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PRÁTICAS APLICADAS A EXECUÇÃO E CONTROLE DA QUALIDADE DE

FUNDAÇÕES EM OBRAS DE CONSTRUÇÃO DE EDIFICAÇÕES – ESTUDO DE CASO

Rodrigo Costa de Jesus

Projeto de Graduação apresentado ao Curso de

Engenharia Civil da Escola Politécnica,

Universidade Federal do Rio de Janeiro, como

parte dos requisitos necessários à obtenção do

título de Engenheiro.

Orientador: Jorge dos Santos

Rio de Janeiro

Agosto de 2017

ii




PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE

ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL

DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A

OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL.

Examinada por:

__________________________________________

Prof. Jorge dos Santos, D. Sc.

__________________________________________

Prof.ª Alessandra Conde de Freitas, D. Sc.

__________________________________________

Prof.ª Ana Catarina Jorge Evangelista, D. Sc.

__________________________________________

Prof. Willy Weisshuhn, M. Sc.

__________________________________________

Prof. Wilson Wanderley da Silva, D. Sc.

RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL

AGOSTO DE 2017

iii

Jesus, Rodrigo Costa de

Práticas aplicadas a execução e controle de qualidade

de fundações em obras de construção de edificações –

Estudo de caso/ Rodrigo Costa de Jesus. – Rio de Janeiro:

UFRJ/ESCOLA POLITÉCNICA, 2017.

XIII, 109 p.: il.; 29,7 cm.


Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/

Curso de Engenharia Civil, 2017.

Referências Bibliográficas: p. 87- 89

1. Controle de qualidade 2. Fundações 3. Procedimento

executivo 4. Construção civil

I. DOS SANTOS, Jorge. II. Universidade Federal do Rio

de Janeiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Civil.

III. Práticas aplicadas a execução e controle de qualidade

de fundações em obras de construção de edificações –

Estudo de caso.

iv

DEDICATÓRIA

Aos meus pais por toda dedicação e apoio.

v

AGRADECIMENTOS

Primeiramente, gostaria de agradecer à minha família. Aos meus pais, Cristina e

Maurício, e aos meus irmãos, Daniella e Diego, que me ensinarem a importância do estudo e

da dedicação. Muito obrigado por todo o suporte para eu finalizar os meus estudos, por todos

os conselhos e pelo conforto nos momentos difíceis.

Em segundo lugar, gostaria de agradecer aos amigos que conheci na UFRJ. Bruno

Freijanes, Ana Beatriz, Henrique, Beatriz, Carolina, Felipe, Juliana, Karine, Renan e Marcus,

esses anos não seriam tão especiais e não teriam passado tão de pressa se não os tivesse

compartilhado com vocês. Muito obrigado por todos os trabalhos, estudos em grupo, almoços,

conversas, concelhos, encontros, churrascos e comemorações que dividimos nesses anos.

Gostaria de agradecer também aos meus amigos do ensino médio, que mesmo sem o

contato diário continuaram muito presentes no meu dia a dia, através de mensagens e dos

nossos encontros. Adriana, Ana Carolina, Angelo, Beatriz, Caroline, Karina, Karline, Laís,

Ricardo e Thais, a amizade de vocês foi o maior presente que o CEFET me deu, obrigado por

sempre vibrarem em todas as minhas conquistas e compartilhar comigo as conquistas de

vocês. Obrigado por esses quase 10 anos de amizade e pela certeza de que é para sempre.

Gostaria de agradecer a engenheira da primeira obra que estagiei, Fabiana, por todo o

ensinamento, por buscar sempre me desenvolver e por ser compreensiva nos dias que precisei

sair mais cedo para estudar para alguma prova. Gostaria de agradecer também aos estagiários

da obra, Bianca e Pedro, por todas as atividades que desenvolvemos juntos e por todo o

companheirismo.

Por último, mas não menos importante, gostaria de agradecer ao meu orientador,

Jorge dos Santos, pelo apoio na escolha do tema do meu projeto, pelo suporte durante o

desenvolvimento do mesmo e por se mostrar sempre muito compreensivo.

vi

Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como parte dos

requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil.




Agosto/2017


Curso: Engenharia Civil

As fundações são os elementos de uma construção que têm a função de transmitir as cargas da

edificação ao terreno resistente. Um inconveniente das fundações é a dificuldade de

identificar falhas de execução após sua conclusão, pois seus elementos encontram-se

enterrados. Portanto, muitas vezes essas falhas são descobertas apenas quando surgem

patologias na edificação, como trincas. Para evitar a ocorrência de falhas em uma obra de

edificação, é fundamental que o engenheiro e sua equipe tenham total domínio das etapas

executivas das fundações adotadas e que a construtora possua um controle de qualidade

rigoroso. Sendo assim, esse trabalho visa conceituar as técnicas executivas dos diversos tipos

de fundações aplicadas em obras de edificações, bem como analisar o controle de qualidade

de cada tipo de fundação. Ademais, são avaliados os procedimentos adotados por construtoras

em termos de execução e o controle de qualidade de fundações, através do estudo de uma obra

de um empreendimento residencial multifamiliar pertencente a uma construtora de grande

porte na cidade do Rio de Janeiro. Por fim são identificas as principais práticas a serem

adotadas por construtoras para tornar a execução e o controle de qualidade das fundações de

obras de edificações mais eficazes.

Palavras-chave: Controle da qualidade, fundações, procedimento executivo, construção

civil.

vii

Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of the

requirements for the degree of Engineer.

PRACTICES ADOPTED TO THE EXECUTION AND QUALITY CONTROL OF

FOUNDATIONS IN BUILDING CONSTRUCTION – CASE STUDY


Agosto/2017

Advisor: Jorge dos Santos

Course: Civil engineering

The foundations are the elements of a building that have the function of transmitting the loads

of the building to a resistant soil. A drawback of foundations is the difficulty of identifying

execution failures upon completion, because their elements are buried. Therefore, these

failures are often discovered only when pathologies arise in the building, such as cracks. In

order to avoid the occurrence of failures in a building, it is essential that the engineer and his

team have full control of the execution of the foundations and the company has a strict quality

control. Thus, this work aims to conceptualize the executive techniques of the various types of

foundations applied in building construction, as well as analyze the quality control of each

type of foundation. In addition, the procedures adopted by construction companies in terms of

execution and the quality control of foundations are evaluated through the study of a

construction of a multifamily residential project from a large construction company in the city

of Rio de Janeiro. Finally, the main practices to be adopted by construction companies to

make the execution and quality control of foundations of building construction more effective

are identified.

Keywords: Quality control, foundations, executive procedure, construction.

viii

SUMÁRIO

1. Introdução ..................................................................................................................... 1

1.1. A importância do tema ..................................................................................................... 1

1.2. Objetivos ........................................................................................................................... 2

1.3. Justificativa ....................................................................................................................... 2

1.4. Metodologia ...................................................................................................................... 2

1.5. Estruturação ..................................................................................................................... 3

2. Execução e controle de qualidade de fundações em obras de edificações:

Contextualização .................................................................................................................. 5

2.1. Aspectos gerais .................................................................................................................. 5

2.2. Sapatas .............................................................................................................................. 7

2.2.1. Conceituação ............................................................................................................. 7

2.2.2. Aspectos históricos .................................................................................................... 9

2.2.3. Procedimento executivo ...........................................................................................10

2.2.4. Controle de qualidade ..............................................................................................13

2.2.5. Vantagens e desvantagens ........................................................................................14

2.3. Estaca Metálica ................................................................................................................15

2.3.1. Conceituação ............................................................................................................15

2.3.2. Aspectos históricos ...................................................................................................16




2.4. Estaca de Concreto Pré-moldada ....................................................................................21

2.4.1. Conceituação ............................................................................................................21





2.5. Estaca Raiz .......................................................................................................................28

2.5.1. Conceituação ............................................................................................................28





ix

2.6. Estaca Tipo Hélice Contínua ...........................................................................................33

2.6.1. Conceituação ............................................................................................................33





2.7. Verificação de desempenho de elementos de fundação ...................................................39

2.7.1. Provas de carga estáticas .........................................................................................39

2.7.2. Provas de carga dinâmicas.......................................................................................40

2.7.3. Integridade das estacas ............................................................................................41

3. Caracterização da construtora objeto do estudo de caso .......................................... 42

3.1. Aspectos Gerais ................................................................................................................42

3.2. Tipos de fundação mais utilizados ...................................................................................43

3.3. Tecnologias construtivas ..................................................................................................44

3.4. Terceirização de serviços .................................................................................................45

4. Caracterização do empreendimento objeto do estudo de caso .................................. 47

4.1. Aspectos gerais .................................................................................................................47

4.2. Cronograma e custo da obra ...........................................................................................47

4.3. Técnica construtiva ..........................................................................................................48

4.4. Influência da alvenaria estrutural na fundação ..............................................................49

5. Caracterização das fundações do empreendimento objeto do estudo de caso .......... 52

5.1. Avaliação das sondagens do terreno ...............................................................................52

5.2. Tipos de fundações adotadas ...........................................................................................53

5.3. Terceirização de serviços .................................................................................................55

5.3.1. Empreiteira responsável pela execução das estacas metálicas ................................55

5.3.2. Empreiteira responsável pela execução das estacas raiz .........................................56

5.3.3. Empreiteira responsável pela execução das sapatas e blocos de coroamento ........57

6. Aspectos práticos da eficácia da execução e do controle da qualidade das

fundações ............................................................................................................................ 58

6.1. Sapatas .............................................................................................................................58

6.1.1. Projeto Geotécnico de Fundações: detalhes e especificações ..................................58


6.1.3. Técnicas utilizadas para a execução e controle de qualidade .................................59

6.1.4. Inconsistências na execução e no controle da qualidade .........................................62

6.2. Estacas metálicas .............................................................................................................64

x





6.3. Estacas raiz ......................................................................................................................72





7. Síntese das práticas aplicadas à execução e controle de qualidade de fundações ..... 79

7.1. Sapatas .............................................................................................................................79

7.2. Estacas metálicas .............................................................................................................80

7.3. Estaca raiz ........................................................................................................................82

8. Conclusões ................................................................................................................... 84

Referências Bibliográficas ................................................................................................. 87

Anexos ................................................................................................................................ 90

xi

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 –Sondagem à percussão e sondagem rotativa .................................................................... 5

Figura 2 - Sapata isolada, sapata associada e sapata corrida ............................................................ 9

Figura 3 -Método do Contorno e Método dos Cavaletes................................................................ 10

Figura 4 - Sapatas próximas, porém em cotas diferentes ............................................................... 11

Figura 5 - Ensaio de abatimento de tronco de cone ........................................................................ 13

Figura 6 – Emenda executada com talas de segmento do próprio perfil metálico ......................... 18

Figura 7 - Posicionamento da armadura de fretagem ..................................................................... 19

Figura 8 – Tipos de emenda de estaca pré-moldada de concreto ................................................... 25

Figura 9 – Preparo da cabeça de estaca pré-moldada de concreto ................................................. 26

Figura 10 - Limpeza da cabeça da estaca raiz ................................................................................ 31

Figura 11 - Situação final após preparo da cabeça da estaca .......................................................... 36

Figura 12 - Esquema tipicamente de um Ensaio de Carregamento Dinâmico ............................... 41

Figura 13 – Planta baixa simplificada do empreendimento ........................................................... 47

Figura 14 - Ação conjunta do sistema formado por parede de alvenaria e viga ............................ 49

Figura 15 – Influência do efeito arco em parede de alvenaria sobre viga biapoiada ...................... 50

Figura 16 - Influência do efeito arco em parede de alvenaria sobre viga com apoio contínuo ...... 50

Figura 17 - Locação das sondagens do empreendimento ............................................................... 52

Figura 18 - Tipologias de fundações adotadas nos Bloco 1, 2, 3 e 4 ............................................. 55

Figura 19 – Alagamento de escavação do Bloco 4 após chuva intensa ......................................... 62

Figura 20 - Solução equivocada para correção de locação de sapata ............................................. 64

Figura 21 – Detalhe de emenda de perfis metálicos ....................................................................... 66

Figura 22 – Repique e nega da última dezena de golpes da estaca AP5 do Bloco 2 ...................... 67

Figura 23 – Registro de excentricidades de estacas metálicas do Bloco 3 ..................................... 67

Figura 24 – Ligação entre estaca metálica e bloco de coroamento com armadura de fretagem. ... 68

Figura 25 – Flambagem de estaca do Bloco 3 e desgaste do coxim do bate-estacas ..................... 70

Figura 26 - Emenda executada inadequadamente .......................................................................... 70

Figura 27 – Perfuratriz rotativa jorrando lama durante escavação no Bloco 2 .............................. 74

Figura 28 – Escavação do entorno de estacas raiz para verificação de integridade ....................... 76

Figura 29 - Cabeças das estacas após demolição de excesso de argamassa ................................... 77

Figura 30 – Cabeça da estaca danificada após passagem de máquinas pesadas ............................ 78

xii

LISTA DE TABELAS

Tabela 1- Quantidade de provas de carga por tipo de estaca ................................................. 40

Tabela 2 - Procedimento executivo de sapatas. ..................................................................... 58

Tabela 3 - Controle de liberação das sapatas do Bloco 1 ....................................................... 60

Tabela 4 - Gráfico de precipitações na cidade do Rio de Janeiro ........................................... 63

Tabela 5 - Registro de nega da estaca E3061A localizada no Bloco 3 ................................... 71

Tabela 6 - Procedimento executivo de estaca raiz ................................................................. 73

Tabela 7 - Especificações das pressões aplicadas no topo das estacas. .................................. 75

xiii

LISTA DE ANEXOS

Anexo I – Modelo de boletim de controle de execução de estacas metálicas...........................90

Anexo II – Modelo de boletim de controle de execução de estacas raiz..................................91

Anexo III – Modelo de boletim de controle de execução de estacas hélice contínua...............92

Anexo IV - Ficha de controle de estaca hélice contínua...........................................................93

Anexo V – Sondagens à percussão do perfil SP102.................................................................94

Anexo VI – Sondagens à percussão do perfil SP105................................................................95

Anexo VII – Sondagens à percussão do perfil SP112..............................................................96

Anexo VIII – Projeto de locação e carga do Bloco 2................................................................97

Anexo IX – Registro fotográfico de superfície de sapatas a serem liberada pelo consultor.....98

Anexo X – Ficha de verificação de serviço de sapatas adotada pela Construtora A................99

Anexo XI – Registro de cravação de estacas metálicas adotado pela Construtora A.............100

Anexo XII – Controle de estaqueamento de estacas metálicas adotado pela Construtora A..101

Anexo XIII – Resultados das provas de carga dinâmicas executados nos Blocos 2 e 3.........102

Anexo XIV – Ficha de verificação de serviço de estaca metálica da Construtora A..............103

Anexo XV – Ficha de verificação de serviço de bloco e baldrame da Construtora A............104

Anexo XVI – Registro de execução de estacas raiz adotado pela Construtora A...................105

Anexo XVII – Ficha de verificação de serviço de estaca raiz da Construtora A....................106

Anexo XVII – Proposta de Ficha de verificação de serviço de sapatas..................................107

Anexo XIX – Proposta de Ficha de verificação de serviço de estacas metálicas...................108

Anexo XX – Proposta de Ficha de verificação de serviço de estacas raiz..............................109

1

1. INTRODUÇÃO

1.1. A importância do tema

As fundações são os elementos de uma construção que têm a função de transmitir as

cargas da edificação ao terreno resistente. A estabilidade de uma edificação independente do

tipo de estrutura utilizada, depende inicialmente da seleção e execução adequada da fundação.

Assim sendo, dentre os muitos desafios que a construção de empreendimentos de edificações

enfrenta em áreas urbanas, o primeiro e um dos mais significativos é a seleção do tipo e a

execução da fundação. A seleção do tipo de fundação mais adequado, além de aspectos

relacionados ao custo e ao prazo disponível, requer a consideração de aspectos técnicos como

a topografia e a capacidade de sustentação do terreno, a localização e a situação das

construções vizinhas, dentre outros.

Há vários tipos e métodos executivos de fundações disponíveis para a aplicação na

construção de edificações. O tradicional método de bate-estacas é ainda bastante empregado,

entretanto, muitos métodos foram sendo desenvolvidos e hoje representam alternativas que

permitem aos engenheiros civis grande flexibilidade na escolha do tipo de fundação para suas

obras.

Da mesma forma que nas fundações, há para as estruturas de uma edificação uma

grande variedade de metodologias possíveis de serem utilizadas e que também devem ser

consideradas na escolha da fundação.

Os programas sociais que visam reduzir o índice da população que encontra-se sem

residência própria, como o programa Minha Casa Minha Vida, requerem soluções alternativas

para as técnicas construtivas convencionais usadas nas construções de edificações, de forma a

reduzir o tempo de construção e custo da obra. Uma dessas soluções alternativas que emergiu

juntamente com o programa Minha Casa Minha Vida foi a alvenaria estrutural. Apesar dos

registros históricos mencionarem o uso da alvenaria estrutural como tecnologia de construção

civil a partir do século XVII (HENDRY, 2002), teve sua utilização significativamente

incrementada nos últimos quinze anos. Sendo assim, a alvenaria estrutural aparece como uma

das principais soluções para a construção dessas edificações.

Assim sendo, a abordagem de aspectos relacionados à construção e ao controle da

qualidade de fundações em obras de edificações em alvenaria estrutural e o estudos de

aspectos técnicos e práticos inerentes às diversas técnicas construtivas disponíveis, assume

grande importância para a construção civil.

2

1.2. Objetivos

Esse trabalho tem como objetivo conceituar as técnicas executivas dos diversos tipos

de fundações aplicadas em obras de edificações, bem como analisar o controle de qualidade

de cada um dos tipos de fundação. Ademais, são avaliadas as práticas de execução e controle

da qualidade adotadas por uma construtora de grande porte, através do estudo da obra de um

empreendimento residencial multifamiliar localizado na cidade do Rio de Janeiro.

1.3. Justificativa

De modo geral, entre os principais objetivos das construtoras de edificações está a

otimização do tempo e do custo da obra, visando reduzir o valor de seus imóveis e tornando-

os mais atrativos para os clientes. Isso é uma realidade principalmente em obras patrocinadas

por programas sociais, como o programa Minha Casa Minha Vida, que utilizam a alvenaria

estrutural em suas obras com esse fim. Uma consequência da compressão do cronograma da

obra é a negligência na execução de serviços críticos e a não preocupação com o controle da

qualidade.

No caso das fundações, que são responsáveis por suportar e transferir as cargas da

estrutura ao solo, erros de execução são dificilmente observados no momento em que o

serviço é executado ou logo após sua conclusão. Essa dificuldade ocorre, pois depois de

finalizada e aterrada, falhas em sua execução não visíveis. Geralmente, os reflexos da má

execução da fundação são identificados no resultado final da obra, no que diz respeito à

qualidade, desempenho e custo com reforços (PINTO, 2015).

Sendo assim, o domínio das etapas executivas dos diferentes tipos de fundação por

parte do engenheiro da obra e pelo restante da equipe envolvida na atividade deve ser o

objetivo da construtora. Ademais, a adoção de um sistema de controle de qualidade eficaz,

que assegura que a execução dos serviços está de acordo com os padrões exigidos por normas

técnicas é crucial. Portanto, a identificação de boas práticas que tornam a execução e o

controle de qualidade de fundações em obras de edificações mais eficazes mostra-se como

uma estratégia importante para as construtoras.

1.4. Metodologia

Este trabalho foi desenvolvido através de pesquisas bibliográficas em artigos

científicos, trabalhos acadêmicos, e livros sobre os temas controle de qualidade e execução de

fundações. Além disso, foi analisada a ABNT NBR 6122 versão 2010 de Projeto e execução

3

de fundações e o Manual de execução de fundações e geotecnia elaborado pela Associação

Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundações e Geotecnia.

Para o estudo de caso, foi selecionada uma obra englobando três tipos distintos de

fundações: sapata, estaca metálica e estaca raiz. O estudo engloba uma análise da eficácia do

controle de qualidade na execução das diversas etapas das fundações da obra. O estudo inclui

as técnicas executivas utilizadas, seus respectivos controles de qualidade, além de apresentar

os principais problemas decorrentes da negligência na execução e no controle de qualidade

dos serviços.

1.5. Estruturação

O presente trabalho é estruturado em oito capítulos que abordam as práticas aplicadas

à execução e controle de qualidade de fundações em obras de construção de edificações.

O primeiro capítulo apresenta uma introdução ao tema, evidenciando a sua

importância, objetivos, justificativa da escolha do tema, metodologia adotada para o

desenvolvimento do trabalho e sua estruturação.

O segundo capítulo contextualiza a execução e o controle de qualidade de diversos

tipos de fundações comumente aplicados às fundações de edificações. Entre as fundações

abordadas estão as sapatas, estacas metálicas, estacas pré-moldadas de concreto, estacas tipo

raiz e estacas tipo hélice contínua. Para esses tipos de fundações são apresentados

conceituações, aspectos históricos, procedimentos executivos, controles de qualidade e

vantagens e desvantagens. Ademais, são apresentados métodos utilizados para verificação do

desempenho dos elementos de fundação.

O terceiro capítulo caracteriza a empresa construtora objeto do estudo caso. Descreve

uma breve apresentação da empresa, os tipos de fundação mais utilizados em suas obras, as

tecnologias construtivas normalmente adotadas e o uso de terceirização de serviços.

O quarto capítulo caracteriza o empreendimento objeto do estudo caso. Aborda as

características gerais do empreendimento, cronograma e custo, a técnica construtiva adotada

no empreendimento, que no caso foi alvenaria estrutural. Ademais, foi abordada a influência

da alvenaria estrutural no projeto de fundações, incluindo a conceituação do efeito arco.

O quinto capítulo caracteriza as fundações do empreendimento objeto do estudo de

caso. Apresenta uma avaliação das sondagens à percussão SPT realizadas no terreno, a

escolha das tipologias de fundação adotadas no empreendimento, além das exigências

contratuais da construtora e das terceirizadas.

4

O sexto capítulo descreve os aspectos práticos da eficácia da execução e do controle

de qualidade das fundações do empreendimento objeto do estudo de caso. Nesse capítulo são

apresentados os procedimentos executivos para cada tipo de fundação adotado na obra, bem

como suas as práticas de controle de qualidade.

O sétimo capítulo sintetiza as práticas aplicadas à execução e controle de qualidade de

fundações. Nesse capítulo é feita uma comparação entre as práticas descritas no segundo

capítulo, de acordo com o levantamento bibliográfico, e as práticas utilizadas pela construtora

objeto do estudo de caso. Também são propostas soluções para tornar o controle de qualidade

na obra mais eficaz.

O oitavo capítulo apresenta as conclusões encontradas ao término desse trabalho, bem

como sugestões para trabalhos futuros.

5

2. EXECUÇÃO E CONTROLE DE QUALIDADE DE FUNDAÇÕES EM OBRAS DE

EDIFICAÇÕES: CONTEXTUALIZAÇÃO

2.1. Aspectos gerais

Antes de iniciar um projeto de fundação e selecionar a tipologia de fundação mais

adequada, é essencial conhecer a estratigrafia e a classificação do solo, a posição do lençol

freático e o índice de resistência do solo à penetração, através da sondagem.

A NBR 8036 (1983) estabelece que deve ser feito um número mínimo de sondagens

em terrenos de edifícios, visando conhecer as prováveis variações das camadas do subsolo.

Deverá ser feita uma sondagem a cada 200 m² em áreas de projeção do edifício de até 1200

m² e uma sondagem a cada 400 m² excedente em áreas de projeção entre 1200 m² e 2400 m².

Além disso, deve-se respeitar um mínimo de duas sondagens para áreas de projeção do

edifício de até 200 m² e três sondagens para área de projeção entre 200 m² e 400 m².

O principal ensaio de campo é a sondagem à percussão SPT – “Standard Penetration

Test”. Esse ensaio consiste na cravação de uma amostrador padrão no solo, através da queda

livre de um martelo padronizado de 65 kg a uma altura de 75 cm, conforme apresentado na

figura 1-A. O ensaio é realizado a cada um metro de profundidade, de onde conta-se o número

de quedas para cravação de três sequências de 15 cm no solo. Dos quais os 30 cm finais são

somados e obtém-se o número de golpes N para da profundidade correspondente.

a) Sondagem à percussão dinâmica – SPT b) Sondagem rotativa

Figura 1 – a) Sondagem à percussão dinâmica b) Sondagem rotativa Fonte: VELLOSO E LOPES (2010)

6

Caso no processo de investigação apareçam elementos rochosos, como matacões ou

blocos, que precisam ser atravessados, deve-se utilizar a sondagem mista. Essa sondagem

consiste na combinação da sondagem à percussão com a sondagem rotativa. Na sondagem

rotativa, apresentada na figura 1-B, é utilizado o barrilete, ferramenta tubular para perfuração

e retirada de amostras de rocha, que possui em sua extremidade inferior uma coroa de pastilha

de tungstênio ou diamante. Uma bomba de circulação de água conecta-se ao sistema, para

resfriar a coroa e retirar detritos e pó de rocha do barrilete. Através da sondagem rotativa

determina-se o tipo de rocha, grau de alteração, fraturamento, entre outros. Após atravessar o

elemento rochoso, pode-se prosseguir com a sondagem à percussão (VELLOSO E LOPES,

2010).

Obtido o perfil geotécnico do terreno a ser edificado e as características do entorno da

obra é procedido o projeto de fundações observando o empreendimento a ser construído. Para

a elaboração do projeto de fundações é necessário definir o tipo de fundação a ser utilizado.

Segundo a NBR 6122 (2010), as fundações costumam ser divididas em fundações

superficiais (ou diretas) e fundações profundas. Nas fundações profundas o mecanismo de

ruptura não atinge a superfície do terreno.

A fundação é considerada superficial quando a carga é transmitida ao terreno pelas

tensões distribuídas na base da fundação e quando a profundidade de assentamento da

fundação é inferior a duas vezes a menor dimensão da base. De modo geral, as soluções com

fundações superficiais são adotadas em terrenos que apresentam rochas aflorantes, rochas

próximas à superfície do terreno ou solos de resistência elevada em suas camadas mais rasas.

Nesse tipo de fundação incluem-se blocos, sapatas e radier.

ABMS/ABEF (2009) afirma que nos casos de transmissão de cargas elevadas para a

estrutura de fundação, a sapata é o tipo de fundação mais simples e econômico. Por essa

razão, a sapata representa o tipo de fundação superficial mais utilizado em edifícios

multifamiliares. Por tanto, entre as fundações superficiais, apenas as sapatas serão analisadas

nesse trabalho.

Já as fundações profundas transmitem a carga para o terreno por sua base (resistência

de ponta) ou por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação de ambas.

A fundação é considerada profunda quando sua base está assentada em profundidade superior

ao dobro da sua menor dimensão em planta ou profundidade mínima de 3 metros. Entre as

fundações profundas encontram-se as estacas e os tubulões (NBR6122, 2010).

7

As soluções com fundações profundas são adotadas principalmente em fundações que

recebem elevada carga da estrutura sobre camada espessa de solo de baixa resistência, como

por exemplo, argila mole (ABMS/ABEF, 2009).

VELLOSO e LOPES (2010) dividem os diversos tipos de estaca em dois grupos, de

acordo com seu processo de execução, em estacas cravadas e estacas escavadas. As estacas

cravadas podem ser pré-moldadas ou moldadas in situ e apresentam grande deslocamento do

solo que circunda a estaca durante o processo de instalação. Já as estacas escavadas não

apresentam deslocamento do solo, pois nesse caso o solo é retirado antes da concretagem da

estaca.

Entre as estacas cravadas estão as estacas de madeira, metálica, pré-moldada de

concreto e tipo Franki. As estacas de madeira, segundo a ABMS/ABEF (2009), tiveram seu

uso bastante reduzido em obras permanentes, devido à dificuldade de encontrar madeiras de

qualidade e ao aumento dos esforços solicitados pelas estruturas. Já as estacas tipo Franki

provocam vibrações excessivas em centros urbanos e, devido à popularização das estacas

escavadas, sua utilização em edifícios multifamiliares tem sido minimizada. Sendo assim,

entre as estacas cravadas, serão abordadas nesse trabalho apenas as mais usuais, que são as

estacas metálicas e as pré-moldadas de concreto.

As estacas escavadas são executadas in loco através da perfuração do terreno, seguida

por retiradas de material. Entre as estacas escavadas mais usuais em edificações estão as

estacas raiz e as estacas tipo hélice contínua.

Em função da multiplicidade de tipos de fundações disponíveis no mercado, seja

fundações superficiais ou fundações profundas e a grande complexidade executiva e para o

controle da qualidade, neste trabalho foram consideradas para efeito dos estudos realizados

aquelas fundações mais aplicáveis em obras de edificações na cidade do Rio de Janeiro, a

saber: sapatas; estacas metálicas; estaca pré-moldada de concreto; estaca raiz; estaca tipo

hélice contínua. Para cada tipo de fundação estudado foram abordados aspectos tais como,

conceituação, aspectos históricos, procedimento executivo, controle da qualidade e vantagens

e desvantagens.

2.2. Sapatas

2.2.1. Conceituação

A sapata consiste em elemento de fundação superficial de concreto armado de altura

reduzida, no qual é empregada armadura para resistir às tensões de tração em sua base. Isso,

8

pois o concreto apresenta baixa resistência à tração. Nos casos em que as cargas solicitadas

pela fundação são pequenas, a armação pode ser substituída por uma maior altura de concreto,

tornando possível o concreto resistir às tensões de tração. Esse tipo de fundação é conhecido

como bloco.

As sapatas que transmitem ao solo as ações apenas de um pilar são chamadas de

sapatas isoladas. Suas formas podem variar significativamente em planta, no entanto as mais

comuns são retangulares, devido ao formato usual dos pilares. A NBR6122 (2010) recomenda

que a menor dimensão da sapata não deve ser inferior a 60 cm e o centro de gravidade da base

da sapata deve coincidir com o centro gravitacional do pilar, independe da forma do pilar.

BASTOS (2016) sugere a adoção de balanços aproximadamente iguais nas duas direções da

sapata, ou seja, CA ≈ CB, conforme é representado na figura 2-A, para obtenção de um

dimensionamento mais econômico.

No caso de sapatas isoladas localizadas na divisa do terreno é recomendado o uso de

vigas de equilíbrio ou vigas alavanca. Essa viga é responsável por absorver o momento fletor

que surge na sapata da divisa devido à excentricidade entre o ponto de aplicação da carga do

pilar e o centro gravitacional da sapata (BASTOS, 2016).

Quando as base das sapatas dos pilares se aproximam ou mesmo se superpõem em um

trecho da fundação, pode-se adotar sapatas associadas no trecho e sapatas isoladas no restante

da fundação. A sapata associada ou sapata combinada é uma sapata única comum a dois ou

mais pilares. Esse tipo de sapata está representado na figura 2- B (ABMS/ABEF, 2009).

No entanto, quando há pilares ao longo de um mesmo alinhamento ou ação de cargas

distribuídas linearmente, é usual adotar sapata corrida. Segundo BASTOS (2016), uma sapata

é considerada corrida quando seu comprimento é maior do que cinco vezes sua largura,

conforme apresentado na figura 2-C. Esse tipo de sapata é comum em construções de pequeno

porte, como casas, edifícios baixos, galpões e outros.

Nos casos em que as cargas dos pilares são muito elevadas e ocorreria interferência

entre as projeções das bases das sapatas, ocupando mais de 50% da área de construção da

fundação, pode ser mais vantajoso utilizar fundação superficial em radier. No entanto, devido

ao grande volume de concreto necessário para realização do radier, essa solução apresenta

custo elevado e difícil execução em terrenos urbanos confinados, justificando, portanto, sua

utilização com pouca frequência (ABMS/ABEF, 2009).

9

a) Sapata isolada b) Sapata associada

c) Sapata corrida para apoio de pilares alinhados

Figura 2 - a) Sapata isolada b) Sapata associada c) Sapata corrida Fonte: BARROS (2016)

2.2.2. Aspectos históricos

Em 1850 ocorreu o desabamento de diversas casas de taipa, devido às chuvas

catastróficas que ocorreram no Brasil nesse ano. Por intermédio do engenheiro polonês

Cristiano Wyzensk foi recomendado a construção edifícios em tijolo. Rapidamente

começaram a serem utilizadas estruturas metálicas com revestimento em tijolo.

Com a construção dessas edificações, tornou-se necessário desenvolver as fundações

e, assim como ocorreu no Mosteiro de São Bento, os alicerces de pedra em cavas são

substituídos por sapatas ou blocos em cavas apiloadas com profundidade mínima de um

metro. Também é iniciado o uso de sapatas corridas de tijolo, assentadas sobre camada de

argamassa lançada sobre as cavas apiloadas no terreno. Apesar de não ser preciso o período

em que as sapatas começaram a ser utilizadas no Brasil, é sabido que com a difusão do

concreto armado, na década de 1930 já eram construídos edificações com sapatas no Rio de

Janeiro e São Paulo (ABMS/ABEF, 2009).

10

2.2.3. Procedimento executivo

As execução das sapatas é relativamente simples, portanto esse serviço pode ser

realizado por mão de obra própria da construtora ou por empresas terceirizadas, responsáveis

pelos serviços de fôrma, armação e concretagem. O procedimento executivo das sapatas será

apresentado nesse item.

I) Locação do eixo das fundações

Para iniciar a execução da fundação é necessário materializar no campo pontos de

referencia chaves da obra. São então marcados os demais pontos a partir de suas coordenadas

em relação aos pontos de referencia. A locação dos demais pontos pode ser feita por meio de

instrumentos topográficos ou pelos métodos tradicionais, através do método de contorno ou

método de cavaletes, apresentados na figura 3 (VEIGA, 2017).

a) Método do contorno b)Método dos cavaletes

Figura 3 - a) Método do Contorno b) Método dos Cavaletes Fonte: VEIGA (2017)

De acordo com VEIGA (2017), no método do contorno são cravados pontaletes no

entorno da área e são pregados sarrafos ou ripas de madeira cercando o local. Sobre os

sarrafos são marcados os alinhamentos dos elementos de fundação e, esticando linhas ou

arames em ambas as direções, é possível locar os eixos dos elementos de fundação. A

materialização do ponto no terreno utilizando um prumo de centro e, então, é cravado um

piquete de madeira no solo. O método dos cavaletes é uma simplificação do método do

contorno, uma vez que nesse método apenas são pregados sarrafos nas projeções dos

elementos de fundação.

II) Escavação das cavas

A NBR6122 (2010) recomenda que escavações utilizando equipamentos mecânicos

devem ser escavadas até 30 cm antes da profundidade de assentamento previsto e o restante

11

deve ser escavado manualmente. Para a escavação em rocha devem ser utilizados artifícios

como marteletes, rompedores ou explosivos, removendo em seguida possíveis blocos soltos.

Quando as sapatas encontram-se próximas e em cotas diferentes, a sapata mais baixa

deve ser executada primeiro ou devem ser tomados cuidados especiais contra tombamento. A

NBR6122 (2010) limita a declividade α máxima da reta que passa entre os bordos de duas

sapatas, figura 4, em 60° para solos pouco resistentes, 45° para solos resistentes e 30° para

rochas.

Figura 4 - Sapatas próximas, porém em cotas diferentes Fonte: NBR6122 (2010)

III) Regularização do fundo da cava

As fundações superficiais devem ser executadas acima de um lastro de concreto não

estrutural com no mínimo 5 cm de espessura, que deve ser lançado em toda superfície em

contato com o solo. Em rochas, o concreto não estrutural serve para regularizar a superfície da

rocha e, no trecho mais profundo da superfície da rocha, a espessura mínima de concreto é de

5cm (NBR6122, 2010).

IV) Execução de forma e armação

Antes de iniciar a montagem da fôrma é necessário conferir a locação da sapata,

utilizando o prumo de centro ou instrumentos topográficos. Em seguida, deve-se marcar e os

gastalhos da base da sapata para garantir o posicionamento dos moldes da fôrma, usualmente

em madeira compensada. Adicionam-se, então, as armaduras no interior da fôrma, incluindo

as armaduras dos arranques dos pilares, que ficarão em espera para serem emendados por

traspasse à armação dos pilares após a concretagem da base da sapata.

Após a instalação da armadura, a fôrma é finalizada. São utilizados sarrafos e

pontaletes para estruturação do molde, e gravatas e tirantes para travamento do mesmo. Essas

estruturas têm como finalidade impedir a abertura da fôrma durante a etapa de concretagem

(COSTA, 2014).

12

A NBR 6118 (2014) exige um cobrimento nominal mínimo da armadura para garantir

a durabilidade da estrutura frente ao tipo de obra e a classe de agressividade ambiental do

local, no caso de fundações o cobrimento deve ser de pelo menos 30 mm. Para garantir esse

cobrimento devem ser instalados espaçadores sob a armadura e as dimensões da fôrma devem

proporcionar as folgas do cobrimento na armação.

V) Concretagem das sapatas

Antes do lançamento do concreto as fôrmas devem ser verificadas para garantir que

não ocorrerão aberturas durante o lançamento do concreto. Também deve ser observado se a

armação não está em contato com o concreto não estrutural ou fôrma, além de conferir se a

armação está devidamente alocada. Deve-se limpar as fôrmas internamente e aplicar óleos

desmoldantes ou molhá-las até ficarem saturadas, para que não absorvam a água do concreto.

SANEPAR (2012) recomenda a utilização de vibradores de no mínimo 7.000 r.p.m.

durante a concretagem para garantir o adensamento de estruturas com mais de 20 cm de

espessura. A falta de vibração resulta em um concreto com brocas, ou seja, vazios, que

prejudicam a resistência, durabilidade e impermeabilidade do concreto. Por outro lado, a

vibração excessiva causa a segregação dos agregados do concreto, sendo assim o processo

deve ocorrer até o aparecimento de nata de concreto em sua superfície. No caso de sapata tipo

tronco de pirâmide, as laterais inclinadas devem sarrafeadas utilizando guias de inclinação

lateral.

Após a concretagem deve ser feita a cura do concreto, que consiste em umedecer a

superfície do concreto até que seja atingido um endurecimento satisfatório, para desacelerar a

evaporação da água presente no mesmo e garantir a devida hidratação do cimento. A cura do

concreto é essencial para o concreto atingir seu melhor desempenho, apresentando maior

resistência mecânica, durabilidade, menor permeabilidade e menos incidências de trincas e

ataques de agentes agressivos.

A cura do concreto deve começar uma hora após o adensamento do concreto e deve

ser feito até que este atinja uma resistência característica à compressão maior ou igual a 15

MPa. Os principais métodos de cura do concreto são a lâmina d’água, em lajes e piso,

gotejamento contínuo, em paredes, vigas e pilares, e cura química, que consiste em aspergir

um produto que forma uma película sobre a estrutura e impede a evaporação da água

(SANEPAR, 2012).

13

VI) Reaterro da Cava

A NBR6122 (2010) recomenda que o reaterro da cava da sapata seja feito após o

término da cura do concreto.

2.2.4. Controle de qualidade

A NBR6122 (2010) exige que seja feita vistoria da rocha ou solo de apoio da sapata

antes da concretagem do lastro de concreto pelo engenheiro. Caso a estaca esteja apoiada

sobre rocha alterada deverá ser realizado um teste de cravação de uma picareta como

verificação da rocha. Caso a estaca esteja apoiada sobre solo resistente, a inspeção pode ser

feita com penetrômetro de barra manual ou outros ensaios expeditos de campo. O

penetrômetro é um equipamento que fornece a profundidade da camada mais resistente em

um terreno, através da medição da resistência do solo à penetração. Caso a camada superficial

da cava seja reprovada no ensaio, a escavação deverá ser continuada até nova cota

especificada.

Antes de liberar o lançamento do concreto estrutural na obra é necessário realizar o

ensaio de abatimento de tronco de cone, descrito na NBR NM 67 (1998). Esse ensaio também

é conhecido como slump-test e é amplamente utilizado na indústria Brasileira. Consiste em

adensar o concreto em uma forma cônica e determinar o abatimento do concreto, em

milímetros, quando a forma é retirada, conforme figura 5. A partir do abatimento do concreto,

é possível identificar se o traço do mesmo está de acordo com o traço solicitado pelo

projetista. Quando menor é o abatimento do concreto, maior é sua consistência.

Figura 5 - Ensaio de abatimento de tronco de cone Fonte: NBR NM 67 (1998)

A NBR 5739 (2007) estabelece que para assegurar que o concreto utilizado possui a

resistência exigida em projeto é necessário realizar o ensaio de resistência à compressão. Para

14

isso, é necessário moldar na obra corpos de prova que serão rompidos à compressão nas

idades especificadas. A NBR 5738 (2003) recomenda que para identificar o local em que o

concreto foi lançado na obra deve-se fazer um mapeamento do concreto, contendo data, a

hora de adição de água à mistura, local de aplicação, hora da moldagem e abatimento obtido.

Para o recebimento do aço na obra, o mesmo deve ser isento de defeitos prejudiciais,

como esfoliação, manchas de óleo, corrosão, fissuras transversais e redução de sua seção. A

massa do fio ou barra de aço deve ser igual à massa linear nominal, com tolerância variável de

acordo com o diâmetro do aço. As barras e fios nervurados devem ser identificados através de

marca de laminação em relevo, indicando nome, marca, categoria e diâmetro. Além disso, os

ensaios de tração e dobramento de todos os exemplares individuais devem ter apresentado

resultados satisfatórios. O responsável pelo recebimento do aço é do engenheiro responsável

da obra ou responsável técnico designado por ele (NBR 7480, 2008).

Uma estratégia adotada por muitas construtoras para garantir a qualidade dos serviços

é o preenchimento de fichas de verificação de serviço. Para o preenchimento são realizadas

inspeções de controle da qualidade ao término de cada etapa construtiva da fundação. Via de

regra as inspeções são feitas por estagiários de Engenharia Civil ou Arquitetura, por técnicos

de edificações ou ainda pelos próprios mestres de obra.

As fichas ajudam a verificar dimensões, defeitos, aspectos visuais e controle

tecnológico. Devem ser simples e fáceis de serem preenchidas, porém devem conter itens

suficientes para garantir um controle adequado da execução do serviço. Devem ser divididas

em etapas, incluindo desde as condições de início à conclusão do serviço (NAKAMURA,

2013). Portanto, a ficha de verificação de serviço de uma sapata deverá conter pelo menos as

etapas de locação, escavação, fôrma, armação, concretagem, rastreamento do concreto e

reaterro.

Identificados desvios em relação ao projeto ou procedimento executivo estes são

registrados nas fichas de verificação de serviço e a equipe operacional é acionada para

executar as correções necessárias. Os serviços somente são continuados após a correção e

aceitação.

2.2.5. Vantagens e desvantagens

Segundo ABMS/ABEF (2009), as sapatas apresentam elevada capacidade de carga em

relação aos outros tipos de fundações superficiais, sendo o tipo de fundação mais simples e

15

econômico, nos casos em que são transmitidas cargas elevadas para a fundação. Sua execução

não necessita de equipamentos e ferramentas especiais.

Devido à simplicidade executiva das sapatas, seu controle de qualidade acaba por ser

muitas vezes negligenciado. Isso pode ocorrer devido à falta de capacidade do inspetor de

detectar problemas ou sua despreocupação com a inspeção do serviço, uma vez que após a

conclusão da fundação, a mesma é reaterrada, não sendo possível visualizar eventuais falhas.

A falta de uma inspeção adequada do fundo da escavação antes da aplicação do lastro

de concreto não estrutural, por exemplo, pode resultar em transferências das cargas da sapata

para o solo de forma heterogênea, podendo prejudicar seu desempenho. Além disso, caso o

responsável pela inspeção não tenha conhecimento suficiente para conferir se a locação da

estaca está de acordo, a mesma pode ser executada com uma excentricidade elevada.

Caso o lençol freático no terreno seja elevado, uma adversidade da sapata é

necessidade de controlar o fluxo de água para o interior de sua cava. Esse controle é feito por

sistemas de rebaixamento do lençol freático, como ponteiras ou poços com injetores, também

podem ser executas canaletas periféricas e bomba de lama, caso o solo tenha baixa

permeabilidade (SOUZA, 2010).

Como a sapata é uma fundação superficial e, portanto, transmite as solicitações da

estrutura para o solo por sua base, é restringida a regiões em que o solo apresente boa

resistência em suas camadas superficiais. O seu emprego de forma equivocada em terrenos

que apresentam baixa resistência em suas camadas superficiais contribui para a ocorrência de

recalques diferencias na estrutura, podendo causar danos funcionais, estéticos e estruturais na

edificação.

2.3. Estaca Metálica


As estacas metálicas são estacas cravadas, que podem ser encontradas no formato de

tubo ou perfil laminado ou soldado. Os perfis podem ser utilizados em sua forma simples ou

associados através de soldagem. Um exemplo de perfil laminado bastante utilizado como

estaca metálica são os trilhos retirados de ferrovias quando perdem sua utilidade devido ao

desgaste.

De acordo com a NBR 6122 (2010), a cravação da estaca pode ser feita à percussão,

prensagem ou vibração, sendo a cravação à percussão a solução mais adotada. ABEF (2012)

menciona que a produtividade média de estacas cravadas à percussão é de 50 m por dia ou de

16

1.000 m por mês. No entanto, a produtividade depende de uma série de fatores, como

topografia do canteiro, características do solo, espaçamento entre estacas, entre outros.

A transferência das cargas da estrutura às estacas se dá através dos blocos de

coroamento, sob o qual pode haver uma ou mais estacas. No entanto, em edificações de

pequeno porte é comum haver apenas uma ou duas estacas por bloco (BASTOS, 2017).


Antes da década de 2000, as estacas metálicas eram utilizadas principalmente em

estruturas de contenção no Brasil, associadas a pranchas de madeira ou pré-fabricados de

concreto, ou em pilares de divisa, para evitar o uso de vigas de equilíbrio. Com a introdução

dos perfis metálicos com fim estrutural, o uso de estacas metálicas como elemento de

fundação profunda cresceu significativamente, mostrando-se uma opção competitiva, em

termos de economia e produtividade, com os demais tipos de fundação (GERDAU, 2015).


As etapas executivas das estacas metálicas, descritas nesse item, são tipicamente

realizadas por empresas terceirizadas, com uma equipe devidamente qualificada e com posse

dos equipamentos necessários para o serviço.

I) Locação da fundação

Assim como mencionado no item 2.2.3.I, a locação da estaca deve feita utilizando

instrumentação topográfica ou pelos métodos do contorno ou cavalete.

II) Cravação da estaca

Para cravação das estacas metálicas por percussão são utilizados bate-estacas. Esse

equipamento é fabricado em estrutura de aço e é formado por uma base, uma torre metálica

com altura superior ao segmento de estaca a ser içado e é dotado com duas roldadas por onde

passam os cabos de aço do martelo e de manobra, guincho de fricção, motor elétrico ou à

combustão e martelo de queda livre ou automático. O guincho de fricção deve ter capacidade

nominal 40% maior do que o peso da estaca ou do martelo e possuir dois tambores, um para

movimentação do bate-estacas e içamento da estaca e outro para movimentação do martelo

(ABEF, 2012).

17

Para uniformizar as tensões dinâmicas que surgem com o impacto entre o martelo e a

cabeça da estaca, deve-se instalar um capacete metálico. Peça dotada de uma placa de madeira

dura com fibras paralelas ao eixo da estaca, na sua face superior. O formato do capacete deve

ser compatível à seção da estaca e suas dimensões externas proporcionais ao martelo. A

NBR6122 (2010) recomenda que deve-se optar por martelos mais pesados com altura de

queda menor, do que a situação contrária, pois é mais eficiente e preserva a estaca de danos

durante o processo de cravação. O martelo deve possuir peso mínimo de 10 kN e superior a

50% do peso de uma estaca.

Antes de iniciar a cravação é necessário definir a sequência de cravação das estacas,

buscando maximizar a produtividade, e definir o local de descarga e montagem do

equipamento bate-estacas. Em seguida, o bate-estacas é deslocado até a locação da primeira

estaca, sua base é nivelada e a torre metálica é ajustada na inclinação de projeto. A estaca é

trazida junto à torre pelo cabo de manobra e, então, o conjunto martelo-capacete é elevado e

encaixado na cabeça da estaca. Por fim, a inclinação da estaca deve ser medida em dois

planos perpendiculares, utilizando um prumo de face (ABEF, 2012).

A inclinação da estaca deve continuar sendo verificada durante todo seu processo de

cravação. Além disso, a NBR6122 (2010) exige a medição da nega e do repique em todas as

estacas. A nega consiste na medida da penetração sofrida por uma estaca durante um golpe de

martelo, sendo no geral, medida para uma sequência de 10 golpes, devido sua pequena ordem

de grandeza. Já o repique corresponde à parcela elástica do deslocamento máximo sofrido por

uma estaca durante um golpe de martelo. A nega representa o principal critério de parada para

uma cravação e seu valor mínimo, bem como seu comprimento previsto de cravação, deve ser

estabelecido em projeto.

III) Soldagem e emendas

Em terrenos profundos, que requerem estacas com comprimento superior à um

segmento, é necessário fazer uma emenda entre dois segmentos. A emenda deve resistir às

solicitações de manuseio, cravação e utilização da estaca. Deve ser feita com talas soldadas ou

por solda de topo com penetração total, sendo esse último pouco utilizado devido à sua

dificuldade de execução em obra. As talas devem possuir resistência similar aos perfis

metálicos e, usualmente, são executadas utilizando um segmento do próprio perfil, como pode

ser observado na figura 6 (GERDAU, 2015).

18

a)Segmento de perfil à ser recortado b)Detalhe da emenda com talas e solda

Figura 6 - a) Segmento de perfil a ser recortado nas posições indicadas b) Detalhe da emenda com

posicionamento de talas e soldas. Fonte: GERDAU (2015)

Segundo a NBR 6122 (2010), o eletrodo utilizado na solda deve ser compatível com o

material da estaca e não inferior ao tipo E7018, para aços-carbonos comuns, aços ASTMA36

e A572. Além disso, a cabeça do perfil inferior deve ser recortada até um nível não danificado

antes de realizar a ligação com o perfil superior, que deverá possuir comprimento mínimo de

2 metros.

IV) Preparo da cabeça da estaca para ligação ao bloco de coroamento

Antes de iniciar a ligação entre o perfil metálico e o bloco de coroamento, é necessário

cortar o trecho do perfil acima da cota de arrasamento ou trecho danificado durante a

cravação. O sistema de transferência de carga do bloco de coroamento para o perfil metálico

deverá ser especificado pelo projetista (NBR 6122, 2010).

A ABMS/ABEF (2009) recomenda que a ligação entre a estaca metálica e o bloco de

coroamento deve ser garantida por um embutimento de 20 cm da estaca no bloco, auxiliada

por uma armadura em espiral de fretagem sobre a armadura de flexão do bloco, como pode

ser observado na figura 7-A. Alternativamente pode-se envolver um trecho com cerca de 50

19

cm abaixo da armadura de flexão com armadura de fretagem e concreto, conforme figura 7-B

(ABMS/ABEF, 2009).

a) Solução recomendada b) Solução alternativa

Figura 7 - Posicionamento da armadura de fretagem. Fonte: ABMS/ABEF (2009)

Uma terceira forma de fazer a ligação da estaca metálica com o bloco de coroamento

consiste em soldar uma chapa no topo do perfil. No entanto, ABMS/ABEF (2009) não

recomenda esse método, pois o corte do perfil deve ser realizado na cota em que a chapa será

soldada, cota essa desfavorável para o operador, gerando uma superfície irregular e sem

garantia de perpendicularidade. Consequentemente, o contato chapa-perfil é fragilizado.

V) Execução do bloco de coroamento

Os blocos de coroamento deverão ser executados de forma semelhante às sapatas,

apresentadas no item 2.2.3.


A NBR 6122 (2010) recomenda que para aceitação do perfil metálico, o mesmo

deverá apresentar retilineidade. Para isso qualquer segmento nele contido deverá possuir

flecha máxima de 0,2% de seu comprimento. As dimensões externas da estaca podem

apresentar variação máxima de 5 mm comparado ao seu valor nominal e a espessura não pode

apresentar variação superior a 0,5mm.

Devido aos riscos de quedas de apetrechos do bate-estacas, a equipe deve tomar uma

série de cuidados durante a operação do equipamento. Não deve ser permitida a permanência

de pessoas não autorizadas em um raio de 12 metros durante a operação do equipamento.

Além disso, deve-se prever a possibilidade do rompimento de cabos ou o desligamento do

equipamento, mantendo distância do cabo de manobra quando tracionado.

20

O equipamento bate-estacas deve ser verificado semestralmente pelo encarregado de

manutenção da empresa, emitindo um relatório de situação do equipamento. O martelo deve

ser identificado e seu peso aferido a cada 5 anos. A máquina de solda deve possuir cablagem

com seção superior a 70 mm² e comprimento mínimo de 10 m para o polo negativo e 20 m

para o polo positivo, podendo haver no máximo uma emenda entre o porta-eletrodo e a

máquina. Essa máquina deve ser provida com dispositivo para seu aterramento.

Para assegurar o controle das estacas cravadas, é necessário o preenchimento de um

boletim de controle de execução de cravação pelo encarregado, que deve ser aprovado pelo

engenheiro da empresa contratada responsável pelo serviço. Um modelo de um boletim de

controle de execução é apresentado no Anexo I (ABEF, 2012).

Segundo a NBR 6122 (2010), esse boletim deve conter a identificação da obra, nome

do contratante e executor, data de cravação, identificação da estaca, horário de início e

término de cravação, comprimento cravado, composição dos elementos utilizados, peso e

altura de queda do martelo, características geométricas da estaca, cotas do terreno e de

arrasamento, desaprumo e desvio de locação, características e identificação do equipamento

de cravação, negas e repique, deslocamento e levantamento de estaca por efeito de cravação

de estacas vizinhas e observações e anormalidades de execução.

A ficha de verificação de serviço, apresentadas no item 2.2.4, no caso de estacas

metálicas, deve possuir as etapa de locação, liberação de cravação, acompanhamento do

prumo da estaca, qualidade de emendas, cota de arrasamento, além das etapas de execução do

bloco de coroamento, que se assemelham as sapatas. A inspeção dessas etapas deve ocorrer

imediatamente após a execução de cada atividade, por um profissional qualificado. Os

serviços podem ser conferidos por técnicos de edificações, estagiários dos cursos de

engenharia civil ou arquitetura, encarregados ou mestres de obra.

Após a execução das estacas metálicas é necessário conferir as excentricidades das

estacas e enviá-las ao projetista. Isso, pois as dificuldades executivas tornam desvios entre o

eixo da estaca e o ponto de aplicação da carga inevitáveis. Estacas isoladas devem ser

dimensionadas para suportar as excentricidades das cargas aplicadas e excentricidades

previstas durante sua execução. A NBR 6122 (2010) define que excentricidades inferiores a

10% da menor dimensão da estaca, dispensam correção. Já no caso de conjunto de estacas, se

a excentricidade supere esse valor, correções serão dispensadas, se a carga excêntrica gerar

um acréscimo de até 15% em relação à carga admissível da estaca.

21

Também se deve conferir o desaprumo da estaca, que segundo a NBR 6122 (2010),

dispensa a verificação de estabilidade e resistência e correção, caso os desvios de execução

sejam menores que 1%. Essa conferência pode ser realizada pelo profissional responsável pela

ficha de verificação de serviços.


Entre as principais vantagens em utilizar perfis metálicos encontram-se a flexibilidade

na escolha do formato da estaca, a capacidade de carga mais elevada entre as estacas por

unidade de área da seção transversal, a facilidade na execução de corte e emendas e a

facilidade no transporte, uma vez que a estaca apresenta elevada resistência à compressão,

tração e flexão. Entre todas as estacas cravadas à percussão, é que a que apresenta menor

deslocamento do solo durante a cravação, gerando menos problemas relativos a danos em

vizinhos. Além disso, podem ser executados praticamente faceando a divisa do terreno,

dispensando, muitas vezes, a necessidade de vigas de equilíbrio (VELLOSO e LOPES, 2010).

Uma vez que a ABEF (2012) recomenda o preenchimento do controle de estacas

cravadas pelo encarregado da empresa responsável pela cravação das estacas, esse

preenchimento pode ocorrer de forma tendenciosa, favorecendo sua empresa. Sendo assim, é

essencial escalar um profissional qualificado da empresa contratante para acompanhar todo o

processo de cravação, por exemplo, um encarregado. Ele deve acompanhar e conferir o prumo

da estaca e se o repique e a nega estão sendo obtidas de forma correta. Além de questionar

eventuais irregularidades e inspecionar as soldas que serão executadas entre segmentos da

estaca.

As estacas metálicas são o mais elevado custo por unidade de carga em comparação

com as demais estacas e é a corrosão do perfil. A NBR6122 (2010) menciona que estacas total

e permanentemente enterradas dispensam tratamentos especiais contra a ação corrosão,

independente do nível do lençol freático. No entanto, estacas metálicas com trecho

desenterrado devem possuir, obrigatoriamente, proteção com camisa de concreto ou outro

método para proteção do aço. Em ambos os casos, deve ser deixado uma espessura de

sacrifício para compensação da corrosão que varia de acordo com a classe corrosiva do solo.

2.4. Estaca de Concreto Pré-moldada


22

As estacas pré-moldadas de concreto, de acordo com a NBR 6122 (2010), são estacas

constituídas por segmentos de concreto pré-moldado ou pré-fabricado, que são cravadas no

solo através de golpes de martelo de gravidade, de explosão, hidráulico ou vibratório. A

ABMS/ABEF (2009) menciona que essas estacas podem ser fabricadas em concreto armado

ou concreto protendido, adensado por vibração ou centrifugação, sendo o último pouco usual

no Brasil.

As estacas pré-moldadas devem ser dimensionadas para resistir não apenas os esforços

que sofrerão após instaladas, como elemento de fundação, mas também os esforços de

manuseio, transporte, levantamento e cravação. Para resistir aos esforços da cravação deve-se

fazer um reforço da armação transversal, nas duas extremidades. Para a manipulação da

estaca, é necessário tomar cuidado e seguir prescrições do fabricante antes de proceder com o

içamento, para não gerar solicitações superiores à resistência da estaca (VELLOSO e LOPES,

2010).

Segundo a ABMS/ABEF (2009), o comprimento das estacas pré-moldadas é limitado

a 12 metros para não aumentar os gastos com transporte. Caso sejam necessários

comprimentos superiores, devem-se utilizar emendas. Essa deve ser realizada,

preferencialmente, através da soldagem de anéis metálicos localizados nas extremidades das

estacas. A ABEF (2012) comenta que a faixa de capacidade de carga das estacas pré-

moldadas de concreto variam entre 100 kN e 5.000 kN e possuem diâmetros desde 15cm até

80 cm.


Segundo VASCONCELOS (2002), a primeira aplicação de elementos pré-moldados

em uma edificação ocorreu na França, no ano de 1891, onde foram utilizadas vigas pré-

moldadas na estrutura do Cassino de Biarritz. Nas primeiras décadas do século XX, ocorreram

grandes avanços tecnológicos na aplicação do concreto pré-moldado, nos Estados Unidos e

Europa. Em 1906, foram produzidas as primeiras treliças e estacas pré-fabricadas de concreto

na Europa.

No Brasil, VASCONCELOS (2002) comenta que não é possível precisar quando

iniciou o uso de pré-moldados. No entanto, o primeiro relato de utilização de estacas pré-

moldadas em uma grande construção foi no Rio de Janeiro, na construção do Hipódromo da

Gávea, cuja construção foi iniciada em 1924 e concluída em 1926. As estacas foram utilizadas

nas fundações e nos muros que circundam o hipódromo.

23


A execução das etapas das estacas pré-moldadas de concreto, que serão apresentadas

neste item, de modo geral, são executadas por empresas terceirizadas. Isso ocorre, pois sua

execução exige uma equipe especializada e devidamente qualificada, além de equipamentos

especiais, que apresentam um elevado custo. Tornando inviável para construtoras de edifícios

multifamiliares sua execução com mão de obra própria.

I) Fabricação na obra

A fabricação ocorrerá em nível industrial, em lotes, formados por estacas semelhantes,

ou seja, com capacidade e dimensões semelhantes, que deverão ser identificados por data e

número de fabricação.

As fôrmas utilizadas na fabricação das estacas deverão ser montadas com chapas de

compensado reforçadas ou chapas de aço. Ambas em bom estado de conservação, para não

ocorrerem perdas de nata de concreto. A concretagem deverá ser feita sem interrupções,

utilizando concreto de no máximo 40,0 MPa. Após a concretagem é essencial fazer a vibração

do concreto e, em seguida, iniciar o processo de cura, conforme apresentado no item 2.2.3.V.,

evitando movimentação e choque nas fôrmas durante a cura.

Após a concretagem deve-se regularizar a superfície exposta da estaca, de forma a

obter a mesma textura das faces em contato com a fôrma. No caso do emprego de cimento

convencional, a fôrma poderá ser retirada três dias após a concretagem. Quando é utilizado

cimento de alta resistência inicial ou processo de cura à vapor, a desforma poderá ocorrer 24

horas depois da concretagem, mediante realização do ensaio de rompimento de corpo de

prova à compressão (GUEDES, 2006).

II) Transporte e armazenamento

É recomendado realizar o manuseio das estacas quando o concreto atinge 80% de sua

tensão de ruptura. De modo geral, 28 dias depois da concretagem da estaca, no entanto é

necessário avaliar o resultado do ensaio de rompimento à compressão do corpo de prova.

Após essa liberação, as estacas podem ser transportadas e armazenadas, sendo o último

realizado por empilhamento das estacas com calço de madeira.

Durante o transporte, manuseio e colocação no bate-estacas, deve-se evitar possíveis

danos as estacas, como choques, quebras de arestas e vibrações excessivas. Eventuais estacas

danificadas devem ser substituídas (GUEDES, 2006).

24

III) Locação



IV) Cravação

O equipamento utilizado para realizar a cravação das estacas de concreto pré-moldado

à percussão é o mesmo utilizado para estacas metálicas, ou seja, o bate-estacas. Sendo assim,

essa etapa de execução é bastante semelhante à estaca metálica.

Após içar a estaca por meio do cabo auxiliar e traze-la para a posição vertical, deve-se

colocar o coxim de madeira sobre ela para amortecer os golpes do pilão e conectar o capacete

sobre a cabeça da estaca. A cravação deverá ser executada atentando-se ao prumo da estaca

(ABEF, 2012).

A NBR 6122 (2010) estabelece que caso a cravação seja realizada por martelo de

queda livre, o mesmo deve possuir peso mínimo de 20 kN e peso superior a 75% do peso total

da estaca. Além disso, a folga máxima do martelo e do capacete em relação às guias do

equipamento é de 3,0 cm.

A cravação deve prosseguir até atingir a nega. No entanto, é importante observar se a

profundidade cravada está de acordo com a prevista no projeto e, caso haja grande

divergência, o responsável pelo projeto deve ser comunicado (GUEDES, 2006).

Caso o terreno apresente grande resistência à penetração da estaca é recomendado

aplicar jatos de água ou ar para auxiliar a escavação ou executar uma perfuração. O uso desses

métodos deve ser levado em consideração na análise da capacidade carga da estaca e do

resultado de cravação (ABEF, 2012).

V) Emendas

Nos casos em que é necessário cravar a estaca em profundidade superior ao

comprimento de um segmento de concreto pré-moldado é necessário executar uma emenda

para ligar dois segmentos. A NBR 6122 (2010) recomenda a realização de emendas através de

anéis soldados, apresentado na figura 8.

Antes de iniciar a soldagem é importante limpar os anéis com escova metálica para a

retirada de terra, graxa ou óleo. A soldagem deve ser realizada na periferia dos anéis de

emenda, utilizando eletrodos de classe E6010 ou E7018. Ademais, o diâmetro do eletrodo

deve ser inferior a espessura da chapa (ABEF, 2012).

25

a)Emenda por anel de solda b)Emenda por luva de encaixe

Figura 8 – a) Emenda por anel de solda b) Emenda por luva de encaixe. Fonte: ABEF (2012)

Entretanto, podem ser realizadas emendas por luva de encaixe, conforme figura 8-B,

nos casos em que não houver esforços de tração ou flexão durante as etapas de cravação e

utilização. Essa limitação se dá devido à possibilidade de ocorrem problemas de levantamento

do trecho da estaca acima da emenda em solos moles ao executar a cravação de estacas

vizinhas. Resultando na separação dos elementos e, dessa forma, sendo necessário realizar a

recravação da estaca (ABMS/ABEF, 2009).

A NBR 6122 (2010) determina que as luvas de encaixe devem possuir a mesma

geometria das estacas, podendo haver folga de no máximo 10 mm. A altura da luva deverá ser

de pelo menos 50 cm e sua espessura superior a 5 mm. Além disso, caso haja danificação do

topo do elemento inferior, o mesmo deverá ser recomposto e a cravação será continuada

apenas após o tempo de cura.

VI) Preparo da cabeça da estaca para ligação ao bloco de coroamento

Caso a estaca esteja acima de sua cota de arrasamento é necessário demolir o trecho

acima dessa cota. Para essa operação podem ser utilizados marteletes leves ou ponteiros,

conforme figuras 9-A e 9-B, respectivamente, sendo essencial garantir a integridade da estaca.

É necessário penetrar no bloco de coroamento o comprimento de ancoragem da armadura da

estaca, visando garantir uma adequada transferência das solicitações para a estaca.

26

Por outro lado, caso a estaca esteja abaixo da cota de arrasamento, é necessário

demolir o trecho correspondente ao transpasse da armadura. Após essa operação, deve-se

recompor a estaca até a cota de arrasamento com aço e concreto, garantido uma resistência

nesse trecho semelhante ou superior ao restante da estaca, assim como é apresentado na figura

9-C (TEA, 2010).

a) Demolição com martelete b) Nivelamento com ponteiro c) Recomposição de estaca

Figura 9 - a) Demolição com martelete b) Nivelamento com ponteiro c) Reposição de estaca Fonte: TEA (2010)


Caso a estaca seja pré-moldada na obra, GUEDES (2006) recomenda a verificação da

dosagem utilizada diariamente ou sempre que ocorrerem alterações no traço do concreto. A

trabalhabilidade do concreto deve ser obtida a partir do ensaio de abatimento. Ademais, as

características dos materiais componentes do concreto devem ser verificadas através de

ensaios iniciais de caracterização e a resistência do concreto à compressão através do

rompimento de corpos de prova para 7 e 28 dias.

Caso a estaca seja pré-fabricada, a NBR 6122 (2010) menciona que para sua aceitação

pela obra, o fabricante deve apresentar os resultados do ensaio de resistência à compressão do

concreto nas idades especificadas.

Após a execução das estacas pré-moldadas deve-se conferir possíveis excentricidades

e enviá-las ao projetista. Estacas isoladas devem ser dimensionadas para suportar as

excentricidades das cargas aplicadas e excentricidades previstas durante sua execução.

Segundo a NBR 6122 (2010), caso a excentricidades seja superior a 10% da menor dimensão

da estaca, deve ser feita uma verificação estrutural. Já no caso de conjunto de estacas, se além

27

da excentricidade da estaca superar esse valor, a carga excêntrica gerar um acréscimo superior

a 15% em relação à carga admissível da estaca, deve ser feita uma verificação estrutural.

Além disso, é necessário conferir o desaprumo da estaca, que segundo a NBR 6122

(2010), dispensa a verificação de estabilidade e resistência e correção, caso os desvios de

execução sejam menores que 1%.

Para assegurar o controle das estacas pré-moldadas, é necessário o preenchimento de

um boletim de controle de execução de cravação pelo encarregado da empreiteira, que deve

ser aprovado pelo engenheiro da empresa contratada responsável pelo serviço. Esse boletim é

semelhante ao boletim de controle de execução de cravação de estacas metálicas, apresentado

no Anexo I (ABEF, 2012).

Segundo a NBR 6122 (2010), esse boletim deve conter a identificação da obra, nome

do contratante e executor, data de cravação, identificação da estaca, horário de início e

término de cravação, comprimento cravado, composição dos elementos utilizados, peso e

altura de queda do martelo, características do pré-furo, caso houver, características

geométricas da estaca, cotas do terreno e de arrasamento, desaprumo e excentricidade,

características e identificação do equipamento de cravação, negas e repique ao final da

cravação, especificação dos materiais e insumos utilizados, deslocamento e levantamento de

estaca por efeito de cravação de estacas vizinhas e observações e anormalidades de execução.

A ficha de verificação de serviço, apresentadas no item 2.2.4, no caso de estacas de

concreto pré-moldado, deverá possuir as etapa de locação, liberação de cravação,

acompanhamento do prumo da estaca, qualidade de emendas, cota de arrasamento, além das

etapas de execução do bloco de coroamento, que se assemelham as sapatas.

A inspeção dos itens contidos nas fichas de verificação de serviços deve ser realizada

por profissionais qualificados da empresa contratante. Esse profissional pode ser técnico de

edificações, estagiário dos cursos de engenharia civil ou arquitetura, encarregado ou mestre de

obra.


De acordo com VELLOSO e LOPES (2010), entre as principais vantagens das estacas

pré-moldadas está a grande resistência aos agentes corrosivos encontrados no solo, que não

influenciarão na pega e na cura do concreto.

As estacas pré-moldadas de concreto possuem um concreto de melhor qualidade e

proporcionam maior segurança ao atravessar camadas de solo muito mole frente às estacas

28

moldadas in loco. É fundamental exigir dos fornecedores os resultados dos ensaios de

resistência à compressão das estacas que serão recebidas na obra, escolhendo sempre

empresas idôneas e confiáveis, para não ocorrer o risco de a empresa apresentar resultados

genéricos dos ensaios, ao invés dos resultados das estacas entregues na obra.

O preenchimento do boletim de controle de execução de cravação é executado pelo

encarregado da terceirizada responsável pela cravação das estacas, o que pode tornar seu

preenchimento tendencioso e não condizente com a realidade. Portanto, é fundamental manter

um profissional qualificado da construtora acompanhando todo o processo de cravação da

estaca, conferindo o prumo da estaca e se o repique e a nega estão sendo obtidas de forma

correta. Além de questionar eventuais irregularidades e verificar a qualidade das soldas que

serão executadas entre segmentos da estaca (JUNIOR, 2003).

No caso de terrenos onde a camada resistente tem profundidade muito variável, é

necessário que se faça uma boa estimativa da profundidade da camada resistente do solo em

que a estaca ficará apoiada. Isso, pois emendas podem aumentar consideravelmente o custo do

serviço GUEDES (2006).

2.5. Estaca Raiz


As estacas raiz são estacas armadas, moldadas in loco, cuja perfuração é realizada por

rotação ou rotopercussão com o auxílio de circulação de água. O fuste da estaca é

completamente revestido por um conjunto de tubos metálicos reutilizáveis. Nesse tipo de

estaca, após a injeção de argamassa pelo fundo da estaca, são aplicadas injeções de ar

comprimido sobre baixa tensão e, simultaneamente, é realizada a retirada do revestimento.

Essa injeção é responsável pelo adensando da argamassa contra o solo da lateral da estaca,

aumentando o atrito lateral (VELLOSO e LOPES, 2010).


As estacas de concreto injetável começaram a ser utilizadas a partir da década de 1950,

quando o professor Fernando Lizzi solicitou as primeiras patentes da mesma. Seu objetivo

inicial era utilizar as estacas para reforçar fundações e melhorar solos. Lizzi propunha que

fossem executadas estacas em diversas direções, formando um “solo armado”, sobre o qual

seria executado um bloco. O dimensionado desse bloco seria semelhante à fundação

29

superficial. Com o aumento do diâmetro das estacas e da resistência lateral, essas estacas

injetáveis deram origem às estacas raiz (ABMS/ABEF, 2009).


A execução das estacas raiz, descritas nesse item, são tipicamente realizadas por

empresas terceirizadas. Isso ocorre, pois esse serviço requer uma equipe devidamente

qualificada, com posse de equipamentos específicos cujos custos de aquisição são bastante

elevados.

I) Locação



Segundo a NBR 6122 (2010), “não se deve executar estacas com espaçamento

inferior a cinco diâmetros em intervalo inferior a 12 horas”. Essa recomendação visa evitar

interferências entre estacas.

II) Perfuração

O equipamento utilizado para executar a perfuração é a perfuratriz rotativa hidráulica,

mecânica ou a ar comprimido. Esse equipamento é montado sobre estrutura metálica, dotado

ou não de esteira para seu deslocamento, com propulsão à diesel, elétrica ou à ar comprimido.

A perfuração é executada com a descida de tubo de revestimento, com o auxílio de

circulação de água injetada ou ar comprimido até a cota de fundo de perfuração. Esses tubos

consistem em segmentos dotados de roscas paralelas e resistentes aos esforços gerados por

sua introdução no terreno.

Caso o solo apresente grande resistência, dificultando o avanço, podem-se empregar a

ferramenta de corte tricone para execução de um pré-furo por dentro do revestimento. Caso o

avanço seja interrompido devido à presença de elemento rochoso deve-se utilizar coroa

diamantada acoplada ao barrilete amostrador ou sapata de perfuração. A sapata de perfuração

consiste em uma ferramenta de corte com pastilhas de vídia ou diamante com diâmetro

ligeiramente superior ao tubo de revestimento, que realiza a perfuração por rotopercussão com

martelo de fundo e utiliza a circulação de água para resfriamento do sistema e remoção de

detritos do furo (ABEF, 2012).

30

III) Montagem e colocação de armadura

A montagem da armadura deve seguir o projeto e sua execução deverá preceder a

etapa de perfuração da estaca. A armadura normalmente consiste em barras de aço montadas

em gaiola ou feixe. No caso de estacas que sofrem apenas esforços de compressão, a emenda

pode ser feita por transpasse simples. Por outro lado, caso a estaca sofre esforços de tração, a

emenda deve ser realizada por solda, luvas rosqueadas ou prensadas (ABMS/ABEF, 2009).

Depois de concluída a perfuração, o interior do tubo de revestimento deve ser limpo

através da lavagem e, então, a armação pode ser introduzida ao tubo até atingir a cota de

fundo da perfuração (ABEF, 2012).

IV) Injeção de preenchimento

O lançamento da argamassa é realizado pela bomba injetora, através da introdução de

um tubo de injeção, normalmente de PVC, até o fundo da perfuração. O preenchimento deve

ser executado de baixo para cima até a argamassa sair limpa no topo da perfuração, ou seja,

sem sinais de contaminação com lama ou detritos (ABEF, 2012).

A NBR 6122 (2010) define que a argamassa utilizada deverá possuir resistência á

compressão igual ou superior a 20 MPa. Além disso, o consumo de cimento não deverá ser

inferior a 600kg/m³ e o fator água/cimento entre 0,5 e 0,6.

V) Retirada do revestimento

A extração do revestimento deverá ser iniciada. De acordo com a NBR 6122 (2010),

deve-se colocar a cabeça de injeção no topo do revestimento e aplicar pressão, por ar

comprimido sob pressão moderada ou utilizando a bomba injeção de argamassa. A ABEF

(2012) recomenda a aplicação de pressão a cada 4 m ou no mínimo três vezes por estaca,

sendo uma na ponta inferior, outra na metade da estaca e a última a 2 m da superfície.

A argamassa deverá ser completada até a superfície do terreno sempre que houver o

seu abatimento no interior do revestimento, independente da cota de arrasamento da estaca.

Além disso, a armadura da estaca não pode ser deslocada durante o processo de retirada do

revestimento (ABEF, 2012).

VI) Preparo da cabeça da estaca

Como o preenchimento da estaca com argamassa deve ser realizado até a superfície do

terreno, é necessário realizar a demolição do excesso de argamassa pelo menos 24 h após seu

31

preenchimento. A demolição deverá ser executada utilizando marteletes ou ponteiros, ambos

com pequena inclinação para cima em relação a horizontal, conforme figura 10, garantindo a

integridade da estaca (ABEF, 2012).

Figura 10 - Limpeza da cabeça da estaca raiz. Fonte: ABEF (2012)

Caso o topo da estaca esteja abaixo da cota de arrasamento prevista, deve-se demolir o

comprimento equivalente ao traspasse da armação e recompor a estaca até a cota de

arrasamento. A argamassa utilizada para a recomposição não deverá possuir resistência

inferior a utilizada na injeção da estaca (NBR 6122, 2010).

O topo da estaca deverá estar 5 cm embutido dentro do bloco de coroamento. Além

disso, deve-se garantir que armação fique devidamente ancorada no bloco, pois a mesma é

essencial para garantir a resistência do sistema (ABEF, 2012).


Para a obtenção da resistência à compressão característica da argamassa, devem-se

preparar dois corpos de prova, de acordo com a NBR 5738 (2003), que serão ensaiados à

compressão simples após 28 dias para cada 20 estacas, conforme NBR 5739 (2007). A

argamassa deve ser coletada a partir da mangueira de injeção de argamassa, na boca da estaca

em execução. Retirar a argamassa de misturadores, da mangueira de injeção no início dessa

etapa ou do transbordo da injeção no terreno, pode gerar um ensaio não representativo (NBR

6122, 2010).

O aço da armadura para ser recebido na obra deve ser isento de defeitos prejudiciais,

como esfoliação, manchas de óleo, corrosão, fissuras transversais e redução de sua seção. Sua

massa deve ser igual à massa linear nominal, com tolerância variável de acordo com o

diâmetro do aço. As barras devem ser identificados através de marca de laminação em relevo,

indicando nome, marca, categoria e diâmetro. Além disso, os ensaios de tração e dobramento

32

de todos os exemplares individuais devem ter apresentado resultados satisfatórios (NBR 7480,

2008).

Após a execução das estacas é necessário conferir as excentricidades das estacas e

enviá-las ao projetista. Isso, pois as dificuldades executivas tornam desvios entre o eixo da

estaca e o ponto de aplicação da carga inevitáveis. Estacas isoladas devem ser dimensionadas

para suportar as excentricidades das cargas aplicadas e excentricidades previstas durante sua

execução. A NBR 6122 (2010) define que excentricidades inferiores a 10% da menor

dimensão da estaca, dispensam correção. Já no caso de conjunto de estacas, se a

excentricidade supere esse valor, correções serão dispensadas, se a carga excêntrica gerar um

acréscimo de até 15% em relação à carga admissível da estaca.



sejam menores que 1%.

É necessário preencher diariamente a ficha de controle para cada estaca, conforme

apresentado no Anexo II. Segundo a NBR6122 (2010), essa ficha deve conter a identificação

do local, nome do contratante e executor, data e horário de execução da estaca, identificação

da estaca, seu diâmetro, cota do terreno, comprimento executado, desaprumo e desvios de

locação, características da perfuratriz e do equipamento de injeção, consumo de argamassa e

armação por estaca, pressão aplicada sobre a argamassa, observações e anotações de

anormalidades de execução. Além disso, deve-se escavar o trecho do fuste de pelo menos uma

estaca da obra para verificação da integridade do fuste.

A ficha de verificação de serviço, apresentadas no item 2.2.4, no caso de estacas raiz,

deve possuir as etapa de locação, liberação de perfuração, verificação do comprimento da

estaca e seu diâmetro, conferência da armadura conforme projeto, incluindo cobrimento,

estribos, tipo e diâmetro das barras. Também deve ser feita a verificação da qualidade da

argamassa, acompanhamento de sua injeção e preparo da cabeça da estaca.

O responsável por inspecionar as diversas etapas da ficha de verificação de serviço

imediatamente após sua execução deve por um funcionário devidamente qualificado da

empresa contratante. Esse profissional pode ser técnico de edificações, estagiário dos cursos

de engenharia civil ou arquitetura, encarregado ou mestre de obra. Além de inspecionar esses

serviços, o profissional deve conferir o prumo da estaca e eventuais excentricidades.

33


As estacas raiz têm como vantagens a possibilidade de resistir aos esforços de flexão e

a capacidade de transmitir cargas maiores ao terreno por atrito lateral do que outras estacas de

mesmo diâmetro. Isso, pois seu processo de perfuração a permitem atravessar terrenos de alta

resistência, inclusive matacões e blocos de rocha. Além disso, é uma solução interessante para

centro urbanos, próximo a estruturas existentes, pois podem ser executadas em áreas de

espaço limitado, não produzem distúrbios, vibrações e não causam descompressão no terreno

(ABMS/ABEF, 2009).

Como a ficha de controle das estacas raiz é preenchida pelo encarregado da

terceirizada responsável pela execução das estacas, esse preenchimento pode ocorrer de forma

incorreta ou tendenciosa. Sendo assim, é essencial escalar um profissional qualificado, por

exemplo, um encarregado da empresa contratante para acompanhar todo o procedimento

executivo das estacas raiz na obra e o preenchimento do boletim, atentando-se a ocorrência de

eventuais irregularidades. Esse profissional também deve verificar se a equipe da contratada

possui domínio do serviço, para não ocorrem falhas em sua execução. Por exemplo, uma

equipe mal instruída pode optar por injetar argamassa na estaca antes de inserir sua armadura

ou injetar argamassa continuamente, não aplicando pressões de ar de acordo com os intervalos

estipulados (SOUZA, 2010).

No entanto, para ser economicamente viável, é necessário um número elevado de

estacas para compensar os custos de mobilização do equipamento (ABMS/ABEF, 2009).

2.6. Estaca Tipo Hélice Contínua


A estaca hélice contínua são definidas pela NBR6122 (2010) como uma estaca de

concreto armado, moldada in loco e executada através da introdução de um trado helicoidal

contínuo no solo, por rotação. A injeção de concreto é feita pela haste do trado ao mesmo

tempo em que a haste é retirada. A concretagem é seguida pela introdução da armadura no

interior da estaca.

Segundo VELLOSO e LOPES (2010), os equipamentos disponíveis no mercado

possibilitam a execução de estacas tipo hélice contínua com comprimentos máximos entre 15

e 30 m e diâmetro entre 30 e 100 cm.

34


As estacas Hélice Contínua foram desenvolvida nos Estados Unidos e foram

rapidamente difundidas para toda a Europa e Japão na década de 1980. O primeiro

equipamento chegou ao Brasil em 1987 e, em meados da década de 1990, essa técnica

começou a ser fortemente difundida no Brasil (ABMS/ABEF, 2009).


As etapas da execução das estacas tipo hélice contínua, que são apresentadas neste

item, são, usualmente, executadas por empresas terceirizadas. Uma vez que esse serviço

requer uma equipe especializada e devidamente qualificada, além de equipamentos especiais,

que apresentam um elevado custo. Sendo assim, é inviável para construtoras de edifícios

multifamiliares executar esse serviço com mão de obra própria.

I) Locação



Segundo a NBR 6122 (2010), “não se deve executar estacas com espaçamento

inferior a cinco diâmetros em intervalo inferior a 12 h”. Essa recomendação visa evitar

interferências entre estacas.

II) Perfuração

O equipamento utilizado para a perfuração é a máquina perfuratriz, que deve possuir

uma torre metálica, um trado contínuo, bomba de injeção de concreto e mangueiras de

acoplagem à bomba de injeção. A torre metálica deve ter comprimento compatível com a

profundidade da estaca, em sua inferior é dotada de um centralizador para garantir a

axialidade do trado durante a perfuração. O trado contínuo consiste em uma hélice em espiral

entorno de uma haste central, equipada com dentes na extremidade inferior para perfuração do

terreno. O trado deve possuir diâmetro constante e comprimento mínimo igual ao

comprimento da estaca, sua haste interna deve possuir diâmetro mínimo de 100 mm para

estacas com até 700 mm de diâmetro (ABEF, 2012).

O trado deve ser posicionado e nivelado, garantindo a centralização e o prumo da

estaca. Seu diâmetro deve ser compatível ao especificado em projeto (NBR 6122, 2010).

35

Na etapa de perfuração, a hélice não é retirada em nenhum momento para não permitir

alívios no terreno. Portanto, essa solução pode ser adotada tanto em solos coesivos quando em

solos arenosos e, além disso, não dependente do nível do lençol freático. Durante essa etapa, a

haste central do trado é dotada de uma tampa provisória de proteção em sua extremidade que

impede a entrada de solo em seu interior.

A produtividade da estaca hélice contínua pode variar entre 150 m a 400 m por dia. No

entanto, isso depende de diversos fatores, como o diâmetro da hélice, torque utilizado pelo

equipamento, tipo e resistência do terreno (ABMS/ABEF, 2009).

III) Concretagem

Quando a perfuração atingir a profundidade desejada, inicia-se a concretagem do

fundo da estaca até a superfície do terreno. O bombeamento do concreto é realizado pelo

interior da haste central e ocorre simultaneamente sua retirada. Durante a concretagem a

tampa provisória se mantém aberta, devido ao peso do concreto (NBR 6122, 2010).

A NBR 6122 (2010) recomenda que o concreto deve possuir resistência à compressão

característica mínima de 20 MPa, consumo de cimento de pelo menos 400 kg/m³, fator

água/cimento não superior a 0,6 e abatimento igual a 22 ± 3 cm.

Em terrenos com solos coesos, o trado deve ser extraído sem a sua rotação. Já no caso

de solos arenosos, deve ser extrair o trado rotacionando-o lentamente no sentido da

perfuração. A velocidade de retirada da haste está diretamente relacionada com o diâmetro do

furo, sobreconsumo e pressão do concreto. A limpeza do solo contido nas lâminas do trado

hélice deve feita manualmente ou por limpador hidráulico, de forma concomitante a retirada

do trado (ABMS/ABEF, 2009).

IV) Colocação da armadura

A armadura em forma de gaiola é constituída por barras longitudinais grossas nas

quais são soldados estribos helicoidais. A armadura deve ser colocada imediatamente após a

concretagem por gravidade ou com o auxílio de um vibrador ou pilão de pequena carga. Seu

recobrimento é garantido por espaçadores tipo pastilha ou roletes (ABMS/ABEF, 2009).

Estacas submetidas a esforços de compressão com tensão abaixo de 6 MPa podem ser

executadas em concreto não armado, exceto em seus 4 m iniciais para ligação com o bloco de

coroamento. Nos demais casos, incluindo estacas submetidas a esforços de tração e flexão,

devem ser utilizar gaiolas longas (NBR 6122, 2010).

36

V) Preparo da cabeça da estaca

O preparo da cabeça da estaca deve ocorrer de forma semelhante à estaca raiz,

conforme é apresentado no item 2.5.3.V.

Caso o concreto esteja acima da cota de arrasamento deve-se fazer a demolição do

trecho utilizando martelete e ponteiros. Caso esteja abaixo da cota de arrasamento, deve-se

fazer a demolição do comprimento equivalente ao transpasse da armadura e, então, sua

reconstituição, utilizando concreto com resistência nunca inferior ao utilizado na concretagem

da estaca.

Ao término dessa etapa, o topo da estaca deverá estar 5 cm embutido dentro do bloco

de coroamento. Além de garantir que armação fique devidamente ancorada no bloco, assim

como é apresentado na figura 11. (ABEF, 2012).

Figura 11 - Situação final após preparo da cabeça da estaca. Fonte: ABEF (2012)


Segundo VELLOSO e LOPES (2010), o monitoramento das estacas tipo hélice

contínua deve ser realizado eletronicamente por meio de um equipamento chamado Taracord

Ce, fabricado pela empresa francesa Jean Lutz SA. Esse equipamento é formado por um

computador e sensores que informam o comprimento da estaca, sua inclinação, volume de

concreto utilizado e seu sobreconsumo, pressão no concreto, velocidade de extração do trado,

torque, velocidade de rotação e de penetração do trado. Com posse dessas informações deve-

se preencher o Boletim de controle de execução, cujo modelo é apresentado no Anexo III.

Além disso, segundo a NBR 6122 (2010), deve-se preencher diariamente uma ficha de

controle para cada estaca. Essa ficha deve conter a identificação da obra e local, nome do

contratante e executor, data e horário de execução da estaca, identificação da estaca, seu

diâmetro, cota do terreno, comprimento executado, desaprumo e desvios de locação,

características do equipamento, consumo de concreto e armação por estaca, inclinação do

37

trado, volumes de concreto real e teórico, torque, rotação do trado, velocidades de avanço e

extração do trado, pressão de injeção do concreto e observações pertinentes. Além disso,

deve-se escavar o trecho do fuste de 1% das estacas da obra até o nível d’água, para

verificação da qualidade e integridade do fuste. O Anexo IV apresenta um modelo de uma

Ficha de controle de estaca hélice contínua, que associada ao Boletim de controle de execução

(Anexo III) fornece as informações exigidas pela norma.

Conforme mencionado no item 2.2.4, antes de liberar a injeção de concreto na estaca,

deve-se realizar o ensaio de abatimento de tronco de cone, também conhecido como slump-

test. A NBR 6122 (2010) define que o abatimento do concreto de estacas tipo hélice contínuo

deve ser de 220 ± 30 mm. Além do slump-test, devem-se moldar corpos de prova na obra, que

serão rompidos no ensaio de resistência à compressão nas idades especificadas. Esse ensaio é

utilizado para assegurar que o concreto utilizado possui a resistência exigida em projeto.

O recebimento do aço da armadura na obra deve ser feito mediante a verificação de

defeitos prejudiciais, como esfoliação, manchas de óleo, corrosão, fissuras transversais e

redução de sua seção. As barras devem ser identificados através de marca de laminação em

relevo, indicando nome, marca, categoria e diâmetro. Por fim, os ensaios de tração e

dobramento de todos os exemplares individuais devem ter apresentado resultados satisfatórios

(NBR 7480, 2008).

Devido às dificuldades executivas, excentricidades são inevitáveis em estacas.

Portanto, após a execução das estacas é necessário conferir as excentricidades das estacas e

enviá-las ao projetista. Estacas isoladas devem ser dimensionadas para suportar as

excentricidades das cargas aplicadas e excentricidades previstas durante sua execução. A

NBR 6122 (2010) define que desvios entre o eixo da estaca e o ponto de aplicação de carga

do pilar inferiores a 10% da menor dimensão da estaca, dispensam correção. Já no caso de

conjunto de estacas, se a excentricidade supere esse valor, correções serão dispensadas, se a

carga excêntrica gerar um acréscimo de até 15% em relação à carga admissível da estaca.



sejam menores que 1%.

A ficha de verificação de serviço, apresentadas no item 2.2.4, no caso de estacas tipo

hélice contínua, deve possuir as etapa de locação, liberação de perfuração, verificação do

comprimento da estaca e seu diâmetro, execução do slump-test para liberação do concreto e

acompanhamento de sua injeção. Também deve conter as etapas de conferência da armadura

38

conforme projeto, incluindo cobrimento, estribos, tipo e diâmetro das barras, a verificação do

prumo da estaca e desvios de excentricidade, a inspeção do preparo da cabeça da estaca e o

resultado do ensaio de compressão dos corpos de prova.

A inspeção dos itens contidos nas fichas de verificação de serviços deve ser realizada

por funcionários qualificados próprio da empresa contratante. Esse funcionário pode ser

técnico de edificações, estagiário dos cursos de engenharia civil ou arquitetura, encarregado

ou mestre de obra.


As estacas tipo hélice contínua apresentam alta produtividade, perfurando em média

250 m por dia. Além de apresentar elevada adaptabilidade para maioria dos terrenos,

excetuando terrenos com rochas e matacões, e produzir menos vibrações e distúrbios do que

as estacas cravadas. A estaca tipo hélice contínua é uma solução interessante para centro

urbanos, próximo a estruturas existentes, pois não produzem distúrbios, vibrações e não

causam descompressão no terreno (CAMILO, 2017).

Outra vantagem interessante desse tipo de estaca é a possibilidade de fazer um

acompanhamento computadorizado, por meio de sensores com informações gerais, durante a

escavação e a concretagem. Esse controle possibilita obter dados mais precisos, minimizando

acidentais falhas humanas (VELLOSO e LOPES, 2010).

No entanto, o preenchimento do controle de execução é preenchido por um

funcionário da empresa contratada. Eventualmente, esse profissional pode negligenciar o

preenchimento, inserindo informações incorretas. Além disso, esse profissional pode inserir

informações tendenciosas para favorecer a terceirizada, como, por exemplo, aumentando o

número de horas paradas do equipamento por falta de liberação de frente pela construtora.

Portanto, é fundamental selecionar um profissional capacitado da empresa contratante para

acompanhar o serviço e identificar possíveis falhas no preenchimento do controle e, também,

erros no procedimento executivo da estaca tipo hélice contínua.

Uma vez que o equipamento utilizado para esse serviço é de grande porte, o uso da

estaca tipo hélice contínua é limitado a áreas de trabalho amplas, planas e de fácil

movimentação. Também é exigida uma pá-carregadeira na obra para limpeza e remoção do

solo extraído da perfuração. Além disso, para ser economicamente viável, é necessário um

número elevado de estacas para compensar os custos de mobilização do equipamento

(ABMS/ABEF, 2009).

39

2.7. Verificação de desempenho de elementos de fundação

A verificação de desempenho representa um excelente método de controle de

qualidade de execução de fundações e tem como principal objetivo comprovar que o

comportamento do conjunto de elementos de fundação está de acordo com as especificações

previstas em projeto. O principal aspecto estrutural a ser verificado é a segurança à ruptura,

que deve englobar a resistência do solo e a integridade e resistência dos elementos de

fundação.

Para verificação no campo da carga admissível ou característica do projeto de

fundações, devem-se utilizar métodos estáticos e dinâmicos. Os métodos estáticos podem ser

teóricos, quando desenvolvidos a partir da teoria da mecânica dos solos, ou semi-empíricos,

quando são empregadas correlações com ensaios de campo. Já nos métodos dinâmicos,

estima-se a carga de fundações profundas através do seu comportamento sob a ação de

carregamentos dinâmicos (NBR 6122, 2010).

2.7.1. Provas de carga estáticas

A prova de carga estática consiste em aplicar cargas conhecidas ao solo através dos

elementos estruturais ou de uma placa metálica rígida posicionada sobre o solo e medir seus

deslocamentos e deformações. Esse método pode ser utilizado para fundações superficiais e

profundas.

Nos ensaios lentos ou SML, as cargas geralmente são aplicadas com um macaco

hidráulico calibrado e centrado em relação ao eixo da fundação e devem representar todas as

solicitações sofridas pela estrutura quando em operação. O carregamento deve ocorrer em

estágios sucessivos com duração equivalente ao tempo necessário para estabilização dos

recalques e superior a 30 minutos. As cargas de trabalho são medidas utilizando-se

manômetros ou células de carga e deslocamentos sofridos pela estrutura são medidos por

extensômetros mecânicos ou deflectômetros (ABMS/ABEF, 2009).

A NBR 6122 (2010) estabelece que o desempenho é satisfatório quando a carga de

trabalho atinge ou ultrapassa o dobro da carga de ruptura, sem causar recalques e deformações

excessivas na estrutura.

Após a conclusão da aplicação da carga de trabalho, deve-se esperar 12 horas para

iniciar o descarregamento da estrutura. Esse processo deve ocorrer de forma gradual,

controlando a estabilização dos deslocamentos. O tempo mínimo de execução do ensaio é de

18 horas.

40

Visando tornar a prova de carga estática mais rápida, foi desenvolvido o ensaio de

carregamento rápido, QML. Nesse ensaio os estágios têm duração de 5 minutos e independem

da estabilização dos recalques. A duração total desse ensaio é de aproximadamente 2 horas.

A NBR 6122 (2010) especifica a quantidade de provas de carga estática que devem ser

executadas por tipo de estaca, através da Tabela 1. Nela é determinado que em obras que

tiverem um número de estacas superior à coluna X, deve-se executar um número de provas de

carga estática de no mínimo 1% da quantidade total de estacas executadas. No entanto, caso

as tensões médias das estacas da obra superem o valor da coluna Y, deve-se executar a prova

de carga independente do número total de estacas na obra.

Tipo de estaca

X

Total de estacas na

obra a partir do

qual provas de

carga são

obrigatórias

Y

Tensão admissível

abaixo da qual são

dispensadas provas

de carga (Mpa)

Pré-moldada 100 7,0

Metálica 100 0,5 fyk

Hélice contínua 100 5,0

Raiz 75 15,5

Tabela 1- Quantidade de provas de carga por tipo de estaca Fonte: NBR6122 (2010)

2.7.2. Provas de carga dinâmicas

O ensaio de carregamento dinâmico consiste em aplicar golpes sucessivos de martelo,

com energias de cravação crescentes, para obter sua capacidade de carga, utilizando

instrumentação adequada e aplicando a teoria de equação de ondas. Foi desenvolvido para ser

aplicado em estacas cravadas, entretanto, preparando um sistema espacial para recebimento

do impacto dinâmico, pode ser aplicado também em estacas escavadas moldadas in loco.

A instrumentação dinâmica utilizada nesse ensaio é composta por um conjunto de

instrumentos e equipamentos para recebimento e tratamento de dados. A instrumentação

básica é composta por transdutores de deformação específica, para registro de força, e

acelerômetros, para registro de velocidade. Esses instrumentos são fixados na estaca,

conforme figura 12. Um dos sistemas mais utilizados, para recebimento e processamento dos

dados, é o PDA, do inglês Pile Driving Anayzer. Esse sistema tem como principal função

fornecer a resistência à penetração da estaca no solo. Além disso, é possível obter a força

máxima de impacto, energia máxima do golpe, eficiência do sistema de cravação, verificação

41

de danos estruturais e suas posições, valores máximos de tensão, velocidade e deslocamento e

avaliação da distribuição de resistência.

Figura 12 - Esquema tipicamente de um Ensaio de Carregamento Dinâmico. Fonte: ABMS/ABEF (2009)

A NBR 6122 (2010) permite a substituição de cada prova de carga estática por cinco

provas de carga dinâmicas, caso o número total de estacas seja limitado a duas vezes o valor

da coluna X, da Tabela 1. Acima desse valor deve-se executar ao menos uma prova de carga

estática.

2.7.3. Integridade das estacas

A integridade da estaca pode ser obtida através do ensaio de integridade de alta

deformação, utilizando-se o mesmo equipamento do PDA. Durante a cravação da estaca,

ondas de deformação se propagam ao longo do comprimento da estaca, sofrendo reflexão em

sua ponta ou em eventuais pontos de singularidade. A partir da análise dos sinais de força e

velocidade no topo da estaca, é possível localizar os danos e avaliar suas extensões. Devido ao

alto impacto dos golpes de martelo na cabeça da estaca, esse método, de modo geral, é

utilizado apenas para estacas cravadas.

Alternativamente, pode-se executar um ensaio de baixa deformação, no qual se aplica

um golpe de martelo manual no topo da estaca. Consequentemente, surge uma onda de baixa

deformação, que se propaga ao longo do elemento de fundação. A partir do tempo que estaca

leva para retornar ao topo da estaca, é possível determinar o comprimento do trecho integro

da estaca. Para obter uma interpretação mais detalhada da situação da estaca, pode utilizar o

equipamento PIT, do inglês Pile Integrity Tester, que inclusive permite detectar variações no

diâmetro das estacas ao longo do seu comprimento. Esse ensaio é usualmente realizado em

estacas escavadas moldadas in loco, para verificar a qualidade da execução das estacas

(VELLOSO E LOPES, 2010).

42

3. CARACTERIZAÇÃO DA CONSTRUTORA OBJETO DO ESTUDO DE CASO

3.1. Aspectos Gerais

A empresa cujo empreendimento foi objeto de estudo de caso solicitou a não

divulgação de sua razão social. Portanto, nesse trabalho será identificada como Construtora A.

Para preservar sua identidade, documentos da empresa, tais como procedimentos executivos,

fichas de verificação de serviço e boletins de execução das fundações não serão apresentados

na referência bibliográfica.

A Construtora A é uma empresa de grande porte que atua nos setores de incorporação

de imóveis e de construção de empreendimentos. Foi fundada no estado de São Paulo há 55

anos e hoje conta com aproximadamente 4.000 colaboradores dedicados para garantir projetos

de engenharia de alto padrão. Atualmente, a empresa atua em 16 estados e no Distrito Federal

e cerca de 200 mil famílias vivem em terrenos construídos pela empresa.

Para atender às exigências normativas e às expectativas dos clientes, a Construtora A

adota o Sistema de Gestão Integrada, no qual é abrangida a gestão da qualidade, a saúde

ocupacional, a segurança do trabalho e o meio ambiente. Esse sistema foi desenvolvido a

partir da NBR ISO 9001, norma de gestão da qualidade adotada para padronização de serviços

e produtos, cuja empresa obteve certificação.

O setor de construção da empresa divide-se em dois grandes grupos, sendo o grupo X

responsável por assinar os empreendimentos de alto padrão e luxo da empresa e o grupo Y

responsável pelos empreendimentos de baixo e médio padrão.

O grupo X surgiu junto com a fundação da empresa há 55 anos e é destinado às

famílias ou investidores que exigem o mais elevado padrão de qualidade, tradição e

encantamento. Na cidade do Rio de Janeiro, é responsável pela construção de edifícios

residenciais multifamiliares e edifícios comerciais e está presente principalmente na Barra da

Tijuca, Recreio dos Bandeirantes, Tijuca e na zona sul da cidade.

O grupo Y foi criado há 10 anos com o objetivo de ser a melhor opção para famílias

que estão mudando de vida. Esse grupo surgiu como uma alternativa para a empresa expandir

sua atuação no mercado, incluindo empreendimentos de baixo e médio padrão. Alguns dos

empreendimentos do grupo Y participam do Programa Minha casa Minha vida, que é uma

iniciativa sem fins lucrativos do Governo Federal em parceria com a Caixa Econômica

Federal e oferece condições atrativas para famílias de baixa renda financiarem moradias nas

áreas urbanas. Esse grupo dedica-se a construção de edifícios residenciais multifamiliares e,

na cidade do Rio de Janeiro, a grande maioria de seus empreendimentos encontram-se na

43

Zona Norte e na Zona Oeste da cidade, excetuando a Barra da Tijuca e o Recreio dos

Bandeirantes.

3.2. Tipos de fundação mais utilizados

Para definir quais são os tipos de fundações mais utilizados pela construtora A, foi

feito um levantamento da fundação de obras correntes da empresa. Essas obras são

apresentadas a seguir:

a) O Condomínio I está localizado no Andaraí, na cidade do Rio de Janeiro, e a

fundação de dois edifícios foi executada com estacas metálicas e sapatas isoladas,

um edifício com estacas metálicas e estacas raiz e o quarto edifício apenas com

estacas metálicas;

b) O Condomínio II está localizado em Jacarepaguá, na cidade do Rio de Janeiro, e

todos os seus quatro edifícios foram executados sobre em estacas hélices;

c) O Condomínio III está localizado em Piedade, na cidade do Rio de Janeiro, e a

fundação de todos os seus dois edifícios foi executada com sapatas isoladas;

d) O Condomínio IV está localizado em Del Castilho, na cidade do Rio de Janeiro, e

sua fundação é mista. Um edifício foi executado sobre estacas raiz e sapatas

isoladas, um segundo edifício foi executado sobre estacas metálicas e o terceiro

edifício sobre estacas metálicas, estacas raiz e sapatas isoladas;

e) O Condomínio V está localizado no bairro do Rocha, na cidade do Rio de Janeiro,

e a fundação de todos os seus dois edifícios será executada com estaca hélice;

De acordo com o levantamento das obras atuais da Construtora A, é evidente que os

tipos de fundações mais utilizados por ela são sapatas isoladas, estacas metálicas, estacas raiz

e estacas hélices. A escolha entre as quatro soluções dependerá das características do terreno.

Conforme mencionado no item 2.2.5, a sapata é a fundação superficial mais

econômica e simples nos casos em que são transmitidas cargas altas para a fundação, porém é

limitada a terrenos que apresentam elevada resistência em suas camadas iniciais. Portanto, é

provável que o Condomínio III esteja localizado integralmente sobre um terreno resistente. Já

os Condomínios I e IV presumivelmente estão localizados sobre um terreno irregular, sendo

as sapatas locadas sobre os trechos do terreno que apresentam boa resistência nas camadas

superficiais.

44

Os condomínios I e IV, além de possuírem sapatas isoladas, também possuem estacas

metálicas e estacas raiz. Essa variedade de soluções indica que os terrenos desses

condomínios devem apresentar irregularidades, com regiões de resistência elevada nas

camadas superficiais e regiões com baixa resistência nas camadas superficiais, nas quais

devem haver trechos com matacões ou blocos de rocha. Isso, pois a estaca raiz é uma

fundação profunda capaz de atravessar trechos rochosos, conforme o item 2.5.5. No entanto, a

execução de uma grande quantidade de estacas raiz pode prejudicar o cronograma da obra,

pois essa solução não apresenta alta produtividade. Por essa razão, justifica-se o emprego de

estacas metálicas, que, de acordo com o item 2.3.1, apresentam alta produtividade, nos trechos

em que não houver matacões e blocos rochosos.

Por último, as fundações dos Condomínios II e V foram executadas exclusivamente

com estacas tipo hélice contínua. Evidentemente, os terrenos em que estão locados

apresentam baixa resistência nas camadas superficiais. Conforme o item 2.6.5, a utilização de

estaca hélice contínua é a melhor solução em terrenos com um número elevado de estacas.

Isso, pois apesar do elevado custo de mobilização do equipamento, apresenta a maior

produtividade entre as estacas, cerca de 250 metros por dia.

3.3. Tecnologias construtivas

A Construtora A, desde que foi fundada, é responsável pela construção de inúmeros

edifícios de concreto armado com alvenaria convencional. Nesse tipo de edificação, a

estrutura de concreto armado é responsável por suportar toda a carga atuante na edificação,

incluindo cargas permanentes e cargas acidentais. As cargas da laje são transferidas para as

vigas, que são transferidas para os pilares e, finalmente, são transferidas para a fundação e,

então, transferidas para o terreno. A alvenaria é usualmente de tijolo cerâmico e é utilizada

exclusivamente como elemento de vedação, dividindo ambientes, proporcionando isolamento

acústico, térmico e estanqueidade ao ar e à água.

Há cerca de 10 anos, com a criação do grupo Y, responsável pelas construções de

baixo e médio padrão, a empresa começou a desenvolver pesquisas para utilização da

alvenaria estrutural como sistema construtivo. A alvenaria estrutural é formada por blocos de

concreto portantes, que, além de apresentar as funções básicas da alvenaria, também funciona

como elemento resistente e suas paredes são responsáveis por suportar as cargas verticais

da laje de concreto armado, cargas de ocupação e cargas laterais do vento e desaprumo da

45

edificação. Sendo assim, na construção de edifícios em alvenaria estrutural é dispensado o uso

de pilares e vigas (KATO, 2002).

As principais vantagens para a empresa em adotar a alvenaria estrutural em suas obras

do grupo Y, segundo RAMALHO et al. (2003), são a economia de fôrmas, a redução no

número de especializações e a redução da espessura do revestimento aplicado, pois há um

maior controle na produção do bloco e no assentamento da alvenaria. CAMACHO (2006)

acrescenta que a alvenaria estrutural é executada mais rapidamente, devido à simplificação

das técnicas construtivas, e reduz desperdícios com rasgos na alvenaria, uma vez que seu

dimensionamento é modular.

Devido a essas razões, CAMACHO (2006) afirma que a redução nos custos de uma

obra em alvenaria estrutural pode chegar a 30%. No entanto, RAMALHO et al. (2003) alerta

que em edifícios elevados, com pelo menos 15 ou 16 pavimentos, a alvenaria estrutural pode

não representar um sistema economicamente vantajoso. Isso, pois é necessário considerar um

número elevado de pontos de graute e armadura para colaborar com as altas tensões de

compressão sofrida pelos blocos e altas tensões de tração, devido às ações horizontais do

vento e do desaprumo.

O sistema construtivo em alvenaria estrutural apresenta algumas desvantagens que

podem não torná-lo vantajoso para os edifícios de alto padrão do grupo X da empresa.

RAMALHO et al. (2003) cita a dificuldade de adaptação arquitetônica, uma vez que as

paredes são portantes e não podem ser retiradas ou rasgadas e a necessidade de uma equipe de

alvenaria qualificada, devido à necessidade do uso de um grande número de instrumentos e

um maior controle de esquadro e prumo da parede na alvenaria estrutural. Além da

necessidade de compatibilização mais rebuscada entre projetos, pois em alvenaria estrutural a

interferência entre projetos de arquitetura, estrutura e instalações é muito significativa.

Portanto, não é conveniente utilizar um sistema construtivo que ofereça tantas

limitações para os moradores em um edifício de alto padrão do grupo X da empresa. Afinal,

nessa categoria é comum as construtoras apresentarem diferentes opções de distribuição de

divisórias nas unidades. Já para os edifícios de baixo e médio padrão, cujo objetivo é reduzir

custos, as limitações da alvenaria estrutural não representam grandes inconvenientes.

3.4. Terceirização de serviços

A Construtora A terceiriza a maior parte de seus serviços em suas obras para

subempreiteiras. De acordo com VILLACRESES (2004), podem-se dividir as subempreiteiras

de acordo com as atividades que elas desenvolvem:

46

a) Subempreiteiros de mão de obra – disponibilizam apenas a mão de obra para a

execução do serviço.

b) Subempreiteiros de material e mão de obra – além de disponibilizar mão de obra,

também fornece o material.

c) Subempreiteiros de projeto, material e mão de obra – além de disponibilizar mão

de obra e material, também é responsável por desenvolver o projeto de execução

do serviço.

d) Subempreiteiros de projeto, material, mão de obra e manutenção – esse tipo de

contratação inclui todas as etapas do serviço e a contratada ainda é responsável por

fornecer assistência técnica.

Na Construtora A, a maioria dos serviços são terceirizados. Entre os serviços que são

realizados por mão de obra própria estão as instalações hidráulica e hidrosanitárias,

executados pelos bombeiros da empresa, as instalações elétricas, executados pelos eletricistas

da empresa, e os acabamentos finos, realizado pelos pedreiros de acabamento.

Os serviços de fundação costumam ser terceirizados. No caso de fundações profundas,

como estacas metálicas, estacas pré-moldadas de concreto, estacas raiz e estacas tipo hélice

contínua, as subempreiteiras contratadas são responsáveis exclusivamente pela execução do

serviço. Já no caso de fundações superficiais, como sapatas, ou na ligação das estacas à

estrutura, através do bloco de coroamento, as subempreiteiras responsáveis pela armação e

concretagem fornecem apenas a mão de obra e subempreiteira responsável pela fôrma fornece

material e mão de obra.

Para a seleção da contratada, a Construtora A exige a preparação de um mapa de

concorrência com pelo menos três empresas e a negociação é realizada por um funcionário

específico. A escolha da contratada é tomada em parceria com o gerente da obra, que utiliza

os seguintes critérios: preço, prazo, experiência e qualidade. Sendo assim, apresentar o menor

preço não é garantia de contratação.

47

4. CARACTERIZAÇÃO DO EMPREENDIMENTO OBJETO DO ESTUDO DE CASO

4.1. Aspectos gerais

O empreendimento do estudo de caso pertence ao grupo Y da Construtora A e está

localizado no bairro do Andaraí, na cidade do Rio de Janeiro. O terreno em que está situado

possui uma área total de 6.804,98 m². Sua área total edificada é de 7.261,05 m² e sua área total

construída é de 7.368,56 m².

O empreendimento é composto por quatro edifícios residenciais multifamiliares,

conforme apresentado na figura 13, dos quais dois edifícios possuem quatro pavimentos e os

outros dois edifícios possuem três pavimentos. Possui ao total 99 unidades, das quais 47

unidades possuem 2 quartos e as demais 52 unidades possuem 3 quartos. Todos os

apartamentos possuem varanda e dois banheiros, além de uma vaga de garagem não coberta.

As áreas dos apartamentos variam entre 53 m² e 65 m².

Figura 13 – Planta baixa simplificada do empreendimento. Fonte: Construtora A (2015)

A área de lazer do empreendimento é ampla e possui ao total 604,90 m² projetados.

Essa área inclui um playground, salão de festas, fitness interno e externo, piscina,

churrasqueira, lounge teen, praças, brinquedoteca, espaço teen, carwash e vestiários. Um dos

grandes diferenciais do empreendimento é a instalação de duas televisões de 50 polegadas

próximas à piscina e à churrasqueira com um sistema de som sofisticado, para os moradores

assistirem filmes e esportes nesses locais.

4.2. Cronograma e custo da obra

O cronograma do empreendimento foi desenvolvido utilizando o Microsoft Project,

um programa de planejamento integrado e gerenciamento de projetos. Segundo o cronograma

48

gerencial do empreendimento, as obras iniciaram no dia 03/11/2015 e seu término previsto

ocorreria no dia 22/05/2017, resultando em 377 dias trabalhados de obra.

A previsão era iniciar a fundação pelo Bloco 1, iniciando no dia 09/12/2015 e

terminando no dia 06/05/16, equivalendo a 98 dias trabalhados. Seguido pelo Bloco 3, sendo

executada do dia 17/12/2015 ao dia 31/05/2016 e com duração de 108 dias. Então, seriam

iniciados os blocos 2 e 4 no dia 11/01/16, sendo o Bloco 4 finalizado no dia 03/05/2016, com

duração de 82 dias, e o Bloco 2 finalizado no dia 06/05/2016, com duração de 85 dias.

Com base na análise do cronograma gerencial da obra, a fundação mostra-se uma das

etapas mais longas da obra, além disso, não pode ser executada simultaneamente a outras

atividades. Portanto, atrasos nessa etapa podem comprometer a entrega do empreendimento

no prazo estipulado.

Analisando o controle de custos do empreendimento, observa-se que o orçamento

inicial do empreendimento foi de R$ 22.454.742,00. O custo dos serviços de fundação e

trabalhos em solo é de R$ 2.324.512,27, ou seja, 10% do custo total da obra. Por se tratar de

uma etapa crítica que apresenta um custo significativo, a seleção do tipo de fundação mais

adequado, considerando aspectos diversos, como características do solo, capacidade de

suporte do terreno, técnicas executivas, situação das construções vizinhas e outros, é

fundamental para construtora.

4.3. Técnica construtiva

A técnica construtiva adotada para o empreendimento foi a alvenaria estrutural. Essa

escolha se deu, pois se trata de um edifício de médio padrão do grupo Y, no qual o objetivo da

construtora é reduzir os custos de construção, para vender as unidades a um valor mais

acessível para os clientes.

Essa redução nos custos de construção ocorre, pois utilizando a alvenaria estrutural é

possível diminuir a utilização de fôrmas para vigas e pilares, minimizar desperdícios com

rasgos para passagem de tubulações, reduzir a espessura de revestimento e otimizar o

cronograma da obra, conforme apresentado no item 3.2.

Além disso, os quatro blocos do empreendimento possuem as mesmas dimensões, com

distribuições semelhantes das unidades. Essa padronização simplifica a execução da

alvenaria, facilitando a passagem de instalações elétricas e hidráulicas e tornando possível a

utilização de soluções genéricas para eventuais incompatibilidades entre projetos.

49

4.4. Influência da alvenaria estrutural na fundação

No caso de edifícios em alvenaria estrutural, os carregamentos da estrutura chegam à

fundação através da alvenaria. A transferência das cargas da edificação para fundação ocorre

através de uma estrutura de transição, em concreto armado, conhecida como viga baldrame.

Como as cargas recebidas por essa viga são bastante elevadas e o concreto armado é mais

flexível do que a alvenaria, sua estrutura tende a sofrer deformações superiores à alvenaria

estrutural apoiada sobre ela. Isso, eventualmente, pode contribuir para o surgimento de

patologias na alvenaria (BORGES, 2012).

Segundo PAES (2008), no caso de paredes de alvenaria estrutural sobre vigas,

interpreta-se que a parede comporta-se como um arco atirantado. O arco é formado na parede

e a viga funciona como um tirante, conforme é observado na figura 14. Sendo assim, parte da

carga vertical que inicialmente seria transferida para o centro da viga é transferida para a

região dos apoios. Os esforços solicitantes ao longo da viga são reduzidos e,

consequentemente, ocorre a concentração de tensões nas extremidades da parede. Esse efeito

é conhecido como efeito arco.

Figura 14 - Ação conjunta do sistema formado por parede de alvenaria e viga Fonte: HASELTINE e MOORE (1981)

Para analisar a influência do efeito arco na fundação serão utilizadas as modelagens

desenvolvidas por ANDOLFATO, et al. (2002). Primeiramente será analisada uma parede em

alvenaria estrutural de 14 cm de espessura com uma sobrecarga de 200 kN/m sobre uma viga

de 20x30 cm apoiada nas extremidades. Conforme pode ser observado na figura 15, as

tensões na interface entre a viga e alvenaria são mínimas na região central e máximas na

região do apoio.

50

Figura 15 – Influência do efeito arco em parede de alvenaria sobre viga biapoiada Fonte: ANDOLFATO, et al. (2002)

Para a segunda análise, será considerada uma parede em alvenaria estrutural de 14 cm

de espessura com uma sobrecarga de 200 kN/m sobre uma viga de 20x30 cm com apoio

contínuo ao longo do seu comprimento. Conforme pode ser observado na figura 16, as tensões

na interface entre a viga e alvenaria são praticamente constantes, sendo o aumento das tensões

na região do apoio pequeno.

Figura 16 - Influência do efeito arco em parede de alvenaria sobre viga com apoio contínuo Fonte: ANDOLFATO, et al. (2002)

Como base nas análises de ANDOLFATO, et al. (2002), pode-se concluir que a

escolha por uma fundação que transfere tensões mais uniformes para a fundação, como as

sapatas corridas, é bastante apropriada. Isso, pois a baixa resistência solicitada pelos blocos de

concreto permite a utilização de um bloco de menor resistência e, consequentemente, com um

menor valor agregado. No entanto, essa economia pode não ser efetiva, devido ao aumento do

volume de concreto utilizado em comparação com as sapatas isoladas.

51

No caso de fundações profundas, nas quais a única opção é adotar apoios nas

extremidades, deve-se buscar soluções que previnam a ocorrência de ruptura por

esmagamento da alvenaria na região de concentração de tensões. HASELTINE e MOORE

(1981) afirmam que para ocorrer o efeito arco, a razão entre a altura e o comprimento da

parede de alvenaria deve ser superior a 0,6, sendo esse efeito intensificado com o aumento

dessa razão. Portanto, a redução do comprimento dos vãos representa uma estratégia essencial

para diminuir a intensidade das tensões no apoio.

52

5. CARACTERIZAÇÃO DAS FUNDAÇÕES DO EMPREENDIMENTO OBJETO

DO ESTUDO DE CASO

5.1. Avaliação das sondagens do terreno

A escolha do tipo de fundação mais adequado, assim como apresentado no item 2.1,

depende das características do solo, como sua estratigrafia, classificação, posição do nível de

água e sua resistência, que são obtidas através das sondagens. Além disso, é necessário

conhecer as características do empreendimento a ser construído.

No empreendimento em estudo foram executadas 24 sondagens à percussão SPT e

duas sondagens mistas, combinando a sondagem à percussão no trecho de solo e a sondagem

rotativa para o avanço em material rochoso. Na figura 17 são apresentadas as locações das

sondagens realizadas no terreno.

Figura 17 - Locação das sondagens do empreendimento. Fonte: Projeto de Locação de Sondagens (2015)

Entre as sondagens à percussão executadas, as sondagens SP102, SP105 e SP112 são

apresentadas nos Anexos V, VI e VII, respectivamente.

A sondagem SP102 (Anexo V) foi iniciada na cota 27,57 m, ao atingir a cota 25,57 m

encontrou-se uma camada de solo residual de silte arenoso compacto a muito compacto e, por

fim, na cota 23,52 m atingiu o impenetrável à percussão. Como a cota acabada no edifício em

que essa sondagem está localizada é a 25,20 m, restando apenas 1,67 m até o impenetrável à

percussão, a escolha por sapatas nesse trecho é bastante sensata.

A sondagem SP105 (Anexo VI) foi iniciada na cota 23,84 m, ao atingir a cota 20,19 m

encontrou-se uma camada de solo residual de silte arenoso muito compacto e, por último, na

53

cota 19,72 m o impenetrável à percussão foi atingido. A cota acabada no edifício em que essa

sondagem está localizada é a 25,20 m, porém atrás desse edifício existe uma passagem que

encontra-se na cota 24,40 m. Sendo, a profundidade até o impenetrável à percussão é de cerca

de 4,68 m. Para a fundação atingir uma profundidade maior, garantindo maiores resistências

de fuste e ponta, o ideal é adotar uma solução em que a fundação atravesse a rocha, como por

exemplo estacas raiz ou estacas hélices.

Já a sondagem SP112 (Anexo VII) foi iniciada na cota 24,86 m, ao atingir a cota 20,24

m encontrou-se uma camada de areia média a grossa e pouco a medianamente compacta. Na

cota 17,31 m encontrou-se uma camada de solo residual e na cota 17,02 m o impenetrável à

percussão foi atingido. Como a cota acabada no edifício em que essa sondagem está

localizada é a 25,00 m, a profundidade até atingir o impenetrável à percussão é de cerca de

7,98 m. Portanto, ao menos que as carga solicitada pela fundação nessa região fossem

elevadas, o que não é o caso por se tratar de um edifício multifamiliar de três pavimentos, a

adoção de uma fundação profunda cravada à percussão mostra-se bastante razoável, podendo-

se optar por estacas metálicas ou estacas pré-moldadas de concreto.

5.2. Tipos de fundações adotadas

As escolhas das tipologias de fundação adotadas no empreendimento se deram de

acordo com os perfis geotécnicos obtidos na sondagem. Nos elementos de fundação

localizados na mesma linha da sondagem SP102 ou em seu entorno foram adotadas sapatas

isoladas. Em alguns elementos de fundação localizados próximos à sondagem SP105 foram

adotadas estacas raiz. No restante do terreno, incluindo a região do SP112, foram adotadas

estacas metálicas.

Portanto, como pode ser observado na figura 18, o Bloco 1 contêm sapatas isoladas e

estacas metálicas, o Bloco 2 contêm estacas metálicas e algumas estacas raiz, o Bloco 3

contém apenas estacas metálicas e o Bloco 4, assim como o Bloco 1, contêm sapatas isoladas

e estacas metálicas. A locação dos blocos no terreno pode ser observada na figura 13,

apresentada no item 4.1.

54

a) Projeto de fundação do Bloco 1, composto por sapatas isoladas e estacas metálicas

b) Projeto de fundação do Bloco 2, composto por estacas metálicas e estacas raiz

c) Projeto de fundação do Bloco 3, composto apenas por estacas metálicas

55

d) Projeto de fundação do Bloco 4, composto por sapatas isoladas e estacas metálicas

Figura 18 - Tipologias de fundações adotadas nos a) Bloco 1, b) Bloco 2, c) Bloco 3, d) Bloco 4

Fonte: Projeto de Geotécnico de Fundações (2015)

5.3. Terceirização de serviços

No empreendimento em estudo, a Construtora A optou por terceirizar todos os

serviços de fundação. Os termos dos contratos entre a Construtora A e essas empreiteiras são

apresentados nos subitem 5.3.1 a 5.3.3.

5.3.1. Empreiteira responsável pela execução das estacas metálicas

O contrato entre as partes tem por objetivo cravar uma estimativa de 1.981 metros de

estacas metálicas, utilizando perfis W150x37,1 e W200x59. Esse contrato inclui a

mobilização e desmobilização dos bate-estacas sobre rolos, a cravação dos perfis metálicos,

talas, cortes e emendas de perfis.

Entre as responsabilidades da empreiteira estão o fornecimento de equipamentos

adequado e toda a mão de obra especializada necessária, a supervisão da cravação das estacas

por profissional capacitado, a execução de todos os serviços conforme as normas técnicas da

ABNT, o fornecimento de transporte para mobilização e desmobilização final dos

equipamentos, a provisão de transporte e alimentação para os funcionários próprios e o

recolhimento da ART do serviço executado pela empreiteira.

Já entre as obrigações da Construtora A estão a responsabilização por danos eventuais

às edificações vizinhas, a entrega do terreno limpo e na cota definida, o fornecimento de

estacas metálicas e talas ao alcance do cabo do bate-estacas, a locação das estacas no terreno e

a responsabilização por estacas que desaprumem ou retorçam durante a cravação por

obstáculos encontrados ou pela alta resistência do solo, arcando com eventuais custos de

56

retirada e recravação. Além disso, a Construtora deve arcar com os custos de corte de perfis já

cravados, que impeçam o melhor deslocamento do bate-estacas, assinar diariamente os

boletins de cravação fornecidos pela empreiteira, obter as licenças de órgãos competentes para

a execução da obra e fornecer energia elétrica, sanitários, vestiários para a equipe da

empreiteira.

A empreiteira estima que a produtividade do estaqueamento, para cada equipamento

bate-estacas, está entre 40 m/dia e 60 m/dia, em condições normais. Além disso, o contrato

menciona que apenas serão reaproveitadas as sobras de perfil, para produção de estacas novas,

caso as sobras tenham mais de 2 metros de comprimento. Essa informação está de acordo com

a recomendação do Anexo C.7 da NBR6122 (2010).

5.3.2. Empreiteira responsável pela execução das estacas raiz

O contrato entre as partes tem por objetivo executar 135 metros de estaca raiz com

diâmetro de 410 mm. Serão executados 105 m de estaca raiz em solo e 30 m em rocha.

Entre as obrigações da empreiteira estão o fornecimento e transporte de equipe

especializada e equipamentos necessários, a supervisão do serviço executado por um técnico

ou engenheiro de segurança, o fornecimento de equipamentos de proteção individual para a

equipe própria e a execução das estacas raiz de acordo com o projeto executivo, lançamento

da argamassa e colocação das armaduras, conforme as normas técnicas da ABNT e manuais

de procedimento da ABEF. Além disso, a empreiteira deve fornecer a ART dos serviços

executados e preencher uma ficha de controle de execução para cada estaca, contendo todas as

ocorrências durante o andamento do serviço e o visto do engenheiro do empreendimento.

Entre os encargos da Construtora A estão a disponibilização do terreno seco, limpo e

desimpedido, a entrega de sondagens e projetos de estaqueamento, a locação topográfica das

estacas e marcação da cota de arrasamento, a remoção de materiais escavados para bota fora

específico, o fornecimento de compressor com 1000 p.c.m. e 25 kg/cm² de pressão, óleo

diesel para penetração em rocha, a guarnição de condições mínimas de segurança, o

fornecimento de água, sanitários e eletricidade e a liberação de frente de serviço

continuamente para não ocorrer a paralização da equipe. Além disso, cabe a construtora

fornecer as armaduras, devidamente montadas e prontas para serem utilizadas, a areia e o

cimento, para obtenção de uma argamassa com resistência característica superior a 20 MPa,

assim como recomendado na NBR 6122 (2010). O controle tecnológico da argamassa deve

ser executado pela construtora e seu resultado deve ser entregue à empreiteira.

57

5.3.3. Empreiteira responsável pela execução das sapatas e blocos de coroamento

O contrato entre as partes tem como objetivo a execução de 2.417,74 m² de fôrma para

as fundações dos blocos 1 ao 4 do empreendimento. A grande maioria das fôrmas é destinadas

aos blocos 1 e 4, representando 904,07 m² e 890,66 m², respectivamente. Isso ocorre, pois

parte da fundação desses edifícios é formada por sapatas isoladas.

Entre as obrigações da empreiteira contratada estão o fornecimento de carpinteiros,

pedreiros, serventes e encarregados para a execução dos serviços, bem como ferramentas

manuais e equipamentos de proteção individual à sua própria equipe. Além disso, a

empreiteira deve fornecer todo o material necessário para a execução dos serviços, tais como

fôrmas, escoramentos, madeiramento, barras de ancoragem, óleo desmoldante, pregos e

ferramentas, desformar as estruturas após a autorização do responsável da obra, retirar sobra

de material e lenha, dar assistência técnica permanente durante a execução dos serviços

contratados, cumprir o cronograma e fornecer a ART de execução de serviço.

As responsabilidades da Construtora A incluem o fornecimento de duas vias do

projeto de fôrma das estruturas em concreto e cronograma detalhado da obra, o fornecimento

dos níveis e pontos de referência para locação das fôrmas, a conferência das fôrmas, tão logo

quanto estejam concluídas, e liberação para execução da concretagem. Além disso, a

construtora deve garantir proteção preventiva contra acidentes de trabalho, responsabilizar-se

pela guarda dos equipamentos e materiais dentro do canteiro, fornecer escadas e acesso para

equipe da empreiteira e fornecer água em quantidade e pressão suficiente para a limpeza de

materiais.

58

6. ASPECTOS PRÁTICOS DA EFICÁCIA DA EXECUÇÃO E DO CONTROLE DA

QUALIDADE DAS FUNDAÇÕES

6.1. Sapatas

6.1.1. Projeto Geotécnico de Fundações: detalhes e especificações

Além dos projetos geotécnicos de fundação em que são apresentadas as locações dos

elementos de fundação para cada edifício, apresentados na figura 18, a empresa contratada

para elaborar os projetos de fundação também fornece um projeto com detalhes e

especificações das sapatas. Nesse projeto são apresentadas a sequência executiva das sapatas,

observações pertinentes e o controle de qualidade do solo da fundação. Também são

apresentados detalhes para facilitar sua execução.


Inicialmente deve ser elaborado um procedimento executivo relativo à execução das

sapatas na obra em estudo pelo setor de qualidade da Construtora A. O procedimento deverá

conter a descrição dos materiais e equipamentos a serem utilizados. Deve conter também uma

descrição passo a passo das técnicas executivas a serem seguida e os itens de controle da

qualidade a serem observados durante a construção. A linguagem deverá ser pertinente ao

nível de conhecimento da equipe executiva.

A título de exemplificação a tabela 2 apresenta a estrutura do procedimento executivo

de sapatas adotado na obra em estudo.

Item Título Descrição

1 Objetivo Padronizar a execução do serviço

2 Documentos de referência Apresenta os documentos que deverão obtidos antes de iniciar a execução

3 Ferramentas e equipamento Descrição das ferramentas e equipamentos necessários durante o serviço

4 Materiais Descrição dos materiais que serão utilizados durante o serviço.

5 Métodos executivos Apresenta as condições para o início do serviço.

Descreve as etapas executivas, bem como apresenta cuidados a serem

tomados e itens a serem inspecionados.

6 Verificação dos serviços Apresenta a ficha de verificação de serviço.

Tabela 2 - Procedimento executivo de sapatas. Fonte: Construtora (2017)

59

6.1.3. Técnicas utilizadas para a execução e controle de qualidade

O Procedimento executivo desenvolvimento pelo setor de qualidade da Construtora A

e o Projeto geotécnico de fundações de detalhe e especificações de sapatas deveriam ser

estudados por estagiários, engenheiros, mestres e encarregados antes do serviço de fundação

ser iniciado na obra. No entanto, esses documentos são frequentemente inutilizados. Uma das

justificadas usadas pela equipe para essa atitude é conhecimento das informações contidas

nesses documentos, uma vez que existem diversas semelhança entre diferentes obras. Como

consequência, técnicas ultrapassadas, práticas inadequadas e vícios adquiridos ao longo do

tempo podem comprometer a qualidade do serviço executado.

Além disso, tipicamente o engenheiro da obra não estuda os projetos antes de iniciar o

serviço. O que pode resultar na identificação de inconsistências no projeto apenas durante sua

execução. Conforme mencionado por FUKS et al. (2002), a necessidade de encontrar soluções

rapidamente para o projeto pode comprometer a qualidade da solução adotada.

Como essas etapas iniciais são frequentemente esquecidas ou então realizadas sem

muito cuidado, a execução muitas vezes torna-se o primeiro contado da equipe com o serviço

na obra. Portanto, os projetos são adquiridos no momento em que executarão a locação da

fundação.

A locação das sapatas na obra foi feita pelo encarregado de fundações da Construtora

A. Através de pontos de referência marcados no empreendimento por uma empreiteira de

topografia e utilizando o projeto de locação e carga de cada edifício (Anexo VIII), o

encarregado é responsável por marcar o alinhamento dos elementos de fundação no gabarito,

conforme o método do contorno, apresentado no item 2.2.3.I.

Ao término dessa etapa, o engenheiro responsável pelo empreendimento verificava a

marcação dos elementos no gabarito, utilizando o projeto de locação e carga e uma trena

metálica para conferir se as distâncias foram transferidas de forma adequada do projeto para o

gabarito. Em seguida, era necessário convidar um engenheiro de outra obra da Construtora A

para conferir a marcação dos elementos no gabarito. Após a conclusão dessas conferências, a

projeção dos elementos de fundação no solo poderia ser iniciada, utilizando arames e o prumo

de centro para projetar no solo a locação dos elementos de fundação.

O planejamento de avanço de execução das sapatas era indicado no projeto geotécnico

de fundações de cada bloco, com base nas cotas de assentamento previstas para as sapatas. As

sapatas que apresentavam cotas de assentamento mais profundas deveriam ser executada

primeiro.

60

O consultor recomendava proceder a escavação das cavas das sapatas até encontrar

solo residual muito resistente ou rocha alterada. Caso fosse encontrada superfície rochosa

inclinada, era necessário nivelar sua superfície, utilizando o martelete, e enviar para o

consultor uma foto da cava para análise e liberação da execução do lastro de concreto não

estrutural para regularização da base.

No caso de sapatas assentadas sobre solo, era necessária a execução do teste de

Penetrômetro Dinâmico Manual, ou seja, PDM. Esse ensaio consiste na cravação de uma

ponta cônica no solo com golpes de um martelo de 10 kg caindo em queda livre de uma altura

de 23 cm. O índice de resistência à penetração do ensaio, NPDM, é usualmente adotado como o

número de golpes necessários a uma penetração de 20 cm das hastes (CUSTÓDIO, 2003).

Esse ensaio era executado pela Construtora A e seu resultado era enviado para

consultor, que analisava se a cota de assentamento estava adequada. Além do resultado teste,

era enviada ao consultor uma foto da superfície sobre o qual o lastro de concreto seria

executado, conforme Anexo IX. No caso de um parecer positivo, era liberada a execução do

lastro de concreto não estrutural para regularização da base. No caso de um parecer negativo,

era necessário prosseguir a escavação até a nova profundidade recomendada. O controle de

liberação das sapatas apoiadas sobre solo do Bloco 1 é apresentado na tabela 3.

Tabela 3 - Controle de liberação das sapatas do Bloco 1. Fonte: Construtora A (2016)

61

Após a execução do lastro de concreto não estrutural, o encarregado de fundação da

Construtora A e o encarregado de fôrma da empreiteira responsável por essa atividade

locavam as bases das sapatas. A empreiteira de fôrmas deveria, então, montar as fôrmas das

sapatas de acordo com as dimensões especificadas em projeto, garantindo o travamento,

alinhamento e esquadro da fôrma.

Antes de concluir a fôrma da sapata é inserida a armação da sapata e o arranque do

pilar, seguindo o projeto de armação. Então era concluída a execução da fôrma, utilizando

sarrafos e pontaletes para estruturação do molde e gravatas para seu travamento. Além de

utilizar guias de inclinação para sapatas tipo tronco de pirâmide.

A concretagem das sapatas era precedida pela limpeza do lastro de concreto e pela

molhagem das fôrmas com água. Era realizado o teste de abatimento do concreto e a

moldagem de corpos de prova para o ensaio de compressão. Após essas etapas, a concretagem

era iniciada, utilizando-se vibrador para obter um concreto bem adensado. Durante a

concretagem, um estagiário preenchia o mapeamento de concretagem, para identificação do

local onde o concreto foi lançado.

De modo geral, as sapatas eram desformadas 24 horas após a concretagem e não era

feita a cura do concreto das sapatas. Os pescoços das sapatas eram executados em seguida e,

24 horas após sua concretagem, eram desformados e iniciava-se o reaterro das cavas das

sapatas.

O reaterro das cavas era executado utilizando material compactado com soquete

mecânico, tanto em solos argilosos quanto em solos arenosos. Concluída a execução das

sapatas eram executadas vigas baldrames conectando-as.

Após a conclusão de cada uma das etapas apresentadas, um estagiário era responsável

por sua inspeção. Estas são realizas mediante o preenchimento da ficha de verificação de

serviço de sapatas, fornecida pela Construtora A. Um modelo dessa ficha é fornecido no

Anexo X.

Uma vez que essa ficha de verificação de serviços inclui a inspeção de diversos itens,

caso o estagiário a preencha corretamente, dificilmente ocorrerão inconformidades na

execução das sapatas. Sendo assim, para assegurar que o estagiário está preenchendo a ficha

corretamente, a Construtora A solicita que o engenheiro responsável preencha uma ficha

protótipo com o estagiário para ensiná-lo. Além disso, são agendados acompanhamentos

mensais das equipes de qualidade, meio ambiente e segurança do trabalho à obra e dentre as

responsabilidades do funcionário da qualidade está verificar se os serviços estão sendo

62

executados corretamente e se as fichas estão sendo preenchidas adequadamente. Além disso,

esse funcionário verifica se o controle tecnológico do concreto está de acordo e se os projetos

utilizados no canteiro de obra estão na revisão correta.

6.1.4. Inconsistências na execução e no controle da qualidade

Uma das principais dificuldades encontradas para a execução das sapatas na obra foi a

ocorrência de chuvas intensas durante o período de sua execução. De acordo com o

cronograma inicial do empreendimento, as sapatas do Bloco 1 seriam executadas entre os dias

28/12/2015 ao dia 28/01/16 e as sapatas do Bloco 4 entre os dias 19/01/2016 e 12/02/2016.

No entanto, as sapatas do Bloco 1 foram efetivamente executadas entre os dias 22/12/2015 e

19/03/2016 e as sapatas do Bloco 4 entre os dias 03/03/2016 e 12/04/2016.

Um exemplo da situação do Bloco 4 após uma noite de chuva intensa pode ser

observada na figura 19. Frequentemente era necessário utilizar bombas para drenar as águas

contidas na escavação e retirar excesso de solo que se deslocou para o trecho escavado

durante a chuva. Também era necessário relocar as sapatas que ainda não possuíam o lastro de

concreto magro e repetir o preparo da superfície nesse trecho para recebimento do lastro. Sem

contar que era indispensável repetir o teste do penetrômetro para as sapatas que ainda não

haviam sido liberadas pelo consultor geotécnico.

Figura 19 – Alagamento de escavação do Bloco 4 após chuva intensa. Fonte: Autor (2016)

Para evitar a ocorrência de alagamentos durante a execução das sapatas, seria

interessante, quando possível, programar essas atividades para os meses que apresentam

menores precipitações. Observando a tabela 4, percebe-se que na cidade do Rio de Janeiro,

preferencialmente, as sapatas devem ser executadas entre os meses de maio e outubro.

63

Tabela 4 - Gráfico de precipitações na cidade do Rio de Janeiro. Fonte: Climate data (2017)

Uma das consequências de precisar refazer algumas etapas é a negligência na

reinspeção do serviço. Isso ocorre, pois como pode ser observado na ficha de verificação de

serviço de sapatas (Anexo X), uma vez aprovada uma etapa, os estagiários erroneamente não

retornam para inspecioná-la novamente.

Na execução das sapatas do Bloco 4 ocorreu um caso de erro de locação de uma

sapata, no qual a base da sapata foi deslocada em 5 cm. Acredita-se que isso ocorreu, pois a

verificação da locação da base da sapata foi realizada antes de sua fixação. Sendo assim,

algum funcionário esbarrou na fôrma, deslocando-a. A solução encontrada pelo encarregado

de fôrma para acertar a locação do pescoço da sapata foi cortar as barras da esquerda e cola-

las no lado direito, utilizando um adesivo estrutural à base de resina epóxi. Essa solução pode

ser observada na figura 20.

Essa solução não está de acordo, pois além do pescoço da sapata não ficar centralizado

com sua base, as barras movimentadas não atingem o fundo da sapata. Sendo assim, é

importantíssimo acompanhar toda a execução do serviço, pois caso o estagiário não tivesse

observado essa solução inadequada, a concretagem do pescoço da sapata seria executada,

podendo comprometer o desempenho da estrutura. Por fim, foi necessário demolir essa sapata

e repetir concretagem, após ser locada de forma correta.

64

Figura 20 - Solução equivocada para correção de locação de sapata. Fonte: Autor ( 2016)

6.2. Estacas metálicas


Assim como mencionado no item 6.11, a empresa contratada para elaborar os projetos

de fundação fornece um projeto com detalhes e especificações para as estacas metálicas.

Nesse projeto são apresentadas as especificações para a execução das estacas metálicas,

detalhes da emenda dos perfis metálicos utilizando talas soldadas e detalhes da ligação dos

perfis metálicos com os blocos de coroamento.


O setor de qualidade da Construtora A não elaborou um procedimento executivo para

estacas metálicas.


A Construtora A não forneceu um Procedimento Executivo para estacas metálicas,

assim como o fez para as sapatas. Nesse caso, seria fundamental que o engenheiro e restante

da equipe recorressem ao projeto de detalhes e especificações das estacas metálicas,

desenvolvido pela empreiteira responsável pela elaboração dos projetos de fundação. Uma

vez que o domínio do projeto por estagiários, engenheiros, encarregados e mestre de obras é

primordial para a execução de um serviço corretamente.

No entanto, esse projeto geralmente não é consultado pela equipe, inclusive os mestres

e encarregados costumam devolve-los no mesmo momento em que o recebem. Isso ocorre,

65

acreditam que já possuem conhecimento das informações contidas no projeto, alegando que o

procedimento executivo é o mesmo em todas as obras.

Além disso, o engenheiro da obra não tem o hábito estuda os projetos antes de iniciar

o serviço. O que pode resultar na identificação de inconsistências no projeto apenas durante

sua execução. Comprometendo muitas vezes a qualidade das soluções adotadas para o ajuste

do projeto.

Como mencionado no item 6.1.3, essas etapas iniciais são frequentemente esquecidas

ou negligenciadas. Portanto, os projetos são adquiridos pela equipe apenas no momento em

que iniciarão a execução da locação das estacas metálicas.

A locação das estacas metálicas na obra foi feita de forma semelhante às sapatas,

mencionado no item 6.1.1. Portanto, o encarregado de fundações da Construtora A utiliza os

pontos de referência locados pela empreiteira de topografia para marcar o alinhamento dos

elementos de fundação pelo método do contorno, utilizando o projeto de locação e carga de

cada edifício. Após a conferência do gabarito pelo engenheiro responsável pela obra e por um

engenheiro de outra obra da Construtora A, pode-se iniciar a locação das estacas.

A locação das estacas é feita pelo encarregado de fundação da Construtora A, de

acordo com o projeto de locação e carga do edifício, esticando arames e utilizando o prumo de

centro. A materialização do ponto no terreno é feita utilizando um piquete de madeira, no qual

se coloca um prego em sua superfície superior coincidindo como o eixo da estaca. Depois de

concluída a marcação pelo encarregado, um estagiário da obra é responsável por conferir se a

locação está de acordo.

A sequência de cravação das estacas é sugerida no projeto geotécnico de fundações,

porém é definida pelo consultor geotécnico em parceria com o engenheiro responsável pelo

empreendimento. Usualmente a cravação das estacas é iniciada pela extremidade da fundação.

Para a cravação das estacas foram utilizados dois equipamentos bate-estacas, um

equipamento possuía um martelo de 3.500 kg e uma altura de queda de 0,8 m, enquanto o

segundo possuía um martelo de 5.000 kg e uma altura de queda de 0,6 m. Ambos os bate-

estacas eram responsáveis por cravar os perfis W150x37,1 e W200x59,0. Portanto, antes de

iniciar a cravação do perfil metálico era fundamental que o encarregado da terceirizada

conferisse no projeto geotécnico de fundações qual era o perfil determinado para cada

locação.

O consultor geotécnico do empreendimento recomendava a utilização de gabarito guia

de madeira, a fim de evitar a ocorrência de excentricidades significativas durante a cravação.

66

Também recomendava o preenchimento do espaço vazio criado entre o fuste da estaca e o

terreno com areia, para garantir a verticalidade da estaca. Ambas as técnicas sugeridas não

foram utilizadas durante o processo de cravação. O principal controle feito durante a cravação

das estacas foi o acompanhamento da verticalidade da estaca pelo encarregado de fundação da

Construtora A, utilizando um prumo de face.

As emendas das estacas eram executadas em campo utilizando talas de junção

metálicas confeccionadas a partir do próprio perfil. Assim como apresentado na figura 6, as

talas extraídas das abas devem ser utilizadas nas abas e as talas extraídas da alma devem ser

utilizadas na alma. O detalhe utilizado pelo soldador da empreiteira de estacas metálicas e o

tipo de eletrodo utilizado na soldagem podem ser observado na figura 21. Caso o topo do

elemento estrutural encontrasse danificado, era necessário cortar o trecho danificado antes de

iniciar a execução da emenda.

Figura 21 – Detalhe de emenda de perfis metálicos Fonte: Projeto geotécnico de fundações (2015)

Durante a cravação das estacas, o encarregado da empreiteira era responsável por

preencher o registro de cravação de estacas, de acordo com o modelo fornecido pelo consultor

geotécnico. O registro da estaca AP5 do Bloco 2 é apresentado no Anexo XI e contêm

informações como o tipo de estaca, peso do pilão, identificação da estaca, número de golpes e

nega. Além disso, eram preenchidos controles de estaqueamento, onde eram registradas todas

as estacas cravadas no empreendimento por edifício. O controle de estaqueamento do Bloco 4

é apresentado no Anexo XII.

As estacas deveriam ser cravadas até atingirem a profundidade indicada pelo

consultor geotécnico. No entanto, era necessário respeitar a nega máxima de 3 mm/10 golpes,

67

que é obtida através da média das cinco dezenas finais de golpes do martelo do bate-estacas, e

fornecer o repique elástico da dezena final de golpes do martelo. Tanto o repique da dezena

final de golpes do martelo quanto sua nega podem ser observados na figura 22.

Figura 22 – Repique e nega da última dezena de golpes da estaca AP5 do Bloco 2. Fonte: Construtora A (2016)

Após concluir o arrasamento das estacas cravadas, os estagiários da obra mediam as

excentricidades das estacas com o auxílio do encarregado de fundação. Para isso, era

necessário esticar os arames no gabarito de contorno em ambas as direções para obter a

locação de projeto da estaca, projetando seu eixo com o prumo de centro. Em seguida, era

medida a distância entre o eixo real e o eixo de projeto da estaca. As excentricidades de parte

das estacas do Bloco 3, bem como as estacas que o consultor geotécnico solicitou o reforço,

podem ser observadas na figura 23.

Figura 23 – Registro de excentricidades de estacas metálicas do Bloco 3. Fonte: Construtora A (2016)

68

De acordo com o item 2.7, a NBR 6122 (201) estabelece a necessidade de realização

de provas de carga em uma amostragem das estacas da obra para verificação de sua

capacidade de carga e condição de integridade. No empreendimento em estudo foram

realizadas provas de carga dinâmicas PDA em 15 estacas metálicas. As principais

informações obtidas nesse ensaio foram carga mobilizada, máximo deslocamento registrado,

energia transferida à estaca e integridade. Os resultados das provas de carga dinâmicas

executados nos Blocos 2 e 3 podem ser observados no Anexo XIII. Uma vez que as cargas

mobilizadas pelas estacas superam em mais de duas vezes a carga de projeto e todas as

estacas estão integras, todas elas foram liberadas pelo consultor.

A ligação entre o perfil metálico e o bloco de coroamento era feita de forma

semelhante à solução alternativa proposta no item 2.3.3.IV. Os últimos 50 cm da estaca são

envolvidos com uma armadura de fretagem envolta por um bloco de concreto, conforme pode

ser observado na figura 24. Por fim o bloco de coroamento era executado por cima desse

elemento.

Figura 24 – Ligação entre estaca metálica e bloco de coroamento com armadura de fretagem.

Fonte: Autor (2016)

Nos Blocos 1 e 4, que possuíam estacas e sapatas, foram executadas vigas baldrames,

conectando os blocos de coroamento e as sapatas e, por fim, foi executada uma laje com 10

cm sobre a fundação. Já no caso dos Blocos 2 e 3, que possuíam apenas estacas, os blocos de

coroamento funcionavam como capitéis e sobre eles foi executada uma laje estaqueada de 30

cm de espessura.

Depois da execução de cada etapa, um estagiário era responsável por sua inspeção.

Esta deve ser realizada mediante o preenchimento da ficha de verificação de serviço de

estacas metálicas (Anexo XIV) e ficha de verificação de serviço de blocos e baldrames

(Anexo XV). Ambas as fichas são fornecidas pela Construtora A e, quando são preenchidas

pela primeira vez na obra, o engenheiro responsável deve preencher uma ficha protótipo com

o estagiário para ensiná-lo.

69

É importante que as fichas de verificação de serviço sejam preenchidas corretamente,

incluindo comentários no campo de descrição de problemas a respeito de eventuais

adversidades que ocorreram durante a execução dos serviços. Sendo assim, é possível

determinar os problemas mais recorrentes na obra e identificar estacas críticas, nas quais a

realização de provas de carga é recomendada.


Durante a execução das estacas metálicas no empreendimento, foi observada uma série

de falhas no controle do serviço. Entre as principais falhas estão a cravação de perfil errado,

flambagem de estacas, emendas com soldas inadequadas, obtenção de nega inadequada e

excentricidades elevadas.

Devido à negligência do encarregado da subcontrata em verificar qual o perfil deveria

ser utilizado em cada apoio, alguns estacas foram cravadas com o perfil errado. Nos casos em

que foi cravado um perfil de W150x37,1 ao invés de um perfil de W200x59,0, o consultor

geotécnico solicitava a cravação de dois outros perfis, garantindo que o centroide do bloco de

coroamento coincida com o pilar. No caso de cravação de perfil de W200x59,0 ao invés de

W150x37,1, a estaca era liberada. Já no caso de cravação de dois perfis diferentes

pertencentes ao mesmo bloco de coroamento, era necessário cravar um terceiro perfil e arrasar

o perfil errado abaixo da cota de arrasamento, para ele não ter influência na estrutura.

A falta de atenção do encarregado da empreiteira responsável pela cravação das

estacas metálicas contribuiu para aumentar o desperdício de perfis metálicos, aumentar o

número de cravações executadas e atrasar a conclusão dessa atividade na obra. Sendo assim, é

possível concluir que esse encarregado não estava acompanhando o projeto geotécnico de

fundações, além de não estar preenchendo o registro de cravação, que foi apresentado no

Anexo XI, adequadamente. Uma vez que no registro o encarregado deve informar o tipo de

estaca que está sendo cravado de acordo com o projeto.

Também ocorreram problemas de flambagem em estacas W150x37,1 cravadas com o

martelo de 5.000 kg com uma altura de queda de 0,60 m, nos casos em que o solo estava

apresentando grande resistência à cravação. Essa situação pode ser observada na figura 25-A.

Nesse caso o encarregado da empreiteira deveria ter percebido que a estaca estava flambando

conforme era golpeada com o martelo e interromper a cravação antes de haver uma

deformação permanente da peça, pois o trecho deformado é arrasado e descartado. A principal

causa da flambagem do perfil, segundo o consultor geotécnico, é a não uniformidade das

70

tensões geradas pelo impacto do pilão sobre o capacete, portanto o sistema martelo-capacete

deve ser ajustado e o coxim, que encontra-se bastante desgastado, assim como é observado na

figura 25-B, substituído.

(a) (b)

Figura 25 – a) Flambagem de estaca do Bloco 3 b) Desgaste do coxim de madeira. Fonte: Autor (2016)

Um problema seríssimo encontrado na obra foi a baixa qualidade das soldas das

emendas de perfis metálicos, que em alguns casos não seguia o modelo mencionado no

projeto geotécnico de fundações, apresentado na figura 21. Na figura 26, a solda da emenda

apresenta péssima qualidade e não possui talas de junção. A execução de emendas

inadequadas compromete a integridade da estaca, podendo provocar a quebra da estaca ou

problemas na transferência das cargas. Esses problemas seriam intensificados caso essa estaca

metálica, localizada no Bloco 4, não sofresse apenas esforços de compressão, mas também

esforços de tração. Portanto, o controle de todas as soldas executadas é fundamental e as

mesmas devem ser inspecionadas não apenas pelo encarregado da empreiteira, como também

por encarregados, mestre ou estagiários da Construtora A.

Figura 26 - Emenda executada inadequadamente. Fonte: Autor (2016)

71

Também ocorreu uma confusão por parte do encarregado da empreiteira na

determinação da nega das estacas. Ele confundiu que a última dezena de nega obtida na

cravação deveria ser inferior a 3 mm/10 golpes e não que a média das 5 últimas dezenas de

nega cravadas deveria ser inferior a esse valor. Na tabela 5, na qual é apresentado o registro

de nega da estaca E3061A, esse mal entendido é perceptível e a média das 5 últimas negas foi

de 9 mm.

Tabela 5 - Registro de nega da estaca E3061A localizada no Bloco 3. Fonte: Construtora A (2016)

Devido a essa confusão, foi necessário repetir o registro de nega e repique em 16

estacas do Bloco 3. Para retornar a posição dessas estacas foi preciso arrasar as estacas

seguintes que já haviam sido feitas na cota do terreno para liberar a passagem do equipamento

bate-estacas, atrasando consideravelmente a cravação das estacas do restante do Bloco 3.

Além disso, aumentaram os gastos com arrasamento de estacas e os desperdícios de trechos

de perfil com comprimento inferior a 2 metros.

Apesar de o erro ter sido diretamente causado pelo encarregado da empreiteira, era

fundamental que o consultor geotécnico ou o engenheiro responsável pela obra instruísse esse

encarregado, garantindo que o mesmo possuía domínio do serviço a ser executado. Além do

mais, o registro de cravação era entregue diariamente ao engenheiro responsável da obra,

então não deveria ter sido necessário repetir o registro de nega em tantas estacas. Portanto,

nesse caso o encarregado, o engenheiro da obra e o consultor são responsáveis por essa

inconformidade.

Além disso, ocorreram alguns problemas com a excentricidade das estacas, assim

como é visível na figura 23. Essa excentricidade ocorreu devido ao deslocamento da estaca

durante a cravação. Seria importante que os encarregados da construtora A e da

subempreiteira tivessem notado esse deslocamento, que era visível devido ao alargamento do

vazio entre o fuste e o solo do terreno conforme a cravação prosseguia. Além disso, as

recomendações do consultor geotécnico de utilizar um gabarito guia de madeira e preencher o

espaço vazio criado entre o fuste da estaca e o terreno com areia deveriam ter sido seguidas.

72

As estacas que apresentaram excentricidades elevadas foram verificadas

individualmente pelo consultor geotécnico e, portanto, as estacas que excederam os limites

estipulados pelo consultor durante o dimensionamento estrutural, como a EB301,

necessitaram reforços. No entanto, o recebimento do reforço pela equipe da obra ocorreu após

montagem da armação e fôrma do bloco de coroamento original. Sendo assim, foi necessário

substituir ambos, atrasando a concretagem da peça. Portanto, além dos encarregados

acompanharem eventuais deslocamentos durante a cravação, é fundamental que os estagiários

enviem uma cópia do projeto com as excentricidades para o consultor geotécnico

rapidamente, bem como este deve enviar um parecer ao engenheiro responsável pela obra em

um curto prazo.

Por último, analisando os itens 2.7.1 e 2.7.2, percebe-se que a NBR 6122 (2010) exige

que seja feito um ensaio de prova de carga estática a cada 100 estacas metálicas.

Alternativamente, podem ser realizadas cinco provas de carga dinâmicas para substituir a

prova de carga estática, caso a obra possua no máximo 200 estacas metálicas. Acima desse

valor seria necessário realizar ao menos uma prova de carga estática.

Uma vez que a obra possui um total de 272 estacas, seria necessário realizar uma

prova de carga estática e dez provas de carga dinâmicas. No entanto, foram realizados ao total

quinze provas de carga dinâmicas e não foram realizadas provas de carga estática. Observa-se,

então, que o consultor geotécnico não respeitou a NBR 6122 (2010). Acredita-se que o

consultor optou por não realizar a prova de carga estática na obra, pois esse ensaio é mais

demorado e porque a primeira leva de ensaios realizados apresentou um bom resultado.

6.3. Estacas raiz


Assim como mencionado no item 6.3.1, a empresa contratada responsável por elaborar

os projetos de fundação também fornece um projeto com detalhes e especificações das estacas

raiz. Nesse projeto são apresentadas as especificações para a execução das estacas tipo raiz,

especificação das armaduras e da argamassa a serem utilizadas. Bem como detalhes do

arrasamento da estaca da estaca e sua ligação ao bloco de coroamento.


O procedimento executivo elaborado pelo setor da qualidade da Construtora A

apresenta grande semelhanças ao procedimento das sapatas, apresentado no item 6.1.2. No

73

entanto, o procedimento executivo das estacas raiz é mais completo, apresentando um foco

maior em segurança. Entre os principais itens adicionados estão: características gerais,

equipamentos de proteção individual, responsabilidades e diretrizes para execução com

segurança no trabalho.

A título de exemplificação a tabela 6 apresenta a estrutura do procedimento executivo

de estacas raiz adotado na obra em estudo.

Item Título Descrição

1 Características gerais Apresenta a conceituação de estaca raiz

2 Objetivo Padronizar a execução do serviço

3 Documentos de referência Apresenta os documentos que deverão obtidos antes de iniciar a execução

4 Ferramentas e equipamento Descrição das ferramentas e equipamentos necessários durante o serviço

5 Equipamento de proteção

individual

Apresenta os equipamentos de proteção individual necessários para a

execução do serviço na obra

6 Materiais Descrição dos materiais que serão utilizados durante o serviço.

7 Responsabilidades Apresenta as responsabilidades do engenheiro da obra, mestre,

encarregado, estagiário, técnico e segurança do trabalho.

8 Diretrizes para execução -

Segurança no trabalho

São apresentadas as diretrizes para a execução do serviço com foco em

segurança.

9 Métodos executivos

Apresenta as condições para o início do serviço.

Descreve as etapas executivas, bem como apresenta cuidados a serem

tomados, itens a serem inspecionados, prova de carga e fotos ilustrativas.

10 Verificação dos serviços Apresenta a ficha de verificação de serviço.

Tabela 6 - Procedimento executivo de estaca raiz. Fonte: Construtora A (2017)


Assim como mencionado no item 6.3.1, o Procedimento executivo desenvolvimento

pelo setor de qualidade da Construtora A e o Projeto geotécnico de fundações de detalhe e

especificações são frequentemente inutilizados na obra. Ademais, os engenheiros não têm o

hábito de estudar os projetos de fundação antes de iniciar o serviço. Por fim, frequentemente o

engenheiro entrega os projetos de fundação para sua equipe apenas no momento em que a

etapa de locação dos elementos de fundação será iniciada.

A locação das estacas raiz na obra se deu de forma semelhante às sapatas, apresentado

no item 6.1.1. O encarregado de fundações da Construtora A utiliza os pontos de referência

locados pela empreiteira de topografia para marcar o alinhamento dos elementos de fundação

74

pelo método do contorno, utilizando o projeto de locação e carga de cada edifício. Antes de

liberar a locação das estacas, o gabarito deve ser conferido pelo engenheiro responsável pela

obra e por um engenheiro de outra obra da Construtora A.

A locação dos eixos das estacas é feita pelo encarregado de fundação da Construtora

A, com base no projeto de locação e carga do edifício, esticando arames e utilizando o prumo

de centro. A materialização do ponto no terreno é feita utilizando um piquete de madeira, no

qual se coloca um prego na posição do eixo da estaca, e se arrama um arame para facilitar a

localização do eixo após iniciadas as perfurações. Depois de concluída a marcação pelo

encarregado, um estagiário da obra é responsável por conferir se a locação está de acordo.

A sequência de cravação das estacas é sugerida no projeto geotécnico de fundações,

porém é definida pelo consultor geotécnico em parceria com o engenheiro responsável pelo

empreendimento e o empreiteiro responsável pela execução do serviço. Devem-se considerar

fatores como o diâmetro da estaca, a não obstrução da entrada de veículos, a saída da máquina

perfuratriz do canteiro de obra e a distância entre estacas.

Antes de iniciar a perfuração foi necessário limpar e regularizar o terreno, além de

uma inspeção do engenheiro da empreiteira para verificar se o grau de compactação do

terreno permitia a movimentação do equipamento. Também foi necessário posicionar um

poço para recolhimento da água usada na perfuração, visando seu aproveitamento e reduzir a

geração de lama no entorno do equipamento. Uma vez que esse equipamento costuma expelir

jatos de lama durante a escavação, assim como é exposto na figura 27.

Figura 27 – Perfuratriz rotativa jorrando lama durante escavação no Bloco 2. Fonte: Autor (2016)

75

Para a execução das estacas raiz foi utilizada uma máquina perfuratriz, exposta na

figura 27, e tubos de revestimento de 410 mm de diâmetro. A perfuração foi executada com o

auxílio da circulação de água injetada.

Para a perfuração no trecho rochoso foi utilizado um martelo rotopercussivo com 305

mm de diâmetro, trabalhando interiormente ao tubo de revestimento. O projeto geotécnico de

fundações especificava que as estacas deveriam penetrar 3,0 metros na camada de solo.

Ao término da perfuração, era executada a limpeza interna dos tubos de revestimento

utilizando bomba de água até que o material de retorno não apresentasse excesso de solo.

Então era inserida a armação, que de modo geral já estava montada pela empreiteira de

armação e inspecionada pelos estagiários. A armação era apoiada no fundo do furo e deveria

ultrapassar em 80 cm a cota de arrasamento da estaca.

Em seguida, era inserido o tubo de injeção por dentro da armação até o fundo do furo e

era procedida a injeção de argamassa. A injeção era realizada até a superfície do terreno,

sendo interrompida apenas quando a argamassa emergisse limpa, ou seja, sem sinais de

contaminação por detritos.

Após concluído o preenchimento da perfuração com argamassa, montava-se um

tampão em sua extremidade superior e era iniciada a extração do revestimento, aplicando

golpes de pressão a cada 2,0 metros. As especificações das pressões aplicadas no topo da

estaca são apresentadas na tabela 7. A medida que os tubos eram retiradas, o nível de

argamassa na perfuração sofria um abatimento e, portanto, era necessário repor a argamassa,

completando o preenchimento da tubulação.

Tabela 7 - Especificações das pressões aplicadas no topo das estacas.

Fonte: Projeto Geotécnico de Fundações (2015)

76

Ao final preenchimento da estaca com argamassa, foram coletados dois corpos de

prova a partir da mangueira de injeção de argamassa. Esses corpos de prova foram ensaiados

para obtenção da resistência característica da argamassa.

Durante o processo de execução das estacas raiz, o encarregado da empreiteira é

responsável pelo preenchimento do registro de execução de estacas raiz para cada estaca. Esse

documento contêm informações como a identificação da estaca, diâmetro, profundidade

perfurada e classificação do material, tempo de perfuração, traço da argamassa, volumes

injetados e armação utilizada. O registro de execução da estaca E2062, locada no Bloco 2,

encontra-se no Anexo XVI.

A verticalidade da estaca era controlada pela própria equipe responsável pela execução

das estacas raiz. As excentricidades das estacas foram obtidas de forma semelhante aos perfis

metálicos, apresentado no item 6.2.1. Portanto, eram medidas pelos estagiários com o auxílio

do encarregado de fundação, esticando os arames no gabarito de contorno em ambas as

direções para obter a locação de projeto do eixo da estaca e comparar com o eixo real.

A verificação da integridade do fuste da estaca foi feita através de uma escavação de

cerca de 3,0 metros ao redor de algumas estacas. A região escavada pode ser observada na

figura 28.

Figura 28 – Escavação do entorno de estacas raiz para verificação de integridade. Fonte: Autor (2016)

Antes de executar o bloco de coroamento sobre a estaca, era necessário demolir o

trecho de argamassa localizado acima da cota. Segundo o projeto geotécnico de fundações um

trecho de 80 cm da armação longitudinal das estacas deveria ser ancorado no bloco de

coroamento. A figura 29 demostra a situação das cabeças das estacas após a demolição do

excesso de argamassa.

77

Figura 29 - Cabeças das estacas após demolição de excesso de argamassa. Fonte: Autor (2016)

Concluída a execução de cada etapa do procedimento executivo, um estagiário era

responsável por sua inspeção. Esta era realizada mediante o preenchimento da ficha de

verificação de serviços de estacas raiz, fornecidas pela Construtora A e apresentada no Anexo

XVII. Além dessa ficha, também era necessário preencher uma ficha de verificação de serviço

para os blocos de coroamento, que serão executados sobre a cabeça das estacas, semelhante à

ficha apresentada no Anexo XV. Para assegurar ficha está sendo preenchida adequadamente

pelos estagiários, o engenheiro responsável preenchia uma ficha protótipo junto ao estagiário

para ensiná-lo.


Durante a execução das estacas raiz no Bloco 2 do empreendimento, não foram

observadas muitas falhas no controle da qualidade. A equipe da subcontrata apresentou um

grande domínio do serviço e preencheu o registro de execução de estacas raiz adequadamente,

apesar de deixar alguns itens em branco. Foram executadas ao total 10 estacas raiz entre os

dias 13/01/16 e 25/01/16, em cada estaca 9 metros foram escavados em solo e 3 metros em

rocha.

As falhas observadas no serviço foram, de modo geral, de responsabilidade da

Construtora A. Entre elas está a falta de espaçadores da gaiola das estacas, a falta de cimento

para preenchimento da estaca com argamassa e a danificação da cabeça das estacas.

As armações das estacas raiz da obra são formadas por 7 barras longitudinais com 20,0

mm de diâmetro e estribos helicoidais com 6,3 mm de diâmetro. O diâmetro externo da gaiola

é de 28 cm, portanto o cobrimento da estaca é de 6,5 cm. No entanto, a gaiola foi inserida no

revestimento do tubo sem a colocação de espaçadores de plástico ou argamassa.

78

Consequentemente, enquanto o revestimento é retirado, a armação pode se mover, não sendo

possível garantir a sua centralidade no furo.

Uma vez que a armação é montada pela equipe da empreiteira de armação, eles

deveriam ter instalado os espaçadores. Além disso, cabia aos estagiários e ao encarregado da

construtora A cobrar sua instalação no momento em que verificaram a armação.

Outra irregularidade observada na obra foi a falta de cimento, notificada nas

observações do Registro de execução de estaca raiz da estaca E2062, apresentado no Anexo

XVI. Esse contratempo ocorreu no dia 13/01/16 e comprometeu dois dias de trabalho da

empreiteira, atrasando a conclusão do serviço. O responsável por controlar os pedidos de

cimento na obra é o encarregado de almoxarifado da construtora A, que deveria ter observado

a escassez do material e ter solicitado seu reabastecimento, uma vez que o consumo de

cimento na injeção de estacas raiz é elevado.

Por último, devido à ausência de isolamento do local em que estavam instaladas as

estacas raiz da obra, houve a transição de máquinas pesadas sobre as estacas, danificando as

armações longitudinais a serem ancoradas nos blocos de coroamentos. A situação das estacas

após sua danificação é mostrada na figura 30. Para reparar a cabeça da estaca, foi necessário

cortar o trecho danificado da armação e demolir o trecho de argamassa corresponde ao

transpasse da armadura. Por fim, o trecho demolido foi preenchido com argamassa de

resistência igual ou superior à argamassa utilizada anteriormente. Essa negligência gerou

atrasos na execução dos blocos de coroamento das estacas, além de, possivelmente, ter

danificado a estrutura da estaca, prejudicando seu desempenho.

Figura 30 – Cabeça da estaca danificada após passagem de máquinas pesadas. Fonte: Autor (2016)

79

7. SÍNTESE DAS PRÁTICAS APLICADAS À EXECUÇÃO E CONTROLE DE

QUALIDADE DE FUNDAÇÕES

7.1. Sapatas

Analisando os procedimentos executivos das sapatas, apresentado no item 2.2.3, e os

procedimentos executivos adotados durante a obra do empreendimento da Construtora A,

apresentado no item 6.1.3, percebe-se que a sequência de execução das sapatas está sendo

seguida adequadamente.

A disponibilização de um documento com o procedimento executivo para as sapatas

por parte da Construtora A representa uma boa estratégia para padronizar a execução do

serviço em suas diversas obras e assegurar que os engenheiros e estagiários dominam o

procedimento. Esse procedimento executivo apresenta uma grande riqueza de detalhes,

incluindo figuras para facilitar seu entendimento por todos e responsabilidades dos

envolvidos.

No item 6.1.4, em que são apresentadas as ineficácias do controle de qualidade nas

sapatas, percebe-se que não ocorreram falhas devido ao desconhecimento do procedimento

executivo por parte de colaboradores da Construtora A ou empreiteiros de armação e fôrma.

Sendo assim, a apresentação desse documento pela construtora representa uma boa prática a

ser seguida.

Outra estratégia adotada é o preenchimento de fichas de verificação de serviços,

recomendada por NAKAMURA (2013). Essa ficha funciona como um check-list para o

estagiário, que deve verificar todas as etapas nela contida para cada sapata da obra. O

preenchimento adequado da ficha pode assegurar a qualidade do serviço executado. Além

disso, as equipes das empreiteiras tendo conhecimento de que seus serviços serão

inspecionados, naturalmente se esforçam mais para entregá-los com qualidade.

A ficha de verificação de serviços de sapatas, que foi apresentada no Anexo X, é

bastante detalhada, possuindo a maioria das etapas críticas da execução de sapatas, além de

ser intuitiva e simples de preencher. Sendo assim, é possível que o estagiário a preencha no

campo simultaneamente com a inspeção do serviço. No entanto, omite a verificação do nível

d’água na cava e a eventual necessidade de esgotamento dessa água, além de não mencionar a

inspeção do fundo da cava antes da regularização do terreno. Portanto, é proposta a ficha de

verificação de serviço de sapatas apresentada no Anexo XVIII, na qual esses itens de inspeção

são adicionados.

80

Vale ressaltar que diversos erros com locação das sapatas, dimensões inadequadas de

fôrmas e falta de barras na armadura puderam ser corrigidos devido à inspeção dos estagiários

para preenchimento da ficha de verificação de serviço.

Uma prática interessante adotada pela Construtora A, que não é mencionada no item

2.2.4, de controle de qualidade das sapatas, é o registro fotográfico das estacas que foram

submetidas aos testes do penetrômetro, no caso de solos, ou teste de cravação de picareta, no

caso de rocha alterada. A partir desse registro fotográfico, o consultor geotécnico pode avaliar

a situação da cava da sapata, incluindo sua planicidade e limpeza, antes da concretagem de

seu fundo com lastro de concreto não estrutural.

7.2. Estacas metálicas

A sequência do procedimento executivo das estacas metálicas, descrita no item 2.3.3,

possui grande similaridade à sequência realizada na obra, apresentado no item 6.2.3. No

entanto, no item 6.2.4 percebe que diversas etapas do procedimento foram executadas

inadequadamente.

Curiosamente, observa-se que entre os tipos de fundações estudados, a estaca metálica

é a única que a Construtora A não disponibiliza um documento com o procedimento

executivo. Isso poderia justificar a ocorrência das falhas no controle desse serviço, porém no

projeto de detalhes e especificações das estacas metálicas é apresentado o procedimento

executivo em linhas gerais e detalhes da emenda com talas e solda e a ligação dos perfis

metálicos a blocos de coroamento ou capitéis. Sendo assim, é possível inferir que esse projeto

não foi devidamente estudado pelas equipes da construtora A e empreiteira.

Seria interessante que o engenheiro responsável pela obra tivesse planejado uma

reunião de análise crítica do projeto envolvendo sua equipe e empreiteira antes do início do

serviço na obra. A reunião, segundo FUKS et al. (2002), é uma importante ferramenta de

comunicação, na qual as pessoas visam formar um entendimento comum ao compartilhar

ideias, negociar, discutir e tomar decisões. Sendo assim, acredita-se que através da reunião

ambas as equipes possuiriam domínio do serviço a ser executado, minimizando a ocorrência

de erros.

Conforme mencionado no item 7.1, o preenchimento de fichas de verificação de

serviço é uma estratégia adotada pela Construtora A excelente para controlar a qualidade dos

serviços. Essa ficha funciona como uma check-list para o estagiário, que deve verificar todas

as etapas nela contida para cada estaca metálica da obra. No entanto, a ficha de verificação de

81

serviço de estaca metálica, apresentada no Anexo XIV, não apresenta um bom detalhamento

das etapas críticas da obra.

Essa ficha contêm apenas três itens: condições de início; nega e arrasamento; e prumo

por estaca. A falta de itens críticos, como inspeção de solda e excentricidade, pode

comprometer o controle de qualidade das estacas metálicas, uma vez que determinadas etapas

podem passar despercebidas pelo estagiário. Portanto, visando melhorar a inspeção do

serviço, é recomendada a adoção da ficha de verificação de serviços de estaca metálica

proposta no Anexo XIX. Essa ficha contêm 6 itens: condições de início; locação do eixo da

estaca; prumo por estaca; emenda; nega e arrasamento; e excentricidade. Essa ficha deve ser

utilizada durante todo o procedimento executivo da estaca, sendo preferencialmente

preenchida por estagiários ou pelo encarregado de fundações da construtora.

Uma estratégia adotada pelo engenheiro da obra para possuir um maior domínio da

cravação das estacas era sinalizar nos projetos geotécnicos de fundações de cada bloco as

estacas que já haviam sido executadas, com suas respectivas datas de conclusão. Esses

projetos eram fixados na parede da sala da engenheira e facilitavam a analise da sequência de

cravação das estacas.

O registro de cravação das estacas preenchido para cada estaca da obra, apresentado

no Anexo XI, representa um ótimo método para controlar a cravação das estacas, além de

facilitar a analise da produtividade da empreiteira. O registro utilizado pela obra apresenta a

maioria das informações mencionadas na NBR 6122 (2010) e apresentadas no item 2.3.4. No

entanto, não possui a data término, o que leva a concluir que todas as estacas são iniciadas e

concluídas no mesmo dia. Além disso, a representação da estaca no registro de cravação, onde

deveriam ser preenchidas informações como cotas de terreno e arrasamento, comprimentos

cravados e comprimentos úteis, ficou em branco. Acredita-se que o encarregado da

empreiteira teve dificuldade em preenchê-la. Sendo assim, auxiliar o preenchimento das

estacas e observar que as mesmas não estavam sendo preenchidas adequadamente seria

fundamental. Uma solução para tornar o preenchimento mais simples e intuitivo seria

substituir essa representação por uma tabela. Vale mencionar que o fornecimento de

informações adicionais, como o número de golpes para cravação de cada 0,5 m da estaca,

posição das emendas e tabela para preenchimento das últimas 5 dezenas de golpe do martelo,

tornam esse registro mais completo.

Além do preenchimento dos registros individuais para cada estaca, o preenchimento

do controle de estaqueamento, mostrado no Anexo XII, contêm as diversas estacas

82

executadas, o que facilita o acompanhamento das estacas que foram cravadas, inclusive

tornando a verificação das medições para pagamento da empreiteira mais simples. Esse

controle possui grande semelhança com o Anexo I, proposto na ABEF (2012).

7.3. Estaca raiz

A partir da comparação entre o procedimento executivo detalhado no item 2.6.3 e a

execução das estacas raiz no empreendimento, apresentada no item 6.3.3, não é possível

observar divergências entre eles. A empreiteira apresentou um grande domínio do serviço que

se dispôs a fazer, executando com qualidade e com alta produtividade.

A Construtora A disponibiliza um procedimento executivo de estacas raiz, que

representa uma prática eficiente para padronização da execução das estacas raiz em todas as

obras. Esse procedimento possui o passo a passo da execução do serviço e é ilustrado com

figuras para torná-lo mais intuitivo. Seu estudo por estagiários e engenheiros da obra

possibilita um melhor entendimento e uma inspeção mais adequada dos serviços executados

pela subempreiteira.

O preenchimento de fichas de verificação de serviço, conforme apresentado no item

7.1, é uma estratégia adotada pela Construtora A para controlar a qualidade dos serviços. Para

o estagiário, essa ficha funciona como um check-list, no qual ele deve verificar todas as suas

etapas para cada estaca raiz da obra. Portanto, caso essa ficha contenha poucas etapas críticas

do serviço, seu preenchimento não garante a qualidade do serviço executado.

No caso da ficha de verificação de serviço de estaca raiz, apresentada no Anexo XVII,

ela contêm a maioria das atividades que devem ser verificadas, incluindo os itens: condição de

início; cota de apoio; diâmetro e prumo da estaca; armação; e cota de arrasamento. Entretanto,

no item de inspeção das condições de início não é mencionada a verificação da sequência

executiva das estacas, citada no item 2.5.3.I, no qual a distância entre estacas raiz executadas

em um intervalo inferior a 12 horas deve ser superior a cinco vezes o diâmetro da maior

estaca, para não ocorrer o estrangulamento da estaca vizinha. Além disso, a ficha omite a

verificação da excentricidade na estaca e a conferência do resultado do ensaio de resistência à

compressão da argamassa utilizada. Visando corrigir essa ficha de verificação de serviço, é

proposta a ficha indicada no Anexo XX.

Ainda que a ficha utilizada pela construtora A não esteja completa, ela representa um

bom instrumento para garantir a qualidade do serviço executado. É válido acrescentar que a

83

exigência da construtora de que o engenheiro da obra preencha uma ficha de verificação de

serviço protótipo junto ao estagiário para ensiná-lo é um diferencial.

Por fim, uma boa prática adotada pela obra é o preenchimento de um registro de

execução de estacas raiz, apresentado no Anexo XVI. Esse registro apresenta grande

similaridade com o controle proposto pela ABEF (2012), que foi apresentado no Anexo II. No

entanto, o registro utilizado pela Construtora A não apresenta todos os itens recomendados

pela NBR 6122 (2010), descritos no item 2.5.4. Entre os itens faltantes estão o torque durante

a perfuração, a rotação do trado e a velocidade de extração do trado. Apesar da ausência

dessas informações, o registro de execução de estaca raiz desenvolvido pela equipe de

qualidade da Construtora A apresenta as principais informações necessárias para um controle

adequado das estacas por todas as partes envolvidas, ou seja, engenharia da Construtora A,

empreiteira e consultoria geotécnica.

84

8. CONCLUSÕES

A partir do estudo dos métodos executivos adotados nas fundações do

empreendimento em estudo da Construtora A, percebe-se que a construtora apresenta um

ótimo controle desses serviços na obra. Uma vez que esse serviço é terceirizado, a principal

responsabilidade da equipe da construtora é oferecer toda uma estrutura para a empreiteira

executar o serviço com qualidade, apresentando as diretrizes do projeto, fornecendo materiais,

acompanhando a execução dos serviços e inspecionando-os.

Sendo assim, analisando as práticas adotadas no empreendimento em estudo é

possível identificar quais são as principais medidas a serem adotadas por uma construtora para

minimizar os problemas executivos em uma obra. O desenvolvimento de um sistema de

controle de qualidade amplo, no qual é elaborada uma série de documentos para cada tipo de

fundação é ideal. Esses documentos devem ser utilizados por estagiários, engenheiros,

mestres e encarregados tanto da construtora quanto da empreiteira durante toda a execução

dos serviços de fundação.

O desenvolvimento de um documento com o procedimento executivo para cada tipo

de fundação mostra-se essencial para padronizar a execução do serviço nas diversas obras de

uma construtora. Esse procedimento deve ser elaborado pela equipe de qualidade da

construtora e a estruturação adotada pela Construtora A mostrou-se efetiva: objetivos;

documentos de referência; ferramentas e equipamentos; materiais; condições para início de

serviço; método executivo; e verificação de serviço. Esses tópicos devem ser bem detalhados

e a linguagem utilizada nesse documento deve ser equivalente ao nível de conhecimento da

equipe executiva. O engenheiro, bem como os estagiários, devem se responsabilizar por

estudar o procedimento executivo fornecido pela construtora e transmiti-lo para o restante da

equipe.

Também é importante o estudo dos projetos geotécnicos de fundações pelo engenheiro

da obra com o auxílio do consultor geotécnico para identificar eventuais inconsistências do

projeto, soluções inadequadas e ausência de detalhamentos, prevenindo atrasos e aditivos de

contrato.

Além disso, o engenheiro deve agendar uma reunião com a equipe da empreiteira

responsável pela execução do serviço. Essa reunião tem como objetivo discutir o

procedimento executivo, as peculiaridades do projeto, apresentar o padrão de qualidade

exigido pela construtora e demais assuntos relevantes para o serviço ser executado

corretamente.

85

A preocupação com a locação dos elementos de fundação das edificações no

empreendimento também representa uma prática necessária. A conferência da locação dos

elementos tanto pelo engenheiro da obra quanto por um engenheiro externo à obra previne a

ocorrência de erros no posicionamento dos elementos, que poderiam gerar retrabalho, atraso e

custos extras.

O preenchimento das fichas de verificação de serviço pelos estagiários mostra-se

como uma prática importantíssima para assegurar a qualidade do serviço. Por sinal, na

Construtora A, o tipo de fundação que possuía a ficha mais precária, ou seja, fundação em

estaca metálica, foi a que apresentou mais erros de execução. Acredita-se que isso ocorreu,

pois os estagiários tendem a inspecionar os serviços de acordo com essa ficha e etapas não

mencionadas na ficha acabam negligenciadas. Para assegurar que os estagiários preencherão a

ficha adequadamente, uma estratégia adotada pela Construtora A foi a exigência de que o

engenheiro preencha uma ficha de verificação de serviço protótipo junto aos estagiários da

obra para cada serviço.

As fichas de verificação de serviço de sapatas, estacas metálicas e estacas raiz

adotadas pela Construtora A omitem etapas importantes, não sendo recomendadas para

utilização na obra. Portanto, visando tornar a verificação da qualidade dos serviços

executados mais eficaz, foram propostas fichas de verificação de serviço de sapata, estaca

metálica e raiz, nos anexos XVIII, XIX e XX, respectivamente, incluindo essas etapas críticas

não consideradas anteriormente.

No caso das sapatas, uma prática interessante para conhecer a resistência da camada

em que a sapata se apoiará e verificar se a mesma é capaz de suportar as tensões transferidas

pela fundação é a execução de testes como o penetrômetro, no caso de solos, ou teste de

cravação de picareta, no caso de rocha alterada. Como os consultores geotécnicos costumam

realizar visitas esporádicas as obras, organizar os resultados em uma planilha, vide tabela 3 e

anexar um registro fotográfico da superfície em que as sapatas se apoiarão mostrou-se um

método eficiente para agilizar suas liberações. Dessa forma, o consultor apresenta um maior

controle do serviço que está sendo executado no canteiro, podendo contribuir mais

intensamente para a melhora de sua qualidade.

No caso das estacas, utilizar registros de execução para cada estaca, anexos XI e XVI,

e o preenchimento do controle de execução incluindo todas as estacas, Anexo XII, facilitou o

acompanhamento das atividades, tornando a análise do consumo de materiais, produtividade e

a conferência de medições para pagamento mais simples. No entanto, caso a empreiteira

86

utilize os registros de execução da construtora, é indispensável que o seu preenchimento seja

discutido em reunião com engenheiro da obra, assegurando que não existem dúvidas. Por

outro lado, caso a empreiteira utilize registro de execução próprio, deve-se discutir em reunião

se a mesma possui todas as informações requeridas pela construtora.

A marcação das estacas executadas, juntamente com suas datas de término, nos

projetos geotécnicos de fundação pelo engenheiro da obra, facilitou o controle da sequência

de execução, permitindo o engenheiro de programar a execução das atividades subsequentes e

questionar eventuais divergências do planejado. Essa estratégia apesar de simples mostra-se

bastante funcional.

A realização dos testes de carga também representou um excelente método de controle

de qualidade de execução de fundações. A realização desses testes permite que o consultor

geotécnico verifique se as fundações foram executadas corretamente na obra, através da

análise da carga mobilizada pelo elemento e sua integridade.

A adoção dessas práticas abordadas isoladamente não é garantia de que uma obra de

construção de edificações apresentará excelência em termos de qualidade de sua fundação. A

presença de funcionários capacitados, motivados e devidamente treinados no corpo da

construtora, incluindo engenheiros, mestres, encarregados, técnicos, estagiários e demais

funcionários, é fundamental.

Para continuidade deste estudo, destacam-se como sugestões para trabalhos futuros a

análise de práticas aplicadas à execução e controle de qualidade da alvenaria estrutural em

obras que adotem essa tecnologia construtiva e o estudo de patologias na estrutura de edifícios

causados por deslocamentos na fundação.

87

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90

ANEXOS

Anexo I – Modelo de boletim de controle de execução de estacas metálicas:

91

Anexo II – Modelo de boletim de controle de execução de estacas raiz:

92

Anexo III – Modelo de boletim de controle de execução de estacas hélice contínua:

93

Anexo IV - Ficha de controle de estaca hélice contínua:

94

Anexo V – Sondagens à percussão do perfil SP102:

95

Anexo VI – Sondagens à percussão do perfil SP105:

96

Anexo VII – Sondagens à percussão do perfil SP112:

97

Anexo VIII – Projeto de locação e carga do Bloco 2:

98

Anexo IX – Registro fotográfico de superfície de sapatas a serem liberada pelo consultor:

99

Anexo X – Ficha de verificação de serviço de sapatas adotada pela Construtora A:

100

Anexo XI – Registro de cravação de estacas metálicas adotado pela Construtora A:

101

Anexo XII – Controle de estaqueamento de estacas metálicas adotado pela Construtora A

102

Anexo XIII – Resultados das provas de carga dinâmicas executados nos Blocos 2 e 3:

Estaca nºCondição

Ensaiada

Comprimento

cravado (m)

Carga

mobilizada

(tf)

Jc obtidoMatch

obtido

DMX

(mm)

EMX

(tfm)

Condição

de

Integridade

Carga de

projeto (tf)

Parecer do

consultor

E-2016

Verificação de

capacidade de

carga e

condição de

integridade

8,70 148 0,79 1,94 22,75 2,7 Fuste integro 75,0 Liberada

E-2035

Verificação de

capacidade de

carga e

condição de

integridade


E-2045

Verificação de

capacidade de

carga e

condição de

integridade


E-2066

Verificação de

capacidade de

carga e

condição de

integridade

7,65 130,5 0,35 1,0 12,15 0,9 Fuste integro 46,0 Liberada

E-3008

Verificação de

capacidade de

carga e

condição de

integridade

7,90 176 0,72 123 12,86 1,3 Fuste integro 65,0 Liberada

E-3012

Verificação de

capacidade de

carga e

condição de

integridade

9,20 124,5 0,81 1,15 12,44 0,8 Fuste integro 41,0 Liberada

E-3028

Verificação de

capacidade de

carga e

condição de

integridade


E-3049

Verificação de

capacidade de

carga e

condição de

integridade

5,50 150 -x- 2,39 8,31 0,7 Fuste integro 34,0 Liberada

NOTAS:

1. Datas dos ensaios 26/01 – E2066, E2045, E2016, E2035 e E3049. Dia 27/01 – E3008, E3028, E3012

2. DMX = máxima deslocamento registrado no golpe analisado, resultado do repique elástico e nega de 1 golpe.

3. EMX = Energia transferida à estaca na região dos sensores.

4. JC = Coeficiente Damping do solo.

103

Anexo XIV – Ficha de verificação de serviço de estaca metálica adotada pela Construtora A:

104

Anexo XV – Ficha de verificação de serviço de bloco e baldrame adotada pela Construtora A:

105

Anexo XVI – Registro de execução de estacas raiz adotado pela Construtora A

106

Anexo XVII – Ficha de verificação de serviço de estaca raiz adotada pela Construtora A:

107

Anexo XVIII – Proposta de Ficha de verificação de serviço de sapatas:

108

Anexo XIX – Proposta de Ficha de verificação de serviço de estacas metálicas:

109

Anexo XX – Proposta de Ficha de verificação de serviço de estacas raiz:

Documents

PRÁTICAS APLICADAS A EXECUÇÃO E CONTROLE DA …monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10021144.pdf · executivas das fundações adotadas e que a construtora possua um controle