estaca. em cada estágio a carga é mantida até a estabilização dos deslocamentos, no mínimo por 30 minutos.
também em cada etapa as leituras dos deslocamentos são registradas imediata-mente após a aplicação da carga, seguin-do-se leituras de 2, 4, 8, 15 e 30 minutos, em seguida de uma, duas, três, quatro ho-ras e assim por diante, contados a partir do início do estágio até se atingir a estabiliza-ção. a estabilização dos deslocamentos é atendida quando a diferença entre duas leituras consecutivas correspondem a no máximo 5% do deslocamento ocorrido no mesmo estágio (entre o deslocamen-to da estabilização do estágio anterior e o atual). Quando a ruptura da estaca não é alcançada, a carga máxima é mantida du-rante um tempo mínimo de 12 h entre a estabilização dos recalques e o início do descarregamento.
o descarregamento é feito em, no mínimo, quatro estágios e cada um é mantido até a estabilização dos des-De acordo com o relatório técnico, o
dispositivo de aplicação de carga foi constituído por 16 macacos hidráuli-cos vazados com capacidade de carga de 200 tf e curso de 250 mm. os ma-cacos hidráulicos são alimentados por bombas elétricas, sendo cada bomba cuidadosamente montada para aten-der quatro equipamentos. o sistema
cordoalhas atravessando capacete metálico
bombas utilizadas na aplicação das cargas
de reação para o teste de carga à com-pressão foi constituído de um capace-te metálico com peso aproximado de 18 t, dimensionado para suportar com segurança a carga máxima da prova de carga e com espaço para instalação de até 20 macacos hidráulicos.
as medidas das cargas aplicadas, dos deslocamentos axiais do topo da
es-m ichelly N ov o / edit or a rudder m ichelly N ov o / edit or a rudder
locamentos, com registros conforme critérios estabelecidos para o carre-gamento. o tempo mínimo de cada estágio é de 15 minutos, depois do descarregamento total as leituras dos deslocamentos devem continuar até a sua estabilização. Nas provas de carga interrompidas por qualquer motivo a estaca deve ser totalmente descarre-gada e o ensaio reiniciado, não deixan-do de se apresentar todeixan-dos os dadeixan-dos deixan-do carregamento interrompido.
Na ocasião, como o sistema de medi-ção encontrava-se protegido contra intempéries, a ocorrência de vento ou chuva não influenciou no resultado dos testes. a utilização dos resultados apresentados. Na análise do comporta-mento das estacas como elecomporta-mentos de infraestrutura da obra, considerando--se o tipo de carregamento a que es-tarão submetidas, as cargas de projeto e os recalques admissíveis, deve ser ve-rificada pelo consultor de fundações e pelo projetista das estruturas.
Segundo o parecer técnico da portella alarcon o esquema do sistema de rea-ção apresentou-se satisfatório, a estaca encontrava-se em excelentes condi-ções técnicas, tanto no aspecto estru-tural, como no aspecto geotécnico. as deformações medidas foram pequenas, indicando que a estaca ainda apresenta “reserva”, não sendo mobilizada inte-gralmente à sua resistência por atrito lateral após a aplicação do dobro da carga de trabalho utilizada para o pro-jeto. a conclusão da empresa é de que os resultados foram satisfatórios e aten-dem plenamente o objetivo do projeto.
eSTAcA bArreTe
as estacas barrete que foram escolhi-das para a fundação do alpha Sigma towers possuem seção transversal retangular ou estendida e elevada ca-pacidade de carga, mesmo submersas. elas são derivadas de um ou mais pai-néis de parede diafragma e utilizadas como elementos portantes de fun-dações em substituição às estacas de grande diâmetro. o sócio da empresa portella alarcon, Carlos alberto alar-con explica que as estacas barrete são utilizadas para edifícios com cargas elevadas nos pilares e diz que outra solução que poderia ser adotada neste caso é o emprego das estacas raiz,
en-cilindros hidráulicos de aplicação de carga
A prova de carga sendo acompanhada por equipe
tretanto o custo ficaria muito elevado, visto que esta solução tem capacidade de carga baixa (160 tf).
os benefícios intrínsecos da utilização desta tipologia de estaca barrete ver-sam em uma execução sem vibração e ruídos, possibilidade de atravessar camadas do solo de grande resistência devido às ferramentas de escavação e
pela rapidez de execução por meio de um processo mecanizado. Com a sua utilização é possível atingir grandes profundidades de cota de apoio e re-sistir a elevadas cargas solicitantes com um único elemento de fundação, redu-zindo deste modo o volume dos blocos. esta estaca é executada a partir da escava-ção do solo e posterior concretagem
atra-m ichelly N ov o / edit or a rudder m ichelly N ov o / edit or a rudder
Parte da equipe da direita para a esquerda: o engenheiro da Testgeo, murilo batista, o engenheiro da Testgeo, murilo de carvalho, o superintendente de construção da brookfield incorporações, gabriel meneghin, o engenheiro da Testgeo, wellington moura, o engenheiro da brookfield incorporações, carlos oliveira e sentados estão o engenheiro da Testgeo, José Augusto moura e o engenheiro da Testgeo, Aluízio Aguiar
vés de uma camisa guia de escavação, co-mumente conhecida como clamshell, em seguida o furo de escavação é preenchido com lama. a execução é seguida pelo po-sicionamento da armadura e controle da pressão interna do furo com ar comprimi-do, desta forma a lama utilizada é retirada e uma nova lama é colocada no furo. após estas etapas, o procedimento de concre-tagem é iniciado, onde é feita a colocação do tubo de concretagem e instalação da bomba de submersão, posteriormente é feito o lançamento do concreto ao furo. terminada a concretagem, procede-se o aterro da parte superior e da retirada da camisa guia.
o engenheiro da geofix, omar amad, explica como foi traçada a logística de execução das fundações, bem como a disposição de instalações ou áreas re-queridas à manobra e movimentação de máquinas. “para a execução da pare-de diafragma, na fase pare-de planejamento, identificamos que o solo superficial do terreno não suportaria o peso dos equi-pamentos de hidrofresa que seriam
utili-execução de fôrma para concreto armado
m ichelly N ov o / edit or a rudder m ichelly N ov o / edit or a rudder
lançamento de concreto em laje
gruas de apoio ao transporte de materiais no canteiro. os equipamentos suportam uma carga de 2,5 t na ponta da lança e chegam a uma capacidade máxima de 5,5 t m ichelly N ov o / edit or a rudder m ichelly N ov o / edit or a rudder
m ichelly N ov o / edit or a rudder
zados para sua execução (esse procedi-mento também foi adotado na execução das estacas barrete). Com isso, foi neces-sário realizar a troca de solo em todo o perímetro da parede, ou seja, da área de apoio para trabalho dos equipamentos”. ele acrescenta que as centrais recicla-doras e de lama foram posicionadas na região central do terreno, onde pudes-se atender perfeitamente a obra toda e que as fundações (estacas barrete) foram executadas a partir da cota da segunda linha de tirantes, onde não foi possível o posicionamento da estrutura composta pela central recicladora e de lama no recuo de aproximadamente 20 m fora da projeção da parede dia-fragma. por este fator, foi necessário um planejamento logístico de tal modo que, com as centrais posicionadas en-tre uma torre e outra, atendesse tanto a execução das estacas quanto a de tiran-tes (até a 4ª linha), visto que era previs-to um recuo de aproximadamente 6 m, possibilitando que ambas as atividades ocorressem concomitantemente.
reciclAgem
para a troca do material bentonítico no canteiro de obras do alpha Sigma towers foi utilizado o reciclador, que é responsável por retirar com maior efici-ência possível a areia presente na lama bentonítica. esse equipamento permite que a lama bentonítica possa ser reu-tilizada nas obras de fundações, pois somente separa a argila da areia, não al-terando a funcionalidade da bentonita. também foi usado o floculador que tem a função de aglomerar a lama bentoní-tica, a fim de possibilitar seu descarte sem prejudicar o meio ambiente. o engenheiro da geofix, márcio Freitas descreve que após a decantação, a água resultante pode ser utilizada na obra para lavagem de pneus, ruas, equipa-mentos etc., desta maneira reduzindo a quantidade de água consumida na obra quando comparada com o processo an-terior (sem uso de floculador). o mate-rial decantado atende à classificação a II da aBNt NBr 10.004 – Classificação de resíduos Sólidos, podendo ser lançado em aterros normais. “toda escavação é feita num solo, cujo perfil geológico já é conhecido, e nele pode conter ou não contaminantes. Isto é notado através da sondagem. Durante a escavação, a
ben-Projeção do 4º subsolo Torre Alpha
(1.600 m²) e contenção em parede de
diafragma com tirantes
Projeção do 4º subsolo Torre Alpha
(1.600 m²) e contenção em parede de
diafragma com tirantes
montagem da fôrma do 1º pavimento da Torre Sigma, área de projeção de 2.500 m²
cilindros hidráulicos de aplicação de carga
m ichelly N ov o / edit or a rudder D ivulgação test g eo
tonita se mistura somente com o solo da obra”, salienta.
ele explica que a lama de escavação é uma suspensão em água doce de uma argila especial, bentonita, da família dos montmorilonitas de sódio (alcalina), apresentando como característica prin-cipal a propriedade da tixotropia, ou seja, um comportamento fluido quando agitada, mas é capaz de formar um gel quando em repouso. em casos especiais, pode ser necessário adicionar produtos químicos à lama bentonítica, destinados a melhorar suas condições, corrigindo a acidez da água, aumentando a sua den-sidade de massa etc. porém, nessa obra, essa adição não foi necessária.
amad também assegura que não houve aplicação de soluções equivalentes nas fundações, que foi utilizada apenas a lama bentonítica nos processos de execução de parede diafragma e estacas barrete com hidrofresa, pois subentende-se que é o único fluido estabilizante que não perde as características durante a exe-cução dos serviços. a hidrofresa trabalha
Prova de carga
em funcionamento contínuo e antes de iniciar os trabalhos é necessário que a lama bentonítica já esteja produzida para alimentar o sistema do equipamento. “Durante o avanço da escavação do pai-nel, as rodas de corte trituram o material, que fica em suspensão na lama. a mis-tura de rocha (ou solo) e lama é recalca-da pela bomba de sucção por meio de um duto central e é direcionada, através de tubos, para a central recicladora do conjunto. Devido a essa movimentação constante da lama, entendemos que
qualquer outro fluido não conseguiria manter as características necessárias para estabilização da escavação. o cus-to de outro fluido estabilizante é aproxi-madamente 20% mais caro em relação à lama bentonítica”, exemplifica.
terminada a fase de escavação, a lama que se encontra dentro da vala esca-vada apresenta grande quantidade de sólidos (grão de areia) em suspensão (25% a 30%). Na fase de concretagem a lama deve possuir um teor máximo de areia da ordem de 3% em volume,
ten-esquema do processo de reciclagem, reutilização e descarte de lama bentonítica
D ivulgação B ro okfield Inc or p or ações D ivulgação test g eo
floculador
A lama bentonítica deve seguir as características da tabela reciclador
do em vista que um teor de areia eleva-do pode acarretar o perigo de misturar as partículas de areia contidas na lama com o concreto. por esta razão deve ser procedida a troca da lama utilizada du-rante a escavação.
o engenheiro da geofix, márcio Freitas, destaca que a troca da lama é extre-mamente necessária e que para isso existem duas maneiras: a primeira é por substituição, pois à medida que a lama utilizada na escavação vai sendo retirada pela parte inferior, com a utilização de bombas submersas ou por processo uti-lizando-se air-lift, a lama nova vai sendo introduzida na cava pela parte superior. Já a segunda forma é com circulação. a lama utilizada vai sendo retirada pela parte inferior e bombeada através de desarenadores onde, por processos mecânicos, a areia que se encontra em suspensão é retirada da lama. a lama então desarenada volta para a cava. esta operação se denomina desarena-ção. Concluída a operação de troca da lama, efetua-se a limpeza do fundo da escavação para assegurar-se de que não houve deposição de partículas de areia no fundo de escavação.
Segundo o superintendente de cons-trução da Brookfield Incorporações, gabriel meneghin, a parte inicial das fundações foi executada com
clam-shell mecânico, até os oito primeiros
metros de cada estaca, devido ao per-fil do terreno (com alteração de rocha que vai até rocha sã). “para suportar a alta carga prevista para o empreendi-mento, foi necessário utilizar a hidro-fresa, pois só ela conseguiria perfurar a rocha para atingir a profundidade necessária”, conta.
mureTA-guiA
Como recurso à contenção de cama-das superficiais junto à escavação, procede-se ao emprego de encami-samento tipo mureta-guia, que tam-bém é aproveitada como dispositivo de orientação ao aprofundamento. o engenheiro omar amad explica que é recomendado que a mureta-guia seja executada, de modo a permitir que o equipamento seja posicionado no en-torno da escavação e realize o proces-so até o seu final.
a mureta-guia deve ser executada em todos os casos, pois define o
ca-D ivulgação B ro okfield Inc or p or ações D ivulgação B ro okfield Inc or p or ações D ivulgação B ro okfield Inc or p or ações
minhamento da parede, servindo de guia para as ferramentas de escavação,
clamshell e hidrofresa. ela também
im-pede o desmoronamento do terreno próximo à superfície devido a grande e constante variação do nível de lama, em decorrência da entrada e saída do
clamshell na escavação e no peso do
equipamento, além disso, é necessá-rio o posicionamento e travamento da armadura da estaca e a utilização de um travamento hidráulico “centralina” (interno a mureta) que permite a intro-dução da hidrofresa.
márcio Freitas relata que as muretas- guia são executadas de maneira rápida com a escavação da vala, posicionamen-to de formas e armaduras, concretagem e desforma. por este motivo a logística para a fabricação de muretas-guia pré- moldadas, transporte e armazenamen-to no canteiro de obras trariam prejuízo ao cronograma. ele também esclarece que eventuais desaprumos da esca-vação podem ser corrigidos durante o processo, pois a hidrofresa possui qua-tro estabilizadores em seu corpo para quando o monitoramento visualizado em computador mostrar a inclinação na ferramenta, eles sejam acionados de modo a corrigir a escavação, mantendo sua verticalidade.
Quanto ao distanciamento entre a es-cavação e o material removido, o enge-nheiro omar amad diz que no proces-so de escavação das estacas/painéis com utilização do clamshell, o mate-rial foi depositado conforme o raio de giro do guindaste, em direção oposta à vala de escavação. posteriormente, a escavadeira de apoio retirava o mate-rial dessa posição inicial e descartava-o através de caminhões-basculante para aterros legalizados.
“Neste mesmo processo de escavação só que com a utilização da hidrofresa, o material é removido através da bomba de sucção acoplada à própria ferramen-ta que, junferramen-tamente com a lama bentoní-tica é enviada à central recicladora para retirada do material sólido e retorno da lama com características adequadas para continuidade do serviço. a central é posicionada distante das estacas/pai-néis, evitando qualquer tipo de proble-ma ao processo”, exemplifica aproble-mad que finaliza: “em relação ao posicionamento do guindaste, é necessário que a cota
da coluna de lama bentonítica dentro da escavação esteja, pelo menos, dois metros acima da cota do Na (Nível d’Água) do terreno, garantindo que a
tensão exercida pelo guindaste, quando associada à pressão neutra (água), não exerça tensão maior do que a interna da lama bentonítica”.
recomendação de execução da mureta-guia
Ação estabilizante da lama
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