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Reforo de Fundaes de Torres de Transmisso Apoiadas sobre
Espessas Camadas de Sedimentos Orgnicos Abel Galindo Marques, M.Sc.
Prof. Adjunto, Universidade Federal de Alagoas UFAL, Diretor da AGM
Geotcnica Ltda, Macei, Brasil, [email protected] Juliane
Andria Figueiredo Marques, D.Sc. Responsvel Tcnica da AGM Geotcnica
Ltda, Macei, Brasil, [email protected] Ricardo Figueiredo
Marques, M.Sc. Responsvel Tcnico da AGM Geotcnica Ltda, Macei,
Brasil, [email protected] RESUMO: Nesse trabalho
apresentam-se as solues de fundaes, aplicando-se conhecimentos
tericos, experincia e prtica local, das estruturas (postes-torre)
de uma linha de transmisso de 69 KV, que interliga duas subestaes,
localizadas na cidade de Macei, cujo trajeto passa por uma rea
muito prxima a Lagoa Munda, na qual tem-se ocorrncia de trechos com
espessas camadas de solos orgnicos. PALAVRAS-CHAVE: Reforo de
Fundao, Estaca Escavada de Pequeno Dimetro, Argilas Moles. 1
INTRODUO Quanto ao aspecto geotcnico e geolgico, Macei divide-se em
trs reas sedimentares. A parte alta, que tem altitude mdia de 40 m,
subsolo constitudo de sedimentos do Tercirio, formao Barreiras, com
predominncia de argilas arenosas e siltosas ou areias e siltes
argilosos de consistncia ou compacidade crescentes com a
profundidade. O lenol fretico, encontra-se em profundidades
superiores a 30 m (Marques, 2006). As outras duas reas so baixas:
uma litornea (banhada pelo mar) e a outra lagunar. Ambas so
constitudas, geologicamente, de sedimentos do Quaternrio. A regio
litornea tem o subsolo composto de solos arenosos (areias e siltes)
de compacidade varivel entre fofa e muito compacta e ocorrncias de
arenitos ou calcrios. O lenol fretico ocorre na profundidade mdia
de 2,0 m. A rea lagunar e de restinga situam-se 80% a Noroeste, e o
restante a Sudeste (em relao ao centro de Macei). banhada pela
lagoa Munda e um canal que liga essa lagoa ao mar. O subsolo dessa
rea constitudo de sedimentos do Quaternrio, com predominncia
de argilas orgnicas moles e muito moles, eventualmente turfosas.
Em algumas partes dessa rea no se tem a ocorrncia de solos
orgnicos. Tm-se areias e siltes de compacidade fofa a muito
compacta. Ocorrem tambm, nos primeiros metros, antigos aterros de
solos argilo arenosos, s vezes contaminados com solos orgnicos e o
lenol fretico tem profundidade mdia de 1 m (Gusmo et al, 2005).
A linha de transmisso, cujas fundaes o objetivo desse trabalho,
foi construda nessa rea.
Essa linha de 69 KV, que ao longo de sua extenso de 2400 m,
aproximadamente, tem 34 estruturas (postes-torre), teve os
trabalhos de execuo iniciados sem nenhum tipo de sondagem do
terreno nos pontos de implantao dos postes-torre. Quando os
engenheiros da compainha eltrica foram alertados sobre o tipo de
solo daquela rea (especialmente a parte prxima lagoa) e a
necessidade urgente de uma campanha de sondagem percusso com SPT,
19 estruturas j estavam implantadas (sem os cabos de transmisso) e
10 em fase de concluso das fundaes que resumia-se na
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colocao de manilhas de concreto de meio e meio metro , dimetros
de 1,10 m e 1,20 m para postes de 18 e 20 m de altura, e
profundidade de 2,40 m e 2,60 m, respectivamente.
Buscando entender o porqu da no realizao de sondagens, os
experientes com esse tipo de obra disseram que no ocorrendo solos
orgnicos moles e muito moles, nos primeiros metros prximos
superfcie (3 a 4 m), os mini-tubules assentes na profundidade de
2,50 m e dimetro de 1,10 m e 1,20 m, tm sido uma boa soluo de
fundao para as estruturas de linhas de transmisso de 69 KV, com
algumas excees.
A pergunta : como possvel saber, no momento da elaborao do
projeto, se ocorrero ou no esses solos indesejveis, sem a execuo
prvia das necessrias sondagens? 2 OS LOCAIS E PERFIS GEOTCNICOS
TPICOS Essa rede de transmisso eltrica inicia no bairro Centro,
atravessa o bairro banhado pela lagoa Munda e termina em um
terceiro bairro, passando por diversas ruas densamente habitadas
por pessoas humildes. Os postes foram instalados nas caladas muitas
das quais tm larguras entre 1,0 e 1,5 m. Alguns dos pontos crticos,
em termos de fundaes, estavam localizados nas esquinas formadas por
essas caladas. Tratavam-se portanto, de obras de difcil execuo,
especialmente aquelas estruturas (postes) que teriam suas fundaes
reforadas com estacas.
Devido a limitao de espao e a relevncia de outros tpicos e
figuras a serem apresentadas nesse artigo, dos 26 furos de sondagem
executados ao longo dos 2400 m dessa linha de transmisso, trs
perfis foram selecionados, sendo cada perfil representativo de cada
soluo adotada. Esses perfis so mostrados nas Figuras 1, 2 e 3.
NA Prof NSPT Classificao do material
0,0 69421/45
-5,0 PPPPPPPPPP
-10,0 PPPPPPPP1/45
-15,0 1/451/45PPPPPP
-20,0 PP1/451/451/453/35
-25,0 42445
-30,0 6182328/2829
-35,0
-40,0
-45,0
AREIA fina com ocorrncia de resto deconstruo, pouco
compacta.
ARGILA silte arenosa, consistncia mdia.
AREIA fina, siltosa, fofa.
ARGILA areno siltosa, consistncia muitomole.
ARGILA orgnica, consistncia muito mole.
ARGILA arenosa, consistncia mole.
ARGILA, consistncia muito mole a dura.
0,30m
Figura 1 Perfil tpico do subsolo das estruturas que tiveram
fundaes da soluo 1. (AGM, 2009).
NA Prof NSPT Classificao do material
0,0 2/451/451/451/451/45
-5,0 92630/2727/2828/26
-10,0 30/23
-15,0
-20,0
-25,0
-30,0
-35,0
-40,0
-45,0
AREIA fina com resto de construo, fofa.
SOLO ORGNICO, consistncia muito mole.
SILTE arenoso, medianamente compacto a compacto.
AREIA fina, siltosa, compacta.
0,80m
Figura 2 Perfil tpico do subsolo das estruturas que tiveram
fundaes da soluo 2. (AGM, 2009).
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NA Prof NSPT Classificao do material
0,0 81/453/451/452
-5,0 PPPP1/451/451/45
-10,0 1/45PPPP1/451/45
-15,0 1/451/45PP1/451/45
-20,0 PPPPPPPPPP
-25,0 PPPPPPPPPP
-30,0 PPPPPPPPPP
-35,0 PP2333
-40,0 67101213
-45,0 1312
ARGILA arenosa, consistncia mdia.
ARGILA silte arenosa, com ocorrncia depedregulho, consistncia
muito mole amole.
SOLO ORGNICO, com ocorrncia de turfa, consistncia muito
mole.
AREIA fina, fofa.
AREIA argilosa, pouco a medianamentecompacta.
0,70m
Figura 3 Perfil tpico do subsolo das estruturas que tiveram
fundaes da soluo 3. (AGM, 2009).
Nos perfis de sondagem onde se tem
registrado, em profundidades variveis de zero a pouco mais de
trs metros, a ocorrncia de metralhas (resto de construo) argilas
arenosas de baixa e alta consistncia, tratam-se de antigos aterros,
com mais de 10 anos de existncia, j estabilizados. Isso decorre do
fato de que nos locais de ocorrncia de camada de solos orgnicos
moles e muito moles de pequena e grande espessuras ao longo do
trajeto dessa linha, no se tem registro, at o presente momento, de
deformaes prejudiciais s residncias, apesar de se ter, em alguns
pontos, intenso trfico de veculos pequenos e grandes. Mas evidente
que construes de casas sobre aterros recentes, invariavelmente
ocorrem pequenos e grandes recalques (a depender da espessuras do
aterro e da camada orgnica).
3 AS ESTRUTURAS E CARGAS PREVISTAS As estruturas so postes de
concreto armado, comprimento de 18 e 20 m. Apresentam dois tipos de
seo transversal: duplo I e circular, com dimenses (na base) de 60
cm x 80 cm (duplo I) e com dimetro de 80 cm (tipo circular). Como j
foi dito, a fundao projetada originalmente, constitua-se de
manilhas de concreto armado (mini-tubules) com dimetro de 1,10 m e
profundidade de 2,40 m para os postes de 18 m, e dimetro 1,20 m e
profundidade de 2,60 m para os de 20 m. Detalhes desse tipo de
fundao so mostrados na Figura 4.
base de concreto armado
Calada
Solocompactado
Solocimento
Poste
Solocompactado Manilha
Solocimento
Figura 4 Esquema do tipo de fundao projetada originalmente.
(AGM, 2009).
Algumas dessas estruturas pesam (incluindo equipamentos e peso
de 3 homens) entre 3.200 kgf e 4.500 kgf; mais de 75% delas tm peso
de 7.200 kgf a 9.200 kgf. A fora mxima prevista de estaiamento
aplicada no topo do poste foi de 200 kgf e a ao de vento
considerada foi de 50 kgf/m2 (regio Nordeste). Evidentemente que os
postes no podiam ser instalados, nem estaiados, em dias de vento
forte. Dessa forma, a carga inicial atuante, no caso dos postes de
20 m, totalizava 12,35 tf (incluindo o peso da
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fundao). O momento mximo previsto, ocorreria nos postes de
esquina (considerado ngulo de 90), cuja composio resultava em uma
fora de estaiamento de 300 kgf (na diagonal) e um momento
correspondente na base do poste de 5,25 tf.m, que somado ao momento
resultante da ao do vento (aproximado) tinha-se 9,25 tf.m. A fora
horizontal total mxima prevista era de 0,75 tf. 4 ESTACAS
ROTATIVAS-INJETADAS COM BULBOS Essas estacas so do tipo escavada
com circulao de lama bentontica, de pequeno dimetro (de 10 a 40 cm)
(Marques, 2004), cuja execuo, apresentada da Figura 5, resume-se
em:
a- Perfurao com lama bentontica (ou gua), por meio de
perfuratrizes, ou manual para terrenos no muito resistente e
dimetros menores que 25 cm e profundidade mxima de 10 m.
b- Substitu-se a pea perfurante por um bico atravs do qual
aplica-se um jato dagua, em pontos estratgicos, ao longo da
profundidade, com presso de 4 kgf/cm2, na direo horizontal,
provocando aumento de dimetro nesses pontos escolhidos, nos quais
se formaro bulbos aps o preenchimento do fuste com argamassa
fluda.
c- Limpa-se o fundo da perfurao e coloca-se a armao.
d- Injeta-se argamassa fluda, com procedimento semelhante ao da
estaca raiz, e tem-se a estaca concluda.
Mais de 90% dos edifcios da regio praieira de Macei, esto
apoiados nessas estacas. Recentemente executou-se uma prova de
carga numa estaca dessa, com dimetro de 40 cm, comprimento de 15 m,
com dois bulbos e perfil do subsolo composto de siltes e areias
finas fofas a compactas. A carga mxima de ensaio foi 210 tf (limite
do sistema reativo) para um recalque total de 11,3 mm e permanente
de 2,78 mm.
Figura 5 Execuo da Estaca Rotativa-Injetada com Bulbos.
(Marques, 2004).
5 SOLUES Foram trs tipos de fundaes adotadas. A primeira para as
estruturas em que os locais que seriam implantadas tinham perfis
geotcnico iguais ou melhores que o apresentado na Figura 1, teriam
as fundaes projetadas originalmente conforme mostrado na Figura 4.
Isso porque os esforos resistentes estimados, oferecidos pelos
solos que compem o referido perfil, so superiores (e satisfatrios
para esse tipo de estrutura) aos atuantes. A fora horizontal maior
que 3,0 tf (contra 0,75 tf), a resistncia vertical, correspondente
to somente ao atrito lateral, de 18,5 tf (contra 12,35 tf) e o
momento resistente maior que 13,1 tf.m (conta 9,25 tf.m) (Hachich
et al, 2002).
A segunda soluo para as estruturas cujos locais tinham perfis
geotcnicos iguais ou semelhantes ao apresentado na Figura 2, teriam
suas fundaes originais (Figura 4) reforadas com trs estacas tipo
Rotativas-Injetadas, com bulbos, conforme mostram as Figuras 5a e
5b, com dimetro de 20 cm e comprimento de 7,5 m. Assim sendo,
estimando-se a resistncia horizontal do solo de superfcie (varivel
de 50 e 80 cm de espessura) mais a resistncia das estacas (0,4 tf
por estaca, para deformaes compatveis com esse tipo de estrutura)
tem-se 1,3 tf. Pelo critrio de clculo de capacidade de carga dessas
estacas (Marques, 2004), estima-se
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uma carga admissvel de 10 tf. E assim, o esforo resistente
vertical resulta em 30 tf. O momento resistente mnimo estimado
oferecido pelas estacas de 9,4 tf.m (Leite, 1998) que somado com o
do peso prprio da estrutura totaliza 16,8 tf.m.
A terceira soluo apresentada nas Figuras 6a e 6b, foi aplicada s
estruturas cujo subsolo apresentavam perfis geotcnicos semelhantes
ao mostrado na Figura 3. A resistncia horizontal estimada esboada
pela sapata e o mini-tubulo foi de 2,5 tf (a atuante prevista mxima
0,75 tf). O somatrio das reaes verticais (sapata 1,7 tf,
mini-tubulo 11,3 tf e as estacas 9 tf) corresponde a 22 tf (contra
12,35 tf) e o momento resistente total foi estimado em 17 tf.m
(contra o atuante mximo previsto de 9,25 tf.m).
base de concreto armado
Calada
Solocompactado
Solocimento
Poste
Solocompactado
Manilha
Solocimento
Estacas de reforod=20cm46.3
Comp. Var.(4,00 e 8,00)m
(a)
Estaca
Manilha
(b)
Figura 5 a) Esquema do tipo de fundao da soluo 2; b) Disposio em
planta da soluo 2 (AGM, 2009).
base de concreto armado
Calada
Solocompactado
Solocimento
Poste
Solocompactado Manilha
Sapata
(a)
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2,00
1,20
RUA Meio-fio
ESTACAS
(b)
Figura 6 a) Esquema do tipo de fundao da soluo 3; b) Disposio em
planta da soluo 3 (AGM, 2009).
Ressalta-se que todos os esforos resistentes
apresentados nas trs solues j so minorados. Portanto so cargas
reativas admissveis. E as deformaes correspondentes so inferiores s
que essas estruturas suportam com segurana. 6 CONCLUSES O
conhecimento da rea e a experincia local foi preponderante nas
solues adotadas, principalmente no que se refere ao fator tempo de
concluso da obra.
No momento em que se teve o conhecimento da necessidade urgente
da execuo de sondagens, esse tempo j estava em situao crtica diante
do rgo financiador. Se alm das sondagens tivessem que ser
executados todos os ensaios correntes, tais como ensaio de
adensamento, provas de cargas nas estacas e em placas, a multa
contratual seria inconcebvel diante da difcil situao financeira da
conncessionria eltrica. Sem o conhecimento local certamente as
estacas seriam muito profundas e inviveis, sob o ponto de vista
econmico.
A execuo dessas estacas com bulbos sob as fundaes j existentes
(das 34 estruturas 12 tiveram suas fundaes reforadas), com o lenol
fretico a 0,80 m de profundidade, uma experincia local j aplicada
com sucesso em outras situaes de reforo de fundaes de pequenas e
mdias edificaes, nessa rea e em outras regies.
REFERNCIAS AGM Geotcnica Ltda. (2009) Parecer Tcnico das
Fundaes da Linha de Transmiso LT-69KV Trapiche da Barra/Centro,
da Cidade de Macei-Al.
Gusmo, A.D. et al (2005) Geotecnia no Nordeste. Cap. 5 Prtica de
Fundaes no Estado de Alagoas. p. 247-264. Recife: Editora
Universitria da UFPE.
Hachich, W. et al (2002) Fundaes: Teoria e Prtica. Cap. 8 Anlise
e Projeto de Fundaes Profundas. p. 302-327. Editora Pini. 2 ed. So
Paulo.
Leite, L.E (1998) Avaliao da Capacidade de Carga Trao das
Estacas Rotativas-Injetadas. Dissertao de Mestrado, Departamento de
Engenharia Civil, Universidade Federal da Paraba, 92p.
Marques, J.A.F. (2004) Estudos de Estacas Escavadas de Pequeno
Dimetro, com Bulbos, Instrumentadas em Profundidade, em Terrenos
Sedimentares. Tese de Doutorado Escola Politcnica da Universidade
de So Paulo-EPUSP, So Paulo, 2004. 319p.
Marques, R.F. (2006) Estudo da Capacidade de Carga de Estacas
Escavadas com Bulbos, Executadas em Solos no Saturados da Formao
Barreiras da Cidade de Macei-Al. Dissertao de Mestrado,
Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de
Pernambuco-UFPE, 158 p.
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INOVAO E SUSTENTABILIDADE. 2010 ABMS.
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