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Fortaleza - Ceará

LAUDO TÉCNICO

CAGECE – COMPANHIA DE ÁGUA E ESGOTO DO CEARÁ

UM – BME – UM BACIA METROPOLITANA FIL 11

FORTALEZA – CEARÁ

RESERVATÓRIO APOIADO DA ETA DE CASCAVEL

Dezembro de 2009

CAGECE/ETA CASCAVEL

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LAUDO TÉCNICO

CONTRATANTE:

CAGECE – COMPANHIA DF EÁGUA E ESGOTO DE CEARÁ

Rua Lauro Vieira Chaves 1030 Vila União

Fortaleza - Ceará

CNPJ 07.040.108/0001-57

OBJETIVO DO LAUDO

Avaliação da estrutura da Estação Elevatória EE-1 e elaboração de projeto de

recuperação.

CONTRATO

CARTA-CONTRATO Nº 178/2009 – PROJUR – CAGECE

DESCRIÇÃO DA OBRA

O reservatório apoiado de Cascavel é feito em concreto armado com 24,40 m de

largura, 35,90 m de comprimento e 3,00 m de altura, exceto no canal de adução das

bombas, onde tem 3,80 de altura, pois o canal tem 80 cm abaixo da laje de piso.

Internamente tem 12 pilares de 20x20 cm, sobre sapatas de 1,60x1,60, invertidas, que

suportam as 4 vigas transversais de 15x55 cm e 3 vigas longitudinais, também de 20x55

cm. A laje do piso tem 10 cm de espessura e a da tampa tem 15 cm de espessura. As

paredes têm 20 cm de espessura. O concreto tem Fck de 20 MPa.

O terreno é inclinado de modo que, atualmente, está cerca de 1,50 m acima do

piso junto à parede nascente e é nivelado como piso na parede poente, que é onde se

localizam os filtros e a entrada da ETA.

A capacidade é de 2.100 m3 de água, ou seja, 24,00x35,00x2,50 m. Como a

vazão na captação é de 220 m3/hora, são necessárias 10 horas para enchê-lo.

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PROBLEMÁTICA

De um modo geral a superestrutural de concreto armado do reservatório está em

boas condições para o tempo de uso desde a sua construção, embora existam alguns

ferros expostos na laje do teto que precisam ser cuidados.

Porém o principal problema que se deve resolver são os vazamentos que existem

na parte inferior do reservatório e como é o único reservatório que recebe água que vem

da captação para abastecer a cidade de Cascavel não pode permanecer sem água por

mais do que três ou quatro dias.

Os vazamentos precisam ser eliminados, pois, além do desperdício de água,

deterioram o concreto armado por lixiviação dos óxidos e hidróxidos de cálcio, criando

porosidades e oxidação do aço da armadura.

Quanto à recuperação do teto (fotos 2 e 3), é possível fazê-la sem secar

totalmente o reservatório, mas os vazamentos pelas fissuras das paredes e pela laje

inferior, não podem ser corrigidos sem secá-lo por um tempo muito superior.

É imperioso, portanto, fazer a divisão interna, criando duas células,

intercomunicantes, para que se possa ter uma parte seca pelo tempo que for preciso para

a impermeabilização, a recuperação do teto e, de eventuais e prováveis, danos nos

pilares e laje de piso.

Fotos 2 e 3. Ferragens expostas na parte interna da laje do teto do reservatório (cetidas

pela CAGECE).

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DIVISÃO INTERNA

A parede que irá dividir o reservatório em duas células deve ser feita no sentido

longitudinal para que os todos os seis filtros e as bombas de recalque possam continuar

sendo usados tanto como o reservatório integral como quando se estiver apenas uma das

células.

Esta parede deve ser construída em apenas quatro dias para não causar um

desconforto muito grande para a população da cidade.

Bem planejada e executada com uma logística adequada é possível ser executada

neste prazo.

A parede que deverá suportar a pressão de 3,00 m de coluna de água foi

projetada em blocos de concreto com vergalhões fixados na laje de piso e do teto e

preenchidos com concreto fluido.

Deverá ser deixada uma janela de comunicação entre as duas células que deverá

terá uma escotilha metálica – padrão CAGECE, que possa ser movimentada

externamente, de cima da laje do teto.

Metodologia de execução da parede interna:

1. Abrir furos na laje superior com antecedência

2. Secar o reservatório, começando à meia-noite.

3. Primeiro dia:

a. Fazer 4 furos para cada bloco de concreto de 19x19x39 cm, Serão

476 furos de 14 mm de diâmetro e 50 mm de profundidade, a cada 15

cm. Tempo disponível: 4 horas. Usando 6 furadeiras elétricas com

broca SDS Max de 14x340 mm ponta de aço duro (videa), serão 3

minutos por furo.

b. Fixar vergalhões de aço CA-50 φ 12,5 mm – 3,20 m com adesivo à

base epóxi (para diminuir a perda com as barras, pode-se emendar

com 30 cm de traspasse).

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c. Fixar tela metálica com finca-pinos à pólvora nas paredes do

reservatório para fazer a amarração dos blocos com as duas paredes

de 24,40 m (testa), em todas as 15 fiadas de blocos.

4. Segundo dia:

a. Colocar os “blocos, uns sobre os outros com argamassa apenas na

‘testa” dos blocos para se obter a vedação da parede. Os blocos

devem ser encaixados nos vergalhões, deixando a abertura (1,00 x

1,00 m) da escotilha. Não precisa colocar argamassa de assentamento

nas fileiras horizontais dos blocos porque o grauteamento com

concreto irá fixá-los. Além disso, a argamassa horizontal poderá

desequilibrar os blocos. Poderá haver a necessidade de escorar a nova

parede, enquanto o concreto não endurecer.

b. Preencher os buracos dos blocos com concreto Fck = 30 Mpa, com

consistência fluida. Esta operação pode ser feita em duas etapas: até a

metade da altura e em seguida até o topo.

5. Terceiro dia:

a. Fixar a escotilha na parede, que deverá ser fornecida peã CAGECE,

porém deixando a janela aberta.

6. Quarto dia:

a. Encher lentamente ambas as células do reservatório para não haver

pressões horizontais na parede recém-construída

7. Deixar o adesivo epóxi e o concreto curar e adquirir resistência, por sete (7)

dias.

8. Décimo dia:

a. Fechar a escotilha ou vedar provisoriamente a abertura da parede com

alvenaria.

b. Secar um lado do reservatório.

9. Décimo primeiro dia:

a. Trabalhar na parte seca, fazendo a recuperação estrutural e reparando

as arestas parede/parede e parede/piso

b. Aplicar a manta nas partes recuperadas

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c. Fazer a proteção mecânica (cimentado) no piso.

Observações importantes:

a) Paralelamente, a CAGECE deverá providenciar a adaptação da tubulação

de alimentação e adução para que se possa usar o reservatório de forma

integral ou cada uma das células separadamente, quando for necessário

fazer manutenção ou conserto.

b) O projeto de adaptação das instalações hidráulicas não faz parte deste

contrato e deve ser feito por projetistas especializados ou pelo Setor de

Projetos próprio da empresa.

Memória de cálculo da parede divisória:

A parede divisória deve suportar o momento fletor e as barras de aço que a fixa

na laje de piso, ao esforço cortante devido à força lâmina de água que vai de zero a

3.000 kg no encontro da parede com o piso, como na Figura 1, abaixo.

Resultante das forças

Cortante

Parede interna

Figura 1 esquema de força sobre a parede interna

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Dimensionamento da armadura considerando a metade da espessura do bloco (ora

pressão de um lado, ora do outro, assim:

Altura da lâmina d água 2,50 m

Altura da parede 3,00 m

Resultante das forças 3,00x3,00x0,50x1.000 = 4.500 kg

Posição da resultante 1/3 H = 1/3x3,00 = 1,00 m do piso

Reação de apoio no piso 4.500 x2/3 = 3.000 kg

Momento fletor máximo 3.000x1,00 = 3.000 Kg.m

Esforço cortante máximo 3.000 kg

Aço CA – 50

Concreto Fck = 25 MPa

Espessura da parede 19 cm

Como laje H= 14,8 cm

Armadura da laje 476 Φ 12,5mm c 15 – compr. 3,20

Cortante sobre φ 12,5 3.000/127 = 23,6 kg/mm2 > 50 kg/mm2

Dimensionamento

Bloco de concreto 190x190x390 com os quatros ferros Φ 12,5 mm por bloco

Momento fletor:

R0 = h / M^1/2 = 14,8/54,77 = 0,27

Para Fck = 220 kg/cm2, CA 50 > α = 28,78 e ω = 0,058 (Aderson M. Rocha)

25 150 25 150 25

32 126 32

Figura 2 Bloco de concreto com ferros

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Momento resistente = 0,058x14,8x14,8x300 = 3.811 kg*m > 3.000

Sf = 3000/ (28,79x14,8) = 7,04

7,04/1,27 = 5,54 > 6 ferros de 12,5mm a cada 15 cm, ou seja, 476 ferros com 3,20 m de

comprimento unitário.

Esforço Cortante

Qmax = 3.000 kg Aço CA-50 diâmetro do ferro 12,5 mm Sf = 1,27 mm2

3.000/127 = 23,6 kg/mm2 > 50

A armadura com vergalhões de aço CA-50 φ 12.5 mm suporta o momento fletor

e ao esforço cortante devido à pressão da água, calculada para a altura de 3,00 m,

embora não deva passar de 2,50 m de altura.

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35,90 m

24,40 m

Figura 3 Planta baixa do reservatório ETA Cascavel

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35,90 m

Abertura 1,00x100 m

Parede divisória em blocos de concreto

24,40 m

3,00 m

Parede divisória

Figura 4 corte transversal do reservatório ETA Cascavel

Figura 4 Corte longitudinal do reservatório ETA Cascavel

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RECUPERAÇÃO ESTRUTURAL

Os serviços de recuperação estrutural constam basicamente de corte do concreto

fissurado, exposição dos forros oxidados para a desoxidação e aplicação de elementos

que proporcionam proteção catódica à armadura e seu posterior recobrimento com

argamassa, conforme a seqüência abaixo:

Metodologia de execução da recuperação estrutural:

1. Montagem de andaimes para acesso as vigas e a laje.

2. Delimitação das áreas para recuperação com corte da camada de concreto que

cobre as barras de aço afetadas pela corrosão eletroquímica e galvânica.

3. Corte do concreto em torno das barras de aço oxidadas.

4. Desoxidação com jatos de areia úmida, com escova metálica acionada por

furadeira elétrica ou mesmo, manualmente com escovas de cerdas metálicas.

o que for mais conveniente para as condições do local.

5. Pintura da barras de aço com tinta rica em zinco, para proteção catódica.

como o Armatec Zn da Vedacit, Nitoprimer Zn da Anchortec ou similar.

6. Se alguma barra de aço estiver com desgaste devido à corrosão, superior a

10% da seção transversal deve ser reforçada com a colagem nova barra de aço

que recomponha com folga aquela seção. A colagem deve ser feita com

adesivo á base de resinas epóxi como Compound Adesivo da Vedacit,

Sikadur 31 da Sika, Concressive 228 Poxy da Basf, Nitobond EPD da

Anchortec ou similar.

7. Recobrimento com argamassa polimérica, própria para reparos estruturais,

como Argamassa Estrutural 250 da Vedacit, Sikamonotop 622 BR da Sika,

Emaco S 168 da BASF, Viaplus ST da Viaplus, Renderoc SC 2 da Anchortec,

ou similar.

8. Pintura com Vedajá da Vedacit ou Vadatop da Basf, nas superfícies de

concreto aparente (todo o interior do reservatório).

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IMPERMEABILIZAÇÃO

A impermeabilização de cada célula deve ser feita com manta asfáltica

modificada com polímeros elastoméricos e armada com poliéster de 4 mm de espessura,

aderida ao piso e às paredes com primer a base de asfalto e fixada no alto das paredes

com perfis de alumínio aparafusados a cada 1,50m de altura.

Antes da colocação da manta deverá será feita a limpeza interna com jato de

água para remoção do biofilme e substâncias precipitadas ou aderidas provenientes do

tratamento da água.

Se forem notadas trincas ou outros danos nas paredes, no piso ou nas junções,

deverão ser vedadas externamente com adesivos epóxicos tixotrópicos e internamente

com injeções de adesivos epóxicos de baixíssima viscosidade ou metacrilato.

Observação:

Os encontros de paredes e destas com a laje de piso devem ser chanfrados para

reforçar as arestas internas e para não trincar a manta. Nos encontros das paredes com o

piso, a CAGECE, há algum tempo atrás, fez este chanfro buscando eliminar os

vazamentos, porém devem ser examinados e se necessário, refeitos. Nos encontros

verticais entre paredes, não existem.

Estes chanfros devem ser feitos com concreto Fck = 20 MPa, tendo como

armadura, fios de aço CA 50 diâmetro de 5 mm, a cada 15 cm, colados com adesivo à

base de epóxi.

Metodologia de execução da impermeabilização com manta:

1. Lavar as superfícies do piso e paredes.

2. Fazer a imprimação com primer a base de asfalto

3. Colocar a manta com 10 cm de sobreposição nas emendas

4. Aquecer toda a manta com maçarico para obter aderência ao concreto

imprimado

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5. A cada 1,50 m de altura (à meia-altura e no topo), prender a manta nas paredes

com chapa de alumínio de 50x5 mm com parafusos e bucha de nylon a cada 50

cm, em todo o perímetro das paredes.

6. Cobrir a cabeça dos parafusos com manta.

7. Fazer a proteção mecânica no piso com argamassa de cimento e areia, traço 1:4 e

2 cm de espessura.

8. Encher a célula e observar a existência de vazamentos.

PRAZOS DE EXECUÇÃO

O prazo de execução da parede divisória deve ser de apenas quatro dias. O prazo

para a recuperação estrutural e impermeabilização de cada célula pode ser de 30 dias

cada. Antes, será necessário fazer as instalações provisórias e no fim a desmobilização

da equipe, assim o prazo total deve ser de 90 dias.

Fortaleza, dezembro de 2009

José Emidio Alexandrino Bezerra. M. Sc

Engenheiro Civil Crea-Ceará 2672 D

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Custo global

ORÇAMENTO DETALHADO

CAGECE - RESERVATÓRIO APOIADO DE CASCAVEL

serviços un quant. pr.unitário preço total

1. SERVIÇOS PRELIMINARES 1.1 Almoxarifado u 1 2.700,00 2.700,00 1.2 Instalação elétrica provisória vb 1 1.350,00 1.350,00 1.3 Placa de Obra m2 12 98,70 1.184,38 1.4 Registros vb 1 1.350,00 1.350,00 1.5 Fretes e passagens vb 1 2.700,00 2.700,00 1.6 mobilização e desmobilização de equipe vb 1 2.700,00 2.700,00

sub-total 11.984,38

2. PAREDE DIVISÓRIA 2.1 furos na laje superior m2 7 202,50 1.417,50 2.2 furos em concreto de 1/2 a 1" u 476 12,41 5.905,49 2.3 adesivo estrutural para colar as novas barras kg 25 71,34 1.783,48 2.4 aço para concreto kg 476 10,62 5.056,46 2.5 concreto estrutural fc=25 mpa m3 13 418,13 5.435,73 2.6 alvenaria bloco concreto.arg mista esp 19

cm m2 106,5 58,89 6.271,33

sub-total 18.546,99

3. RECUPERAÇÃO DE CONCRETO ARMADO

3.1 andaimes para acesso aos locais de trabalho

vb 1 675,00 675,00

3.2 corte de concreto deteriorado ou trincado m2 255,6 25,52 6.523,79 3.3 aço para recompor a armadura do concreto kg 255,6 10,62 2.715,19 3.4 adesivo estrutural para colar as novas barras kg 25,56 71,34 1.823,43 3.5 desoxidação de armadura m2 255,6 15,96 4.078,82 3.6 proteção catódica através de pintura rica em

zinco m2 255,6 33,80 8.640,09

3.7 Recobrimento com argamassa polimérica m2 255,6 114,69 29.315,00 3.8 tratamento superficial de fissura m 119 68,85 8.193,15 3.9 injeção de resina epoxica kg 23,8 211,19 5.026,34 3.10 reconstituição c/argamassa cimento e areia m2 255,6 23,31 5.958,65 3.11 proteção concr.apar. interno argam

polimérica 1 demão m2 1056 9,45 9.977,78

3.12 remoção de entulhos só materiais construção

cont 1 133,52 133,52

sub-total 83.060,76

4. IMPERMEABILIZAÇÃO 4.1 lavagem e limpeza de superfície m2 1422 1,35 1.919,70

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4.2 impermeabilização com manta asfáltica 4mm m2 1422 29,51 41.962,31 4.3 proteção mecânica m2 852 20,59 17.541,52 4.4 barra para fixação da manta em alumínio m 238 32,70 7.782,49

sub-total 69.206,02

5. DIVERSOS 5.1 instalação da portinhola forneceda pela

CAGECE vb 1 1.350,00 1.350,00

5.2 remoção de entulhos variados cont 1 268,52 268,52 sub-total 1.618,52 VALOR GLOBAL DA PROPOSTA RS 153.885,30

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REFERÊNCIA DE PRODUTOS

• Adesivo epóxi

Adesivo bicomponente formado por resinas epóxi para colagem estrutural de aço e

concreto, nas diversas consistências

Fabricados pela Vedacit, Sika, Basf.

• Graute:

Argamassa cimentícia, pré-dosada, autonivelante, não retrátil, isenta de cloretos e

componentes metálicos para serviços de grauteamento em geral. Resistência à

compressão de 20 MPa com 1 dia e 40 Mpa aos 28 dias.

Fabricados pela SikaGrout 250 V-1, Grauth S, Masterflow 490 grout ou similar.

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Projetos Originais acrescidos da parede divisória

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Posição da parede divisória