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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DE TÚNEIS

KAROLINE BRASILEIRO QUIRINO LEMOS

ORIENTADOR: ANDRÉ PACHECO DE ASSIS, PhD

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM GEOTECNIA

PUBLICAÇÃO G.DM-138/05

BRASÍLIA/DF: OUTUBRO DE 2005

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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DE TÚNEIS

KAROLINE BRASILEIRO QUIRINO LEMOS

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO SUBMETIDA AO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

E AMBIENTAL DA UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA, COMO PARTE DOS REQUISITOS

NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE.

APROVADA POR:

ROBERTO KOCHEN, DSc (EPUSP-SP)

(EXAMINADOR EXTERNO)

DATA: BRASÍLIA/DF, 28 de OUTUBRO de 2005.

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FICHA CATALOGRÁFICA

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA LEMOS, K. B. Q. (2005). Manutenção e Reabilitação de Túneis, Publicação G.DM-138/2005, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, DF, 186 p. CESSÃO DE DIREITOS NOME DO AUTOR: Karoline Brasileiro Quirino Lemos TÍTULO DA DISSERTAÇÃO DE MESTRADO: Manutenção e Reabilitação de Túneis GRAU/ANO: Mestre/2005 É concedida à Universidade de Brasília a permissão para reproduzir cópias desta dissertação de mestrado e para emprestar ou vender tais cópias somente para propósitos acadêmicos e científicos. O autor reserva outros direitos de publicação e nenhuma parte desta dissertação de mestrado pode ser reproduzida sem autorização por escrito do autor.

Quadra 102, Lote 03, Praça Perdiz, Res. Atlântico Norte, Bl A, Apt 1203 71907-000 Águas Claras – Distrito Federal E-mail: karoline_lemos@yahoo.com.br DATA: BRASÍLIA/DF, 28 de OUTUBRO de 2005.

LEMOS, KAROLINE BRASILEIRO QUIRINO Manutenção e Reabilitação de Túneis, 2005 xvii, 186 p., 210x297 mm (ENC/FT/UnB, M.Sc., Geotecnia, 2005) Dissertação de Mestrado – Universidade de Brasília. Faculdade de Tecnologia. Departamento de Engenharia Civil e Ambiental.

1. Obras subterrâneas 2. Ensaios 3. Concreto projetado 4. Manutenção I. ENC/FT/UnB II. Título (série)

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DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho aos meus pais, Eliane e Marconi, que sempre me apoiaram e

estimularam a buscar um futuro melhor por meio da educação. As minhas irmãs, Louise e

Rachel, que também são peças chave na minha formação pessoal. E ao meu marido

Renato, por toda paciência, incentivo e amor que sempre demonstrou.

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AGRADECIMENTOS

Agradeço em primeiro lugar a Deus pela força, saúde e perseverança concedida para que

eu pudesse dar mais esse passo na minha vida.

Ao meu orientador, Professor André Pacheco de Assis pela orientação desta dissertação e

principalmente pela amizade, compreensão e motivação constante nas horas difíceis.

Aos professores e colegas do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade

de Brasília. Em especial aos meus amigos Elidiane, Diego, Jôfran e Adriano.

Ao professor Nepomuceno pelos ensinamentos e ajuda no ensaio.

Agradeço ao Metrô-DF, em especial aos engenheiros Arnaldo e Júnior, além claro, da

diretoria que aprovou o desenvolvimento desta pesquisa nos túneis do sistema e liberou e

autorizou a publicação dos dados utilizados nesta dissertação. Ao Metrô-SP, em especial

aos engenheiros Argimiro, Nelson e Fred, pelas informações passadas e pela forma

atenciosa com que me receberam.

Agradeço também a WRJ, em especial ao Renato, pela extração dos corpos-de-prova no

túnel.

Um agradecimento especial ao CNPQ que contribuiu com uma bolsa de estudos durante os

dois anos de mestrado.

Aos amigos da TC/BR que compreenderam e me apoiaram nessa etapa importante da

minha formação acadêmica/profissional.

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MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DE TÚNEIS

RESUMO

As estruturas subterrâneas, assim como as demais estruturas, necessitam de manutenção e

em alguns casos, de serviços de recuperação, para prolongar suas vidas úteis e evitar

acidentes, pois estes, levariam a grandes prejuízos e transtornos, principalmente quando

essas estruturas se encontram em centros urbanos. Os problemas patológicos, ocasionados

por manutenção inadequada ou mesmo ausência total de manutenção, têm sua origem no

desconhecimento técnico, no descaso e em problemas econômicos. No Brasil, não há

regulamentação Federal para processos de inspeção e padronização para reparos e

reabilitação de túneis, e há latente possibilidade de exploração técnica e comercial do tema:

“Padronização Universal de Inspeção em Túneis”, dada a complexidade própria do tema e

do volume de recursos envolvidos. Diante do exposto, a pesquisa apresentada nessa

dissertação visa consolidar uma metodologia de manutenção e eventual reabilitação de

estruturas subterrâneas e fornecer diretrizes simples e objetivas para execução da mesma.

Foram abordados nesta pesquisa métodos de investigação, incluindo ensaios destrutivos e

não-destrutivos, os principais tipos de danos em estruturas subterrâneas e os seus

respectivos agentes causadores e os métodos de reabilitação, sendo todos voltados à

aplicação em túneis escavados por métodos convencionais e suportados com concreto

projetado. A metodologia de manutenção e reabilitação de estruturas subterrâneas proposta

nesta pesquisa foi aplicada em um caso de estudo, o Metrô do Distrito Federal (Metrô -

DF), onde foram realizadas inspeções, cadastramento de anomalias, registro fotográfico,

ensaios não-destrutivos e extração de corpos-de-prova para execução de ensaios adicionais.

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ABSTRACT

Underground structures, as well as other structures, need maintenance and in some cases

rehabilitation, to increase their life-time and to prevent accidents, since these would lead to

great damages and upheavals, mainly when these structures are located in urban centers.

The pathological problems, caused by inadequate maintenance or even total lack of

maintenance, have its origin in the technical unfamiliarity, indifference and economic

problems. In Brazil, there is no Federal regulation for inspection processes and

standardization for maintenance and rehabilitation of tunnels. Also, there is always the

latent possibility of technical and commercial exploration, given its complexity and the

volume of involved resources. Then the research aims to consolidate a methodology of

maintenance and eventual rehabilitation of tunnels and to provide simple and objective

guidelines for the execution of this methodology.

This dissertation presents a review of diagnostic methods, including destructive and non-

destructive tests, the main types of damages in underground structures and its respective

causing agents and rehabilitation methods. All of them focused on tunnels excavated by

conventional methods and supported with shotcrete. The methodology of maintenance and

rehabilitation of tunnels proposed in this research was applied in a study case, the Brasília

Metro, where inspections had been carried out, recording of anomalies, photographic

catalogue followed by non-destructive tests and bore holes for execution of complementary

tests.

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ÍNDICE 1 – INTRODUÇÃO ..............................................................................................................1 1.1 – PROBLEMÁTICA ........................................................................................................1 1.2 – OBJETIVOS..................................................................................................................2 1.3 – METODOLOGIA DA PESQUISA...............................................................................3 1.4 – ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO ......................................................................4 2 – MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DE TÚNEIS NO BRASIL E NO MUNDO 5 2.1 – EXPERIÊNCIA DE OUTROS PAÍSES COM MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DE TÚNEIS............................................................................................................................7 2.2 – MANUTENÇÃO DE TÚNEIS DE METRÔ NO BRASIL..........................................8 2.3 – CAUSAS E TIPOS DE DANOS EM ESTRUTURAS SUBTERRÂNEAS...............10 2.3.1 – CAUSAS QUÍMICAS..............................................................................................13 2.3.1.1 –DETERIORAÇÃO POR REAÇÃO ENTRE AGRESSORES E CONSTITUINTES DA PASTA...........................................................................................................................14 2.3.1.2 – HIDRÓLISE DOS CONSTITUINTES DA PASTA DE CIMENTO...................15 2.3.1.3 – REAÇÃO COM FORMAÇÃO DE PRODUTOS EXPANSIVOS.......................16 2.3.2 – CAUSAS FÍSICAS ..................................................................................................19 2.3.2.1 – DETERIORAÇÃO DEVIDO À SOBRECARGA MECÂNICA..........................19 2.3.2.2 – DETERIORAÇÃO DEVIDO AO DESGASTE SUPERFICIAL .........................19 3 – DIAGNÓSTICO E REABILITAÇÃO DE TÚNEIS.................................................21 3.1 – ENSAIOS REALIZADOS EM TÚNEIS: AVALIAÇÃO RÁPIDA DA ESTRUTURA..............................................................................................................................................21 3.1.1 – GEORADAR............................................................................................................22 3.1.2 – TERMOGRAFIA INFRAVERMELHA ..................................................................25 3.1.3 – ANÁLISE MULTIESPECTRAL.............................................................................27 3.1.4 – INSPEÇÕES RÁPIDAS COM EQUIPAMENTOS ACOPLADOS A VEÍCULOS28 3.2 – AVALIAÇÃO DETALHADA DA ESTRUTURA ....................................................29 3.2.1 – ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS ...........................................................................29 3.2.1.1 –ENSAIO DE VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE ONDA ULTRA-SÔNICA..............................................................................................................................................30 3.2.1.2 – PULSO-ECO ULTRA-SÔNICO (UPE) ...............................................................31 3.2.1.3 – ENSAIO ESCLEROMÉTRICO............................................................................33 3.2.1.4 – MÉTODOS MAGNÉTICOS................................................................................35 3.2.1.5 – ENSAIOS PARA MEDIR A DISTORÇÃO DO TÚNEL ...................................35 3.2.2 – MÉTODOS SEMI-DESTRUTUVOS ......................................................................35 3.2.2.1 – MÉTODO DE PENETRAÇÃO DE PINOS .........................................................35 3.2.2.2 – ENSAIO DE ADERÊNCIA ( PULL-OFF TESTS) ..............................................37 3.2.2.3 – AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE CORROSÃO DA ARMADURA .............37 3.2.3 – ENSAIOS DESTRUTIVOS.....................................................................................38 3.2.3.1 – ENSAIOS REALIZADOS EM TESTEMUNHOS...............................................39 3.2.3.2 – ENDOSCOPIA......................................................................................................39 3.2.3.3 – PROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃO .......................................................39 3.3 – MÉTODOS DE REPAROS E REABILITAÇÃO DE TÚNEIS.................................40 3.3.1 – FATORES IMPORTANTES NA ESCOLHA DO MÉTODO DE REPARO .........41 3.3.2 – MÉTODOS PARA CONTROLAR OU ELIMINAR AS INFILTRAÇÕES DE ÁGUA...................................................................................................................................42 3.3.2.1 – MÉTODOS DE CONDUÇÃO..............................................................................43

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3.3.2.2 – REABILITAÇÃO DO SUPORTE DE TÚNEIS DANIFICADOS PELA INFILTRAÇÃO DA ÁGUA ................................................................................................45 3.3.3 – REABILITAÇÃO DO REVESTIMENTO DETERIORADO POR OUTROS FATORES COM EXCEÇÃO DA ÁGUA ...........................................................................51 3.3.3.1 – INJEÇÃO DE VAZIOS ........................................................................................52 3.3.3.2 – REPAROS DE DESPLACAMENTOS OU CONCRETO EM MAU ESTADO .53 3.3.3.3 –MATERIAIS UTILIZADOS NOS REPAROS DE CONCRETO EM MAU ESTADO ..............................................................................................................................................58 3.3.4 – ELIMINAÇÃO DA INFILTRAÇÃO NA FONTE..................................................60 4 – PROPOSTA DA METODOLOGIA DE MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO..61 4.1 – PLANEJAMENTO DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO..........................................61 4.2 – PROVIDÊNCIAS INICIAIS.......................................................................................62 4.3 – INSPEÇÃO DE PLANEJAMENTO...........................................................................63 4.4 – INSPEÇÃO VISUAL..................................................................................................64 4.4.1 – EQUIPE NECESSÁRIA PARA A INSPEÇÃO VISUAL ......................................65 4.4.2 – MATERIAIS NECESSÁRIOS ................................................................................65 4.4.3 – CADASTRO DAS ANOMALIAS...........................................................................65 4.5 – ANOMALIAS E SUAS CLASSIFICAÇÕES ............................................................67 4.5.1 – EROSÃO DO CONCRETO.....................................................................................67 4.5.2 – FISSURAÇÃO .........................................................................................................69 4.5.3 – DESPLACAMENTO ...............................................................................................70 4.5.4 – PIPOCAMENTO......................................................................................................72 4.5.5 – VAZIOS DEVIDO A PELOTAS DE ARGILA ......................................................72 4.5.6 – EFLORESCENCIA /CARBONATAÇÃO ..............................................................72 4.5.7 – ÁREA OCA (SEM ADERÊNCIA)..........................................................................73 4.5.8 – CONCRETO SEGREGADO ...................................................................................73 4.5.9 – ESCORRIMENTO ...................................................................................................74 4.5.10 – ARMADURA/CAMBOTA METÁLICA EXPOSTA ...........................................74 4.5.11 – UMIDADE/INFILTRAÇÃO .................................................................................74 4.6 – INPEÇÕES POR ENSAIOS (CAMPANHA DE ENSAIOS).....................................75 4.7 – INSPEÇÕES EM SITUAÇÕES ESPECIAIS .............................................................76 4.8 – ANÁLISE DOS RESULTADOS E PROPOSTA DE DIAGNÓSTICO.....................76 5 – METRÔ-DF/ TÚNEL ASA SUL.................................................................................80 5.1 – METRÔ-DF.................................................................................................................80 5.2 – DESCRIÇÃO DO TÚNEL ASA SUL ........................................................................82 5.3 – DETALHES CONSTRUTIVOS .................................................................................83 5.4 – CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS-GEOTÉCNICAS DO TRECHO ASA SUL 85 5.5 – ESCOLHA DO SUB-TRECHO PARA ESTUDO .....................................................87 5.6 – RELATÓRIO TÉCNICO BRASMETRÔ – MAPEAMENTO E ACOMPANHAMNTO DAS ANOMALIAS DO TÚNEL ASA SUL ................................88 5.7 – PROCEDIMENTOS REALIZADOS NO TÚNEL ASA SUL ...................................90 5.7.1 – ENSAIOS .................................................................................................................91 5.7.1.1 – ULTRA-SOM NO TÚNEL ..................................................................................91 5.7.1.2 – ESCLEROMÉTRICO ...........................................................................................94 5.7.1.3 – EXTRAÇÃO E PREPARAÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA ...........................95 5.7.1.4 – ULTRASSOM NOS CORPOS-DE-PROVA........................................................98 5.7.1.5 – MEDIDA DA PROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃO................................98

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5.7.1.6 – ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE ...............................................99 5.7.1.7 – ABSORÇÃO DE ÁGUA POR IMERSÃO, ÍNDICE DE VAZIOS E MASSA ESPECÍFICA......................................................................................................................100 5.7.1.8 –RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO .....................................................................100 6 – APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ....................................102 6.1 – APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS................................................................102 6.1.1 – INSPEÇÕES...........................................................................................................102 6.1.1.1 – CROQUIS............................................................................................................102 6.1.1.2 – REGISTRO FOTOGRÁFICO.............................................................................103 6.1.1.3 – PLANILHA DE REGISTRO DAS ANOMALIAS ............................................103 6.1.2 – CADASTRO DA REDE DE UTILIDADES PÚBLICAS.....................................103 6.1.3 – ENSAIOS ...............................................................................................................104 6.1.3.1 – ULTRA-SOM NO TÚNEL.................................................................................104 6.1.3.2 – ESCLEROMÉTRICO .........................................................................................108 6.1.3.3 – MEDIDA DA PROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃO..............................108 6.1.3.4 – EXTRAÇÃO E PREPARAÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA .........................110 6.1.3.5 – ULTRA-SOM NOS CORPOS-DE-PROVA.......................................................111 6.1.3.6 – ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE .............................................112 6.1.3.7 – ABSORÇÃO DE ÁGUA POR IMERSÃO, ÍNDICE DE VAZIOS E MASSA ESPECÍFICA......................................................................................................................113 6.1.3.8 – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO ....................................................................114 6.2 – ANÁLISE DOS RESULTADOS ..............................................................................116 6.2.1 – INSPEÇÕES...........................................................................................................116 6.2.2 – CADASTRO DE ANOMALIAS ...........................................................................117 6.2.3 – CADASTRO DA REDE DE UTILIDADES PÚBLICAS.....................................122 6.2.4 – ENSAIOS ...............................................................................................................125 6.2.4.1 – ULTRA-SOM NO TÚNEL.................................................................................125 6.2.4.2 – ENSAIO ESCLEROMÉTRICO..........................................................................127 6.2.4.3 – MEDIDA DA PROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃO..............................128 6.2.4.4 – EXTRAÇÃO E PREPARAÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA .........................128 6.2.4.5 – ULTRA-SOM NOS CORPOS-DE-PROVA.......................................................129 6.2.4.6 – ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE .............................................129 6.2.4.7 – ABSORÇÃO DE ÁGUA POR IMERSÃO, ÍNDICE DE VAZIOS E MASSA ESPECÍFICA......................................................................................................................130 6.2.4.8 – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO ....................................................................132 7 – CONCLUSÕES...........................................................................................................134 7.1 – CONCLUSÕES.........................................................................................................134 7.2 – SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS .......................................................143 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..........................................................................144 APÊNDICES .....................................................................................................................148 A – CADASTRO DAS ANOMALIAS............................................................................. 148 B – REGISTRO FOTOGRÁFICO.................................................................................... 166 C – PLANILHA DE REGISTRO DAS ANOMALIAS.................................................... 172 D – CADASTRO DA REDE DE UTILIDADES PÚBLICAS ......................................... 181

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ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1– Principais causas da deterioração do suporte de concreto (modificado - Serrano et al., 2003). .....................................................................................................13

Figura 2.2 – Deterioração por hidrólise dos componentes da pasta de cimento (Serrano et al., 2003). .........................................................................................................16

Figura 2.3 – Detalhe do teto do túnel em concreto deteriorado pelo ataque químico por sulfato (Serrano et al., 2003). ..........................................................................17

Figura 2.4 – Diagrama simplificado de Porbaix para o Fe a 25 °C (Figueredo, 1993). .......19 Figura 3.1 – Exemplo de georadar (Esteio, 2004).............................................................. 22 Figura 3.2 – Princípio do Georadar (modificado - Haack et al., 1995). .............................. 23 Figura 3.3 – Imagem das trincas utilizando o ensaio de Georadar (Zhao et al., 2001). ..... 24 Figura 3.4 – Imagem 3-D das trincas (Zhao et al., 2001).................................................. 24 Figura 3.5 – Exemplos de câmeras infravermelhas (FLIR, 2004)....................................... 26 Figura 3.6 – Imagem de um túnel com infravermelho (Aperio, 2004). ............................. 26 Figura 3.7 – Faixa de comprimentos de onda visível ao olho humano (Herbario, 2004). .. 27 Figura 3.8 – Protótipo de um sistema de inspeção (Takenaka, 2001). ................................ 29 Figura 3.9 – Tipos de transmissão no ensaio de ultra-som: a) Direta; b) Semi-direta e c)

Indireta............................................................................................................ 30 Figura 3.10 – Princípio básico da inspeção de materiais por ultra-som (Andreucci, 2003).

........................................................................................................................ 32 Figura 3.11 – Técnica Impulso-Eco (Andreucci, 2003). ..................................................... 32 Figura 3.12 – Aparelho de ultra-som digital marca Krautkramer , mod. USN-52 (NTD,

2005)............................................................................................................... 33 Figura 3.13 – Esclerômetro (Proceq, 2005)......................................................................... 34 Figura 3.14 – Exemplo de aparelho de cravação de pinos (NDT, 2005). ......................... 36 Figura 3.15 – Micro-voltímetro. .......................................................................................... 38 Figura 3.16 – Ensaio de carbonatação (Hatori et al., 2004). ............................................... 40 Figura 3.17 – Fatores que afetam a durabilidade dos sistemas de reparo em concreto

(modificado - Corps of Engineers, 1995). ...................................................... 42 Figura 3.18 – Sistema de drenagem temporário composto de neoprene e canais de

alumínio (FHA, 2003b) .................................................................................. 44 Figura 3.19 – Sistema de drenagem temporário composto de tubo plástico de 50 mm

(FHA, 2003b). ................................................................................................ 44 Figura 3.20 – Bomba de injeção (DIPROTEC, 2004)......................................................... 47 Figura 3.21 – Bicos de injeção (MC, 2005) ........................................................................ 49 Figura 3.22 – Instalação dos bicos de injeção: a) Bicos de perfuração e b) Bicos de adesão

(MC, 2005). .................................................................................................... 49 Figura 3.23 – Detalhe do reparo em desplacamentos superficiais sem reforço metálico

exposto (modificado - FHA, 2003b)............................................................... 54 Figura 3.24 – Detalhe do reparo de desplacamento superficial com reforço metálico

exposto (modificado - FHA, 2003b)............................................................... 55 Figura 3.25 – Desplacamento profundo com reforço metálico exposto adequado

(modificado - FHA, 2003b). ........................................................................... 56 Figura 3.26 – Desplacamento profunbdo com reforço exposto inadequado (modificado -

FHA, 2003b)................................................................................................... 57

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Figura 4.1 – Croquis de cadastramento de anomalias utilizado no Metrô-DF (Brasmetrô, 1999)............................................................................................................... 66

Figura 4.2 – Perda de material de superfície (“Scalling”) média (Corps of Engineers, 1995)............................................................................................................... 69

Figura 4.3 – Desplacamento Grande (Corps of Engineers, 1995)....................................... 71 Figura 4.4 – Pipocamento (Corps of Engineers, 1995). ...................................................... 72 Figura 5.1 - Mapa das linhas do Metrô-DF (Metrô-DF, 2005). .......................................... 81 Figura 5.2: Disposição das estações, progressivas e comprimento dos trechos da Asa Sul.

........................................................................................................................ 83 Figura 5.3: Métodos construtivos típicos de escavação usados no Metrô-DF (modificado –

Pinto, 1994). ................................................................................................... 84 Figura 5.4 – Perfil getécnico da Asa Sul (modificado – Blanco,1995). .............................. 86 Figura 5.5 – Distribuição das anomalias na seção transversal do túnel (Brasmetrô, 1999).89 Figura 5.6 - Aparelho de ultrassom utilizado. ..................................................................... 92 Figura 5.7 - Procedimento de preparo da superfície............................................................ 93 Figura 5.8 - Transmissão indireta (modificado – ABNT,1985). ......................................... 93 Figura 5.9 - Pontos em que se realizou o ensaio de ultrasom.............................................. 94 Figura 5.10 - Execução do ensaio de ultrassom. ................................................................. 94 Figura 5.11 - Execução do ensaio esclerométrico com a malha quadrada. ......................... 95 Figura 5.12 - Seqüência de procedimentos para fixar a extratora na parede do túnel: a)

Execução do furo colocação do “parabolt”; b) “Parabolt” instalado; c) Fixação da extratora; d) Vista geral da extratora fixada na parede do túnel. . 96

Figura 5.13 - Extração dos testemunhos de concreto projetado. ......................................... 96 Figura 5.14 – Aspectos do corpo-de-prova: a) Detalhe do topo do corpo-de-prova antes do

corte; b) Testemunho retirado do concreto projetado..................................... 97 Figura 5.15 - Corte dos corpos-de-prova: a) Vista geral da máquina de corte; b) Detalhe do

corte dos corpos-de-prova. ............................................................................. 98 Figura 5.16 – Ensaio de ultra-som em corpos-de-prova...................................................... 98 Figura 5.17 - Medida da profundidade de carbonatação. .................................................... 99 Figura 5.18 - Corpo-de-prova capeado com exofre........................................................... 101 Figura 5.19 - Prensa utilizada para romper os corpos-de-prova........................................ 101 Figura 5.20 - Detalhe do ensaio de resistência à compressão. .......................................... 101 Figura 6.1 – Gráfico para determinação da velocidade ultra-sônica no ponto 1. .............. 105 Figura 6.2 - Gráfico para determinação da velocidade ultra-sônica no ponto 2................ 106 Figura 6.3 - Gráfico para determinação da velocidade ultra-sônica no ponto 3................ 106 Figura 6.4 - Gráfico para determinação da velocidade ultra-sônica no ponto 5................ 107 Figura 6.5 - Gráfico para determinação da velocidade ultra-sônica no ponto 6................ 107 Figura 6.6 - Esquema do ensaio esclerométrico com 16 pontos de impactos. .................. 108 Figura 6.7 - Corpo-de-prova 1A. ...................................................................................... 110 Figura 6.8 - Corpo-de-prova 3.......................................................................................... 110 Figura 6.9 – Ruptura colunar do CP1B. ............................................................................ 115 Figura 6.10 – Ruptura cisalhada no topo do CP2. ............................................................. 115 Figura 6.11 – Ruptura cisalhada doCP3. ........................................................................... 115 Figura 6.12 - Ruptura cisalhada no topo do CP4............................................................... 115 Figura 6.13 – Ruptura colunar do CP5A. .......................................................................... 115 Figura 6.14 – Distribuição das anomalias cadastradas. ..................................................... 118 Figura 6.15 – Distribuição das anomalias em termos de área. .......................................... 118

xiii

Figura 6.16 – Distribuição das anomalias por classificação: a) Lateral oeste do túnel; b) Teto do túnel; c) Lateral Leste do túnel e d) No túnel inteiro. ..................... 118

Figura 6.17 – Comparativo da distribuição de anomalias por classificação e região........ 119 Figura 6.18 – Distrubição de anomalias com áreas inferiores a 1m² nas três regiões do

túnel. ............................................................................................................. 120 Figura 6.19 – Porcentagem de anomalias inferiores a 1m² por região da seção do túnel: a)

Teto; b) Latera oeste e c) Lateral Leste. ....................................................... 120 Figura 6.20 – Concentração de anomalia por região ao longo do eixo do túnel. .............. 121 Figura 6.21 - Distribuição da anomalias ao longo do eixo de túnel considerando as três

regiões........................................................................................................... 122 Figura 6.22 – Distribuição da anomalias ao longo do eixo de túnel considerando as três

regiões (detalhe das anomalias com área inferiores a 14). ........................... 122 Figura 6.23 – Trechos com concentração de anomalias ao longo do eixo do túnel. ......... 124 Figura 6.24 – Velocidades ultra-sônicas obtidas no túnel. ................................................ 126 Figura 6.25 – Compação dos valores de índice esclerométrico obtidos............................ 127 Figura 6.26 – Gráfico comparando os valores de velocidade obtidos no ensaio............... 129 Figura 6.27 – Comparação dos valores de absorção de água por capilaridade. ................ 130 Figura 6.28 – Absorção de água por imersão. ................................................................... 131 Figura 6.29 – Comparação das medidas obtidas no ensaio por corpo-de-prova. .............. 131 Figura 6.30 – Comparação entre os valores de resistência a compressão obtidos para os

corpos-de-prova. ........................................................................................... 133 Figura A.1 – Legenda utilizada no cadastro de anomalias. ............................................... 148 Figura A.2 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 1). ............................................. 149 Figura A.3 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 2). ............................................. 150 Figura A.4 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 3). ............................................. 151 Figura A.5 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 4). ............................................. 152 Figura A.6 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 5). ............................................. 153 Figura A.7 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 6). ............................................. 154 Figura A.8 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 7). ............................................. 155 Figura A.9 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 8). ............................................. 156 Figura A.10 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 9). ........................................... 157 Figura A.11 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 10). ......................................... 158 Figura A.12 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 11). ......................................... 159 Figura A.13 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 12). ......................................... 160 Figura A.14 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 13). ......................................... 161 Figura A.15 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 14). ......................................... 162 Figura A.16 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 15). ......................................... 163 Figura A.17 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 16). ......................................... 164 Figura A.18 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 17). ......................................... 165 Figura B.1 – Foto 1 do cadastro. ....................................................................................... 166 Figura B.2 – Foto 2 do cadastro. ....................................................................................... 166 Figura B.3 – Foto 3 do cadastro. ....................................................................................... 166 Figura B.4 – Foto 4 do cadastro. ....................................................................................... 166 Figura B.5 – Foto 5 do cadastro. ....................................................................................... 166 Figura B.6 – Foto 6 do cadastro. ....................................................................................... 166 Figura B.7 – Foto 7 do cadastro. ...................................................................................... 167 Figura B.8 – Foto 8 do cadastro. ...................................................................................... 167 Figura B.9 – Foto 9 do cadastro. ....................................................................................... 167 Figura B.10 – Foto 10 do cadastro. ................................................................................... 167

xiv

Figura B.11 – Foto 11 do cadastro. ................................................................................... 167 Figura B.12 – Foto 12 do cadastro. ................................................................................... 167 Figura B.13 – Foto 13 do cadastro. ................................................................................... 168 Figura B.14 – Foto 14 do cadastro. ................................................................................... 168 Figura B.15 – Foto 15 do cadastro. ................................................................................... 168 Figura B.16 – Foto 16 do cadastro. ................................................................................... 168 Figura B.17 – Foto 17 do cadastro. ................................................................................... 168 Figura B.18 – Foto 18 do cadastro. ................................................................................... 168 Figura B.19 – Foto 19 do cadastro. ................................................................................... 169 Figura B.20 – Foto 20 do cadastro. ................................................................................... 169 Figura B.21 – Foto 21 do cadastro. ................................................................................... 169 Figura B.22 – Foto 22 do cadastro. ................................................................................... 169 Figura B.23 – Foto 23 do cadastro. ................................................................................... 169 Figura B.24 – Foto 24 do cadastro. ................................................................................... 169 Figura B.25 – Foto 25 do cadastro. ................................................................................... 170 Figura B.26 – Foto 26 do cadastro. ................................................................................... 170 Figura B.27 – Foto 27 do cadastro. ................................................................................... 170 Figura B.28 – Foto 28 do cadastro. ................................................................................... 170 Figura B.29 – Foto 29 do cadastro. ................................................................................... 170 Figura B.30 – Foto 30 do cadastro. ................................................................................... 170 Figura B.31 – Foto 31 do cadastro. ................................................................................... 171 Figura D.1 – Cadastro de redes públicas - Folha 01 (modificado – Brasmetrô, 2000c). ... 181 Figura D.2 – Cadastro de redes públicas - Folha 02 (modificado – Brasmetrô, 2000c). ... 182 Figura D.3 – Cadastro de redes públicas - Folha 03 (modificado – Brasmetrô, 2000c).... 183 Figura D.4 – Cadastro de redes públicas - Folha 04 (modificado – Brasmetrô, 2000c).... 184 Figura D.5 – Cadastro de redes públicas - Folha 05 (modificado – Brasmetrô, 2000c).... 185 Figura D.6 – Localização das plantas de utilidades públicas apresentadas anteriormente 186

xv

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 2.1 – Danos típicos em estruturas de túneis dependendo da sua idade (modificado -Haack, 1998)...................................................................................................11

Tabela 4.1 – Simbologia das anomalias em concreto.......................................................... 68 Tabela 4.2 – Classificação do grau de carbonatação (Serrano et al.,2003). ....................... 73 Tabela 4.3 – Classificação da intensidade de infiltrações (Serrano et al., 2003). ............... 75 Tabela 4.4 – Códigos de condições gerais (modificado - FHA, 2003a).............................. 78 Tabela 5.1 - Localização e identificações das estações na Asa Sul de Brasília. ................ 82 Tabela 5.2 Parâmetros geotécnicos representativos do maciço em estudo (modificado –

Brasmetrô, 1992). .............................................................................................. 86 Tabela 6.1 - Resultados do ensaio de ultra-som executado no túnel para o ponto

1.....................................................................................................................105 Tabela 6.2 - Resultados do ensaio de ultra-som executado no túnel para o ponto 2........ 105 Tabela 6.3 - Resultados do ensaio de ultra-som executado no túnel para o ponto 3........ 106 Tabela 6.4 - Resultados do ensaio de ultra-som executado no túnel para o ponto 5......... 106 Tabela 6.5 - Resultados do ensaio de ultra-som executado no túnel para o ponto 6......... 107 Tabela 6.6 – Resumo das velocidades das ondas ultra-sônicas obtidas no ensaio. ........... 107 Tabela 6.7 - Resultados do ensaio esclerométrico executado no túnel. ............................ 109 Tabela 6.8 – Profundidades de carbonatação. ................................................................... 109 Tabela 6.9 – Dimensões dos corpos-de-prova................................................................... 111 Tabela 6.10 – Resultados dos ensaios de ultra-som nos corpos-de-prova. ....................... 112 Tabela 6.11 – Valores obtidos no ensaio de absorção de água por capilaridade............... 112 Tabela 6.12 –Resumo das massas medidas no ensaio de absorção por imersão. .............. 113 Tabela 6.13 – Resultados de índice de vazios. .................................................................. 113 Tabela 6.14 - Resultados de absorção de água por imersão. ............................................ 113 Tabela 6.15 - Resultados de massa específica real. .......................................................... 114 Tabela 6.16 – Resultados do ensaio de resistência à compressão de corpos-de-prova

cilíndricos. .................................................................................................... 114 Tabela 6.17 – Valores de resistência à compressão corrigidos pela ABNT (1983). ......... 114 Tabela 6.18 – Trechos com concentração de anomalias. .................................................. 124 Tabela 6.19 – Avaliação da qualidade do concreto. .......................................................... 126 Tabela 6.20 – Resultado do controle tecnológico do concretoprojetado (ago/97 a dez/97).

...................................................................................................................... 133 Tabela C.1 – Cadastro das anomalias no Trecho Central-Galeria.................................... 172

xvi

LISTA DE ABREVIAÇÕES, NOMENCLATURAS E SÍMBOLOS

A – Área da anomalia; ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas; ACI – American Concrete Institute; AFTES – French tunnelling association; AIP – Arco invertido provisório; APCNDT - Asian-Pacific Committeeon Nondestructive Testing; BART – Bay Area Rapid Transit District; BS - British Standard; c' – Coesão Efetiva; cc – Índice de Compressão; CIRIA – Construction Industry Research and Information Association; cm – Centímetro; CP – Corpo-de-prova; CTA – Chicargo Transit Authority; cv – Coeficiente de Variação Volumétrica; d – diâmetro do corpo-de-prova; DNER – Departamento Nacional de Estradas e Rodagem; e0 – Índice de Vazios Natural; EC – Estação Central; EPIA – Estrada Parque Indústria e Abastecimento; EPGU – Estrada Parque Guará; EPTG – Estrada Parque Taguatinga; EUA – Estados Unidos da América; FHA – Federal Highway Administration; γd – Peso específico Seco Natural; GAL – Estação Galeria dos Estados; GPR – Ground Penetrating Radar; h – Hora; Ibracon – Instituto Brasileiro do Concreto; h – Altura do corpo-de-prova; i – Colapso; IE –Índice Esclerométrico; IP – Índice de Plasticidade; ITA – International Tunneling Association; φ´ – Ângulo de Atrito Efetivo; k0 – Coeficiente de Empuxo no Repouso; K20 – Coeficiente de Permeabilidade; KPa – QuiloPascal; pH – Potencial Hidrogeniônico; m – Metro; METRÔ-DF – Sistema metroviário do Distrito Federal; Metrô-Rio – Sistema metroviário do Rio de Janeiro; Metrô-SP – Sistema metroviário de São Paulo; mm – Milímetro; Mpa – MegaPascal; MHz – MegaHertz; MT – Marco Topográfico;

xvii

NA – Nível d´água subterrâneo; NATM – New Austrian Tunneling Method; NBR – Norma Brasileira; nm – Nanômetro; NYCTA – New York City Transit Authority; P – Ponto de localização dos ensaios; PP – (1 a 7) – Estações de Metrô do Distrito Federal localizadas no Plano Piloto; RAA – Reação álcalis-agregado; SPT – Standard Penetration Test; SQS - Superquadra Sul; TCRP – Transit Cooperative Research Program; UnB – Universidade de Brasília; V – Velocidade de propagação da onda ultra-sônica; VCA – Vala à céu aberto; WG – Work Group; wL – Limite de Liquidez; wP – Limite de Plasticidade.

1

Apesar de haver um maior interesse pelo uso do espaço subterrâneo apenas nos últimos 50

anos a humanidade já o utilizava desde a pré-história, quando buscava abrigo em cavernas,

e desde então, vem desenvolvendo sua capacidade de aproveitar o espaço subterrâneo,

vencendo desafios relacionados aos aspectos técnicos e de segurança, desenvolvendo

métodos de escavação e de instalação de suportes.

Um fator que tem contribuído significativamente para o aumento na demanda de estruturas

subterrâneas, desde os anos 60, é a mudança na maneira de tratar o ambiente onde se vive,

preocupando-se cada vez mais em melhorar a qualidade de vida, de forma segura e

causando o menor impacto ambiental possível.

Outros fatores que influenciam o uso crescente do espaço subterrâneo, principalmente nas

grandes metrópoles, são os grandes problemas enfrentados na superfície principalmente

aqueles relacionados aos sistemas de transporte, congestionamentos e ao grande número de

utilidades públicas presente. Buscando amenizar tais problemas, o espaço subterrâneo vem

sendo utilizado para construir sistemas de metrô, rodovias, ferrovias e outras utilidades

públicas que são transferidas para o subsolo.

1.1 – PROBLEMÁTICA

Há atualmente estruturas subterrâneas construídas em diferentes épocas, com técnicas e

materiais distintos e em geologias muito variadas. Muitos dos túneis construídos no

passado ainda estão em operação. Porém, mudanças na utilidade, carregamentos e a

deterioração gradual das estruturas principalmente devido a poluentes modernos, têm

11Introdução

2

mostrado que esses túneis necessitam de manutenção periódica ou reforma completa para

prolongar ainda mais suas vidas úteis (Mainwaring, 2000).

Estruturas subterrâneas construídas mais recentemente, também necessitam de serviços de

manutenção e, se necessário recuperação, uma vez que podem sofrer danos estruturais

durante a sua construção, quando a obra fica parada e sem manutenção, ou durante a sua

vida útil pelo desgaste natural ou ataque de água subterrânea. Especialmente aquelas em

meios urbanos devem ter um plano de manutenção, e se necessário de reabilitação, pois

acidentes nestas estruturas levariam a grandes transtornos e prejuízos.

Ainda falta ao Brasil uma cultura de manutenção de suas obras de arte, a exemplo de

túneis, pontes, viadutos, entre outras. O que acontece em boa parte dos casos é um quase

ou total abandono dessas estruturas, chegando a atingir um alto grau de deterioração e só

então elas são recuperadas, gerando assim um custo alto se comparado a manutenções

preventivas e pequenos reparos.

Os problemas patológicos ocasionados por manutenção inadequada, ou mesmo pela

ausência total de manutenção, têm sua origem no desconhecimento técnico, na

incompetência, no desleixo e em problemas econômicos. A falta de alocação de verbas

para manutenção pode vir a se tornar um fator responsável pelo surgimento de problemas

estruturais de maiores proporções, implicando gastos significativos e, no limite, a própria

demolição da estrutura (Souza & Ripper, 1998).

1.2 – OBJETIVOS

O objetivo principal desta pesquisa é consolidar uma metodologia de manutenção e

eventual reabilitação de estruturas subterrâneas e fornecer diretrizes simples e objetivas

para execução desta metodologia. Os objetivos secundários, por meio dos quais se pretende

obter o objetivo final, são:

• Fazer uma revisão bibliográfica a respeito dos métodos de ensaios a serem utilizados

para estimar a capacidade estrutural do sistema de suporte, principalmente os métodos não-

destrutivos, destacar também os principais tipos de danos em estruturas subterrâneas, suas

possíveis causas e algumas medidas de recuperação e reabilitação.

• Aplicar a metodologia proposta em um caso-estudo sendo este um sistema em operação

(Metrô do Distrito Federal).

3

1.3 – METODOLOGIA DA PESQUISA

Inicialmente, foi realizada uma revisão bibliográfica dos métodos de ensaios a serem

utilizados para estimar a capacidade estrutural dos sistemas de suporte em túneis,

detalhando principalmente os métodos não destrutivos tais como esclerômetros, ensaios de

ultra-som, termografia infravermelha etc. Ainda na revisão bibliográfica, são apresentados

os principais tipos de danos em estruturas subterrâneas, estudando também as possíveis

causas desses danos. Métodos de reabilitação de estruturas subterrâneas são discutidos em

seguida, mostrando, por exemplo, aplicações de injeções, concreto projetado, entre outros.

Posteriormente, foram estudados casos de obras de recuperação e manutenção de túneis em

vários países, e suas experiências com esse tema. Baseado no conhecimento adquirido por

meio dos estudos realizados foi proposta uma metodologia de manutenção e recuperação

de túneis.

A metodologia proposta nesta pesquisa foi aplicada em um caso de estudo, o Metrô do

Distrito Federal (Metrô-DF). Este sistema está em operação desde 2001 e possui um plano

de manutenção preventiva para seus túneis muito simplificado, por isso a necessidade de

elaboração de um diagnóstico para essas estruturas. Foram realizadas inspeções nos túneis

da Asa Sul, onde foi escolhido um trecho para se trabalhar com mais detalhes, utilizando

fotografias digitais para registrar as anomalias encontradas na inspeção visual, fazendo

mapeamento das mesmas utilizando croquis, extraindo corpos de prova, realizando ensaios

in loco como ultra-som, profundidade de carbonatação e ensaios em laboratório como

resistência à compressão axial, absorção, entre outros. Por meio de análises cuidadosas dos

resultados obtidos com os procedimentos executados, foi posteriormente desenvolvido um

diagnóstico de manutenção dos túneis do Metrô-DF, identificando as possíveis causas de

deterioração da estrutura.

Por último, tendo-se desenvolvido todas as etapas da pesquisa, foi possível alcançar seu

objetivo final, que consistiu em consolidar uma metodologia de manutenção e eventual

reabilitação de estruturas subterrâneas e também fornecer diretrizes simples e objetivas

para execução desta metodologia.

4

1.4 – ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO

Para um melhor acompanhamento dos trabalhos desenvolvidos durante a pesquisa, esta

dissertação foi dividida em sete capítulos e quatro apêndices, ambos sucintamente descritos

a seguir.

No Capítulo 1 é apresentada uma introdução a respeito do tema tratado nesta dissertação,

inclusive os objetivos e a metodologia da pesquisa.

No Capítulo 2 são expostos alguns tópicos relacionados com manutenção e reabilitação de

túneis no Brasil e no Mundo e também as causas e os tipos de danos em estruturas

subterrâneas.

No Capítulo 3 são relatados os ensaios destrutivos e não-destrutivos utilizados em túneis

para determinar a capacidade estrutural do sistema de suporte. Neste capítulo são também

apresentados os métodos utilizados na reabilitação de túneis.

No Capítulo 4 é apresentada a metodologia de manutenção de túneis desenvolvida nesta

pesquisa baseada nas experiências brasileira e de vários países em relação a esse tema.

No Capítulo 5 são expostas algumas informações a respeito do Metrô-DF, tais como

extensão, localização, geologia do local, interferências de redes de utilidades públicas com

os túneis, detalhes construtivos dos túneis, mais precisamente do túnel Asa Sul que devido

ao tipo de revestimento, concreto projetado, e do método construtivo, NATM, foi

escolhido para serem realizados os trabalhos.

No Capítulo 6 são apresentados e discutidos os resultados obtidos por meio de inspeções

visuais e ensaios realizados nos túneis e em laboratório.

No Capítulo 7 são apresentas as conclusões obtidas em toda pesquisa, incluindo sugestões

para pesquisas futuras.

Nos Apêndices A, B, C e D são apresentados o cadastro de anomalias, o registro fotográfico

das inspeções, a planilha de registro das anomalias e o cadastro da rede de utilidades

públicas, respectivamente.

5

Manutenção e Reabilitação de Túneis no Brasil e no Mundo

A manutenção e reparos de estruturas subterrâneas têm se tornado um tópico de

importância crescente para a engenharia de túneis nas últimas décadas. Segundo Richards

(1998), as razões para esse interesse são:

• Custo de recuperação e manutenção - Devido aos altos custos para execução de reparos,

levando em consideração os custos com transtornos, em alguns casos, a construção de um

novo túnel seria mais econômica do que executar maiores reparos. No entanto, uma

inspeção bem planejada e um programa de manutenção preventiva podem prolongar

consideravelmente a vida útil do túnel, ao mesmo tempo atrasar ou evitar totalmente a

necessidade de maiores trabalhos de recuperação.

• Idade - Muitos túneis no momento têm mais de 100 anos de idade e os sistemas de

transporte cresceram em termos de tamanho, freqüência e velocidade ao longo desse

período. Conseqüentemente, os túneis ficaram sujeitos a situações para os quais não foram

originalmente projetados, o que gera a necessidade de grandes reparos ou total recuperação

dos sistemas de suporte dos mesmos.

• Demanda sub-dimensionada - Com o crescimento populacional, o avanço tecnológico e

industrial, entre outros fatores, vem a crescente necessidade de infraestrutura.

• Novas tecnologias – Tem havido significativo avanço no projeto de suportes de túneis.

Novos materiais têm sido desenvolvidos para a construção e reparos de túneis.

Para Souza & Ripper (1998), a manutenção de uma estrutura é o conjunto de atividades

necessárias para a garantia do seu desempenho satisfatório ao longo do tempo, ou seja, o

conjunto de rotinas que tenham por finalidade o prolongamento da vida útil da obra, a um

custo compensador. Os mesmos ressaltam que um bom programa de manutenção implica

na definição de metodologias adequadas de operação, controle e execução da obra, e na

22

6

análise custo-benefício desta manutenção. E ainda em termos de manutenção fica clara a

co-responsabilidade, pois o proprietário, investidor e usuário sempre deverão estar

dispostos a arcar com o custo do sistema de manutenção concebido pelos projetistas, que

deverá ter sido respeitado e viabilizado pelo construtor.

A Síntese No. 23, desenvolvida pelo Programa de Pesquisas Cooperativas das Agências de

Transportes dos EUA em 1997, propõe revisar as políticas e práticas de inspeção existentes

de alguns órgãos, para desenvolver um claro entendimento de técnicas de engenharia e

gerenciamento utilizadas para inspecionar os túneis e as estruturas enterradas. A síntese foi

desenvolvida a partir de duas pesquisas de informações: uma delas obtida de quatorze

empresas que responderam à pesquisa encaminhada a 47 empresas de transporte, nos EUA,

Europa e Ásia; sendo a outra, um estudo de caso de cinco empresas, com diferentes

abordagens, sendo selecionadas pelo grau de informação, permitindo profundidade de

pesquisa, e por serem exemplos de como podem ser diferentes as práticas de inspeção entre

as empresas (TCRP,1997). Por meio dos dados dos questionários respondidos, a síntese

chegou às seguintes informações:

• Há interesse de utilizar cada vez mais a prática de inspeções técnicas seqüenciais

(continuadas), por meio de um programa gerencial;

• Busca de identificação dos problemas prioritários das estruturas, com discussões e

tratamentos dirigidos, porém totalmente integrados num gerenciamento completo, com as

outras ações também prioritárias do sistema;

• As empresas pesquisadas apresentam forte variação nas freqüências, requisitos de testes

e procedimentos, não sendo possível reunir os padrões em um único. Não havendo,

portanto, padrão universal para procedimentos de inspeções em túneis;

• O problema No. 1 é a infiltração e vazamento (entrada de água do maciço) nas

estruturas;

• Não há regulamentação federal para processos de inspeções e padronizações para

reparos e reabilitações de túneis;

• Há latente possibilidade de exploração técnica e comercial do tema: Padronização

Universal de Inspeção em Túneis, dada a complexidade do próprio tema e do volume de

recursos envolvidos.

7

2.1 – EXPERIÊNCIA DE OUTROS PAÍSES COM MANUTENÇÃO E

REABILITAÇÃO DE TÚNEIS

A seguir são apresentadas informações a respeito de manutenção e inspeção de túneis em

alguns países. Na República Tcheca, a freqüência e natureza de investigações executadas

nos túneis diferem das investigações em túneis similares em outros países. No caso

específico de túneis de metrô, a freqüência das inspeções é semanal, mensal e anual. Entre

os métodos de inspeção estão checar e medir a capacidade do sistema de suporte do túnel,

porém não são aplicados ensaios não-destrutivos especiais. Nos túneis ferroviários a

freqüência de inspeções é mensal e anual com uma inspeção principal a cada cinco anos.

Os métodos de inspeção são os mesmos daqueles utilizados para túneis de metrô. Nos

túneis rodoviários as inspeções são realizadas duas vezes ao ano, com inclusão de

inspeções especiais quando necessário. São verificados o estado do suporte, a presença de

fluxo de água, trincas visíveis e medidas de temperatura (Haack et al., 1995).

Na França a experiência prática com ensaios não destrutivos iniciou em meados dos anos

80 do século passado, especialmente no que diz respeito a investigações em túneis

rodoviários. São utilizados principalmente ensaios como o georadar, métodos ultra-

sônicos, termografia infravermelha, que serão apresentados no Capítulo 3 (Haack et al.,

1995).

Na Alemanha os túneis ferroviários são inspecionados por especialistas a cada três anos, de

acordo com a DS803. É utilizado um carro móvel com plataforma de trabalho para

inspeção visual dos túneis, são realizados ensaios com martelo para determinar vazios no

suporte (Haack et al., 1995). São utilizados técnicas sonoras e radar, para localizar reforço

metálico e detectar áreas danificadas, métodos elétricos para determinar corrosão, métodos

magnéticos para detectar rupturas nos elementos metálicos e scanner a laser para executar

inspeções rápidas em túneis rodoviários (Naumann & Haardt, 2003).

No Japão as inspeções do sistema de suporte de túneis são divididas em inspeção primária

e secundária. Novas tecnologias de inspeção não-destrutivas estão sendo utilizadas, entre

elas veículos equipados com sistemas de georadar e câmeras de infravermelho que

executam inspeções rápidas (Asakura & Kojima, 2003).

8

Nos Estados Unidos (EUA), utilizando-se dados apresentados em TCRP (1997), foram

obtidas informações referentes às seguintes companhias de metrô:

Em Chicago, a CTA (Chicago Transit Authority), que possui 157 km de linhas e transporta

436.750 usuários por dia, realiza inspeções a cada seis anos do tipo programada com

relatórios prévios, inspeções visuais, sondagens, ensaios e avaliação de engenharia,

gerando formulários, fotos, diário e registro em banco de dados. Pode realizar inspeções

especiais conforme necessidade.

Em São Francisco, a BART (Bay Area Rapid Transit District) possui 115 km de linhas,

transportando 255.000 usuários por dia. A freqüência de inspeções é a cada dois anos, do

tipo programada, com exceções conforme a idade, solicitações ou defeitos verificados. São

utilizados relatórios prévios, designando códigos de prioridade e inspeção completa,

gerando relatórios para cada estrutura e registro em banco de dados.

Para Nova York, a NYCTA (New York City Transit Authority), com 398 km de extensão e

transportando 1.700.000 usuários por dia útil, realiza inspeções com freqüência anual, com

exceção de túneis sob rios, acontecendo nestes casos a cada seis meses. O tipo de inspeção

utilizado é a programada visual, com definição de áreas específicas, procedimentos de

inspeção estrutural e gerando planilha de anomalias, registro em banco de dados, resumo e

planos diários, semanais e anuais.

2.2 – MANUTENÇÃO DE TÚNEIS DE METRÔ NO BRASIL

No Brasil, entre os metrôs que estão em operação atualmente, aqueles que apresentam

trechos subterrâneos são: o Metrô de São Paulo, Metrô do Rio de Janeiro e Metrô de

Brasília. O Metrô de Recife e o Metrô de Belo Horizonte são de superfície, sendo que este

último apresenta alguns túneis isolados.

O Metrô do Rio de Janeiro (Metrô-Rio), inaugurado em março de 1979, é constituído de

duas linhas, a Linha 1 com 13,2 km de vias subterrâneas e a Linha 2 com 1,6 km em vias

subterrâneas, 3,7 km em elevado e 18,0 km em vias de superfície (Metrô-Rio, 2005). O

Metrô de São Paulo (Metrô-SP), que teve sua inauguração em 1974, possui hoje quatro

linhas em operação: Linha Azul, Linha Verde, Linha Vermelha e Linha Lilás, totalizando

57,6 km de extensão, onde 30 km correspondem ao trecho subterrâneo (Metrô-SP, 2005).

9

O Metrô do Distrito Federal (Metrô-DF) inaugurado em março de 2001 possui 42 km de

extensão tendo um trecho totalmente subterrâneo de 7,2 km de extensão (Metrô-DF, 2005).

Os sistemas de Metrôs brasileiros vêm se preocupando cada vez mais em manter as suas

estruturas: material rodante (trens), equipamentos fixos (escadas rolantes, ventilação,

subestação etc.), edificações e estruturas civis (túneis, entre outros). Com relação à

manutenção das estruturas subterrâneas que é assunto desta dissertação, no Metrô do

Distrito Federal, o plano de manutenção previsto para os túneis é simplificado, consistindo

apenas de inspeção visual periódica e lavagem da estrutura. Uma empresa de consultoria já

foi contratada para realizar um diagnóstico da estrutura dos túneis.

No Metrô-Rio existe uma equipe voltada para realizar a manutenção nas estruturas civis,

além das outras estruturas. Não foram obtidos detalhes a respeito de como é realizada a

manutenção nos túneis desse sistema.

No Metrô-SP também há uma equipe voltada exclusivamente para a manutenção das

estruturas civis, e a freqüência das inspeções é a cada cinco anos, sendo estas completas,

ou mensal, do tipo superficial juntamente com a via permanente. As exceções acontecem

conforme necessidade ou solicitação quando então, são realizadas inspeções especiais. As

inspeções são feitas utilizando relatórios prévios, inspeção visual, ensaios, monitoramentos

e avaliação de engenharia e por fim são gerados relatórios de cada trecho, com croquis,

formulário, fotos, planilha de anomalias e registro em banco de dados (Fernandes et al.,

2001).

O sistema informatizado implantado no Metrô-SP, denominado Maubermam, é uma

ferramenta básica para gerenciamento desse universo de informações obtido nas inspeções

e apresenta características em tempo real, constituindo-se em um adequado dispositivo

para suporte operacional das atividades relacionadas à manutenção civil, e sendo um eficaz

processador de informações gerenciais. Esse sistema é composto de banco de dados

alfanumérico, aplicativo para cadastro e consultas das informações alfanuméricas e

georefenciadas (Fernandes et al., 2001).

10

2.3 – CAUSAS E TIPOS DE DANOS EM ESTRUTURAS SUBTERRÂNEAS

Segundo o DNER (1994), os principais efeitos dos problemas patológicos que conduzem à

deterioração da estrutura são:

• Degradação da aparência da estrutura em função das manchas, eflorescências,

estalactites e fissuras no concreto, além de deformações excessivas na estrutura;

• Perda da rigidez e resistência da estrutura em função da presença de fissuras, do

destacamento ou desagregação do concreto ou de corrosão de armaduras;

• Diminuição da vida útil da estrutura, quando os efeitos anteriormente citados atingem

um nível de comportamento que impede a continuação do uso da estrutura.

A maior parte da bibliografia consultada relata principalmente danos e degradação nas

estruturas subterrâneas causadas pela infiltração de água. Estes danos são classificados de

acordo com a ITA (1991) em três diferentes categorias:

• Efeitos externos (no entorno do túnel, mas não afetando sua estrutura);

• Efeitos estruturais (afetando a capacidade estrutural do túnel);

• Efeitos funcionais (afetando a funcionalidade do túnel).

No relatório publicado pela ITA em 1991 foram relatados 48 casos históricos de túneis,

ocorridos em doze países. Em maior número são os casos históricos referentes às

categorias de efeitos estruturais e funcionais. Em poucos casos é relatada a categoria de

efeitos externos, porém sabe-se que esses efeitos existem. Infelizmente, neste relatório não

consta nenhum caso histórico de danos a concreto projetado resultante da presença de

água. Foram relatados os seguintes sistemas de suporte: pedra, alvenaria de tijolos,

concreto moldado in loco, anéis de concreto e anéis de ferro fundido.

Podem-se relacionar os danos típicos ocorridos em túneis dependendo da idade dos

mesmos. Um exemplo, aplicado principalmente para túneis na Europa, é apresentado na

Tabela 2.1, desenvolvida pela Ferrovia Federal Suíça e citado por Haack (1998).

Danos nos sistemas de suporte de túneis, segundo pesquisa apresentada pelo grupo de

trabalho No. 6 (WG-06) sobre Manutenção e Reparos de Obras Subterrâneas, da

Associação Internacional de Túneis (ITA, 2001), podem representar falhas de projeto ou

construção do túnel, ou possivelmente falhas ou degradação do sistema de

impermeabilização projetado, ou ainda especificação incorreta dos materiais de construção.

11

Tabela 2.1 – Danos típicos em estruturas de túneis dependendo da sua idade (modificado -

Haack, 1998).

Ano Tipo de dano típico

0 Aprovação da obra

0-5 Garantia

5-25 Surgimento de danos causados por má execução (danos devido a congelamento,

ataque químico da água etc.)

50-70 Danos devido ao projeto errado ou dimensionamento insuficiente (pressão de

expansão, efeitos de variadas condições da água subterrânea, formação de

cavidades fora do suporte do túnel etc.)

80 Começam os danos devidos ao envelhecimento (erosão de juntas em alvenaria,

destruição de partes do sistema de suporte, aumento do número de casos devido à

idade do túnel dependendo da qualidade e características da estrutura e maciço

circundante)

Em suportes de concreto em particular, a deterioração ocorre principalmente devido aos

seguintes fatores: desgaste superficial, sobrecarga mecânica, corrosão da armadura,

carbonatação e ataque químico por sulfato (AFTES, 1999). Para o DNER (1994) os tipos

de causas de danos às estruturas de concreto podem ser divididos em:

• Causas humanas;

• Causas acidentais;

• Causas naturais - física, química e biológica.

Entre as causas humanas, estão os erros que podem ocorrer ainda na fase de projeto, na

fase de execução e na fase de utilização. Na fase de projeto os erros mais comuns são:

inadequação de projeto ao ambiente, má concepção estrutural do projeto, projeto

incompleto, erros de cálculo ou de detalhamento, modelo de análise inadequado,

especificação de materiais inadequados. Na fase de execução eles são: adoção de materiais

inadequados ou de baixa qualidade, despreparo técnico para a execução, execução em

desacordo com o projeto, negligência na execução. E por último estão os erros ocorridos na

fase de utilização, sendo o principal deles, a falta de programa de manutenção.

12

Atividade sísmica, ambiente operacional agressivo, interno ou externo, e acidentes durante

a operação, tais como incêndios, também podem ser citados como causadores em potencial

de danos a estruturas subterrâneas. Com relação à deterioração do concreto devido ao fogo,

como no caso de incêndios nos túneis, Mehta & Monteiro (1994) afirmam que

diferentemente do aço, quando sujeito a temperaturas da ordem 700 a 800 °C, o concreto é

capaz de manter resistência suficiente por períodos relativamente longos, permitindo assim

operações de resgate pela redução de risco de colapso estrutural. O comportamento real de

um concreto exposto à alta temperatura é o resultado de muitos fatores que interagem

simultaneamente e que são muito complexos para uma análise exata.

Segundo Souza & Ripper (1998), entende-se por causas naturais, aquelas que são inerentes

ao próprio material concreto e a sua sensibilidade ao ambiente e aos esforços solicitantes,

não resultando, portanto, de falhas humanas ou de equipamento.

Entre as causas naturais está a deterioração por ataque biológico provocado por fungos ou

bactérias. Alguns fungos podem se alimentar de hidrocarbonetos e, no metabolismo de

digestão e excreção, propiciar a produção de ácidos que atacam o concreto. Portanto, é

interessante verificar a presença de combustíveis junto às estruturas de concreto, uma vez

que eles funcionam como uma fonte de alimentos para bactérias, ou também devido ao

risco de incêndio ou explosão (Fernandes et al, 2000).

Ainda entre as causas naturais, a deterioração do sistema de suporte em concreto de túneis

pode ser decorrente de reações químicas e ações mecânicas. Entretanto, Mehta & Monteiro

(1994) enfatizam que a distinção entre as causas físicas e químicas da deterioração é

puramente arbitrária; na prática, as duas freqüentemente se sobrepõem. A Figura 2.1 traz as

principais causas da deterioração do concreto e os principais efeitos deletérios decorrentes

dessa deterioração.

13

DETERIORAÇÃO DO CONCRETO ATRAVÉS DE REAÇÕES QUÍMICAS E AÇÕES MECÂMICAS

CA

USA

SC

ON

SEQ

UÊ

NC

IAS

E

FEIT

OS

D

EL

ET

ÉR

IOS

Reação entreagressores e constituintes dapasta

Remoção do Caem produtos solúveis

2+2+Remoção do Ca

em produtos insolúveisnão expansivos

Reação comsubstituiçãoCa emC-S-H

2+

Reação envolvendohidrólise e lixiviaçãodos constituintes da pasta

Reação com formação de produtos expansivos

Sobrecargamecânica

Desgaste superficial

Aumento daporosidadee permeabilidade

Aumento dastensões internas

Aumento daperda de concreto

Perda dealcalinidade

Perda demassa

Crescenteprocesso dedeterioração

Perda deresistênciae rigidez

Fissuras,lascamento eescarificação

DeformaçõesAbrasão, erosão,cavitação, remoçãodo cobrimento

Figura 2.1– Principais causas da deterioração do suporte de concreto (modificado -

Serrano et al., 2004).

2.3.1 – CAUSAS QUÍMICAS

A resistência do concreto a processos destrutivos iniciados por reações químicas envolve

geralmente, mas não necessariamente, interações químicas entre agentes agressivos

presentes no meio externo e os constituintes da pasta de cimento. Entre as exceções estão

as reações álcali-agregados, que ocorrem entre os álcalis na pasta de cimento e certos

materiais reativos presentes no agregado, hidratação retardada do CaO e MgO cristalinos,

se presentes em quantidades excessivas no cimento Portland, e corrosão eletroquímica da

armadura no concreto (Mehta & Monteiro, 1994). Esses processos destrutivos serão

apresentados nos itens seguintes.

14

2.3.1.1 – DETERIORAÇÃO POR REAÇÃO ENTRE AGRESSORES E

CONSTITUINTES DA PASTA

A deterioração do concreto por reação entre agressores e constituintes da pasta pode

ocorrer de três formas: remoção do cálcio (Ca2+) em produtos solúveis, remoção do cálcio

(Ca2+) em produtos insolúveis não expansivos ou por reação de substituição do cálcio

(Ca2+) em silicatos de cálcio hidratados (C-S-H).

• Remoção do cálcio (Ca2+) em produtos solúveis

Segundo Mehta & Monteiro (1994), a reação por troca de cátions entre soluções ácidas e

os constituintes da pasta de cimento Portland geram sais solúveis de cálcio, como cloreto

de cálcio, acetato de cálcio e bicarbonato de cálcio, por exemplo, que são removidos por

lixiviação. As soluções ácidas, contendo ânions que formam sais solúveis de cálcio, são

encontradas freqüentemente na prática industrial, a exemplo da presença de cloreto de

amônia e sulfato de amônia, que são comumente encontrados na indústria agrícola e de

fertilizantes, e ao atingir o concreto de estruturas subterrâneas, através da reação por troca

de cátions, são capazes de transformar os componentes da pasta de cimento em produtos

altamente solúveis como apresentado na reação abaixo:

OHNHCaClOHCaClNH 424 2)(2 +→+ (2.1)

• Formação de sais de cálcio insolúveis e não expansivos

A remoção do cálcio (Ca2+) em produtos insolúveis não expansivos é também conhecida

como carbonatação, devido à maior incidência de CO2 nas reações. Segundo Serrano et al.

(2004), a carbonatação consiste na reação do dióxido de carbono, CO2, presente na

atmosfera, com o hidróxido de cálcio, Ca(OH)2, produto da hidratação da pasta de cimento,

dando origem ao carbonato de cálcio, CaCO3, conforme seguinte reação:

OHCaCOCOOHCa 2322)( +→+ (2.2)

Segundo Rilem em 1988, citado por Figueiredo (1993), como resultado desta reação se

obtém uma diminuição do pH a valores inferiores a nove. A velocidade e a profundidade

de carbonatação dependem de fatores relacionados com o meio ambiente e com as

características finais do concreto endurecido.

15

Certos ânions, quando presentes em água agressiva, podem reagir com a pasta de cimento

para formar sais insolúveis de cálcio. A sua formação pode não causar dano ao concreto, a

não ser que o produto da reação seja expansivo, ou removido por erosão devido ao fluxo de

soluções, infiltração ou tráfego de veículos (Mehta & Monteiro, 1994). Portanto, a

carbonatação não causa diretamente a deterioração do suporte, mas tem efeitos

importantes.

• Reação de substituição do cálcio (Ca2+) em silicatos hidratados (C-S-H)

Cloreto, sulfato e bicarbonato de magnésio são encontrados freqüentemente em água

subterrâneas, águas do mar, e alguns efluentes industriais. Para Mehta & Monteiro (1994),

a solução de MgSO4 é a mais agressiva porque o íon sulfato pode ser prejudicial aos

hidratos que contêm alumina, presentes na pasta de cimento Portland. O ataque químico

por sulfato será apresentado com mais detalhes a seguir, por fazer parte das reações com

formação de produtos expansivos.

2.3.1.2 – HIDRÓLISE DOS CONSTITUINTES DA PASTA DE CIMENTO

Água da chuva pode conter poucos ou nenhum íon de cálcio, e quando estas águas entram

em contato com a pasta de cimento Portland, elas tendem a hidrolisar ou dissolver os

produtos contendo cálcio. Uma vez que a solução de contato atingisse o equilíbrio

químico, a hidrólise adicional da pasta de cimento iria parar. Entretanto, no caso de água

corrente ou infiltração sob pressão, irá ocorrer a diluição da solução de contato,

proporcionando, portanto, a condição para continuação da hidrólise. Segundo Mehta &

Monteiro (1994), teoricamente, a hidrólise da pasta de cimento continua até que a maior

parte do hidróxido de cálcio tenha sido retirada por lixiviação, o que expõe os outros

constituintes cimentíceos à decomposição química. Por fim, o processo deixa para trás géis

de sílica e alumina com pouca ou nenhuma resistência.

Ainda para Mehta & Monteiro (1994), além da perda de resistência, a lixiviação do

hidróxido de cálcio do concreto pode ser considerada indesejável por razões estéticas. Uma

vez que, freqüentemente o produto lixiviado interage com o CO2 presente no ar e resulta na

precipitação de crostas brancas de carbonato de cálcio na superfície. O fenômeno é

conhecido como eflorescência e pode ser observado na Figura 2.2.

16

Figura 2.2 – Deterioração por hidrólise dos componentes da pasta de cimento (Serrano et

al., 2004).

2.3.1.3 – REAÇÃO COM FORMAÇÃO DE PRODUTOS EXPANSIVOS

No início, a expansão pode acontecer sem qualquer dano ao concreto, mas o surgimento

crescente de tensões internas ao final se manifesta pela oclusão de juntas de expansão,

deformação e deslocamentos em diferentes partes da estrutura, fissuração, lascamento e

pipocamento (Mehta & Monteiro, 1994). A seguir são apresentados os três fenômenos

associados com reações químicas expansivas que são: ataque químico por sulfato, reação

álcali-agregado e corrosão da armadura no concreto.

• Ataque por sulfato

Maiores concentrações de sulfato em águas subterrâneas geralmente são devidas à

presença de magnésio e sulfatos alcalinos. O sulfato de amônia está presente com

freqüência nos solos e águas de agricultura. Os íons de sulfato na solução atacam o

concreto, e apresentam duas reações químicas envolvendo ataque por sulfato no concreto.

Na primeira, o sulfato reage com o hidróxido de cálcio livre, que é liberado durante a

hidratação do cimento, para formar sulfato de cálcio (gipsita). Em seguida, a gipsita se

combina com o aluminato de cálcio hidratado e são convertidos à forma altamente

sulfatada (etringita). Ambas as reações resultam num aumento de volume. A segunda

reação é principalmente responsável pelos maiores danos causados pela expansão do

concreto (Corps of Engineers, 1995).

O ataque do suporte por sulfato pode se manifestar na forma de expansão do concreto,

seguida de fissuração. Quando ocorre fissuração do concreto, sua permeabilidade aumenta

17

e a água e os gases agressivos penetram mais facilmente no seu interior, acelerando o

processo de deterioração. O ataque por sulfato pode causar também uma perda progressiva

da resistência e perda de massa devido à diminuição na coesão dos produtos de hidratação

do cimento, seguida da exposição das armaduras (Serrano et al., 2004). Na Figura 2.3

pode-se observar um túnel com suporte em concreto deteriorado pelo ataque químico por

sulfato.

Figura 2.3 – Detalhe do teto do túnel em concreto deteriorado pelo ataque químico por

sulfato (Serrano et al., 2004).

• Deterioração devido a reações expansivas álcalis-agregado

A reação álcalis-agregado (RAA) é um processo químico onde alguns constituintes

mineralógicos do agregado reagem com hidróxidos alcalinos (provenientes do cimento,

água de amassamento, agregados, pozolanas, agentes externos etc.) que estão dissolvidos

na solução dos poros do concreto. Como produto da reação forma-se um gel higroscópico

expansivo. A manifestação da reação álcalis-agregado pode se dar de várias formas, desde

expansões, movimentações diferenciais nas estruturas e fissurações, até pipocamentos,

exsudação do gel e redução das resistências à tração e compressão (Ibracon, 2004).

A expansão deletéria ocorre quando o gel, formado pela reação, absorve água e se

expande. As características deste gel dependem de sua composição química e da presença

de água. Os principais fatores que influenciam sua formação são: existência de sílica

reativa, disponibilidade de álcalis, presença de umidade e temperatura (Ibracon, 2004).

Atualmente são distinguidos três tipos deletérios da reação álcalis-agregado:

18

• Reação álcali-sílica: envolve a presença de sílica amorfa ou certos tipos de vidros

naturais (vulcânicos) e artificiais.

• Reação álcali-silicato: é da mesma natureza da reação álcali-sílica, porém o processo

ocorre mais lentamente, envolvendo alguns silicatos presentes nos feldspatos, folhelhos,

argilosos, certas rochas sedimentares (como as grauvacas), metamórficas, (como os

quartzitos) e magmáticas (como os granitos) e, fundamentalmente, a presença do quartzo

deformado (tensionado) e minerais expansivos.

• Reação álcali-carbonato: ocorre entre certos calcários dolomiticos e as soluções

alcalinas presentes nos poros do concreto.

• Deterioração por corrosão de armadura

A alcalinidade do concreto é devida principalmente ao hidróxido de cálcio que se forma

durante a hidratação de silicatos do cimento e aos álcalis que geralmente estão

incorporados como sulfatos, no clínquer. Estas substâncias situam o pH da fase aquosa

contida nos poros com valores entre 12,6 e 14,0, isto é, no extremo mais alcalino da escala

de pH. A estes valores de pH e em presença de uma certa quantidade de oxigênio, o aço

das armaduras se encontra passivado, isto é, recoberto de uma capa de óxidos

transparentes, compacta e contínua que o mantém protegido por períodos indefinidos,

mesmo em presença de umidades elevadas no concreto (Perdrix, 1992).

O processo de corrosão se instaura quando esta camada passivadora é destruída, o que no

caso das armaduras do concreto têm como principais agentes iniciadores da corrosão a

carbonatação e os íons cloreto (Figueiredo, 1993).

Os diagramas de Pourbaix estabelecem para cada metal as condições de pH e potencial nas

quais, o material se corroe, se passiva ou permanece imune (Perdrix, 1992). A presença de

suficiente quantidade de íons cloreto no concreto pode estimular a corrosão da armadura,

mesmo quando permanece a condição de elevada alcalinidade. A carbonatação do

concreto, por outro lado, leva a uma diminuição do pH, transladando a armadura da região

de passivação do diagrama de Pourbaix de 1976, citado por Figueiredo (1993), para outra

de corrosão. A Figura 2.4 apresenta um exemplo de diagrama simplificado de Pourbaix.

19

Figura 2.4 – Diagrama simplificado de Pourbaix para o Fe a 25 °C (Figueiredo, 1993).

2.3.2 – CAUSAS FÍSICAS

A seguir são apresentadas as principais causas físicas da deterioração do sistema de suporte

em concreto de túneis, que são: deterioração devido à sobrecarga mecânica e deterioração

devido ao desgaste superficial.

2.3.2.1 – DETERIORAÇÃO DEVIDO À SOBRECARGA MECÂNICA

Os elementos estruturais, quando submetidos a solicitações maiores do que aquelas

previstas em projeto, deformam-se excessivamente, provocando fissuras ou trincas,

implicando na perda de resistência e rigidez da peça (Serrano et al., 2004).

2.3.2.2 – DETERIORAÇÃO DEVIDO AO DESGASTE SUPERFICIAL

A deterioração do concreto devido ao desgaste superficial ocorre principalmente em túneis

que compõem sistemas de captação de esgoto ou água bruta. Contribuem para o desgaste

superficial produtos químicos adicionados ao líquido transportado, sedimentos presentes e

a permanente passagem de líquidos permitindo que a superfície do concreto fique sujeita à

abrasão, aumentando a perda da camada de cobrimento do concreto, facilitando acesso às

armaduras (Serrano et al., 2004).

A pasta de cimento endurecida não possui alta resistência ao atrito. A vida útil do concreto

pode ser seriamente diminuída sob condições de ciclos repetidos de atrito, principalmente

20

quando a pasta de cimento do concreto possui alta porosidade ou baixa resistência, e é

inadequadamente protegida por um agregado que não possui resistência ao desgaste

(Methta & Monteiro,1994).

21

Neste Capítulo são apresentados os ensaios realizados em túneis para uma avaliação rápida

da estrutura. Nessa avaliação são localizadas as anomalias existentes, as quais

posteriormente deverão ser analisadas por meio de ensaios que forneçam uma avaliação

mais detalhada da estrutura.

Para elaborar um diagnóstico de uma estrutura é preciso obter informações

complementares, além das inspeções rápidas que detectam locais que ficaram ou estão

submetidos a agressões, que determinem a qualidade do concreto e que defina o

comprometimento da durabilidade do suporte de concreto, ou seja forneça uma avaliação

mais detalhada da estrutura. Essas informações são obtidas por meio de ensaios

destrutivos, semi-destrutivos ou mesmo, não-destrutivos, realizados em testemunhos

extraídos da estrutura ou realizados “in loco”, e que serão discutidos neste capítulo.

Baseado nas informações obtidas por meio de inspeções e ensaios é possivel escolher o

método mais adequado para reabilitação de túneis com suporte e revestimento em concreto

projetado.Esses métodos também serão apresentados neste capítulo.

3.1 – ENSAIOS REALIZADOS EM TÚNEIS: AVALIAÇÃO RÁPIDA DA

ESTRUTURA

Haack et al. (1995) apresentam onze ensaios não destrutivos, sendo agrupados em quatro

técnicas, que são oscilação mecânica, radiação, elétrico-eletrônicas e ópticas. Apenas três

dos ensaios são considerados como de alto ou de muito alto potencial para aplicação em

túneis sendo eles o georadar, a termografia infravermelha e a análise multiespectral. Essa

classificação se refere principalmente à rapidez na execução da inspeção e à eficiência do

33Diagnóstico e Reabilitação de Túneis

22

método em detectar anomalias no sistema de suporte. A seguir são apresentados alguns

detalhes sobre esses principais ensaios para inspeção em túneis.

3.1.1 – GEORADAR

O GPR (Ground Penetrating Radar) ou Georadar, como também é conhecido, é um método

geofísico de investigação que opera na faixa de rádio-frequência (MHz) emitindo e

recebendo ondas eletromagnéticas através de antenas transmissoras e receptoras

conectadas a uma unidade de controle. Esse método se baseia nas reflexões que ondas

eletromagnéticas sofrem ao encontrarem descontinuidades, que correspondem a mudanças

de propriedades dielétricas. A dieletricidade é o fenômeno que governa a velocidade de

difusão de ondas eletromagnéticas em diferentes materiais. Outra propriedade que

influencia na difusão de ondas eletromagnéticas em um meio é a condutividade, que

representa a habilidade do material para conduzir eletricidade (Celestino, 1997).

O Georadar, assim como diversos equipamentos de pesquisa, foi inicialmente desenvolvido

para fins militares na segunda grande guerra, onde era utilizado para localizar armas,

bombas e galerias subterrâneas. Atualmente, o GPR é considerado o equipamento mais

sofisticado para sondagens e investigações de baixa profundidade (Esteio, 2004). Um

exemplo de georadar é apresentado na Figura 3.1.

Figura 3.1– Exemplo de georadar (Esteio, 2004).

A profundidade de penetração da onda eletromagnética na estrutura do túnel depende

principalmente de três fatores: freqüência, reflexão e condutividade. Por meio desse

23

método é possível determinar anomalias estruturais (vazios), variações de espessura e

materiais constituintes do sistema de suporte do túnel (reforço, arcos etc.), vazios entre o

suporte e o maciço, as condições de maciço circundante, detectando a presença de vazios

no mesmo, variação na sua constituição e anomalias (Naumann et al., 2003).

Segundo Haack et al. (1995) a antena do aparelho de georadar tem um ângulo de reflexão

de 60°, portanto as anomalias são identificadas antes que a antena esteja localizada

diretamente abaixo delas. À medida que a antena é guiada pela superfície da estrutura em

direção ao defeito, o tempo de transmissão do sinal se torna cada vez menor, até que a

antena esteja localizada exatamente abaixo da anomalia. Quando a antena vai se afastando,

o sinal volta a crescer, portanto, quando uma anomalia está presente, é obtida uma curva

hiperbólica de tempo, como apresentada na Figura 3.2.

Figura 3.2 ─ Princípio do Georadar (modificado - Haack et al., 1995).

Zhao et al. (2001) apresentam um trabalho experimental que utiliza o Georadar para

detectar trincas presentes em placas de apoio de concreto, assim como a localização,

profundidade e direção dessas trincas. A largura das placas é 2,1 m e a área total 8000 m2,

a concretagem é feita simultaneamente. Como a temperatura varia durante cura, em partes

da placa de concreto surgem pequenas trincas. A Figura 3.3 apresenta o resultado do ensaio

Sinal transmitido

Sinal refletido

Radar

Defeito

Tem

po d

e tra

nsm

issã

oPr

ofun

dida

de

24

de georadar no concreto, mostrando a presença de trincas. Na Figura 3.4 é apresentada uma

imagem em três dimensões com os resultados obtidos no ensaio de Georadar.

Figura 3.3 ─ Imagem das trincas utilizando o ensaio de Georadar (Zhao et al., 2001).

Figura 3.4 ─ Imagem 3-D das trincas (Zhao et al., 2001).

As limitações encontradas com o uso do georadar são:

• A dificuldade de determinar trincas com espessura entre 0,3 e 3 mm em superfícies

secas;

• A presença de armadura no concreto, o que dificulta a detecção de defeitos, por ser uma

superfície refletora;

• A presença de umidade altera a constante dielétrica do meio, influenciando assim a

velocidade de propagação da onda e o tempo de reflexão da mesma;

• Geralmente requer calibração através de outros métodos.

Prof

undi

dade

(m)

Tem

po (m

s)

25

As principais vantagens do georadar, segundo (Esteio, 2004) são:

• Possibilidade de executar perfis contínuos do suporte do túnel e do solo;

• Rapidez e baixo custo nos levantamentos, se comparado a sondagens, que geralmente

são estudos pontuais;

• Resultados rápidos e de alta resolução.

3.1.2 – TERMOGRAFIA INFRAVERMELHA

Energia infravermelha é uma luz invisível, cujo comprimento de onda é maior que 700 nm,

sendo um comprimento muito longo para ser detectado pelo olho humano; e corresponde à

parte do espectro eletromagnético que é percebido como calor. Tudo que possui uma

temperatura acima de zero absoluto emite calor, até objetos muito frios, como cubos de

gelo, emitem radiação infravermelha. Quanto mais alta a temperatura de um objeto, maior

a radiação infravermelha emitida (FLIR, 2004).

A termografia infravermelha capta e mede a radiação térmica, também conhecida como

radiação infravermelha emitida pela superfície a ser estudada. Essa técnica permite uma

representação visual da distribuição de temperatura na superfície, através de fotografia ou

digitalização da superfície utilizando filmes ou filtros sensíveis aos comprimentos de

ondas. A temperatura detectada na superfície é governada pelo fluxo térmico através da

superfície, ou seja, troca de energia térmica entre o maciço e a parte interna do suporte em

contato com o interior do túnel (Celestino, 1997).

O fluxo térmico através da superfície, por sua vez, é influenciado por descontinuidades

mecânicas e/ou hidráulicas, como vazios, trincas e zonas saturadas. A termografia

infravermelha é indicada para determinar regiões com presença de umidade, locais com

baixa aderência entre o suporte externo e o maciço, mudanças nas condições geológicas do

maciço circundante em contato com o suporte e defeitos neste último. Algumas limitações

do método, segundo Haack et al. (1995) são:

• É necessário ter um fluxo estacionário através do suporte do túnel, e esse deve ser

constante além do período de medida para avaliar mudanças nas condições, e o gradiente

entre o maciço e a superfície do suporte deve ser de pelo menos 2 a 4° C, dependendo da

acurácia do "scanner".

• A termografia geralmente não penetra profundamente no concreto e a acurácia é

questionável se o maciço estiver na mesma temperatura que o ar ambiente dentro do túnel.

26

• Variações no teor de umidade ao longo do tempo podem causar distúrbios nos

resultados.

• O suporte do túnel não deve ter instalação ou revestimento (cobertura) que irá impedir a

penetração da radiação térmica.

Na Figura 3.5 está apresentado um exemplo de uma câmera infravermelha.

Figura 3.5 − Exemplos de câmeras infravermelhas (FLIR, 2004).

Os instrumentos de termografia ou de imageamento térmico utilizam um sistema ótico para

captar e focalizar a energia infravermelha, capturada pelo sistema, para o detector do

aparelho. O detector converte a energia infravermelha em um sinal elétrico, proporcional

ao qual ele é então amplificado. Esse sinal amplificado é enviado para um processador de

vídeo e então para um display visual, similar a um tubo de raios catódicos ou um visor de

cristal líquido. A imagem mostrada no display é um mapa de temperatura no qual as suas

variações, num nível de cinzas até imagens coloridas, correspondem às diferenças de

energias radiantes. Esse mapeamento térmico é chamado de termograma (REM, 2004). Na

Figura 3.6 pode-se observar um termograma de um túnel.

Figura 3.6 – Imagem de um túnel com infravermelho (Aperio, 2004).

27

Alguns instrumentos medem a intensidade de brilho, o mapeamento de imagem e fornecem

uma medição de temperatura em qualquer ponto da imagem. A imagem térmica pode ser

gravada em vídeo, fotografada ou armazenada num sistema de pós-processamento digital e

posteriormente analisadas por meio de softwares desenvolvidos para esse fim (REM,

2004).

3.1.3 – ANÁLISE MULTIESPECTRAL

Na análise multiespectral são tiradas fotografias da superfície a ser estudada de maneira

similar a fotografia colorida, sendo que a principal diferença entre a fotografia colorida e a

análise multiespectral é que nesta última, o espectro luminoso não é registrado todo de uma

só vez, ao invés disso, pequenas áreas do espectro luminoso são filtradas. Isso é feito

usando filtros e filmes que são sensíveis ao espectro luminoso, normalmente utilizando seis

filtros especiais de freqüências distintas. Pelo menos uma foto, da mesma seção da

estrutura é tirada por cada filtro. Cada filtro possui uma faixa de transmissão com largura

de 40 a 100 nm (nanômetro), então no total os filtros cobrem praticamente a escala

espectral inteira de 400 a 900 nm (Haack et al.,1995). Na Figura 3.7 é apresentada a faixa

visível de comprimentos de onda, que vai de 400 a 700 nm.

Figura 3.7 − Faixa de comprimentos de onda visível ao olho humano (Herbario, 2004).

Algumas expressões utilizadas para explicar o funcionamento da análise multiespectral são

esclarecidas a seguir, para que se facilite o entendimento do processo. Um espectro

luminoso é a decomposição da luz em freqüência e comprimento de onda. Algumas cores

produzidas por pigmentos são os resultados da reflexão de vários comprimentos de onda.

Porém, cada freqüência corresponde a uma única cor (Nuclio, 2004).

Um projetor multiespectral é usado para avaliar o filme fotográfico. O filme preto e branco

visto contra um fundo colorido, permite que uma sombra cinzenta se torne visível e por

superposição das fotos com diferentes filtros, é possível tornar visível as diferenças

espectrais, provenientes de umidade, depósitos de carbonato e outros defeitos na superfície.

28

Esse método não permite detectar vazios no suporte, porém através do mesmo é possível

detectar trincas secas com aberturas maiores que 0,5 mm (Richards, 1998).

3.1.4 – INSPEÇÕES RÁPIDAS COM EQUIPAMENTOS ACOPLADOS A

VEÍCULOS

Alguns países já utilizam equipamentos como câmeras infravermelhas e/ou georadar

acoplados a veículos sob trilhos, no caso de metrôs. Exemplos desses sistemas são

apresentados a seguir.

O Sistema LSS Spacetec TS 360 foi projetado especialmente para inspeções em túneis. É

utilizado para fazer mapeamentos rápidos das superfícies dos túneis, permitindo a

visualização e mapeamento termográfico das mesmas e determinando também a geometria

do túnel (seção transversal). A visualização representa a imagem do túnel e é utilizada

como inspeção visual sem a necessidade de visita ao local e também para traçar o mapa de

fissuras. Já o mapeamento termográfico, como o próprio nome sugere, utiliza o princípio

da termografia infravermelha para detectar anomalias no suporte do túnel. O Sistema

consiste de um scanner e uma unidade de controle, sendo o scanner fixado ao teto do

veículo e conectado a unidade de controle. Os dados coletados podem ser descarregados

em um computador e posteriormente analisados em escritório utilizando o software

chamado TIVIEW sem a necessidade de visitas adicionais ao túnel (Křemen & Kašpar,

2004).

A Takenaka Corporation desenvolveu um protótipo de um sistema de inspeção que utiliza

um carro sob trilhos carregado de câmera de alta definição, para checar os defeitos na

superfície de concreto como trincas ou juntas frias, um termógrafo e um radar do túnel,

para detectar os danos dentro do concreto como cavidades atrás e dentro do concreto

(Figura 3.8). Enquanto o carro está se movendo a cinco quilômetros por hora, a câmera de

alta definição, o termógrafo e o georadar executam a inspeção sem contato e não

destrutiva. Os dados de cada equipamento passam por avaliação e um programa de

diagnóstico, classificando a urgência de reparos em três níveis: muito urgente, urgente e

sem defeito (Takenaka , 2001).

29

Figura 3.8 - Protótipo de um sistema de inspeção (Takenaka, 2001).

3.2 – AVALIAÇÃO DETALHADA DA ESTRUTURA

Na inspeção preliminar detectam-se os pontos que necessitam de uma avaliação mais

detalhada. Os objetivos desta avaliação detalhada são: a identificação de possíveis causas

das anomalias, a formulação de recomendações de eventuais medidas corretivas

necessárias para assegurar a durabilidade do suporte. A seguir são apresentados alguns

ensaios utilizados na avaliação detalhada da estrutura, que podem ser tanto destrutivos

como não-destrutivos, ou até mesmo semi-destrutivos.

3.2.1 – ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS

Os ensaios considerados não destrutivos são aqueles que não causam nenhum dano ao

elemento ensaiado ou deixam pequenos danos para serem reparados após o ensaio. Eles

não provocam perda na capacidade resistente do elemento. Segundo Malhotra (1984), nos

últimos 40 anos, várias tentativas têm sido feitas quanto ao desenvolvimento de métodos

de ensaio "in situ" não destrutivos, para assegurar a qualidade do concreto na estrutura. Os

métodos disponíveis podem ser classificados em:

• métodos para determinar algumas propriedades do concreto que possibilitam uma

estimativa de sua resistência, módulo de elasticidade e durabilidade;

• métodos onde são detectados posição e tamanho das armaduras, vazios, fissuras, falhas

de concretagem, e teor de umidade do concreto "in loco".

Segundo Evagelista (2002), esses métodos são relevantes não só para o caso de estruturas

executadas já há algum tempo, que apresentam problemas e têm que ser reparadas e/ou

Câmera de alta

definição

Termógrafo

Georadar

30

reforçadas, mas também para o caso de estruturas novas ou ainda em execução (ensaios de

aceitação). Dentre as propriedades do concreto que podem ser avaliadas por meio de

ensaios não destrutivos, tem-se: massa específica, módulo de elasticidade e resistência.

Ainda podem ser investigadas a dureza superficial, absorção, permeabilidade, condições de

umidade, e também a localização das armaduras, existência de vazios e fissuração.

A seguir são apresentados os ensaios não destrutivos utilizados para determinar a

capacidade estrutural do sistema de suporte em túneis, ensaios realizados "in loco" ou em

testemunhos de concreto.

3.2.1.1 – ENSAIO DE VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE ONDA ULTRA-

SÔNICA

O ensaio consiste na medição, por meio eletrônico, do tempo de propagação de ondas

ultra-sônicas longitudinais através do concreto, entre o emissor e o receptor. A distância

percorrida entre os transdutores dividida pelo tempo de propagação, resulta na velocidade

média de propagação da onda. O método se baseia no fato de que a velocidade de

propagação das ondas é influenciada pela densidade do meio, e conseqüentemente pela

qualidade do concreto (Malhotra, 1984).

O método de ensaio NBR 8802, descrito na ABNT (1985), prevê três tipos de transmissão

de ondas longitudinais: direta, semi-direta ou indireta (Figura 3.9). Para avaliar o suporte

de concreto de túneis é utilizada a transmissão indireta, pelo fato de apenas uma face do

elemento ser acessível.

(a) Direta (b) Semi-direta (c) Indireta

Figura 3.9 − Tipos de transmissão no ensaio de ultra-som: a) Direta; b) Semi-direta e c)

Indireta.

31

As medidas das velocidades feitas através do concreto de boa qualidade produzirão,

normalmente, velocidades elevadas, acompanhadas por boa intensidade de sinal. O

concreto de má qualidade ou deteriorado, diminuirá geralmente a intensidade da

velocidade e do sinal. O concreto de boa qualidade, mas que contém fissuras, pode

produzir velocidades elevadas ou baixas, dependendo da natureza e do número de fissuras,

mas diminuirá quase sempre a intensidade do sinal (Corps of Engineers, 1995).

Assim, as descontinuidades (vazios) no interior do concreto podem ser detectadas devido

às diferenças da velocidade de propagação das ondas. A velocidade da onda depende

principalmente dos seguintes fatores: coeficiente de Poisson, módulo de elasticidade e

massa específica do concreto, e também da presença de armadura (Bungey em 1989 e

Popovics et al. em 1995, citados por Evagelista, 2002).

3.2.1.2 – PULSO-ECO ULTRA-SÔNICO (UPE)

O objetivo do método é posicionar e caracterizar os obstáculos (interfaces) localizados no

interior do ambiente explorado, distinguindo as ondas refletidas (denominadas ecos) da

onda ultra-sônica incidente. Estas reflexões são geradas por mudanças de impedância

acústica no ambiente da propagação. Este ensaio é utilizado com as seguintes finalidades:

investigação da natureza e da espessura do suporte; determinação da aderência, contato

entre a estrutura e outra estrutura; determinação básica de interface entre maciço e

estrutura; detecção, localização, dimensionamento e se possível caracterização dos eventos

como anomalias ou descontinuidades (AFTES, 1999). Segundo Andreucci (2003), assim

como uma onda sonora reflete ao incidir num anteparo qualquer, a vibração ou onda ultra-

sônica ao percorrer um meio elástico, refletirá da mesma forma ao incidir numa

descontinuidade ou falha interna a este meio considerado. As ondas ultra-sônicas são

geradas ou introduzidas no material através de um elemento emissor com uma determinada

dimensão e que vibra com uma certa freqüência. Através de aparelhos especiais, detectam-

se as reflexões provenientes do interior da peça examinada, localizando e interpretando as

descontinuidades. O elemento emissor e o receptor são denominados transdutores. Na

Figura 3.10 pode-se observar o princípio básico da inspeção de materiais por ultra-som.

A inspeção do suporte de concreto do túnel por ultra-som pode ser efetuada por meio do

método ou técnica de Impulso-Eco ou Pulso-Eco, apresentado na Figura 3.11. O Impulso-

Eco é a técnica onde somente um transdutor é responsável por emitir e receber as ondas

32

ultra-sônicas que se propagam no material. Portanto, o transdutor é acoplado em somente

um lado do material, podendo ser verificada a profundidade da descontinuidade, suas

dimensões, e localização na peça (Andreucci , 2003).

Figura 3.10 − Princípio básico da inspeção de materiais por ultra-som (Andreucci, 2003).

Figura 3.11− Técnica Impulso-Eco (Andreucci, 2003).

Os pulsos ultra-sônicos refletidos por uma descontinuidade, ou pela superfície oposta da

peça, são captados pelo transdutor, convertidos em sinais eletrônicos e mostrados na tela

LCD ou em um tubo de raios catódicos do aparelho. Na Figura 3.12 um exemplo de

aparelho de ultra-som digital é apresentado. Geralmente, as dimensões reais de um defeito

interno podem ser estimadas com uma razoável precisão. Utiliza-se ultra-som também para

medir espessura e determinar corrosão com extrema facilidade e precisão (ABENDE,

2004).

33

Figura 3.12 − Aparelho de ultra-som digital marca Krautkramer , mod. USN-52 (NTD,

2005).

3.2.1.3 – ENSAIO ESCLEROMÉTRICO

O ensaio esclerométrico, também conhecido como “rebound hammer method”, consiste

fundamentalmente de uma massa-martelo que impulsionada por mola se choca através de

uma haste com ponta em forma esférica, com a área de ensaio (ABNT, 1995b) O índice

esclerométrico (IE) depende do valor da energia cinética antes do impacto e da parcela

desta energia que é absorvida durante o impacto pela interação entre a barra de percussão e

o concreto. A energia absorvida está relacionada à resistência e à rigidez do concreto (ACI,

1989).

Segundo Focaoaru (1984), é possível estimar a resistência do concreto por meio de curvas

de calibração. Porém não há uma correlação única entre o valor do índice esclerométrico e

a resistência à compressão, devido à influência de vários fatores nessa relação: tipo e

quantidade de cimento, natureza do agregado, maturidade e teor de umidade do concreto.

Segundo a as normas técnicas de vários países, o esclerômetro deve ser usado

ortogonalmente à área de ensaio. Quando o ensaio não é feito com o esclerômetro na

posição horizontal se deve corrigir o índice esclerométrico por meio de coeficientes

fornecidos pelos fabricantes. Esta correção se deve à influência da gravidade sobre a força

da mola do esclerômetro (Evagelista, 2002). Um ensaio com esclerômetro é apresentado na

Figura 3.13)

34

Figura 3.13 − Esclerômetro (Proceq, 2005).

O ensaio esclerométrico é um método não destrutivo simples e rápido para avaliar o

concreto "in loco". O equipamento é barato e pode ser operado pelo pessoal de campo com

uma pequena quantidade de instruções. O esclerômetro é muito útil para avaliar a

qualidade geral do concreto e para encontrar áreas do concreto com baixa qualidade. Um

grande número de medidas pode ser feito rapidamente de modo que as grandes áreas

expostas de concreto possam ser ensaiadas dentro de algumas horas. As limitações do

ensaio esclerométrico são: é um teste razoavelmente impreciso e não fornece um

prognóstico de confiança da resistência do concreto; as medidas do índice de reflexão no

concreto “in situ” são afetadas pela rugosidade da superfície do concreto, pelo coeficiente

de umidade do concreto, tipo de agregado graúdo, tamanho, forma, e rigidez da peça

ensaiada e carbonatação da superfície do concreto (Corps of Engineers, 1995).

Segundo Andrade (1992) casos típicos nos quais podem ser cometidos grandes erros

quando empregado o esclerômetro, são:

• A superfície do concreto apresenta um maior endurecimento que o interior da massa de

concreto devido a uma carbonatação superficial. Por ser a carbonatação, em geral, uma fina

camada, o problema pode ser minimizado através de polimento com pedra de carborundum

ou através de politriz eletromecânica. A espessura de carbonatação pode ser detectada com

a aplicação de indicador químico a base de fenolftaleína.

• A superfície do concreto está amolecida devido a um ataque químico ou existe uma falta

de aderência entre o agregado e a pasta de cimento, que pode ser observada na forma de

desprendimento do agregado graúdo da matriz de pasta de cimento no momento da ruptura

do concreto.

35

3.2.1.4 – MÉTODOS MAGNÉTICOS

Segundo Andrade (1992) os equipamentos conhecidos genericamente por pacômetros, cujo

princípio de funcionamento é eletromagnético, servem para determinar a presença e

direção das barras, assim como a espessura do cobrimento, desde que:

• O campo de medição seja inferior a 120 mm;

• Seja conhecido o diâmetro das barras;

• A separação entre as barras seja superior a 100-150 mm.

Existem várias marcas desse equipamento no mercado. É muito utilizado também o

equipamento de mesmo princípio, denominado "Micro Covermeter" fabricado e distribuído

pela Kolectric Limited (Inglaterra). Esses equipamentos são portáteis e apresentam bons

resultados quando o concreto é pouco armado. No caso de elementos muito armados, o

efeito da armação secundária não pode ser eliminado, dificultando uma determinação

satisfatória do cobrimento (Malhotra, 1984).

3.2.1.5 – ENSAIOS PARA MEDIR A DISTORÇÃO DO TÚNEL

Uma técnica bastante conhecida, segundo Mentone (1997), é a medida da distorção do

túnel que por meio de medidas do perfil interno do túnel em pontos conhecidos, em

intervalos regulares de tempo, e com acurácia suficiente, podem ser observadas e

monitoradas deformações do sistema de suporte. Entre os ensaios que utilizam essa técnica

estão os teodolitos, distanciômetros, níveis óticos de precisão e equipamentos com

tecnologia a laser.

3.2.2 – MÉTODOS SEMI-DESTRUTUVOS

A seguir são descritos os métodos semi-destrutivos utilizados para estimar a capacidade

estrutural do sistema de suporte em túneis.

3.2.2.1 – MÉTODO DE PENETRAÇÃO DE PINOS

Este ensaio consiste na cravação de pinos metálicos no concreto da estrutura investigada,

por meio de pistola própria, e da medição do comprimento exposto do pino após a

cravação. O método relaciona inversamente a penetração do pino com a resistência à

compressão do concreto (DNER, 1994). A ACI (1989) afirma que a essência do método

36

envolve a energia cinética inicial do pino e a absorção de energia pelo concreto, de forma

que o pino penetra no concreto até que sua energia cinética inicial seja totalmente

absorvida pelo concreto. Parte da energia é absorvida pela fricção entre o pino e o

concreto, e outra parte na fratura do concreto. A profundidade da penetração dos pinos é

usada para estimar a resistência do concreto usando curvas de calibração.

O equipamento do ensaio é composto de pistola para cravação de pinos de aço em

concreto, pinos de aço liso com 55 mm de comprimento, inclusive cabeça, e 6,3 mm de

bitola. Para obtenção da resistência é necessária pelo menos a cravação de três pinos, para

que se utilize a média aritmética dos resultados isolados. Este ensaio reúne baixo custo,

simplicidade de operação, rapidez de execução (DNER, 1994).

Segundo Evagelista (2002), o sistema disponível internacionalmente denomina-se

“Windsor Probe”. No Brasil é feita uma adaptação do método, utilizando e pistola e pinos

da marca WALSYWA.

O método de penetração de pinos não é sensível a fatores como o teor de umidade, cura e

tipo de cimento, sendo, porém, influenciado principalmente pelo tipo de agregado. Para

realização do ensaio é necessário o acesso apenas a uma face da estrutura. É necessário

evitar as barras de aço e tomar os cuidados inerentes à utilização de uma arma de fogo.

Após as medições, devem ser retirados os pinos, deixando um dano na superfície em torno

de 75 mm de diâmetro (BS, 1986). Na Figura 3.14 é apresentado o aparelho de cravação de

pinos.

Figura 3.14 – Exemplo de aparelho de cravação de pinos (NDT, 2005).

37

O ensaio de cravação de pinos fornece resultados bastante variáveis e não se devem esperar

valores acurados da resistência do concreto. Tem, entretanto, o potencial de promover uma

rápida verificação da qualidade e da maturidade do concreto “in situ”. O teste é

essencialmente semi-destrutivo, desde que o concreto e membros estruturais possam ser

ensaiados “in situ”, provocando apenas pequenos desplacamentos nas superfícies expostas

(IRC, 2005).

3.2.2.2 – ENSAIO DE ADERÊNCIA (PULL-OFF TESTS)

O ensaio de aderência ou “pull-off test” é considerado parcialmente destrutivo porque

produz o arrancamento de uma pequena parte do concreto da superfície da estrutura

ensaiada. Este ensaio consiste em arrancar um disco metálico com 30 mm de diâmetro,

previamente colado na superfície do concreto. O disco metálico é colado por meio de

adesivo de resina Epóxi, e requer adequado preparo da superfície. O equipamento, que

promove o arrancamento do disco metálico colado ao concreto, reage sobre a superfície

adjacente ao disco e implanta a força de tração de forma gradual (DNER, 1994).

A força de tração que causa ruptura, em conjunto com as curvas de calibração baseadas

num grande número de ensaios, torna possível uma estimativa da resistência à compressão

(ACI, 1993). O ensaio pode ser realizado de duas formas: com corte superficial seguindo a

dimensão do disco metálico, e sem a execução deste. A execução do corte pode ser feita

para evitar a influência das condições da superfície do concreto, como no caso das

superfícies carbonatadas (BS, 1992).

Este ensaio é simples e não necessita de um operador altamente qualificado. Segundo Long

& Murray (1984), citados por Evagelista (2002), não têm sido verificados problemas em

aplicar este ensaio em superfície vertical. A tensão na ruptura é a medida direta da

resistência à tração. Como desvantagem, pode ser citada a necessidade de pequenos

reparos nos locais onde os ensaios foram realizados (ACI,1993). Para Evagelista (2002)

também se deve considerar o tempo de espera necessário para a cura da resina usada na

colagem do disco antes da aplicação da carga.

3.2.2.3 – AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE CORROSÃO DA ARMADURA

A avaliação do potencial de corrosão das armaduras do concreto é feita medindo a

diferença de potencial da armadura e comparando com faixas empíricas de valores de

38

potencial elétrico. Porém essa medida de potencial de corrosão feita de maneira isolada não

é conclusiva e deve ser avaliada em conjunto com outros aspectos, como por exemplo, a

evidência de fissuração do concreto promovida pela expansão da armadura, como sugerem

Hatori et al. (2004).

Segundo Hatori et al. (2004), o equipamento utilizado no ensaio consiste em um eletrodo

de referência e um micro voltímetro (Figura 3.15). A medição é feita com o uso de cabos

conectores, sendo que a armadura é ligada ao pólo positivo do voltímetro e o eletrodo que

é deslocado ao longo da superfície de concreto é conectado ao pólo negativo.

Figura 3.15 - Micro-voltímetro.

Como o potencial de corrosão é função de um grande número de variáveis, tais como o

teor de umidade, oxigênio no concreto, espessura do cobrimento de concreto e outras, não

se deve extrair conclusões quantitativas de sua medida. O método não dá informações

sobre o quanto corroeu ou está corroendo, fornecendo somente a probabilidade do processo

estar ocorrendo ou não (Andrade, 1992).

3.2.3 – ENSAIOS DESTRUTIVOS

A seguir são apresentados os ensaios realizados em testemunhos de concreto extraídos do

suporte do túnel, a endoscopia e o ensaio para determinar a profundidade de carbonatação,

sendo todos eles ensaios destrutivos.

39

3.2.3.1 – ENSAIOS REALIZADOS EM TESTEMUNHOS

Os testemunhos são corpos-de-prova cilíndricos retirados da estrutura sob investigação,

por meio de uma máquina extratora contendo coroa diamantada rotativa e com refrigeração

à água. Os procedimentos de ensaios por testemunhos são descritos na NBR-7680

(ABNT,1983).

Mediante a extração e a ruptura desses corpos-de-prova determina no concreto sua

resistência à compressão, à tração, módulo de deformação e diagrama tensão-deformação.

Porém as determinações não fornecem, às vezes, resultados absolutos, devido a muitas

variáveis que podem interferir nestes, sendo, portanto, necessário, em casos de dúvida,

compará-los com resultados fornecidos por outros métodos.

O ensaio à compressão dos testemunhos deve atender a metodologia preconizada na NBR-

5739 (ABNT, 1980). Os testemunhos devem ser preparados por meio de corte de seus

topos por meio de disco diamantado e do remate de suas extremidades por meio de mistura

a base de enxofre.

Com os testemunhos extraídos no túnel, são realizados também ensaios complementares e

em alguns casos bem específicos, para determinar características de acordo com o

problema ao qual se pretende investigar. Ensaios como absorção, índice de vazios,

caracterização petrográfica, contaminação por sulfatos, contaminação por cloretos, entre

outros.

3.2.3.2 – ENDOSCOPIA

Neste método, uma sonda percorre um furo efetuado por uma broca, e então é feito um

levantamento visual de uma seção de concreto do suporte. Por meio da endoscopia é

possível obter informações a respeito da espessura de uma determinada seção, da

existência de poros, avaliação dimensional de vazios, aderência entre camadas etc.

3.2.3.3 – PROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃO

A profundidade de carbonatação é medida utilizando indicadores de pH a base de

fenolftaleína (solução de fenolftaleína a 1% dissolvida em álcool etílico) que é aspergida

sobre o concreto, imediatamente após ter sido removida uma porção superficial de

40

concreto. Por meio de faixas de coloração é possível determinar as regiões carbonatadas.

Por exemplo, se na região não houve redução de pH ela adquire uma coloração

avermelhada, porém se não houver alteração na coloração do concreto, significa que essa é

uma região carbonatada (Figura 3.16). Admite-se como sendo a profundidade de

carbonatação, a faixa sem alteração de cor e que é medida com o auxílio de um paquímetro

(Hatori et al., 2004).

Figura 3.16 - Ensaio de carbonatação (Hatori et al., 2004).

Segundo Andrade (1992), se a troca de cor é ondulada, deve-se tomar pelo menos dez

medidas em pontos diferentes e calcular a média aritmética e a profundidade máxima.

Recomenda-se a medida em certas regiões críticas tais como cantos ao redor de agregados

graúdos e outros pontos onde se esperam profundidades maiores de carbonatação. Deve-se

anotar os locais e a freqüência onde a cor não fica violeta-carmim e permanece apenas

rosada. Algumas fotografias podem ser um interessante complemento dessas

determinações.

Ainda para Andrade (1992), a principal informação que se pretende com esta medida é

conhecer se a carbonatação chegou ou não até a armadura, para poder saber se esta

provocou ou contribuiu à deterioração da estrutura.

3.3 – MÉTODOS DE REPAROS E REABILITAÇÃO DE TÚNEIS

Os métodos de reparo e reabilitação de túneis em concreto projetado são apresentados a

seguir.

41

3.3.1 – FATORES IMPORTANTES NA ESCOLHA DO MÉTODO DE REPARO

Após serem detectadas as anomalias, investigações detalhadas são realizadas para permitir

uma avaliação da estrutura e para que o diagnóstico seja elaborado, baseado em

informações não só do sistema de suporte, mas também das condições hidrogeológicas

existentes no local. Baseado no diagnóstico é possível definir o tipo de trabalho de

recuperação, incluindo reparos e trabalhos de manutenção classificados por ordem de

necessidade e urgência. Os trabalhos de recuperação podem ser feitos em uma ou mais das

seguintes zonas: no maciço circundante, na interface entre o maciço e a estrutura do

suporte, no corpo do suporte, na parte interna do suporte em contato com o interior do

túnel, nos espaços internos úteis da estrutura subterrânea (ITA, 2001).

Para que sejam obtidos reparos duráveis, fatores importantes, como aqueles que afetam o

projeto e a seleção de sistemas de reparo, devem ser considerados como partes de um

sistema composto. Os fatores críticos que governam na prática, em maior parte a

durabilidade de reparos em concretos, são mostrados na Figura 3.17. Estes fatores devem

ser considerados na fase de projeto de modo que o material de reparo selecionado seja

compatível com o substrato existente. Essa compatibilidade é definida como equilíbrio de

propriedades físicas, químicas e eletroquímicas e de dimensões entre o material do reparo e

o substrato de concreto. Entre as propriedades dos materiais que influenciam a

compatibilidade dimensional estão: a retração por secagem, a expansão térmica, o módulo

de elasticidade, e a fluência (Corps of Engineers, 1995).

Atualmente, uma parcela considerável dos gastos no setor da construção civil é relacionada

a reparos. Esses gastos significantes influenciaram o mercado quanto aos materiais de

reparo, técnicas e serviços. Isso é evidenciado pelo grande número de materiais novos e

serviços especializados que respondem a requisitos específicos do mercado de reparos.

Esse incremento de novos materiais, entretanto, fez com que houvesse uma maior

complexidade para a seleção dos materiais e aumento do potencial de ocorrência de

problemas. A avaliação por ensaios e pesquisa não se desenvolveu no mesmo ritmo dos

novos produtos. Assim, os produtos estão sendo empregados mesmo antes de suas

propriedades terem sido comprovadas, e possuírem garantias que responderão aos

requisitos impostos pelos projetistas (Mailvaganam, 2004).

42

Compatibilidadeentre os materiais

de reparo e osubstrato

Condições deserviço e

exposição

Condições decarregamento

do sistemacomposto

Propriedadesdos materiais do

substratoPropriedadesdos materiais

de reparo

Projeto do sistema de reparo

Produção do sistema de reparo

Durabilidade do sistema de reparo

Preparaçãoda

superfície

Processo de reparo

Métodode

aplicação

Aderência

Figura 3.17 − Fatores que afetam a durabilidade dos sistemas de reparo em concreto

(modificado - Corps of Engineers, 1995).

Controlar a infiltração da água é de grande interesse para os operadores de túneis, uma vez

que muitos deles são construídos em grandes profundidades e freqüentemente abaixo do

lençol freático. A infiltração de água é a causa da maioria das deteriorações da estrutura e

dos componentes do túnel, e considerando este fato importante, os métodos de reparo que

são apresentados a seguir estão divididos em: métodos para controlar ou eliminar as

infiltrações de água e métodos de reparo para danos causados por outros fatores com

exceção da água.

3.3.2 – MÉTODOS PARA CONTROLAR OU ELIMINAR AS INFILTRAÇÕES DE

ÁGUA

Segundo a ITA (2001), as categorias de reparos necessários para controlar ou eliminar as

infiltrações de água em túneis são as seguintes:

• Métodos de selar a superfície - aplicada na superfície interior do suporte do túnel, se

tornando uma parte da mesma;

43

• Métodos de condução - aplicada na face interna do suporte do túnel para permitir a

drenagem ou canalizar a água para o arco invertido do túnel e ao longo do túnel para

disposição final;

• Reabilitação do suporte - medidas tomadas para estabelecer ou restabelecer a

impermeabilidade do suporte do túnel;

• Eliminação na fonte - medidas tomadas fora do suporte do túnel, no interior do maciço

circundante.

As categorias citadas acima podem, algumas vezes, ser utilizadas em conjunto com outros

métodos adicionais desenvolvidos para condições específicas, podendo não ser totalmente

identificada com uma ou outra categoria. Sugere-se que um estudo detalhado seja

executado nas principais infiltrações para determinar a fonte, quantidade da infiltração de

água, posição e causa exata da mesma, para que seja possível determinar o método de

reparo adequado para cada caso.

3.3.2.1 – MÉTODOS DE CONDUÇÃO

Em determinadas situações, pode ser necessário redirecionar a água infiltrada para o

sistema de drenagem original do túnel, em caráter provisório, até que uma investigação

mais detalhada possa ser feita e uma solução de longo prazo executada. Também pode-se

utilizar esses métodos onde a capacidade de suporte não seja comprometida pela infiltração

e a operação do túnel não seja indevidamente afetada pela instalação e manutenção desse

sistema.

A Canalização da água infiltrada consiste na instalação de faixas de canaletas, que podem

ser de vários materiais como aço, fibra de vidro, PVC rígido ou flexível, nas fissuras com

infiltração no túnel. Se as infiltrações estiverem ocorrendo nas junções na abóbada do túnel

em um sentido perpendicular ao comprimento do túnel, então placas de borracha de

neoprene podem ser fixadas ao suporte do túnel com canaletas de alumínio (Figura 3.18).

As placas podem ser direcionadas para conduzir a água às laterais do túnel onde pode fluir

no sistema de drenagem do túnel. Um método similar que utiliza calhas de drenagem de

metal é usado às vezes para redirecionar áreas isoladas de infiltração ao sistema de

drenagem (FHA, 2003b).

44

Figura 3.18 − Sistema de drenagem temporário composto de neoprene e canais de

alumínio (FHA, 2003b).

Na Figura 3.19 é apresentado um sistema de drenagem temporário composto de tubo

plástico de 50 mm, com a uma extremidade introduzida no concreto onde há concentração

de infiltrações.

Figura 3.19 − Sistema de drenagem temporário composto de tubo plástico de 50 mm

(FHA, 2003b).

Essa técnica é instalada sem grandes dificuldades, contanto que as áreas a serem tratadas

sejam em pontos localizados. A eficácia do sistema depende primeiramente da

impermeabilização das calhas e do correto dimensionamento do sistema. Encontra-se

muita dificuldade para quantificação do volume de água que infiltra no túnel, então

geralmente é necessário executar inúmeras inspeções, por um período de um a três anos,

uma vez que esses volumes dependem das estações do ano. Esse sistema é muito visível e

interfere na aparência da estrutura, por isso não é recomendável para áreas de acesso ao

público (ITA, 2001).

Canaleta inserida no concreto

Tubulação para condução ao sistema de drenagem original

45

A Membrana impermeável, outra técnica para conduzir a água infiltrada, utiliza uma

membrana flexível e impermeável fixada à face interna do suporte do túnel, por exemplo, o

concreto projetado, que está sujeito a infiltrações. A membrana impermeável conduz a

água para o arco invertido do túnel e finalmente para o sistema de coleta (ITA, 2001).

O processo específico consiste em colocar um material geotêxtil em contato com o suporte

interno existente do túnel, a seguir uma membrana impermeável de PVC, seguida por uma

camada de material que protegerá a membrana, tal como concreto projetado ou outros

materiais anti-incêndio e protetores. A camada de geotêxtil tem a função de fornecer uma

galeria de drenagem fora da membrana impermeável, através da qual a água infiltrada pode

passar livremente e também proporcionar uma proteção contra possíveis danos físicos à

membrana impermeável. Este sistema pode também ser suplementado introduzindo furos

de alívio de pressão no maciço circundante para fornecerem um caminho preferencial para

a água de infiltração, de modo que as pressões hidráulicas adversas não atuem no suporte

(FHA, 2003b).

A membrana projetada ou revestimento de proteção interno consiste em projetar concreto

especial, reforçado com fibras ou malha soldada fixada ao suporte existente. O grau de

impermeabilização depende das propriedades da própria argamassa. A capacidade vedante

do suporte é geralmente suplementada por injeções de partículas e argamasas químicas

entre a interface do suporte existente e o concreto projetado. Esse sistema é eficiente em

estruturas onde a água penetra muito lentamente e no caso de infiltrações ativas, elas

devem ser vedadas por injeção (ITA, 2001).

3.3.2.2 – REABILITAÇÃO DO SUPORTE DE TÚNEIS DANIFICADOS PELA

INFILTRAÇÃO DA ÁGUA

Neste item será discutido o tratamento de trincas no concreto onde ocorrem infiltrações.

Um alerta importante deve ser feito a respeito do material usado para vedar a infiltração de

água no túnel, já que naturalmente esse material injetado entrará em contato com o lençol

freático, podendo causar contaminação.

No tratamento de fissuras, é necessária primeiramente a identificação do tipo de fissura e a

seleção da técnica a adotar. Sendo a trinca ativa ou não, sempre se pretende com o

tratamento, criar uma barreira ao transporte nocivo de líquidos e gases para dentro das

46

fissuras, impedindo a contaminação do concreto e até das armaduras. Para fissuras ativas,

deve-se promover vedação, cobrindo os bordos externos da mesma e, eventualmente,

preenchendo-a com material elástico e não resistente. Já nos casos passivos, para além do

estabelecimento do dispositivo protetor, tem que se garantir que a peça volte a funcionar

como um todo, monoliticamente, ou seja, deve-se fechar a fissura, o que é conseguido pela

injeção de um material aderente e resistente, normalmente resina epoxídica (Souza &

Ripper, 1998).

Para Souza & Ripper (1998), entende-se por injeção a técnica que garante o perfeito

enchimento do espaço formado entre bordas de uma fenda, independentemente do

tratamento restabelecer o monolitismo de fendas passivas, casos em que são usados

materiais rígidos, como epóxi ou caldas, ou para vedação de fendas ativas, que são

situações mais raras, onde injeta-se resinas acrílicas ou poliuretânicas.

A seleção do equipamento deve ser incluída no planejamento de injeção. Os equipamentos

incluem: bombas, furadeiras e centrais de concreto (dosagem e mistura). Para pequenas

quantidades, uma bomba de operação manual é mais adequada, enquanto para maiores

quantidades uma bomba de ar comprimido ou elétrica é necessária. Escalas adequadas de

pressão de trabalho das bombas são de 0,5 bar (50 kPa) a 20 bar (2 MPa) para injeção de

materiais cimentíceos ou minerais. Injeção de outros meios requer sistemas de altas

pressões até 150 bar (15 MPa). Algumas vezes uma injeção secundária requer pressão de

trabalho de até 250 bar (25 MPa). Uma bomba de água ou ar à alta pressão é também

necessária para limpar as trincas e áreas a serem injetadas. Os furos para inserção dos bicos

devem ser feitos com uma furadeira elétrica com alto torque. A seleção do traço e da

central de concreto depende dos materiais a serem utilizados (ITA, 2001). Na Figura 3.20

observa-se um modelo de bomba de injeção.

Segundo a ITA (2001), as seguintes considerações de compatibilidade e adequablidade dos

materiais de injeção são importantes:

• A compatibilidade ambiental dos materiais com o maciço;

• A abertura das trincas ou juntas e o volume de reparos;

• A compatibilidade das propriedades dos materiais de injeção com as propriedades do

suporte do túnel;

47

• Resistência ao carreamento pela infiltração de água, resistência mecânica e aos ataques

químicos;

• Injetabilidade do material selecionado na área da infiltração;

• Pega e características reológicas da mistura;

• A distribuição de tamanho das partículas (apenas materiais cimentíceos);

• A estabilidade de volume da calda para várias temperaturas, umidade e pressão;

• A durabilidade e resistência a longo prazo;

• A viscosidade da calda para condições dadas em campo, como temperatura, e umidade

do ar;

• A disponibilidade e o custo de materiais de injeção.

Figura 3.20 - Bomba de injeção (DIPROTEC, 2004).

Segundo Souza & Ripper (1998), calda (“grout”) é a denominação dada a argamassas

previamente preparadas por empresas especializadas, que têm como principais atrativos a

fácil aplicação, a elevada resistência mecânica e a ausência de retração.

O método mais comum para impedir a infiltração da água em suportes de concretos é

injetar a trinca com calda de partícula ou química. As caldas de partícula são as aquelas

cimentíceas muito finas que produzem preenchimentos não flexíveis e impedem a

infiltração de água pela trinca. As caldas químicas por outro lado podem ser altamente

flexíveis e também ter as viscosidades baixas permitindo que sejam injetadas em fissuras

muito finas. Estas são caras, às vezes tóxicos ou inflamáveis, e requerem um grau elevado

de habilidade para a aplicação apropriada; conseqüentemente, uma compreensão das

48

propriedades químicas e de sua eficácia para a aplicação desejada é essencial. Mesmo com

os inconvenientes de algumas caldas químicas, seu desempenho em parar a infiltração de

água é significativamente superior às de partícula; conseqüentemente, são usadas mais

freqüentemente. É importante salientar que se as caldas químicas só forem permitidas para

locais secos podem não ser eficazes (FHA, 2003b).

Das caldas químicas desenvolvidas até a presente data, a de poliuretano tem funcionado

melhor para aplicações em túnel. Este tipo se expande em uma espuma na presença de

água e sela subseqüentemente a trinca, não permitindo que a água passe. Esta espuma é

também moderadamente resistente a tensões; conseqüentemente pode expandir quando a

trinca continuar a abrir. A injeção da calda feita a baixa pressão por um período

prolongado é mais eficaz que a alta pressão por um período curto. O último pode resultar

em danos adicionais ao concreto (FHA, 2003b).

Além do poliuretano, os “esters acrylate” estão sendo usados também para injetar fissuras.

Os “esters” têm uma vantagem sobre os poliuretanos que dão forma a um gel através da

reação com água e serve como uma barreira à penetração da água na trinca. (FHA, 2003b).

As principais características dos materiais de injeção, segundo MC (2005), são as

seguintes:

• Poliuretano para selamento e impermeabilização - flexível, impermeável, excelente

aderência, grande durabilidade e funciona com água.

• Epóxi-Estrutural - rígido, alta resistência, excelente aderência, grande durabilidade e

não funciona com água.

• Microcimento-Estrutural - rígido, boa resistência, excelente aderência, grande

durabilidade, proteção alcalina, funciona com água.

Para melhores resultados a injeção deve preencher toda a profundidade da trinca, o

máximo possível, para assim promover o melhor selamento para infiltrações de água,

restaurando assim, a integridade estrutural do suporte. Investigações são executadas para

medir a profundidade de trincas em relação à espessura do suporte antes de injetar as

trincas. Essa informação permitirá que os bicos de injeção sejam localizados corretamente,

inclusive o ângulo com a superfície do suporte, e irá ajudar na escolha do tipo apropriado

de acessórios. Se a trinca se estender por toda a espessura do suporte (a estrutura

totalmente trincada), investigações adicionais do maciço circundante serão necessárias para

49

estabelecer o método de injeção adequado (ITA, 2001). Nas Figuras 3.21 e 3.22 é possível

observar exemplos de bicos de injeção e a instalação de dois tipos desses bicos,

respectivamente.

Figura 3.21 - Bicos de injeção (MC, 2005)

(a) (b)

Figura 3.22 - Instalação dos bicos de injeção: a) Bicos de perfuração e b) Bicos de adesão

(MC, 2005).

Normalmente a recuperação das descontinuidades, com aplicação por injeção, de resina

base epóxi, com capacidade de polimerização em presença de água, segue as seguintes

etapas:

i – Corte e demolição do concreto ao longo da descontinuidade (fissura), formando uma

canaleta em forma de “U” (profundidade mínima de aproximadamente 3 cm) até o ponto

em que não ocorra infiltração ou a fissura termine (a execução da canaleta segue

inclusive as ramificações da mesma);

ii – Limpeza com jato de água e aplicação de pintura de “primer” epóxi (polimerização

em presença de água) sobre a superfície das canaletas;

50

iii – Instalação de tubo de PVC flexível corrugado (eletroduto), cortado em meia cana

com tubos de injeção/purgadores espaçados de 30 a 60 cm, ao longo de cada sistema de

canaletas;

iv – Recobrimento dos tubos, preenchendo parcialmente a canaleta com argamassa

cimentícia de pega rápida (polimérica);

v – Fase de teste, após cura da argamassa, com o fechamento dos tubos de injeção e

purgadores, aplicando por meio de um deles pressão, verificando os pontos de falha ou

vazamentos no sistema; fechamento total do sistema por um período de 72 h ao final do

qual se verifica eventual infiltração em pontos não observados na implantação do sistema

de canaletas e tubos.

vi – Se necessário revisão e incorporação ao sistema inicial de canaletas, dos pontos com

infiltração executando os passos de “i” até “v”;

vii – Retirada da água do sistema de tubos, preparo e execução da injeção de resina epóxi

com capacidade de polimerização em presença de água no sistema, iniciando-se nos

bicos inferiores, avançando o processo de injeção para bicos superiores, e

concomitantemente controlando a saída de resina por bicos intermediários, bem como os

limites de pressão, até que se complete a injeção de todo um sistema de tubos;

viii – Após a conclusão e cura da injeção, aguarda-se um período de alguns meses,

enquanto se executam os tratamentos em outras áreas, para a verificação final de

estanqueidade e somente após este período pode ser executado o acabamento com

tratamento do concreto aparente e aplicação de verniz.

Souza e Ripper (1998) apresentam um procedimento semelhante ao citado acima, porém, é

aplicado para qualquer tipo de injeção de trincas, secas ou úmidas, e possui as seguintes

exceções: não executa o procedimento apresentado no item “i”, ao invés disso, eles iniciam

o procedimento com abertura de furos ao longo do desenvolvimento da fissura, com

diâmetro de aproximadamente 10 mm e não muito profundos (30mm), obedecendo a

espaçamento que deve variar entre os 50 mm e os 300 mm, em função da abertura da

fissura (tanto maior quanto mais aberta for), mas sempre respeitando um máximo de 1,5

vezes a profundidade da fissura. Após a limpeza, são fixados tubinhos plásticos (bicos de

injeção) nos furos, de diâmetro um ponto inferior ao da furação, com parede pouco espessa

através dos quais será injetado o produto. A fixação é feita utilizando o próprio adesivo que

selará o intervalo de fissura entre dois furos consecutivos. Para ITA (2001) o espaçamento

entre bicos de injeção é determinado pela viscosidade do “grout” usado, a porosidade do

51

suporte e as dimensões do suporte a ser injetado. Se houver barras de reforço

intersecionando a área da trinca a localização dos furos e bicos de injeção deve ser checada

para garantir que eles não coincidam com o reforço.

Souza & Ripper (1998) recomendam o uso de ar comprimido para testar a

intercomunicação entre os furos e a efetividade da selagem ao contrário do procediemnto

apresentado inicialmente que utiliza água. Eles esclarem também, que quando estiver

injetando um determinado bico, aquele imediatamente a seguir deve estar aberto, devendo-

se prosseguir a injeção até a evidência de saída de material por ele. E sempre que houver

dificuldades na entrada de resina, a pressão de injeção terá que ser mantida por períodos

mais dilatados (15 minutos), devendo ser suspensa caso a pressão se eleve em demasia ou

quando não seja observada nenhuma pressão, o que caracteriza a fuga de resina.

Em alguns casos, para impermeabilização estruturas de concreto, é feito o uso associado

para uma mesma infiltração “mix”, utilizando os produtos do fabricante Viapol “K11” e

“KZ”. O “K11” é um impermeabilizante a base de cimentos especiais e aditivos químicos e

minerais, que penetram na estrutura, formando um gel que se cristaliza na presença da

água. E o “KZ” é uma emulsão adesiva a base de acrílica, utilizado como aditivo

incorporador de aderência e plasticidade à impermeabilização. O “K11 + KZ”, por se tratar

de um sistema rígido, não é recomendado para aplicação em estruturas sujeitas à

movimentação e fissuras. O sistema apresenta as seguintes vantagens: fácil aplicação,

utiliza a água como reagente para impermeabilizar, impermeabilização estrutural, penetra

nos poros da estrutura e se cristaliza, apresenta a mesma resistência e vida útil da estrutura

e possui baixa espessura.

3.3.3 – REABILITAÇÃO DO SUPORTE DETERIORADO POR OUTROS

FATORES COM EXCEÇÃO DA ÁGUA

Este item apresenta noções de reparos para restaurar a integridade estrutural do suporte,

que foi deteriorado devido à fatores como efeitos ambientais, condição operacional,

técnicas inadequadas de construção e envelhecimento, não apresentando reabilitação para

danos causados pela água, que foi apresentado no item anterior. Serão enfocados reparos

utilizados em túneis com suporte em concreto projetado, que é objeto desta pesquisa. Os

métodos de reparo, segundo ITA (2001), podem ser divididos nas categorias abaixo:

• Restauração do concreto por remendo;

52

• Restauração do concreto pela aplicação de concreto moldado in loco, com ou sem

reforço;

• Restauração do concreto pela aplicação de concreto projetado;

• Selamento das trincas no concreto com injeção.

Independentemente do produto ou método utilizado na restauração do concreto em túneis,

a superfície requer uma boa preparação, com remoção do concreto sem aderência, e no

caso de suportes com reforço metálico deve ser feita limpeza de toda corrosão do reforço

metálico e se necessário, a substituição do mesmo.

A lavagem pela aplicação de jatos de água sob pressão controlada é largamente utilizada

como técnica de limpeza e preparação do substrato para a futura recepção do material de

reparação. Normalmente, os jatos são de água fria e muitas vezes são utilizados

simultaneamente com jatos de areia; no entanto, em determinadas situações como, por

exemplo, superfícies muito gordurosas ou com manchas de forte impregnação química,

recorre-se a jatos de água quente, normalmente adicionando-se removedores

biodegradáveis (Souza & Ripper, 1998).

3.3.3.1 – INJEÇÃO DE VAZIOS

O principal método de reabilitação e melhora da estabilidade de suportes é a injeção de

vazios entre o suporte de concreto e o maciço circundante. Em geral, uma injeção de

cimento puro é especificada devido à simplicidade e facilidade de execução. Misturas de

injeções variam as relações água-cimento em volume de ½:1 para 1:1, com adição de areia

especificada para fechar trincas e juntas frias.

O espaçamento entre furos é geralmente de 3 m e localizados nas linhas nascentes da

abóbada e no teto. Furos de injeção também podem ser considerados como sondagens

exploratórias e os dados obtidos, incluindo o volume injetado e a taxa de injeção, são

adicionados a um banco de dados e o plano de reabilitação leva em consideração as novas

informações. A taxa média de injeção é de 8 metros cúbicos por hora e raramente é menor

que 4 metros cúbicos por hora.

53

3.3.3.2 – REPAROS DE DESPLACAMENTOS OU CONCRETO EM MAU

ESTADO

Os reparos de desplacamentos dependem do tamanho e profundidade do mesmo, e podem

ser executados com argamassa polimérica, no caso de pequenos desplacamentos, e para os

maiores, com concreto plástico ou concreto projetado.

Os procedimentos apresentados a seguir, para recuperação dos desplacamentos com

objetivo de preservar a integridade do concreto, foram retirados de FHA (2003b).

O desplacamento superficial sem reforço metálico exposto é executado mais por razões

estéticas do que necessariamente pela integridade estrutural do suporte (Figura 3.23). As

etapas sugeridas para esse trabalho são:

i - Remover todo concreto solto ou delaminado na superfície do desplacamento;

ii - Limpar a superfície do concreto de materiais nocivos;

iii - Cortar em volta da área danificada em ângulo de 20°;

iv - Preencher com argamassa polimérica de reparo na espessura original do concreto.

Nos casos de desplacamentos superficiais, com reforço metálico exposto ligeiramente

corroído, sem perda significativa de seção, então o reparo apresentado na Figura 3.24

poderá ser utilizado, caso contrário deve ser utilizado o reparo para desplacamento

profundo com reforço metálico exposto. A seguir são apresentadas as etapas a serem

seguidas para execução do reparo em desplacamentos superficiais com reforço metálico

exposto:

i - Remover todo concreto solto ou delaminado em volta do reforço metálico exposto;

ii - Limpar o reforço metálico de qualquer corrosão;

iii - Cortar em volta da área danificada em ângulo de 20°;

iv - Cobrir o reforço metálico e a superfície do concreto com demão de material

anticorrosivo;

v - Preencher com argamassa polimérica de reparo na espessura original do concreto.

Deve-se ter certeza que a argamassa e o material anticorrosivo são quimicamente

compatíveis.

54

Concreto existente

Remoção de todo

Corte de toda a profundidade

Linha externa do Linha externa da

do desplacamento

concreto solto

concreto soltoRemoção de todo

concreto desplacado sessão reparada com argamassa polimérica

50 mm max.

Reparo com

Corte em 20°

Superfície limpa

Concreto existente

argamassa polimérica

na profundidadedo desplacamento

antes da aplicação da argamassa

Desplacamento existente Reparo

Planta baixa

Sem escalaCortes

Figura 3.23 - Detalhe do reparo em desplacamentos superficiais sem reforço metálico

exposto (modificado - FHA, 2003b).

Nos desplacamentos profundos com reforço metálico exposto, geralmente, esse reforço

estará corroído. A extensão dessa corrosão pode ser determinada e o concreto deve ser

removido em volta do reforço metálico afetado, com uma largura de no mínimo metade do

espaçamento do reforço, e a profundidade mínima de 25 mm atrás do mesmo. É

recomendado que o corte em volta do perímetro da área desplacada seja de no mínimo 25

mm de profundidade para acomodar o material de reparo com agregado.

55

Concreto

Face do concreto

existente

existente

Reforçoexistente

Corte em 20° na profundidadedo desplacamento Concreto delaminado removido,

reforço metálico exposto limpo edemão com material anti-corrosãoColocação de argamassa polimérica de reforçopara restaurar a espessura original do concreto

75 mm

Concretoexistente

Reforçoexistente

Face do concreto existente75 mm

Concreto delaminado removido,reforço metálico exposto limpo edemão com material anti-corrosivo.

Sem argamassa polimérica

Com argamassa poliméricaSem escala

Figura 3.24 – Detalhe do reparo de desplacamento superficial com reforço metálico

exposto (modificado - FHA, 2003b).

Se o material a ser usado não possuir agregado, a profundidade pode reduzir para 6 mm,

considerando que um agente aderente apropriado será utilizado. Nas Figuras 3.25 e 3.26

são apresentados os reparos para os casos de desplacamentos profundos, com reforço

metálico exposto adequado e inadequado, respectivamente. As recomendações para este

tipo de reparo são:

i - Remover todo concreto solto ou delaminado em volta do reforço metálico exposto;

ii - Limpar as superfícies do concreto e do reforço metálico de materiais nocivos;

iii - Cortar em volta da área danificada;

iv - Providenciar novo reforço metálico onde necessário e sobrepor com o metal existente;

v - Cobrir o reforço metálico e a superfície do concreto com demão de material

anticorrosivo;

vi - Preencher com argamassa polimérica de reparo a área danificada, ao menos que essa

área seja muito larga, quando então se deve utilizar o concreto projetado ou o concreto

56

plástico. Onde o concreto projetado é utilizado, é recomendado o uso adicional de malha

de arame soldado para ajudar no suporte do mesmo.

Concreto existente

Corte com 25 mm de profundidade

Todo concreto solto removido

Todo concreto solto removido

Contorno externo da sessão reparadacom argamassa polimérica,concreto plástico ou concreto projetado

Contorno externo do concreto delaminado

Concreto existente

Concreto existente

Reparo com concreto projetado

Planta baixa

Corte com 25 mm de profundidadde

Limpeza do reforço metálicoexposto com demão de

Todas as superfícieslimpas antes da

aplicação do concreto

Todo concreto delaminado removido

e substituição por reparo com e reforço metálico com corrosão

argamassa polimérica, concreto plástico ou concreto projetado.

Malha de arame soldado com chumbador se for utilizado concreto projetado

Demão de epóxi

ao longo do perímetro da área do reparo com um ângulo de 20°

12 mm min

25 mm min atrás doreforço metálico limpo

*

Sem escala

Sem escala

de material anti-corrosivo.

Instalação das ancoragens em forma de L, injetadas e * espassadas para combinar com o espaçamento do reforço metálico em qualquer área do desplacamento que seja mais profundo que o reforço metálico e com ambas as

Seçãodimensões da superfície maiores que 0,9 m

Sem escala

Figura 3.25 – Desplacamento profundo com reforço metálico exposto adequado

(modificado - FHA, 2003b).

57

Concreto existente

Corte com 25 mm de profundidade

Remação de todoconcreto solto

Contorno externo da sessão reparadacom argamassa polimérica,concreto plástico ou concreto projetado

Contorno externo do concreto delaminado

Concreto existente

Concreto existente

Reparo com concreto projetado

Planta baixa

Corte com 25 mm de profundidadde

Reforço metálico exposto limpo e com demão de

Todas as superfícieslimpas antes da

aplicação do concreto

Remoção de todo concreto delaminado

que tenha perdido sua capacidadee reforço metálico deteriorado

e substituição por reparro com

Malha de arame soldado com chumbador se for utilizado concreto projetado

Demão de epóxi

ao longo do perímetro da área do reparo com um ângulo de 20°

12 mm min

25 mm min atrás doreforço metálico limpo

Instalação das ancoragens em forma de L, injetadas e

*

* espassadas para combinar com o espaçamento do reforço metálico em qualquer área do desplacamento que seja mais profundo que o reforço metálico e com ambas as

Sem escala

Sem escala

Remação de todoconcreto solto

SeçãoSem escala

Emenda do novoreforço metálico com o metal exposto

argamassa polimérica, concreto plástico ou concreto projetado e novoreforço metálico

dimensões da superfície maiores que 0,9 m

material anti-corrosivo.

Figura 3.26 - Desplacamento profundo com reforço exposto inadequado (modificado -

FHA, 2003b).

58

3.3.3.3 – MATERIAIS UTILIZADOS NOS REPAROS DE CONCRETO EM MAU

ESTADO

Segundo ITA (2001) a restauração do concreto é um processo de substituição do concreto

com falta de aderência. Uma restauração apropriada estabelece a integridade estrutural e é

compatível com o concreto adjacente. Os materiais adequados para este fim são:

concreto/argamassa de cimento Portland, concreto/argamassa de cimento Portland

modificado com polímeros, concreto/argamassa de cimento Portland modificado com

epóxi, argamassa polimérica, argamassa epóxi e cimentos especiais.

O concreto moldado requer o uso de fôrmas, sendo necessário espaço disponível para a

montagem das mesmas e um outro problema encontrado é conseguir o preenchimento

completo da área de reparo. Essa técnica tem sido utilizada com sucesso em projetos de

reabilitação onde o túnel fica totalmente fechado para tráfego, por um período de semanas

ou meses, para execução dos reparos. O uso de concreto moldado torna necessária a

utilização de um agente adesivo para promover uma boa aderência entre o concreto

existente e o novo. Após a cura, as fôrmas são retiradas e a remoção é feita em torno de

sete dias, dependendo do critério de projeto (ITA, 2001).

Segundo Helene (1992) argamassas poliméricas são argamassas à base de cimento

Portland modificadas com polímeros, com agregados com graduação adequada e

formuladas especialmente com aditivos e adições que lhes conferem propriedades

especiais. São também chamadas de argamassas de base mineral e o processo de

endurecimento está baseado na reação dos grãos de cimento com a água de amassamento.

Para Souza & Ripper (1998), o adicionamento da resina sintética polimérica à argamassa

de cimento e areia permite reduzir a água de mistura necessária, além de manter a

plasticidade deste material, reduzir a permeabilidade e dar ótimo poder de aderência com o

concreto endurecido.

Segundo Souza & Ripper (1998) as principais características do material concreto quando

aplicado sob projeção são: densidade (e, conseqüentemente, compacidade,

impermeabilidade e baixa porosidade) e capacidade aderente (auto-sustentabilidade),

dispensando o uso de fôrmas, características que, em conjunto, o indicam como material

apropriado para recomposição de seções em um processo de recuperação.

59

Há dois tipos clássicos de aplicação de concreto sob projeção, sendo eles, por via seca e

por via úmida. O processo de projeção por via seca consiste em se efetuar uma mistura

seca ou com pouca umidade, de cimento, areia, pedrisco, aditivo acelerador e às vezes

microssílica. A mistura é transportada até o bico de projeção onde é acrescentada a água

necessária por meio de um anel perfurado (anel umidificador). No caso de aditivo líquido,

ele é adicionado antes de entrar em contato com os materiais secos. Já o processo por via

úmida consiste em se efetuar uma mistura plástica de cimento, areia, pedrisco, água,

aditivos plastificante e superplastificante e às vezes microssílica e/ou fibras. Esta mistura é

transportada através do mangote até o bico de projeção, onde é adicionado o aditivo

acelerador de pega líquido (Silva, 1997).

O uso de polímeros no concreto projetado é bem adequado para reparos em estruturas de

túneis. O reparo é monolítico e adere bem ao concreto existente.A escolha de qual processo

utilizar, via seca ou via úmida, depende da limitação da área a ser reparada e

disponibilidade do equipamento e da mão de obra (ITA, 2001). Conhecer as vantagens e

desvantagens de cada um dos processos de projeção é muito importante para decisão de

qual deles utilizar, por isso são apresentadas a seguir algumas dessas propriedades

conforme ACI 506-66 citado por Silva (1997).

As principais vantagens do processo via seca são: baixa relação água/cimento, alta

velocidade de projeção (melhor compactação), fácil interrupção da projeção, fácil

instalação, operação e manutenção, maior aderência às superfícies úmidas e requer menor

quantidade de cimento, que o via úmida. As principais desvantagens do processo via seca

são: relação água/cimento varia muito em uma mesma estrutura (isto implica uma grande

variablidade da resistência), maior reflexão (da ordem de 25% em massa), que o via úmida,

maior produção de poeira e requer grande volume de ar comprimido e pequena produção

(da ordem de 4 m3/h).

As principais vantagens do processo via úmida são: menor reflexão (menor que 15%) que

o via seca, menor produção de poeira, requer menor volume de ar que o via seca, relação

água/cimento constante (qualidade uniforme do concreto) e grande produção (até 20 m3/h).

E por último, as principais desvantagens do processo via úmida são: alto custo do

equipamento (três vezes mais que o equipamento de via seca), as interrupções podem

causar grandes perdas de concreto e em geral, como a relação água/cimento é maior que no

via seca, as resistências iniciais e finais são menores.

60

3.3.4 – ELIMINAÇÃO DA INFILTRAÇÃO NA FONTE

Em casos extremos ou nos casos onde a infiltração criou um caminho para o transporte do

solo ou da rocha que cercam o túnel, o uso de sistemas de melhoramento do maciço é

necessário para restabelecer a integridade estrutural da massa de solo ou rocha ou para

criar uma zona impermeável em volta do túnel. Uma das técnicas mais adequadas para

eliminar a infiltração na fonte é a injeção de solo ou rocha. O estudo desses sistemas não

será detalhado nesta pesquisa.

61

A metodologia desenvolvida nesta pesquisa está voltada principalmente para túneis

escavados por métodos tradicionais e com revestimento e suporte em concreto projetado,

englobando assim a grande maioria dos túneis de Metrô, construídos no Brasil até o

momento.

4.1 – PLANEJAMENTO DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO

Os objetivos de qualquer trabalho de manutenção são: prolongar a vida útil das estruturas

subterrâneas e manter a segurança de seus usuários. Segundo ITA (2001). Os principais

objetivos para qualquer processo de recuperação são:

• Recriar um ambiente dentro do túnel apropriado para o seu uso;

• Preservar a capacidade estrutural do túnel e resguardar o ambiente externo.

Os componentes básicos para qualquer manutenção e gerenciamento de estruturas

subterrâneas são a inspeção e o diagnóstico. Inspeção significa um exame das condições do

suporte do túnel, identificando, mapeando e cadastrando as anomalias existentes. Já o

diagnóstico significa uma avaliação da investigação, da observação e dos resultados

obtidos identificando as possíveis causas responsáveis pela ocorrência das anomalias, sua

ligação com a deterioração do concreto e a recomendação de eventuais medidas corretivas

que garantam a integridade e a durabilidade do suporte do túnel (Asakura et al., 2003). A

anomalia, como descrevem Serrano et al. (2004), é definida como qualquer deterioração

que ocorre no suporte de concreto, decorrente de reações químicas e ações mecânicas.

44Proposta da Metodologia de Manutenção e Reabilitação

62

A freqüência com que devem ser realizadas inspeções nos túneis baseia-se na idade e nas

condições do túnel. Por exemplo, em túneis novos esse período pode ser de até 5 anos e em

túneis antigos esse período de tempo entre as inspeções deve ser mais freqüente,

possivelmente a cada dois anos. Essa inspeção é complementar às inspeções gerais feitas

diariamente, semanalmente e mensalmente.

A seguir são apresentadas as etapas que devem ser desenvolvidas, desde as providências

iniciais a serem tomadas até a elaboração do diagnóstico do túnel estudado.

4.2 – PROVIDÊNCIAS INICIAIS

Inicialmente deve-se colher informações para conhecer o projeto original e a construção do

túnel. Essas informações são obtidas através da revisão exaustiva das plantas e

especificações existentes, incluindo os projetos originais e as subseqüentes modificações.

Deve-se ressaltar que essa revisão não se estende apenas a projetos estruturais mas também

àqueles que permitam conhecer bem as condições do maciço em que o túnel se encontra,

suas características geológicas e geotécnicas, e as condições hidrogeológicas do local. É

importante ter acesso aos relatórios das obras, para conhecer melhor a construção do túnel

e os problemas enfrentados nesta etapa. Não se deve esquecer de consultar o histórico de

reparos que tenham sido realizados até o momento da inspeção, estudos e também eventos

especiais observados durante a operação do túnel, a exemplo de colisão, incêndio, entre

outros.

É necessário conhecer as condições de segurança do local a ser inspecionado, uma vez que

o mesmo pode apresentar gases perigosos, desplacamentos de concreto, entre outras

condições operacionais que podem causar acidentes. As informações são obtidas através do

operador do túnel. Se o túnel estiver em operação é necessário agendar com antecedência,

junto ao operador do mesmo, dias e horários em que é possível ter acesso ao local. Em

alguns casos esse planejamento deve ser feito com semanas de antecedência.

Pode-se realizar diferentes tipos ou modalidades de inspeção que variam de acordo com o

objetivo desejado na ocasião e na maioria dos casos segue-se a seguinte ordem:

• Inspeção de Planejamento;

• Inspeção Visual;

• Inspeção por Ensaios (Campanha de ensaios);

63

• Inspeção em Situações Especiais.

4.3 – INSPEÇÃO DE PLANEJAMENTO

A inspeção de planejamento que visa efetuar a programação geral das equipes para a

realização da inspeção visual, deve ocorrer antes desta. Nessa inspeção, o engenheiro

responsável deve ter uma visão abrangente do estado geral da estrutura, das dificuldades e

volumes de trabalho que serão desenvolvidos, bem como das necessidades de documentos,

materiais e equipamentos de apoio para a inspeção visual. Para melhor orientar as equipes

de inspeção, deve-se constatar também se há tetos com forros, painéis, equipamentos e/ou

outras interferências que necessitem ser removidos para realização da inspeção visual. A

seguir são apresentados alguns procedimentos dessa inspeção, considerando um estágio de

treinamento realizado em outubro de 2004, junto à equipe de manutenção do Metrô de São

Paulo.

Recomenda-se que com uma antecedência mínima de quinze dias em relação à data

prevista no cronograma geral para que se iniciem as inspeções visuais de um determinado

trecho, o engenheiro responsável pelo planejamento, orientação e coordenação da equipe

de inspeção visual, deve fazer uma inspeção de planejamento no trecho. A princípio, os

únicos materiais e documentos necessários para esta inspeção de planejamento são:

• Prancheta;

• Material para anotações;

• Binóculo;

• Lanterna;

• Todos os desenhos fonte, que gerarão os desenhos base e os croquis previstos para as

inspeções visuais;

• Equipamentos de segurança (colete reflexivo e calçado de segurança);

• Equipamentos para facilitar o acesso (escadas, andaimes e/ou caminhão com braço

mecânico e cesta, entre outros).

Levantadas as informações, o coordenador de equipes ou o engenheiro responsável pela

equipe deve elaborar o planejamento das inspeções visuais daquele trecho na seguinte

seqüência e tomando as seguintes providências:

• Considerando o tempo total disponível previsto e as dificuldades avaliadas na inspeção

de planejamento, dimensionar as equipes;

64

• Listar e providenciar os equipamentos necessários para o desenvolvimento dos

trabalhos, tais como escadas, andaimes, caminhão com braço mecânico e cesta, teodolito

etc.

• Caso haja forros, painéis, equipamentos e outras interferências a serem removidos,

determinar os locais estratégicos de remoção e comunicar à empresa proprietária ou

operadora, para que sejam apresentadas as condições necessárias para essa remoção. De

posse de todas essas informações e tomadas as providências necessárias, deverão ser

preparados os cadernos contendo material de anotações, impressos e desenhos para o

desenvolvimento dos trabalhos de inspeção visual. Finalmente, antes do início das

inspeções visuais, uma ampla reunião deverá ser feita com as equipes para a elaboração do

plano de trabalho.

4.4 – INSPEÇÃO VISUAL

Entre as técnicas utilizadas no processo de inspeção do túnel, uma em especial é

indispensável, a inspeção visual. A metodologia apresentada a seguir para a inspeção

preliminar é baseada naquela apresentada em Serrano et al. (2004) e no aprendizado obtido

no estágio de treinamento junto à equipe de manutenção do Metrô de São Paulo.

A Inspeção Visual consiste no levantamento quantitativo e na avaliação qualitativa das

anomalias existentes nos elementos estruturais dos túneis em questão. Essas informações

visam, primeiramente, fornecer subsídios para a análise da necessidade de ensaios

complementares. Em conjunto com os dados fornecidos pelos ensaios complementares, o

levantamento visa também subsidiar a análise do estado de conservação da estrutura. O

resultado conjunto dessas análises será a base elaboração do diagnóstico final da estrutura.

Deve-se limpar detritos, corrosão, ou outra substância estranha da superfície do elemento

estrutural antes de executar a inspeção.

Para túneis metroviários, os inspetores devem ter atenção extra para evitarem contato com

o terceiro trilho ou sistema de catenária que fornecem energia aos trens. Se possível esse

elemento deve ser desenergizado na área em que a inspeção está ocorrendo. Se a energia

não puder ser desligada sugere-se que o operador do túnel providencie um técnico da

empresa para acompanhar a equipe de inspeção durante os serviços.

65

4.4.1 – EQUIPE NECESSÁRIA PARA A INSPEÇÃO VISUAL

Cada equipe de campo para as inspeções visuais deve ter sempre como supervisor um

engenheiro civil, com experiência na área de inspeção, manutenção e recuperação de

estruturas civis, para orientar os trabalhos e ser o responsável pelos registros de campo.

Além do engenheiro, a equipe mínima necessária para a execução de uma Inspeção Visual

é de três pessoas, sendo uma delas um técnico de nível médio, que tenha conhecimento e

treinamento suficientes para identificar as anomalias e caracterizá-las conforme os

procedimentos padronizados. As outras duas são pessoas auxiliares para apoio aos serviços

técnicos.

4.4.2 – MATERIAIS NECESSÁRIOS

Os materiais necessários para inspeção visual consistem dos equipamentos de segurança e

aqueles para facilitar o acesso ao local inspecionado. Também deve constar máquina

fotográfica, croquis para cadastro das anomalias, prancheta, material para anotações,

binóculo e martelo. O uso de um martelo de madeira para bater no concreto pode ajudar a

identificar, através do som, se existem ou não danos invisíveis a olho nu, já que o som oco

indica presença de defeitos ou desprendimento do concreto.

4.4.3 – CADASTRO DAS ANOMALIAS

É necessário estabelecer um sistema de cadastro em que as anomalias possam ser

registradas e suas localizações compreendidas em referência ao local onde são observadas,

estabelecendo assim, um sistema que permitirá que as inspeções sejam referenciadas,

facilitando o monitoramento futuro da condição das anomalias. Podem ser utilizadas como

pontos de referência, a numeração das estacas de construção, ou as progressivas do túnel.

Para complementar a localização da anomalia em cada trecho, seja ele compreendido entre

estacas ou progressivas em intervalos regulares, é necessário registrar a posição das

anomalias em relação à seção transversal. Esse cadastro com relação à seção transversal é

elaborado de acordo com o tipo de seção existente no túnel em estudo (FHA, 2003a).

A seguir é apresentado o procedimento para cadastrar anomalias em túneis circulares:

66

• Identifica-se através de números, as anomalias perceptíveis visualmente, e sua

localização deve ser feita através da progressiva de projeto do túnel (ou marco de

referência correspondente).

• Para o registro gráfico das anomalias, a seção transversal do túnel deve ser subdividida

em três setores, sendo um correspondente ao teto (definido como a região equivalente ao

arco com ângulo de 60° simétrico ao eixo do túnel) e laterais leste (E) e oeste (W)

(definidas como as regiões compreendidas pelos arcos gerados por ângulos de 60°, para

cada lado). Na Figura 4.1 apresenta-se um exemplo de croquis, utilizado no Metrô-DF para

o túnel Asa Sul.

• As dimensões das anomalias são estimadas e registradas em croquis elaborado em

malha quadrada. Os tamanhos sugeridos para divisões da malha são de 50 cm, sendo

apresentadas na Figura 4.1. Essas divisões da malha devem ser adaptadas conforme as

dimensões do túnel a ser estudado, de forma que o perímetro acima das passarelas seja

dividido em três partes principais: duas laterais e teto.

Figura 4.1- Croquis de cadastramento de anomalias utilizado no Metrô-DF (Brasmetrô,

1999).

As anomalias são identificadas, em seguida desenhadas na malha que representa as paredes

e teto do túnel, utilizando simbologia para caracterizar os tipos de anomalias (na Tabela 4.1

67

pode-se observar um modelo dessa simbologia), estimando suas áreas e por fim

classificando-as (essas classificações se referem às categorias das anomalias que serão

apresentados no item 4.5). O cadastro apresentado em croquis gráfico deve também constar

na forma de planilha.

Além do registro gráfico, algumas regiões devem ser selecionadas para registro fotográfico

e numeradas com tinta na superfície, pintando também uma escala de 1 m, para que

posteriormente se possa colocar a foto em escala, utilizando programas como AutoCAD.

Ainda durante a inspeção visual deve-se observar alguns detalhes com o auxílio de

equipamentos como lupa, medidor de abertura de trincas, martelo etc.

4.5 – ANOMALIAS E SUAS CLASSIFICAÇÕES

A seguir são apresentados alguns defeitos, civil e estrutural, comumente encontrados em

estruturas de concreto, sejam elas em concreto armado, protendido ou projetado, que

devem ser cadastrados durante a inspeção visual e suas respectivas classificações segundo

as bibliografias consultadas. Na Tabela 4.1 se encontra uma legenda de simbologia,

comumente utilizada para classificar as anomalias, similar a utilizada no Metrô-SP.

4.5.1 – EROSÃO DO CONCRETO

Erosão do concreto é a perda gradual e contínua da superfície da argamassa e agregado em

uma área. Segundo FHA (2003a), “scaling” terminologia em inglês para determinar a

erosão no concreto, tem as seguintes classificações:

• Escala pequena - perda da argamassa superficial de até 6 mm de profundidade com

superfície exposta do agregado graúdo.

• Escala moderada - perda da argamassa superficial entre 6 e 25 mm de profundidade,

com perda de argamassa entre os agregados graúdos.

• Escala grave - perda de partículas de agregado graúdo assim como da argamassa que

envolve os agregados. A profundidade da perda de material excede 25 mm.

68

Tabela 4.1 – Simbologia das anomalias em concreto. F

a =Fissura e medida da abertura em milímetros

CSConcreto segregado

CDConcreto desagregado

CIConcreto disgregado/desplacado

EErosão

CCarbonatação em pontos localizados

CCarbonatação em áreasextensas

D Desplacamento em concreto projetado

ESEscorrimento emconcreto projetado

ASArmadura exposta

Cambota metálicaexposta

Inserto metálicocorroído

Cabos e bainhas de proteção expostos

CM

IM

B

Ancoragens de proteção expostos

AP

Deformação da juntade dilatação

DJ

UUmidade/ Infiltração

RAnomalia em reparoanteriormente realizado

DE"embarrigamento" e medida em milímetros

DA

DF Deformação excessiva -

abertura em milímetrosDL

Deformação excessiva -desalinhamento

ME

MD Deformação de elementometálico - defeito

MP

MS

MO

MA Defeito de geometria deelemento metálico - falta

MC

MC Corrosão de elemento metálico - anomalia

AADefeito em aparelho de apoio

JDde dilatação localizado nas bordas

MN Defeito em conexão deelemento metálico

JV Defeito no materialde vedação da junta

JP

PSDano em proteção superfical de obras de terra

ANAnomalia no solo

MF Deformação de elementometálico flecha excessiva

ML FT Número da foto e posiçãoe do observador

DIDefeito no sistemade impermeabilização

DS Drenagem superficialineficiente

MX Defeito em fixação deelemento metálico

Indicação de croqui

Deformação excessiva -d =

"afunilamento" e medida em milímetros

d =

DD

e medida em milímetrosDeformação excessiva - desaprumod =

Deformação excessiva -

f =flecha e medida

Defeito em junta

de dilataçãoDefeito no materialde proteção da juntade dilatação

e medida em milímetrosDeformação de elementoflambagem e medidaem milímetros

N Número da anomalia

DP Drenagem profundaineficiente

generalizada

Corrosão de elemento metálico - anomalialocalizada

de alinhamento

Defeito de geometria deelemento metálico - faltade elemento secundário

Defeito de geometria deelemento metálico - faltade simetria

Defeito de geometria deelemento metálico - faltade planicidade

localizado

Deformação de elementometálico - empenado emedida em milímetrose=

f =

f =

A classificação de perda de material de superfície (“scaling”) segundo Corps of Engineers

(1995) é mais rigorosa, como se pode observar a seguir:

• Pequena - perda da superfície da argamassa sem exposição do agregado graúdo.

• Média - perda da superfície da argamassa entre 5 e 10 mm de profundidade e exposição

do agregado graúdo (Figura 4.2).

• Grave - perda da superfície da argamassa de 5 a 10 mm de profundidade com alguma

perda de argamassa em volta dos agregados com 10 a 20 mm de profundidade, de modo

que o agregado fica claramente exposto e fora do concreto.

• Muito grave - é a perda de partículas de agregado graúdo, assim como da argamassa

superficial e que envolve os agregados, geralmente numa profundidade maior que 20 mm.

69

Figura 4.2 – Perda de material de superfície (“Scalling”) média (Corps of Engineers,

1995).

4.5.2 – FISSURAÇÃO

As trincas ou fissuras são descontinuidades causadas no concreto por forças que

ultrapassam a resistência à tração do concreto. Salvo raras exceções, as estruturas de

concreto são projetadas aceitando o aparecimento de fissuras dentro de determinados

limites, os quais, em princípio, não apresentam nenhum perigo à estrutura. A abertura das

fissuras, espaçamento, posição nos elementos estruturais e configuração podem indicar a

causa ou as causas que deram origem às mesmas. Segundo FHA (2003a), as categorias de

trincas são as seguintes:

• Trincas transversais - Essas são trincas retas, aproximadamente perpendiculares à

direção do vão do elemento de concreto. Elas variam em largura, comprimento e

espaçamento. Essas trincas podem se estender completamente através da laje ou viga como

também através do meio-fio e paredes que apóiam o passeio de segurança.

• Trincas longitudinais - Essas são trincas bastante retas que correm paralelas ao vão da

laje ou viga de concreto. Elas variam em largura, comprimento e espaçamento. As trincas

podem se estender parcialmente ou completamente através da laje ou viga.

• Trincas horizontais - Essas trincas geralmente ocorrem em paredes, mas podem existir

em laterais de vigas onde, ou encaixou a flange ou ocorreu corrosão do aço. Elas são de

natureza similar às trincas transversais.

• Trincas verticais - Trincas verticais ocorrem em paredes e são similares às trincas

longitudinais em lajes e vigas.

• Trincas diagonais - Essas trincas são aproximadamente paralelas às outras em lajes e

são inclinadas com relação ao eixo central da estrutura. Elas são normalmente rasas, de

70

comprimento, largura e espaçamentos variáveis. Quando encontradas em faces verticais de

vigas, elas significam que, potencialmente, existem sérios problemas.

• Padrão ou mapa de trincas - Essas trincas interconectadas variam em tamanho e formam

redes similares àquelas trincas de retração observadas em áreas secas. Elas variam em

largura de apenas visível, trincas finas a aberturas bem definidas.

• Trincas D - Essas trincas são uma série de trincas finas em intervalos bastante pequenos

com padrões aleatórios.

• Trincas aleatórias - Essas são trincas espalhadas irregularmente pela superfície do

concreto. Elas não têm forma particular e logicamente não se encaixam em nenhuma das

classificações descritas acima.

As fissuras em elementos não protendidos podem ser classificadas, segundo FHA (2003a),

de acordo com a abertura média na superfície de concreto:

• Pequena - até 0,80 mm;

• Moderada – entre 0,80 e 3,20 mm;

• Grave – maior que 3,20 mm.

Em elementos protendidos, qualquer trinca maior que 0,10 mm deve ser classificada como

grave e menor que 0,10 mm como moderada.

Já para equipe de manutenção do Metrô-SP as fissuras dentro de limites de norma são

ocorrências naturais do concreto armado, porém quando assumem valores superiores a 0,3

mm configuram-se como anomalias e merecem análise que inclui a determinação da sua

causa. As faixas de variação padrão das aberturas de fissuras são as seguintes:

• Normal - abertura entre 0,05 e 0,3 mm (ocorrência);

• Atenção - abertura entre 0,4 e 0,7 mm (anomalia);

• Crítico - abertura superior a 0,7 mm (anomalia).

4.5.3 – DESPLACAMENTO

O desplacamento é uma depressão, áspera, circular ou oval no concreto. É causada pela

separação ou remoção de uma porção da superfície de concreto revelando uma fratura

rugosa paralela ou levemente inclinada à superfície. Usualmente, uma parte da borda da

depressão é perpendicular à superfície. A disgregação ou “spalling”, como também é

conhecido o desplacamento do concreto, é originado por esforços internos ou externos

71

superiores às condições de resistência do material. Este fenômeno está ligado à solicitação

externa decorrente de ações de valor exagerado (choque ou impacto, esmagamento direto)

e à corrosão de armaduras, quando o esforço for de origem interna, além de reações

internas no material, provenientes da ação deletéria de determinados tipos de agregados

com os álcalis do cimento. O desplacamento pode ser classificado, segundo a FHA

(2003a), como:

• Pequeno - Menos que 12 mm de profundidade ou 75 a 150 mm de diâmetro.

• Moderado - De 12 a 25 mm de profundidade ou em torno de 150 mm em diâmetro.

• Severo - Mais de 25 mm de profundidade e maior que 150 mm em diâmetro, ou

qualquer desplacamento em que o aço do reforço fica exposto.

De forma semelhante, equipe de manutenção do Metrô-SP classifica essas anomalias da

seguinte maneira:

• Superficial - com desprendimento apenas da superfície do concreto em determinada

região, sem exposição da armadura;

• Média - com desprendimento da espessura do suporte em determinada região, com

exposição parcial da seção de armadura;

• Profunda - com desprendimento profundo da espessura do suporte em determinada

região, com exposição total da seção de armadura e/ou exposição de solo ou rocha.

Para o Corps of Engineers (1995) a classificação é a seguinte:

• Desplacamento pequeno - não maior que 20 mm de profundidade e com dimensão

menor que 150 mm em qualquer direção.

• Desplacamento grande - com profundidade superior a 20 mm e dimensão superior a 150

mm em qualquer direção (Figura 4.3).

Figura 4.3 - Desplacamento grande (Corps of Engineers, 1995).

72

4.5.4 – PIPOCAMENTO

O pipocamento se caracteriza por fragmentos cônicos que desprendem da superfície do

concreto deixando pequenos vazios (Figura 4.4). Geralmente, uma partícula de agregado

quebrada será encontrada no fundo do furo, com uma parte do fragmento ainda aderido ao

final do cone de pipocamento, também conhecidos como “pop-out”. É um tipo particular

de desplacamento. Pode ser classificado em:

• Pequeno - Deixando furos de até 10 mm de diâmetro, ou equivalente.

• Moderado - Deixando furos entre 10 e 50 mm de diâmetro, ou equivalente.

• Severo - Deixando furos de 50 a 75 mm de diâmetro, ou equivalente. Pipocamentos

maiores que 75 mm de diâmetro são desplacamentos.

Figura 4.4 - Pipocamento (Corps of Engineers, 1995).

4.5.5 – VAZIOS DEVIDO A PELOTAS DE ARGILA

Há vazios pequenos que são deixados na superfície pela dissolução de pelotas de argila. Os

vazios devido a pelotas de argila ou “Mudballs” como são conhecidos, devem ser

classificadas da mesma maneira que os pipocamentos.

4.5.6 – EFLORESCÊNCIA / CARBONATAÇÃO

É um depósito de hidróxido de cálcio solúvel em água, usualmente branco, formado na

superfície, sendo que a substância emerge do interior da superfície. As carbonatações

segundo os critérios estabelecidos pela CIRIA em 1979, citados por Serrano et al. (2003),

podem se apresentar em três níveis de intensidade (Tabela 4.2).

73

Tabela 4.2 - Classificação do grau de carbonatação (Serrano et al.,2003).

Categoria Classificação

A Severa (apresentando depósitos extensos de carbonatação)

B Moderada

C Desprezível (depósitos de carbonatação com área inferior a 0,5 m²)

A equipe de manutenção do Metrô-SP classifica a carbonatação na inspeção visual da

seguinte maneira:

• Superficial - presença de eflorescência notadamente localizada na superfície do

concreto;

• Média - eflorescência causada pela lixiviação de sais ao longo de toda espessura do

elemento;

• Profunda - idem a anterior, porém acompanhada de mancha marrom-vermelho-

acastanhada originária provavelmente de corrosão de armadura no interior do concreto.

4.5.7 – ÁREA OCA (SEM ADERÊNCIA)

Essa é uma área na superfície do concreto que produz um som oco quando se bate com um

martelo de madeira. Essa anomalia é freqüentemente chamada de concreto laminado.

4.5.8 – CONCRETO SEGREGADO

Para a equipe de manutenção do Metrô-SP o concreto segregado apresenta concentração

heterogênea dos componentes da mistura do mesmo, resultando em uma massa não

uniforme e via de regra, não coesa. Esse fenômeno é congênito e decorrente de falhas

executivas. A segregação do concreto deve ser avaliada por meio do estado em que se

encontra a sua superfície, da seguinte maneira:

• Superficial - com falhas apenas na argamassa superficial do concreto, sem

aparecimento dos agregados graúdos;

• Média - com grandes falhas na superfície do concreto, com aparecimento dos

agregados graúdos;

• Profunda - com profundas imperfeições na superfície do concreto, com

desprendimento dos agregados graúdos ou sem falhas na superfície, com a argamassa de

cobrimento dando conformação à peça, porém contendo vazios em seu interior.

74

O concreto segregado também recebe a denominação mais popular de ninhos de

concretagem. Segundo DNER (1994) esses ninhos de concretagem provocam a redução da

seção resistente efetiva da peça, eliminam a aderência entre o concreto e as armaduras e

expõem as armaduras ao processo de corrosão.

4.5.9 – ESCORRIMENTO

Constata-se o escorrimento quando parte da superfície do suporte se apresenta heterogênea

com relação à textura do acabamento, denotando-se áreas com nítido aspecto de

escorrimento do material projetado. O escorrimento é classificado pela equipe de

manutenção do Metrô-SP da seguinte forma:

• Superficial - escorrimento em ponto localizado;

• Médio - escorrimento em mais de um ponto localizado;

• Grande - escorrimento em toda área localizada do suporte.

4.5.10 – ARMADURA/CAMBOTA METÁLICA EXPOSTA

Armaduras e cambotas quando expostas ao ambiente, por se encontrarem desprotegidas,

sofrem o processo de corrosão do aço. A corrosão das armaduras é classificada pela equipe

de manutenção do Metrô-SP de acordo com o seguinte critério:

• Superficial - armaduras e/ou cambotas expostas não corroídas ou corrosão atingindo o

estágio de simples formação de película de óxido.

• Média - para o caso de peças de concreto armado, corrosão apresentando área da seção

transversal da barra de armadura reduzida em até 20% da seção nominal;

• Profunda - para o caso de peças de concreto armado, corrosão apresentando área da

seção transversal da barra de armadura reduzida em mais do que 20% da seção nominal;

4.5.11 – UMIDADE/INFILTRAÇÃO

A umidade ou infiltração pode ser qualquer ocorrência de passagem ou impregnação de

água junto aos poros do concreto, fissuras, falhas ou aberturas em sua superfície. As

infiltrações segundo os critérios estabelecidos pela CIRIA em 1979, citados por Serrano et

al. (2003), podem se apresentar em cinco níveis de intensidade, conforme Tabela 4.3.

75

Tabela 4.3 - Classificação da intensidade de infiltrações (Serrano et al., 2003).

Intensidade Características

I Região descolorada, com umidade ao toque

II Região apresentando movimento visível de filme de água

III Região apresentado gotejamento pouco intenso (gotas permanecem paradas

por intervalos de tempo superior a 1 min, equivalendo à vazão da ordem de

0,3 l/m² x dia)

IV Região apresentando gotejamento intenso (1 a 300 gotas por minuto,

equivalendo a vazões entre 0,3 e 90 l/m² x dia)

V Região apresentando gotejamento muito intenso e/ou jatos de água pelo

suporte (maior que 300 gotas por minuto, equivalendo a vazões superiores

a 90 l/m² x dia)

A avaliação da infiltração deve ser efetuada através da medição da vazão nas canaletas de

drenagem, em trechos característicos específicos (identificados após a inspeção visual),

para permitir determinar o nível de intensidade a que a anomalia está sujeita.

A equipe de manutenção do Metrô-SP classifica a umidade/infiltração quanto a sua

degradação da seguinte forma:

• Umidade superficial - água originada de infiltração, impregnada nos poros de concreto

saturado, representada pela formação de manchas escuras nas superfícies;

• Gotejamento - água livre, originada de infiltração, impregnada nos poros do concreto

saturado num volume superior à capacidade de retenção do mesmo, provocando a sua saída

em forma de pingos;

• Surgência de água - água livre originada de infiltração, passando pelos poros, fissuras

ou aberturas da superfície do concreto, em vazão tal que promova a sua saída em forma de

veios escorrendo pela superfície.

4.6 – INPEÇÕES POR ENSAIOS (CAMPANHA DE ENSAIOS)

Depois de realizadas as inspeções visuais, e tendo analisado os resultados desse trabalho de

campo, deve-se propor ensaios a serem executados no local e então realizadas as inspeções

por ensaios.

76

A localização, os tipos de ensaios e a quantidade deles são definidos de acordo com as

patologias cadastradas, com o tipo de investigação que se deseja saber, desde ensaios no

suporte do túnel até sondagens para checar as condições do maciço circundante, ou

presença de interferências externas, tais como redes de utilidades públicas (água, esgoto,

drenagem pluvial etc.). Portanto, os ensaios além de avaliar a capacidade estrutural do

sistema de suporte, devem também detectar a fonte (ou fontes) do problema, para que

assim possa ser tratado de maneira mais adequada.

Os tipos de ensaios foram apresentados no Capítulo 3, e a escolha pelo método mais

adequado dependerá do grau de exatidão e detalhamento que se deseja obter,

disponibilidade do equipamento na região e principalmente limitações de ordem financeira,

que sem dúvidas é um fator determinante da campanha de ensaios a ser realizada.

Após a realização dos ensaios deve-se apresentar os resultados dos ensaios executados

destacando as anomalias mais relevantes encontradas. Desta análise poderá resultar uma

conclusão ou a definição da necessidade de novos ensaios para complementar a avaliação

da causa e extensão da anomalia estudada.

4.7 – INSPEÇÕES EM SITUAÇÕES ESPECIAIS

Não se pode definir procedimentos específicos para essa modalidade de inspeção uma vez

que a mesma é requisitada após a ocorrência de algum imprevisto, que podem ser:

acidentes no túnel como colisão de trens, incêndios, obras externas nas proximidades ou

acidentes geológicos que causem alterações no entorno do túnel.

4.8 – ANÁLISE DOS RESULTADOS E PROPOSTA DE DIAGNÓSTICO

A partir do cadastro das anomalias no túnel e baseado em ensaios e na análise dessas

anomalias é possível tomar decisões nos casos mais relevantes e nos outros a decisão pode

ser de apenas fazer o monitoramento ao longo do tempo. Entre as decisões a serem

tomadas nos casos considerados relevantes estão: definir os tipos de reparos e especificá-

los por tipo de anomalia verificada, em função de seu nível de alerta, características e

causas, estabelecendo uma padronização. Quando se opta por monitorar determinadas

anomalias significa que as mesmas não se encontram em um nível para intervenção

imediata, mas podem vir a causar problemas futuros se evoluírem.

77

Então para classificar o tipo de intervenção a ser utilizada numa determinada anomalia,

fatores importantes devem ser considerados como a sua localização, se é visível ao

público, se causa mal estar nas pessoas, se compromete a funcionalidade, se ocasiona

problemas estruturais, a importância de determinada peça estrutural no sistema de suporte

da estrutura como um todo.

Além da classificação pontual das anomalias e das providências emergenciais direcionadas

a cada uma delas, é importante apresentar no laudo técnico as condições gerais do túnel,

analisar a estrutura de maneira global. É preciso fazer uma avaliação das condições dos

resultados estudados, e em seqüência do túnel como um todo, indicando o seu grau de

deterioração, ou seja, além do diagnóstico em nível micro (anomalias), é necessário

também se ter um outro em nível macro (túnel como um todo).

Quando é feito o gerenciamento da estrutura, em termos do processo gradual de

degradação, obtém-se um domínio de seu comportamento evolutivo e é possível atuar nas

estruturas em nível de manutenção preventiva, ou mesmo preditiva em alguns casos. Como

conseqüência desse gerenciamento tem-se um aumento da relação custo/benefício da

manutenção sensivelmente maior tendo em vista que, quanto mais cedo intervir em um

processo de degradação, menor o custo dessa intervenção.

Se nas inspeções e ensaios forem detectadas anomalias críticas que podem por em perigo

os usuários e operadores do sistema e também membros da equipe de inspeção torna-se

necessário tomar uma das medidas críticas descritas a seguir:

• Fechar o túnel até que a anomalia crítica seja removida ou reparada, se tal anomalia

estiver localizada em áreas de acesso a veículos ou trens;

• Deve-se isolar a área do acesso ao público até que a anomalia possa ser reparada;

• Escorar o elemento estrutural, caso necessário.

FHA (2003a) sugere uma classificação para túneis, em função das condições encontradas

nos elementos avaliados nas inspeções e ensaios. Nessa classificação os elementos são

ordenados usando as diretrizes gerais explicadas a seguir: uma ordem numérica de 0 a 9

deverá ser atribuída a cada elemento estrutural, 0 sendo a pior condição e 9 sendo a melhor

condição (Tabela 4.4). Essa classificação é uma forma modificada da descrita no manual

de treinamento de inspetores de pontes publicada pela FHA.

78

A classificação depende da quantidade, tipo, tamanho e localização dos defeitos

encontrados no elemento estrutural como também da proporção que o elemento difere da

sua capacidade estrutural original, sendo que o inspetor deve compreender como o

elemento foi projetado e como o defeito afeta esse projeto.

Tabela 4.4 - Códigos de condições gerais (modificado - FHA, 2003a)

Nota Descrição

9 Construção completamente nova

8 Excelente condição - Defeitos não encontrados

7 Boa condição - Reparos não são necessários. Defeitos isolados encontrados

6 Varia entre condições 5 e 7

5 Condição regular - Requer pequenos reparos, mas o elemento está

funcionando como projetado originalmente. Defeitos pequenos, moderados, e

isolados severos são presentes, mas sem perda significante de seção

4 Varia entre condições 3 e 5

3 Condição ruim - Maiores reparos são necessários e o elemento não está

funcionando como originalmente projetado. Defeitos graves estão presentes

2 Condição séria - Maiores reparos são necessários imediatamente para manter

a estrutura aberta para o tráfego de trens ou automóveis

1 Condição crítica - Necessário o fechamento imediato. Estudo deve ser feito

para determinar a viabilidade de reparar a estrutura

0 Condição crítica - A estrutura está fechada e em estado de ruína eminente

Para túneis classificados na condição 9 ou 8, ou seja, sem presença de anomalias não há

nenhuma atitude a tomar, do ponto de vista de intervenções físicas, mas deve-se agendar

inspeções periódicas para garantir o bom funcionamento da estrutura. Na condição 7, já

podem ser observadas anomalias, mas não são necessárias intervenções físicas, apenas um

monitoramento dessas anomalias.

Já na condição 5 pode-se observar a presença de anomalias, porém as mesmas não

ocasionam sérios prejuízos à durabilidade e a segurança da estrutura, mas se torna

necessária a execução de pequenos reparos. A estrutura classificada na condição 3

necessita de grandes reparos e na condição 2 os mesmos são mais urgentes e comprometem

a funcionalidade do sistema.

79

Os casos 1 e 0 são de condições críticas, sendo paralisada a operação do sistema. Nos casos

classificados como condição 0, o túnel está em estado de ruína eminente, quando então

deverão ser tomadas as medidas necessárias para o escoramento parcial ou total da

estrutura.

80

São apresentados neste capítulo alguns detalhes construtivos do túnel Asa Sul do Metrô do

Distrito Federal (Metrô-DF), a geologia da área em que se encontra e também a

metodologia utilizada nesse trabalho.

Grande parte dos empregos no Distrito Federal está concentrada no plano urbanístico de

Brasília, e apenas 15% da população do DF reside dentro deste plano, fazendo com que

milhares de pessoas desloquem diariamente das cidades satélites e do entorno em direção a

região do Plano Piloto, provocando assim congestionamentos nos horários de pico e

saturação do sistema de transporte coletivo (Metrô-DF, 2005). A construção do Metrô-DF

surgiu para minimizar esses problemas, principalmente aqueles relacionados a transporte.

5.1 – METRÔ-DF

O Metrô do Distrito Federal possui uma extensão de 42 km, ligando a estação rodoviária

de Brasília (passando pela Asa Sul) às cidades satélites de Ceilândia, Samambaia,

Taguatinga, Guará e Águas Claras. Na Figura 5.1 pode-se observar o mapa das linhas do

Metrô-DF.

O trecho Asa Sul é totalmente subterrâneo, com cerca de 7,2 km de extensão. Inicia-se na

Estação Central (rodoviária), apresenta um pequeno trecho para manobras, que se estende

até o início da Asa Norte, passando sob o estacionamento inferior do Setor de Diversões

Sul, e depois segue entre os eixos rodoviários central (eixão) e sudoeste (eixinho W),

percorrendo a Asa Sul até o seu término, nas proximidades da SQS 316, onde volta à

superfície por meio de uma vala a céu aberto (VCA). O trecho estudado nessa dissertação

será detalhado adiante.

55Metrô- DF/ Túnel Asa sul

81

Figura 5.1 - Mapa das linhas do Metrô-DF (Metrô-DF, 2005).

O trecho entre a ponta da Asa Sul e a Feira do Guará tem aproximadamente 5,7 km, todo

em nível (superfície), segue paralelo à Estrada Parque Guará (EPGU), cruzando a estrada

Parque Indústria e Abastecimento (EPIA), em desnível entre o centro comercial Park

Shopping e o supermercado Carrefour, seguindo até o estádio de futebol Pelezão e

chegando à Feira Livre do Guará por intermédio do Parque do Guará.

O trecho entre Guará e Taguatinga, com pouco menos de 10 km, executado no Guará em

trincheira pelo método de vala recoberta (“cut-and-cover”) e o restante em nível.

Acompanha o traçado das linhas de transmissão de alta tensão de Furnas, que atravessa

áreas rurais e o bairro de Águas Claras. Próximo à cidade de Taguatinga sofre uma

deflexão para norte no sentido da Estrada Parque Taguatinga (EPTG), em direção ao centro

da cidade.

O trecho entre Taguatinga e Ceilândia Sul, de aproximadamente 5,8 km de extensão,

possui partes em superfície e partes subterrâneas. Da entrada, na avenida central de

Taguatinga, até a passagem do cruzamento com o viaduto da Av. Sandu, o trecho é

subterrâneo, executado pelo método de vala recoberta (“cut-and-cover”). Depois continua

subterrâneo no túnel Onoyama, construído pela técnica de túnel invertido. Já em nível

novamente, o trecho percorre a via de ligação centro-norte, passando ao lado do estádio de

futebol Serejão e da estação rodoviária de Taguatinga.

82

O trecho Ceilândia, com aproximadamente 6,5 km de extensão, ocorre todo em nível

seguindo toda a extensão da via NM-2, onde termina o trajeto da linha do metrô.

O trecho entre Águas Claras e Samambaia consiste em um ramal que se inicia na região de

Águas Claras, antes da deflexão que a linha sofre na chegada à Taguatinga. Possui 6,0 km

de extensão, todo em nível, acompanhando as linhas de transmissão de alta tensão de

Furnas no interior da cidade satélite de Samambaia.

A escolha pelo trecho do Metrô correspondente ao Túnel Asa Sul, para realizar os

trabalhos desta dissertação se deve ao fato do mesmo estar totalmente subterrâneo. Para um

melhor entendimento das características do Túnel Asa Sul, são apresentados a seguir a

descrição do túnel, os detalhes construtivos e a geologia local.

5.2 – DESCRIÇÃO DO TÚNEL ASA SUL

Nos 7,2 km de túneis, existem nove estações de metrô que correspondem a 828 m de

construção em vala recoberta (“cut-and-cover”), com paredes diafragma pré-moldadas. Na

Asa Sul as estações receberam as denominações de PP1 a PP7 (as iniciais são referência a

Plano Piloto), além das estações Central (EC) e Galeria dos Estados (GAL). A Tabela 5.1

apresenta a localização e identificações, atual e anterior, das estações.

Tabela 5.1 - Localização e identificações das estações na Asa Sul de Brasília.

Estações (Atual) Estações (Anterior) Localização

Estação Central Estação Central Rodoviária de Brasília

Galeria dos Estados Galeria dos Estados Setor Comercial Sul

102 Sul PP-1 Entrequadras 102/103 Sul

104 Sul PP-2 Entrequadras 104/105 Sul

106 Sul PP-3 Entrequadras 106/107 Sul

108 Sul PP-4 Entrequadras 108/109 Sul

110 Sul PP-5 Entrequadras 110/111 Sul

112 Sul PP-6 Entrequadras 112/113 Sul

114 Sul PP-7 Entrequadras 114/115 Sul

83

Pode-se dividir o túnel da Asa Sul em nove trechos, sendo eles compreendidos entre as

estações. Na Figura 5.2 pode-se observar esses trechos, com suas extensões e respectivas

progressivas de projeto.

E.Central

Galeria

PP4

PP1

PP3

PP2

VCA

PP5

PP6

PP7

620

667

622

624

624

626

626

626

1095

Asa Sul

01205

1925

2644

3364

4058

4800

5535

6247

6959

Progressiva (m)

Comprimento do

Estação não Operacional

Estação Operacional

subtrecho (m)

Figura 5.2 - Disposição das estações, progressivas e comprimento dos trechos da Asa Sul.

5.3 – DETALHES CONSTRUTIVOS

Segundo Carvalho (1995), a seqüência de construção foi concebida em escavação,

montagem de cambotas treliçadas, fechamento do arco invertido, suportes primário e

secundário. No Metrô-DF foram utilizados quatro tipos de métodos construtivos (Figura

5.3). A escavação da seção plena foi adotada quando possível, porém nas regiões mais

complexas, devido à geologia ou a interferências externas, foram adotadas seções

parcializadas visando um aumento de estabilidade e diminuição do volume de recalques

gerados. A seguir são descritos, conforme Pinto (1994), os métodos construtivos típicos de

escavação usados no Metrô-DF:

• Método A (seção plena) - escavação da face em seção plena, suporte da calota junto à

face de escavação e fechamento do arco invertido definitivo a uma distância que varia

entre 4,8 e 7,2 m atrás da frente de ataque da escavação.

• Método B (calota com arco invertido provisório) - o túnel é escavado suportando a

calota junto à face de escavação, fechando o arco invertido provisório após a face, a uma

84

distância entre 4,8 e 7,2 m. Posteriormente era escavada a bancada e fechado o arco

invertido definitivo.

• Método C (galeria lateral) - a escavação é feita em galeria lateral à mesma altura da

seção plena. O fechamento da parte correspondente do arco invertido temporário ocorre

logo atrás da face de escavação, com distâncias variando de 4,0 a 5,6 m. O túnel é

alargado, finalizando a escavação da seção total e o suporte de primeira fase.

• Método D (galeria lateral na calota do AIP) - a calota do túnel é parcializada com

galeria lateral, fechando a parte correspondente do arco invertido provisório (AIP) após a

face de escavação, a uma distância de 4,0 e 5,0 m. Em seguida alargou-se a calota e

posteriormente a escavação da bancada e fechamento do arco invertido.

Método A Método B

Método C Método D Figura 5.3 - Métodos construtivos típicos de escavação usados no Metrô-DF (modificado –

Pinto, 1994).

As escavações foram realizadas manualmente, com a ajuda de rompedores pneumáticos

(marteletes), sendo posteriormente o material desagregado retirado da frente de escavação

por retroescavadeiras e caminhões carregadeira.

O suporte durante a fase construtiva foi realizado por cambotas metálicas treliçadas com

espaçamento variando de 0,60 a 1,00 m. No suporte primário foi utilizado concreto

projetado com 21 cm de espessura, e o secundário com concreto projetado aliado à tela

85

metálica do tipo telcon, com espessura de 19 cm. O concreto projetado apresenta um fck de

18 MPa (Pinto, 1994).

Segundo Teixeira (1994), nos emboques para construção dos túneis nas estações, foram

utilizadas técnicas de tratamento do maciço de solo com execução de fileiras de “jet

grouting”, secantes entre si, a fim de melhorar as propriedades geotécnicas do maciço nesta

região muito propensa a instabilidades. Logo, aproximadamente os 5,0 m iniciais dos

emboques apresentam este tipo de pré-suporte. Também foi utilizada uma outra técnica de

reforço do solo através do emprego de enfilagens metálicas injetadas, sendo as mesmas

executadas com tubo “Schedule” 40 com comprimento de 12 m, com manchetes a cada 1,0

m e com uma pressão de injeção de 500 kPa.

Segundo Blanco (1995), o rebaixamento do lençol freático se fez necessário em toda a

extensão entre o VCA e o meio das estações PP-6 e PP-5, nas proximidades da progressiva

2400, onde o nível da água se encontrava entre 10 e 12 m, que pelo projeto se localizaria

entre as geratrizes inferior e superior do túnel e não raras vezes acima da geratriz superior.

No restante do percurso o nível de água não foi encontrado.

5.4 – CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS-GEOTÉCNICAS DO TRECHO ASA

SUL

A geologia e a geomorfologia do trecho Asa Sul foram detalhadas por Macedo et al. em

1994, citado por Carvalho (1995), e posteriormente por Blanco (1995), incluindo aspectos

da geologia estrutural, evolução geológica, hidrogeologia e geologia da Asa Sul. O

programa de investigação do túnel Asa Sul do Metrô-DF contou com mais de 50 furos de

sondagem a percursão, alcançando profundidades de até 40 m, proporcionando o

reconhecimento das feições geológicas do trecho Asa Sul e possibilitando a identificação

do perfil geotécnico do trecho Asa Sul (Figura 5.4).

A geologia da área de estudo, ou seja, da Asa Sul, é formada principalmente de uma

cobertura detrito-laterítica, a qual é constituída por uma espessa camada de latossolos, com

inúmeras concreções lateríticas. O maciço de solo escavado para o túnel é constituído por

uma argila porosa pouco arenosa, eventuavelmente siltosa, marrom avermelhada, de

consistência variando de muito mole a rija, cujos parâmetros geotécnicos encontram-se

resumidos na Tabela 5.2. Estes parâmetros foram obtidos a partir de um amplo estudo de

86

ensaios de laboratório realizado pela Universidade de Brasília para caracterização do

maciço, a fim de serem utilizados pelo Metrô/DF.

Metarritmitos

Argila

Ardósia

Argila porosa

Metarritmitos

Ardósia? ?

? - Incognita geológica

Progressiva (m)1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

PP7PP6

PP5

PP4PP3 PP2 CentralEstados

Galeria dos PP1

1000

1050

1100

Cot

a (m

)

porosa

Nível d´águaGeratriz do túnel

Figura 5.4 – Perfil geotécnico da Asa Sul (modificado – Blanco, 1995).

Tabela 5.2 Parâmetros geotécnicos representativos do maciço em estudo (modificado –

Brasmetrô, 1992).

Parâmetro Símbolo Unidade Faixa de variação Peso específico Seco

Natural γd kN/m3 9,7 – 16,8

Índice de Vazios Natural e0 - 0,96 – 2,01 Limite de Liquidez wL % 25,1 – 78,0

Limite de Plasticidade wP % 18,1 – 58,5 Índice de Plasticidade IP % 4,4 – 43,3

Coesão Efetiva c' kPa 9,0 – 19,0 Ângulo de Atrito Efetivo φ´ -0 9,6 – 28,9

Colapso i % 0 – 11,6 Coeficiente de Empuxo no

Repouso k0 - 0,55

Coeficiente de Permeabilidade

K20 m/s 7,0x10-8 – 8,5x10-5

Coeficiente de Variação Volumétrica

cv m2/s 1,5x10-7 – 5,5x10-7

Índice de Compressão cc - 0,17 – 0,61

Segundo Blanco (1995), entre o Emboque Sul (VCA) e o sul da Estação PP5 ocorre sob a

argila porosa um espesso pacote de ardósia com foleação proeminente e bastante

intemperizada, apresentando acamamento com direção N/NW e mergulho de 20 a 45° para

87

W/SW. Devido ao substrato de ardósia ter características de permeabilidade e infiltração

muito baixas, estabelece-se a existência de um lençol suspenso na argila porosa sobre

ardósia, com o nível de água entre 10 e 12 m a partir da superfície. Este fato interferiu na

construção do túnel desde o VCA até a progressiva 2225 m, causando dificuldades de

rebaixamento do lençol freático e instabilidade de face na escavação do trecho VCA-Shaft

e no emboque norte da PP6.

A partir da porção sul da Estação PP5 até o final do trecho Asa Sul, a argila porosa recobre

solos arenosos a areno-siltosos, desenvolvidos a partir do saprólito de um pacote de

metarritmito arenoso, estando intercalado de camadas centimétricas a métricas de silte-

arenoso fino, derivado de metassiltitos. Os solos originados do saprólito possuem

compacidade fofa a muito compacta, com índice de resistência à penetração (SPT) de 7

golpes até o impenetrável. Muitas porções deste material tiveram o cimento lixiviado,

resultando em níveis de areia friável, que perde a coesão com a diminuição da umidade

natural. Este processo ocasionou perda resistência do maciço, exigindo medidas auxiliares

de sustentação para manter a estabilidade da frente de escavação, tais como aplicação de

concreto projetado na face de escavação e teto durante os avanços, redução do balanço

entre a frente de escavação e o arco definitivo, e a cravação de vergalhões. Uma outra

feição comum neste pacote de metarritmito arenoso é a ocorrência de blocos ou lentes de

quartzito silicificado, de pequenas dimensões, que dificultaram a escavação (Macedo et al.

em 1994, citado por Carvalho, 1995).

Segundo Ortigão (1994), o clima da região se alterna entre uma estação muito seca que

ocorre de abril a setembro e outra chuvosa a partir de outubro com seis meses de duração,

levando a um processo de laterização que consiste na lixiviação de sais solúveis das

camadas superiores e deposição abaixo. Este processo deixa nas camadas superiores de

argila uma grande quantidade de vazios, ou poros, resultando em altos índices de vazios,

baixos pesos específicos. O mesmo autor ainda afirma que o nível de água (NA) é bastante

baixo, exceto na ponta da Asa Sul, onde foi encontrado a cerca de 10 m de profundidade. A

variação sazonal no NA é grande, da ordem de 3 a 4 m.

5.5 – ESCOLHA DO TRECHO PARA ESTUDO

Inicialmente, dentre os trechos apresentados anteriormente e que compõem o túnel Asa

Sul, dois em especial apresentam características interessantes para aplicar a metodologia de

88

manutenção de túneis proposta nesta dissertação, sendo eles: o trecho compreendido entre

as estações VCA e PP7 e o segundo trecho entre as estações Central e Galeria dos Estados.

O trecho VCA-PP7 possui uma extensão de 1095 m e fica entre as progressivas de projeto

0 e 1205 m. O interesse por este trecho se deve ao fato de que 62% de todas as anomalias

cadastradas entre a VCA e a Estação Galeria dos Estados, se encontravam neste trecho.

Essa informação consta dos relatórios técnicos realizados pelas empresas TC/BR e Bureau

de Projetos, contratadas pelo Metrô-DF em 1999, para avaliar as condições da estrutura

civil do túnel Asa Sul.

O segundo trecho de relevante interesse para esta pesquisa está localizado entre as estações

Central e Galeria dos Estados e possui uma extensão de 620 m, entre as progressivas 6247

e 6959 m. O principal fator de destaque para este trecho é o grande número de anomalias

observado no local, em vistoria realizada em setembro de 2004 quando se percorreu toda a

extensão do túnel Asa Sul. Outro fator determinante é que este trecho não foi estudado em

detalhe nos trabalhos técnicos já citados anteriormente, uma vez que na época não se

encontrava concluído o suporte secundário.

Embora o primeiro trecho (VCA-PP7) concentre um número expressivo de anomalias,

analisar o trecho Central-Galeria traz vantagens do ponto de vista de adotar a metodologia

desenvolvida nesta pesquisa, sem a presença de vícios que poderiam ser adquiridos nos

trechos em que já foi realizado o mapeamento das anomalias seguindo os critérios

utilizados anteriormente.

5.6 – RELATÓRIO TÉCNICO BRASMETRÔ – MAPEAMENTO E

ACOMPANHAMNTO DAS ANOMALIAS DO TÚNEL ASA SUL

O consórcio Brasmetrô elaborou alguns relatórios de mapeamento e acompanhamento das

anomalias existentes no túnel Asa Sul. A metodologia utilizada nas inspeções e cadastro de

anomalias está descrita no Capítulo 4. A seguir é apresentado um breve histórico dos

trabalhos desenvolvidos pelo consórcio que deram origem a esses relatórios.

Em dezembro de 1999, segundo Brasmetrô (1999), foi realizada uma inspeção geral no

suporte do concreto do túnel do Metrô-DF, situado entre as progressivas (de projeto) 0 e

6200 m, denominado Túnel Asa Sul, entre os emboques VCA e Estação Galeria dos

Estados. Este trecho também é identificado pelos marcos de referência 2023 e 5123. Nessa

89

inspeção foram cadastradas 1124 anomalias, percebendo que as anomalias se

concentravam no teto e na parede oeste do túnel (Figura 5.5).

Figura 5.5 – Distribuição das anomalias na seção transversal do túnel (Brasmetrô, 1999).

Entre dezembro de 1999 e janeiro de 2001 foram realizadas inspeções para acompanhar o

comportamento de algumas anomalias selecionadas com base nas constatações feitas e na

inspeção geral. O critério adotado para escolha das seções de controle foi a incidência de

anomalias de classes mais críticas (com maior intensidade de infiltração e carbonatação),

além de algumas das anomalias representativas mais freqüentes e típicas.

De forma geral a localização das anomalias pode decorrer de fatores internos ou externos,

sendo que entre os fatores internos pode-se destacar a indução de anomalias pela

ocorrência de regiões com maiores permeabilidades, seja no solo, no concreto ou até

mesmo nos dois. Entre os fatores externos pode-se citar a indução e ocorrência de fontes e

alimentação de água localizadas, como utilidades enterradas. Avaliando os resultados das

inspeções pode-se observar que as anomalias estão concentradas em regiões específicas e

que estas posições não se alteram ao longo do tempo. Constatou-se ainda que em dois

terços dos casos, existe uma relação causal entre a variação das áreas das anomalias

(infiltração e carbonatação) e a variação da precipitação volumétrica total como tempo.

Porém em um terço dos casos não há relação causal direta entre precipitação e área da

anomalia, revelando assim a interferência de outros fatores externos como utilidades

enterradas, manejo de águas servidas etc.(Brasmetrô , 2000a,b,c).

Em função das conclusões parciais obtidas após análise do acompanhamento, foram

realizadas inspeções complementares e ensaios no suporte do túnel, com vistas a subsidiar

a avaliação das condições do concreto e, em função dos resultados desta análise, indicar, se

Parede Leste (E)25%

Parede Oeste (W)34%

Teto41%

90

necessário, intervenções remediativas futuras. Os ensaios no suporte foram realizados nos

meses de novembro e dezembro de 2000.

Segundo Brasmetrô (2003), foram feitos ensaios de potencial de corrosão e as medições

dos parâmetros físicos e químicos realizados junto a 51 anomalias selecionadas para o

acompanhamento mensal e em outras 14 anomalias consideradas como críticas na inspeção

geral de dezembro de 1999, que não foram acompanhadas mensalmente. Entre as

principais conclusões após a análise das 65 anomalias estão:

• Não foram detectadas anomalias em estágio avançado de deterioração que evidenciem

fissuração intensa do concreto ou corrosão de armaduras com formação de óxido de ferro;

• Mais de 80% das anomalias não requerem ações remediadoras, por não ter sido

detectado nenhum processo de deterioração instalado no suporte, porém as mesmas serão

acompanhadas semestralmente ou anualmente e suas características serão periodicamente

reavaliadas.

5.7 – PROCEDIMENTOS REALIZADOS NO TÚNEL ASA SUL

Antes da inspeção de planejamento, para que a mesma pudesse ser realizada, foi necessário

requisitar com certa antecedência o acesso ao túnel, com data e hora marcadas, para que a

equipe de operação do Metrô-DF liberasse o acesso, sempre pensando na segurança dos

técnicos no local. Foi checado também, com os operadores do túnel, se no local havia

riscos de acidentes, decorrentes de desplacamentos de concreto ou presença de gases

perigosos, por exemplo, foi requisitado o desligamento do terceiro trilho para evitar

acidentes.

Em setembro de 2004, realizou-se a inspeção de planejamento no túnel Asa Sul. A equipe

era composta por cinco membros, sendo dois técnicos da UnB (mestranda e orientador) e

três do Metrô-DF (dois engenheiros e um técnico). Teve-se como ponto de partida para

essa inspeção, a Estação Central, percorrendo primeiro o pátio de manobras, retornando em

seguida ao ponto inicial (Estação Central), quando então se iniciou a inspeção nos trechos

subseqüentes, finalizando na VCA. Percorrendo toda extensão do túnel, incluindo o pátio

de manobras, pôde-se observar o estado geral do suporte do túnel e delimitar as áreas que

mereciam maior atenção, devido à concentração de anomalias. Os equipamentos utilizados

nessa inspeção foram lanternas e máquina fotográfica, e para segurança, capacetes.

91

A etapa seguinte foi realizar inspeções visuais mais criteriosas que a inspeção de

planejamento. Novamente, toda a extensão do túnel Asa Sul foi percorrida, sendo

registrado com fotografias alguns dos principais pontos de concentração de anomalias. Os

equipamentos utilizados nessa inspeção foram lanternas e máquina fotográfica, prancheta

para anotações e para segurança, capacetes.

Posteriormente, já tendo sido definido o trecho a ser trabalhado, cujas justificativas foram

apresentadas anteriormente (item 5.5), foram realizados os procedimentos descritos a

seguir.

Foram cadastradas as anomalias desse trecho, seguindo a metodologia apresentada no

Capítulo 4, utilizando croquis e registro fotográfico. Em seguida as anomalias foram

classificadas segundo carbonatação e infiltração, por ser o tipo mais freqüente de anomalia

encontrado no local. Analisando os resultados obtidos com as inspeções visuais e o

cadastro de anomalias foi possível definir áreas em que seriam realizados ensaios

destrutivos e não destrutivos.

A definição de quais ensaios executar baseou-se na disponibilidade de equipamentos,

disponíveis na UnB e outros conseguidos graças a parceria entre universidade e empresa. A

seguir são apresentados os ensaios executados em campo (no próprio túnel) assim como

aqueles executados em laboratório com testemunhos retirados do concreto projetado do

túnel.

5.7.1 – ENSAIOS

A seguir são apresentados os ensaios realizados nesta pesquisa.

5.7.1.1 – ULTRA-SOM NO TÚNEL

A ABNT (1985) descreve sucintamente o ensaio e estabelece as condições de preparação

da superfície do concreto a ser ensaiada.

A aparelhagem do ensaio, que é portátil e permite leitura digital, é composta das seguintes

partes (Figura 5.6):

• Circuito gerador – receptor;

• Circuito emissor;

92

• Transdutor emissor;

• Transdutor receptor;

• Circuito medidor de tempo;

• Cabos coaxiais;

• Barra de referência (a barra de referência é utilizada para aferição do aparelho de ultra-

som).

Figura 5.6 - Aparelho de ultrassom utilizado.

A preparação da superfície a ser ensaiada segue as seguintes etapas:

• Os corpos-de-prova ou componentes de concreto a serem ensaiados devem ter as

superfícies planas, lisas e isentas de sujeira;

• As superfícies que não sejam suficientemente lisas devem ser regularizadas através de

processos mecânicos ou com camada de pasta de cimento, gesso ou resina epóxi, numa

espessura mínima a fim de possibilitar bom acoplamento com os transdutores.

Para realizar esse ensaio nas paredes do túnel, utilizou-se uma camada de gesso para

adequar os procedimentos de ensaio, na superfície do concreto projetado, que tem um

acabamento originalmente rugoso (Figura 5.7).

93

Figura 5.7 - Procedimento de preparo da superfície.

A seguir são apresentados os procedimentos para execução do ensaio:

• Calibração do aparelho usando a barra de referência que possui velocidade conhecida

para a propagação da onda ultra-sônica.

• Acoplamento dos transdutores, o que requer a aplicação de uma fina camada de

acoplante entre as superfícies da peça e dos transdutores para a perfeita transmissão das

ondas ultra-sônicas (utilizou-se como acoplante a vaselina).

• Posicionamento dos transdutores sobre a superfície do concreto a ser ensaiado, sob

pressão e de acordo com o arranjo para transmissão indireta (Figuras 5.8, 5.9 e 5.10).

• Medida das distâncias entre os eixos dos transdutores feita com máximo rigor.

E R2 R3R1

L1

L2

L3

Figura 5.8 - Transmissão indireta (modificado – ABNT,1985).

94

Figura 5.9 - Pontos em que se realizou o ensaio de ultrasom.

Figura 5.10 - Execução do ensaio de ultrassom.

5.7.1.2 – ESCLEROMÉTRICO

Este ensaio é descrito na ABNT (1995b). A aparelhagem necessária à execução do mesmo

é a seguinte:

• Esclerômetro de reflexão;

• Ferramentas acessórias tais como disco ou prisma de carborundum para polimento

manual da área de ensaio.

As áreas ensaiadas devem ser preparadas por meio de polimento enérgico com prisma ou

disco de carborundum através de movimentos circulares. Toda poeira ou pó superficial

95

deve ser removido a seco, preferencialmente. Deverá ser evitada a aplicação de

esclerômetro em superfícies úmidas ou carbonatadas como também sobre agregados,

armaduras, bolhas etc. Portanto, o ensaio esclerométrico não seria recomendado para o

concreto projetado devido à rugosidade do mesmo, e isso interferiria nos resultados

medidos, optando-se assim por realizar os ensaios no arco invertido (parte inferior do

túnel) cuja superfície possui um acabamento liso (concreto moldado). Talvez esse ensaio

possa ser realizado no próprio concreto projetado, se for passado máquina politriz dotada

de acessórios para desgaste e polimento da superfície do concreto.

Com relação aos impactos, em cada área de ensaio, devem ser efetuados no mínimo nove e

no máximo 16 impactos. É aconselhado que esses impactos sejam uniformemente

distribuídos na área de ensaio, e como pode ser observado na Figura 5.11 utilizou-se uma

malha quadrada com 16 pontos de impacto.

Figura 5.11 - Execução do ensaio esclerométrico com a malha quadrada.

5.7.1.3 – EXTRAÇÃO E PREPARAÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA

Na NBR-7680 encontram-se os procedimentos a serem realizados para obtenção dos

corpos-de-prova (ABNT, 1983). Os testemunhos são retirados da estrutura a ser avaliada,

por meio de máquina contendo coroa diamantada rotativa (extratora), também conhecida

como serra copo. O diâmetro utilizado foi de 75 mm, com refrigeração à água.

Como pode-se observar na Figura 5.12, primeiro furou-se a superfície do concreto com

uma furadeira com o objetivo de inserir o “parabolt” (tipo especial de parafuso de fixação)

96

e em seguida fixou-se ar a máquina extratora à parede do túnel por meio do “parabolt”. A

extração do testemunho pode ser observada na Figura 5.13.

Figura 5.12 - Seqüência de procedimentos para fixar a extratora na parede do túnel: a)

Execução do furo colocação do “parabolt”; b) “Parabolt” instalado; c) Fixação da

extratora; d) Vista geral da extratora fixada na parede do túnel.

Figura 5.13 - Extração dos testemunhos de concreto projetado.

a

c d

b

97

Os pontos escolhidos para extração dos testemunhos de concreto, no trecho entre as

estações Galeria dos Estados e Central, ficaram restringidos pela dificuldade de condução

de água ao local, indispensável para refrigeração da extratora, já que só há pontos de água

nas estações e não se dispunha de mangueira suficientemente longa para conduzir a água a

locais mais afastados do emboque. Considerando esses empecilhos, os testemunhos de

concreto foram extraídos em ponto próximos aos emboques das estações Galeria dos

Estados e Central. Na escolha dos pontos exatos para extração, optou-se por locais com

aparências distintas, ou seja, com presença de anomalias (por exemplo, carbonatação) e

outro sem indícios de deterioração, com o objetivo de fazer comparações entre os

resultados dos ensaios realizados nos testemunhos.

Os testemunhos não devem conter materiais estranhos ao concreto, como por exemplo,

barras de aço, e devem ser íntegros. Aceitam-se testemunhos com barras de aço em direção

ortogonal ao eixo do cilindro, porém a área da seção de aço não deve ser superior a 4% da

área da seção transversal do testemunho.

Depois de extraídos das paredes do túnel, os testemunhos foram cortados por meio de

disco diamantado para obtenção de corpos-de-prova utilizados nos ensaios apresentados

em seguida. Nas Figuras 5.14 e 5.15 pode-se observar um exemplo de testemunho e o corte

do mesmo, respectivamente. O diâmetro do corpo-de-prova deve ser de 15 cm, exceto

quando isto não for possível, porém, nunca menor do que três vezes a dimensão máxima

característica do agregado graúdo. A relação altura/diâmetro do testemunho capeado deve

ser igual a dois, nunca maior. Quando isso não for possível, a NBR-7680 indica uma tabela

para correção relativa à relação h/d (ABNT,1983).

Figura 5.14 – Aspectos do corpo-de-prova: a) Detalhe do topo do corpo-de-prova antes do

corte; b) Testemunho retirado do concreto projetado.

a b

98

Figura 5.15 - Corte dos corpos-de-prova: a) Vista geral da máquina de corte; b) Detalhe do

corte dos corpos-de-prova.

5.7.1.4 – ULTRA-SOM NOS CORPOS-DE-PROVA

Para execução do ensaio de ultra-som nos corpos-de-prova utilizou-se a metodologia

apresentada na ABNT (1985), e que foi discutida no item 5.7.1.1, com as seguintes

exceções: não foi necessário regularizar a superfície (nesse caso o topo do corpo-de-

prova), pois já estava em boas condições para execução do ensaio uma vez que havia sido

cortado, e também o arranjo utilizado na transmissão, que nesse caso é direta (Figura 5.16).

Figura 5.16 – Ensaio de ultra-som em corpos-de-prova.

5.7.1.5 – MEDIDA DA PROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃO

Após a extração dos foi aplicada a solução alcoólica de fenolftaleína com auxílio de pincel

nas paredes do furo, estando o local seco. A medida da profundidade de carbonatação foi

realizada com auxílio de régua milimetrada, sendo considerada igual a medida da faixa

sem alteração de cor uma vez que a região em que não houver redução do pH ganha uma

a b

99

cor avermelhada e na região carbonatada não há alteração da coloração do concreto. Na

Figura 5.17 pode-se observar uma das medidas da profundidade de carbonatação executada

no túnel.

Figura 5.17 - Medida da profundidade de carbonatação.

5.7.1.6 – ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE

Segundo ABNT (1995a), os procedimentos descritos NBR 9779 para execução desse

ensaio são:

• Secar os corpos-de-prova em estufa, anotando antes suas massas;

• A etapa seguinte é a imersão parcial dos corpos-de-prova em água, conforme

recomendado pela norma, sendo feitas medidas de massas em intervalos de tempo

predeterminados.

A absorção de água por capilaridade é calculada dividindo o aumento de massa pela área

de seção transversal da superfície do corpo-de-prova em contato com a água, de acordo

com a seguinte equação:

SBAC −

= (5.1)

Sendo:

C = absorção de água por capilaridade, em g/cm2;

A = massa do corpo-de-prova que permanece com uma das faces em contato com a água

durante um período de tempo especificado, em g;

B = massa do corpo de prova seco, assim que este atingir a temperatura de (23±2)°C, em g;

100

S = área da seção transversal, em cm2.

5.7.1.7 – ABSORÇÃO DE ÁGUA POR IMERSÃO, ÍNDICE DE VAZIOS E MASSA

ESPECÍFICA

Para execução desses ensaios nos corpos-de-prova utilizou-se a metodologia apresentada

na NBR 9778 (ABNT, 1987). Os procedimentos executados para realização do ensaio são:

• Determinar a massa do corpo-de-prova ao ar e mantê-lo em estufa, fazendo essas

medidas após permanência na estufa de 24, 48 e 72 h;

• Em seguida deve ser feita a saturação do corpo-de-prova seguindo as recomendações

da norma, determinando a massa em intervalos de tempo predeterminados;

• Após completar a saturação procede-se a pesagem em balança hidrostática, anotando a

massa da amostra imersa em água.

Determinadas as massas, de acordo com os procedimentos especificados na própria norma,

deve-se fazer os seguintes cálculos:

• Absorção após imersão em água à temperatura de (23±2)°C, em porcentagem = [(B-

A)/A]x100;

• Índice de vazios após saturação em água, em porcentagem = [(B-A)/(B-D)]x100;

• Massa específica real = [A/(A-D)].

Sendo:

A = massa, em g, da amostra seca em estufa;

B = massa, em g, da amostra saturada em água à temperatura de (23±2)°C com superfície

seca;

D = massa, em g, da amostra, após saturação em água à temperatura de (23±2)°C.

5.7.1.8 – RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO

Esse ensaio atende à metodologia preconizada pela NBR 5739 (ABNT,1980). A extração e

preparo dos corpos-de-prova foram apresentados no item 5.7.1.3, o remate de suas

extremidades (capeamento) foi executado com mistura à base de enxofre (Figura 5.18). Em

seguida foram ensaiados os corpos-de-prova utilizando a prensa hidráulica para rompê-los.

Nas Figuras 5.19 e 5.20 pode-se observar a prensa utilizada no ensaio e o detalhe do corpo-

de-prova sendo rompido, respectivamente.

101

Figura 5.18 - Corpo-de-prova capeado com exofre.

Figura 5.19 - Prensa utilizada para romper os corpos-de-prova.

Figura 5.20 - Detalhe do ensaio de resistência à compressão.

102

Neste Capítulo serão apresentados os dados obtidos nas inspeções e nos ensaios realizados

no túnel Asa Sul e em laboratório com os testemunhos extraídos do concreto projetado.

Serão discutidos os resultados obtidos nestas atividades e por fim apresentada uma análise

das inspeções.

6.1 – APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS

A seguir são apresentados os resultados obtidos por meio de inspeções, cadastro de

utilidades públicas e ensaios, sendo estes, executados em laboratório e no próprio túnel.

6.1.1 – INSPEÇÕES

A seguir são apresentados os dados obtidos nas inspeções, englobando croquis, registro

fotográfico e tabela com classificação das anomalias. Entre as dificuldades encontradas na

realização das inspeções pode-se citar a dificuldade de acesso ao teto do túnel por não se

dispor de meios para isso, tais como caminhão com plataforma móvel, ou até mesmo

andaime. Dessa forma, restringiu-se algumas atividades que poderiam ter sido executadas,

como a pintura do contorno e numeração das anomalias para futuro monitoramento da

evolução das mesmas.

6.1.1.1 – CROQUIS

Na Figura A.1 é apresentada a legenda utilizada nos croquis de cadastro das anomalias, que

são principalmente infiltração e carbonatação. Os croquis foram elaborados primeiramente

em campo durante as inspeções visuais e com auxílio de prancheta, papel e lápis.

Posteriormente, em escritório, foram elaborados os croquis apresentados no Apêndice A,

66Apresentação e Discussão dos Resultados

103

utilizando a ferramenta de desenho AutoCAD, totalizando dezessete pranchas, contento

cada uma quatro intervalos de 4 m, delimitados por marcos topográficos (MT) (Figuras

A.2 a A.18). Iniciando na progressiva 6959 correspondente à Estação Central e finalizando

na progressiva 6247 já na Estação Galeria dos Estados. Além das anomalias, são também

indicados nos croquis os pontos de visada das fotografias.

Os marcos topográficos encontram-se pintados nas paredes do túnel, têm distanciamentos

médios de 4 m e são apresentadas em Brasmetrô (1997f), caracterizadas pelas coordenadas

N e E. A finalidade desse relatório é a locação de ferragem de espera da via suporte dos

trilhos e posicionar as formas para execução das vigas longitudinais. Apesar das marcas

topográficas serem marcações da via permanente, podem ser utilizadas como uma boa

aproximação das medidas relacionadas ao eixo do túnel (progressivas).

6.1.1.2 – REGISTRO FOTOGRÁFICO

São apresentadas no Apêndice B as fotografias obtidas nas inspeções visuais e que

registram as anomalias observadas, assim como as condições gerais de conservação do

suporte do túnel de ligação entre as estações Central e Galeria dos Estados (Figuras B.1 a

B.31).

6.1.1.3 – PLANILHA DE REGISTRO DAS ANOMALIAS

Na Tabela C.1 é apresentado o registro das anomalias contendo a numeração seqüencial, a

localização (MT), a posição em relação à seção transversal do túnel, a área e a

classificação quanto ao grau de infiltração e carbonatação destas anomalias, utilizando os

critérios estabelecidos pela CIRIA, apresentados no Capítulo 4.

6.1.2 – CADASTRO DA REDE DE UTILIDADES PÚBLICAS

O cadastro da rede de utilidades públicas foi obtido em Brasmetrô (2000c). Como não se

dispunha dessas plantas em meio digital, tornou-se necessária a digitalização das mesmas

por meio de "scanner" e, utilizando a ferramenta Auto-CAD, foram obtidas as plantas

apresentadas nas Figuras D.1 a D.5. Na Figura D.6 é possível observar a localização dessas

plantas em relação ao traçado do túnel.

104

Analisando as plantas da rede de utilidades públicas e cruzando os dados do cadastro de

anomalias, pode-se correlacionar as possíveis causas das anomalias, cadastradas no túnel

durante as inspeções visuais, com a presença de vazamentos originados da rede de

utilidades públicas (rede de água, esgoto e drenagem pluvial), que interceptam o eixo do

túnel, no trecho entre as estações Central e Galeria dos Estados. Nas plantas é possível

observar o valor da progressiva de projeto do túnel em que a rede intercepta o eixo do

túnel, a cota em que a mesma se encontra, em relação à superfície do terreno, além das

coordenadas N e E de alguns pontos.

6.1.3 – ENSAIOS

A seguir são apresentados os resultados obtidos por meio dos ensaios não destrutivos e

daqueles realizados em testemunhos extraídos do concreto projetado e executados em

laboratório, sendo estes por sua vez destrutivos.

6.1.3.1 – ULTRA-SOM NO TÚNEL

O acabamento do concreto projetado dificulta a execução do ensaio, sendo necessária a sua

regularização com gesso, aplicado com auxílio de espátula metálica. A operação tem que

ser realizada rapidamente para que a massa de gesso não seque e dificulte ainda mais o

procedimento. Apesar de ter sido utilizada vaselina para melhorar o contato dos

transdutores com o substrato de gesso, ainda houve dificuldade de conseguir um bom

contato, sendo necessárias várias tentativas até que a transmissão fosse efetuada com

sucesso.

Os pontos ensaiados localizaram-se próximos aos locais de extração dos corpos-de-prova,

com a finalidade de comparar as condições do concreto projetado em um mesmo local por

meio de vários ensaios. Foram realizados ensaios em cinco pontos, sendo que a

nomenclatura desses pontos ensaiados acompanhou a numeração dos corpos-de-prova

extraídos. Dessa forma, o P1 foi ensaio realizado ao lado do ponto de extração do primeiro

corpo de prova, e assim sucessivamente. Devido à proximidade dos locais de extração dos

corpos-de-prova CP3 e CP4, foi feito apenas um ensaio de ultra-som neste local, sendo

nomeado de P3.

A seguir são apresentados os resultados dos ensaios de ultra-som executados nas paredes

do túnel Asa Sul, no trecho compreendido entre as estações Central e Galeria dos Estados.

105

Nas Tabelas 6.1 a 6.5 pode-se observar as distâncias entre os pontos de localização dos

transdutores, e também os tempos de percurso da onda ultra-sônica entre o emissor e o

receptor. Nas Figuras 6.1 a 6.5 têm-se os gráficos das distâncias percorridas versus os

tempos de percurso nos pontos onde foram realizados os ensaios de ultra-som. Nos

mesmos gráficos é possível observar as linhas de tendência assim como a equação da reta

por meio da qual foram calculados os valores das velocidades da onda ultra-sônica em cada

ponto ensaiado, sendo a velocidade igual à inclinação da reta. O resumo das velocidades

obtidas é apresentado na Tabela 6.6.

Tabela 6.1 - Resultados do ensaio de ultra-som executado no túnel para o ponto 1.

P1

Distância (m) Tempo (s*10-6)

L1 0,4 T1 162,0

L2 0,8 T2 308,0

L3 1,2 T3 452,2

P1

y = 0,0028x - 0,0474

00,20,40,60,8

11,21,4

0 100 200 300 400 500

Tempo (s*10-6)

Dis

tânc

ia (m

)

Figura 6.1 – Gráfico para determinação da velocidade ultra-sônica no ponto 1.

Tabela 6.2 - Resultados do ensaio de ultra-som executado no túnel para o ponto 2.

P2

Distância (m) Tempo (s*10-6)

L1 0,4 T1 236,6

L2 0,8 T2 465,2

L3 1,2 T3 606,2

106

P2

y = 0,0021x - 0,1264

00,20,40,60,8

11,21,4

0 100 200 300 400 500 600 700

Tempo (s*10-6)

Dis

tânc

ia (m

)

Figura 6.2 - Gráfico para determinação da velocidade ultra-sônica no ponto 2.

Tabela 6.3 - Resultados do ensaio de ultra-som executado no túnel para o ponto 3.

P3

Distância (m) Tempo (s*10-6)

L1 0,4 T1 281,0

L2 0,8 T2 530,0

L3 1,2 T3 767,0

P3

y = 0,0016x - 0,0657

00,20,40,60,8

11,21,4

0 200 400 600 800 1000

Tempo (s*10-6)

Dis

tânc

ia (m

)

Figura 6.3 - Gráfico para determinação da velocidade ultra-sônica no ponto 3.

Tabela 6.4 - Resultados do ensaio de ultra-som executado no túnel para o ponto 5.

P5

Distância (m) Tempo (s*10-6)

L1 0,4 T1 176,0

L2 0,8 T2 460,0

L3 1,2 T3 785,0

107

P5

y = 0,0013x + 0,1787

00,20,40,60,8

11,21,4

0 200 400 600 800 1000

Tempo (s*10-6)

Dis

tânc

ia (m

)

Figura 6.4 - Gráfico para determinação da velocidade ultra-sônica no ponto 5.

Tabela 6.5 - Resultados do ensaio de ultra-som executado no túnel para o ponto 6.

P6

Distância (m) Tempo (s*10-6)

L1 0,4 T1 204,0

L2 0,8 T2 630,0

L3 1,2 T3 886,0

P6

y = 0,0011x + 0,1411

00,20,40,60,8

11,21,4

0 200 400 600 800 1000

Tempo (s*10-6)

Dis

tânc

ia (m

)

Figura 6.5 - Gráfico para determinação da velocidade ultra-sônica no ponto 6.

Tabela 6.6 – Resumo das velocidades das ondas ultra-sônicas obtidas no ensaio.

Ponto Velocidade (m/s)

P1 2.800

P2 2.100

P3 1.600

P5 1.300

P6 1.100

108

6.1.3.2 – ESCLEROMÉTRICO

O ensaio esclerométrico não pôde ser executado no concreto projetado pela rugosidade do

mesmo, pois interferiria nos resultados medidos. Esse ensaio foi aplicado no arco

invertido, ainda nas paredes, sendo em concreto moldado o suporte nessa região. Foram

feitas as malhas quadradas compostas de dezesseis pontos de medição e realizadas as

medidas como especificado em norma (Figura 6.6). Talvez esse ensaio possa ser realizado

no próprio concreto projetado, se sua superfície for aplainada com uma esmerilhadeira ou

equipamento similar, mas nesta pesquisa não foi feita nenhuma tentativa.

Figura 6.6 - Esquema do ensaio esclerométrico com 16 pontos de impactos.

Calcula-se a média aritmética dos dezesseis valores individuais dos índices esclerométricos

correspondente a uma única área de ensaio, devendo ser desprezado todo índice

esclerométrico que esteja afastado em mais de 10% do valor médio obtido e calcula-se a

nova média (ABNT, 1995b). Na Tabela 6.7 são apresentados, para cada ponto, os índices

esclerométricos individuais medidos no ensaio, as médias, calculadas considerando as

recomendações citadas anteriormente, as médias aritméticas e os desvios padrões desses

valores.

6.1.3.3 – MEDIDA DA PROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃO

As medidas das profundidades de carbonatação obtidas nos ensaios no túnel são

apresentadas na Tabela 6.8.

1 2 3 4

5 86 7

9 10 11 12

13 1614 15

109

Tabela 6.7 - Resultados do ensaio esclerométrico executado no túnel.

Pontos / Índice

esclerométrico P1 P2 P3 P4

1 39 35 34 38

2 40 37 34 40

3 39 42 34,5 40

4 43 42 36 40

5 41 39 34 40

6 39 41 37 40

7 39 40 38 40

8 40 40 38 37

9 37 39 36 39

10 38 40 38 43

11 40 42 37 40

12 33 40 37 40

13 36 39 38 40

14 39 40 39 42

15 39 39 37 42

16 37 39 36 39

Média Aritmética 38,7 39,6 36,5 40

Desvio Padrão 2,24 1,82 1,63 1,46

Média (ABNT,1995b) 38,8 39,9 36,5 40

Tabela 6.8 – Profundidades de carbonatação.

Ponto Profundidade de Carbonatação (mm)

P1 20

P2 27

P3 36

P4 30

P5 18

P6 0

110

6.1.3.4 – EXTRAÇÃO E PREPARAÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA

Foram extraídos seis testemunhos em concreto projetado, utilizando serra copo de 75 mm

de diâmetro, ficando os testemunhos com diâmetro médio de 72 mm e comprimentos

variados, sendo determinados pela quebra acidental do mesmo durante o corte.

Com o testemunho 1, obteve-se três corpos-de-prova após o corte, sendo eles denominados

de CP1A, CP1B e CP1C. Os testemunhos 2, 3 e 4 deram origem a apenas um corpo-de-

prova cada, sendo respectivamente CP2, CP3 e CP4. Já os testemunhos 5 e 6, geraram dois

corpos-de-prova cada um, CP5A, CP5B, CP6A e CP6B, respectivamente. Nas Figuras 6.7

e 6.8 pode-se observar o aspecto do CP1A e CP3, respectivamente. Na Tabela 6.9 são

apresentadas as dimensões dos corpos de prova, sendo três medidas para cada dimensão,

diâmetro e altura, e apresenta-se também a média aritmética das mesmas. Esses valores

apresentados são utilizados nos ensaios realizados nos corpos-de-prova.

Figura 6.7 - Corpo-de-prova 1A.

Figura 6.8 - Corpo-de-prova 3.

111

Tabela 6.9 – Dimensões dos corpos-de-prova.

1 2 3 Média

Altura(mm) 91,50 91,95 91,60 91,68 CP1A

Diâmetro (mm) 71,80 72,00 72,00 71,93

Altura 98,40 97,40 98,10 97,97 CP1B

Diâmetro 72,00 71,80 72,10 71,97

Altura 89,80 89,55 90,30 89,88 CP1C

Diâmetro 72,10 72,10 72,30 72,17

Altura 99,50 100,00 100,25 99,92 CP2

Diâmetro 72,00 72,00 72,20 72,07

Altura 80,45 80,30 80,45 80,40 CP3

Diâmetro 72,20 72,15 72,25 72,20

Altura 121,10 121,40 121,40 121,30 CP4

Diâmetro 71,80 71,70 71,90 71,80

Altura 77,70 78,80 78,90 78,47 CP5A

Diâmetro 72,10 72,05 72,00 72,05

Altura 85,80 86,60 85,80 86,07 CP5B

Diâmetro 72,00 72,00 71,85 71,95

Altura 95,20 95,00 96,80 95,67 CP6A

Diâmetro 72,10 72,00 72,20 72,10

Altura 106,65 106,90 107,45 107,00 CP6B

Diâmetro 72,00 72,15 72,15 72,10

6.1.3.5 – ULTRA-SOM NOS CORPOS-DE-PROVA

Foi utilizada a técnica de transmissão direta, posicionando os transdutores nos topos dos

corpos-de-prova. Os valores do tempo foram medidos no aparelho de ultra-som, sendo

efetuadas três medidas para cada corpo de prova, e a velocidade calculada pela divisão

entre a altura média do corpo-de-prova e o tempo médio de propagação da onda ultra-

sônica. Os resultados obtidos nesse ensaio são apresentados na Tabela 6.10.

112

Tabela 6.10 – Resultados dos ensaios de ultra-som nos corpos-de-prova.

1 2 3 Média

Tempo (s*10-6) 25,30 25,20 25,30 25,27 CP1A

Velocidade (m/s) 3.629

Tempo (s*10-6) 24,00 24,00 24,00 24,00 CP1B

Velocidade (m/s) 4.082

Tempo (s*10-6) 24,40 24,40 24,40 24,40 CP1C

Velocidade (m/s) 3.684

Tempo (s*10-6) 27,10 27,00 27,00 27,03 CP2

Velocidade (m/s) 3.696

Tempo (s*10-6) 22,80 22,80 22,90 22,83 CP3

Velocidade (m/s) 3.521

Tempo (s*10-6) 33,20 33,10 32,70 33,00 CP4

Velocidade (m/s) 3.676

Tempo (s*10-6) 20,80 20,80 20,80 20,80 CP5A

Velocidade (m/s) 3.772

Tempo (s*10-6) 21,60 21,60 21,60 21,60 CP5B

Velocidade (m/s) 3.985

Tempo (s*10-6) 24,70 24,60 24,60 24,63 CP6A

Velocidade (m/s) 3.884

Tempo (s*10-6) 29,10 29,20 29,30 29,20 CP6B

Velocidade (m/s) 3.664

6.1.3.6 – ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE

Na Tabela 6.11 são apresentados os valores obtidos no ensaio de absorção de água por

capilaridade, executados nos corpos-de-prova extraídos do suporte do túnel.

Tabela 6.11 – Valores obtidos no ensaio de absorção de água por capilaridade.

Corpo-de-prova A (g) B (g) S (cm2) C (g/cm2)

1A 835,30 776,6 40,64 1,44

1C 814,90 773,2 40,90 1,02

5B 814,00 775,7 40,66 0,94

6 894,50 852,5 40,83 1,03

113

6.1.3.7 – ABSORÇÃO DE ÁGUA POR IMERSÃO, ÍNDICE DE VAZIOS E MASSA

ESPECÍFICA

Os valores medidos nesse ensaio, para as massas dos corpos-de-prova CP1A, CP1C, CP5B

e CP6, são apresentados na Tabela 6.12. Os resultados calculados para índice de vazios,

absorção de água por imersão e massa específica real são apresentados nas Tabelas 6.13,

6.14 e 6.15, respectivamente.

Tabela 6.12 –Resumo das massas medidas no ensaio de absorção por imersão.

Massas

CP A (g) B (g) D (g)

1A 775 842,8 473,05

1C 771,3 833,2 469,2

5B 774,6 827,4 477,5

6 850,8 913,5 524,8

Tabela 6.13 – Resultados de índice de vazios.

CP Índice de vazios (%)

1A 18,34

1C 17,01

5B 15,09

6 16,13

Tabela 6.14 - Resultados de absorção de água por imersão.

CP Absorção (%)

1A 8,75

1C 8,03

5B 6,82

6 7,37

114

Tabela 6.15 - Resultados de massa específica real.

6.1.3.8 – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

Na Tabela 6.16 observa-se os resultados obtidos no ensaio de resistência à compressão de

corpos-de-prova cilíndricos, obtidos conforme a ABNT (1980). A resistência à compressão

deve ser obtida, dividindo a carga da ruptura pela área da seção transversal do corpo-de-

prova.

Tabela 6.16 – Resultados do ensaio de resistência à compressão de corpos-de-prova

cilíndricos.

CP Carga de ruptura (MN) Área * 10-6( m2) Resistência (MPa)

1B 0,1300 4063,97 32,0

2 0,1000 4079,05 24,5

3 0,0800 4094,15 19,5

4 0,0825 4048,92 20,4

5A 0,1000 4077,16 24,5

6B 0,1300 4082,82 31,8

Por se tratar de corpos-de-prova extraídos, foram efetuadas as correções prescritas pela

ABNT (1983), sendo que os valores de resistência corrigidos encontram-se na Tabela 6.17.

Nas Figuras 6.9 a 6.13 são apresentados os tipos de ruptura para os corpos-de-prova

ensaiados, com exceção do CP6B que não foi registrado.

Tabela 6.17 – Valores de resistência à compressão corrigidos pela ABNT (1983).

CP 1B 2 3 4 5A 6B

Resistência corrigida (MPa) 29,0 22,4 16,7 19,6 20,9 29,5

CP Massa específica real

1A 2,57

1C 2,55

5B 2,61

6 2,61

.

115

Figura 6.13 – Ruptura colunar do CP5A.

Figura 6.9 – Ruptura colunar do CP1B.

Figura 6.10 – Ruptura cisalhada no topo do

CP2.

Figura 6.11 – Ruptura cisalhada do CP3.

Figura 6.12 - Ruptura cisalhada no topo do

CP4

116

6.2 – ANÁLISE DOS RESULTADOS

A seguir são analisados resultados de procedimentos e ensaios executados em laboratório e

no próprio túnel.

6.2.1 – INSPEÇÕES

De maneira geral, o que se pôde observar na primeira inspeção, de planejamento, em que

toda a extensão do túnel Asa Sul foi percorrida, é que o mesmo se encontra em boas

condições de conservação, sendo observados alguns pontos com carbonatações e

infiltrações, concentrados no último trecho (PP7 e VCA), sendo justificado pelo fato de

estar localizado abaixo do lençol freático. Vale lembrar que esse trecho em específico

concentrou uma alta porcentagem (65 %) de todas as anomalias cadastradas pelo

Brasmetrô em inspeção realizada nos dias 14 e 18 de dezembro de 1999, que estudou o

túnel Asa Sul entre VCA e Estação Galeria dos Estados.

É importante ressaltar que as anomalias acorrem na sua grande maioria quando há uma

descontinuidade no concreto, seja ela de material, de técnica construtiva utilizada ou de

interrupção na execução, gerando assim pontos de caminho preferencial para passagem de

água, e sendo esta uma das maiores causadoras de danos em estruturas subterrâneas. Pode-

se dizer que nesses pontos onde ocorrem descontinuidades, o concreto perde a

característica de ser impermeável. Por isso, vê-se claramente nas fotos apresentadas no

registro fotográfico das inspeções, que as anomalias se concentram nos emboques, no

encontro do arco invertido, executado em concreto moldado, com as paredes e o teto do

túnel que possuem suportes primários e secundários em concreto projetado e também no

encontro dos poços de ventilação com o túnel.

Foi observado também que algumas anomalias diminuíram de tamanho, deixando

resquícios de manchas de infiltração que já foram maiores, refletindo assim a variação

dessas manchas com o passar do tempo, provavelmente ligada a sazonalidade, ou até

mesmo ao processo conhecido como cicatrização endógena. Esse fenômeno é devido ao

aumento da formação de carbonato de cálcio preenchendo os vazios permeáveis do

concreto dificultando a percolação de água pelo local.

117

6.2.2 – CADASTRO DE ANOMALIAS

Ao todo foram cadastradas 285 anomalias, englobando principalmente aquelas do tipo

carbonatação e infiltração e apenas cinco são anomalias de outros tipos, tais como reforço

devido aos tubulões cortados na época da construção do túnel. Nesse cadastro, os números

de anomalias presentes nos lados oeste e leste foram praticamente iguais, sendo

respectivamente 34 e 38% do total de anomalias cadastradas. A região do teto por sua vez

apresenta os 28% restantes das anomalias (Figura 6.14).

Para comparação dos resultados do cadastro de anomalias elaborado nessa pesquisa com o

apresentado nos Relatórios do Brasmetrô, devem ser feitos os seguintes esclarecimentos:

no cadastro de anomalias executado nessa pesquisa o que se chama Lateral Leste

corresponde a Parede Oeste dos relatórios do Brasmetrô, e por sua vez a Lateral Oeste

significa Parede Leste, devido aos sentidos distintos utilizados para inspeção, o que nessa

pesquisa seguiu o sentido decrescente das progressivas (Central – Galeria dos Estados).

Diferentemente dos resultados apresentados por Brasmetrô (1999), em que as anomalias se

concentraram no teto (41%), seguido da parede leste (25%) e parede Oeste (34%).

Corrigindo essas informações para convenção utilizada nesta pesquisa, têm-se pra o teto

(41%), Lateral Oeste (25%) e Lateral Leste (34%).

Em termos de áreas dessas anomalias pode-se afirmar que 29% da área de anomalias estão

localizadas na lateral oeste, já na lateral leste e no teto têm-se 44 e 27%, respectivamente,

como se pode observar na Figura 6.15. Considerando apenas as anomalias do tipo

carbonatação e infiltração, que são no total 280, tem-se que as áreas médias para as laterais

oeste e leste, e a região do teto apresentam os respectivos valores: 4,55, 6,13 e 5,34 m2.

Portanto se forem postas em ordem as regiões da seção transversal do túnel, considerando

a distribuição por número, por área total e da área média das anomalias, a região

denominada Lateral Leste vem sempre em primeiro lugar, apresentando os maiores

índices, seguida pela Lateral Oeste e por último o Teto.

118

Distribuição das Anomalias

Teto28%

Lateral Oeste34%

Lateral Leste38%

Figura 6.14 – Distribuição das anomalias

cadastradas.

Distribuição das Anomalias em Termos de Área

Teto27%

Lateral Oeste29%

Lateral Leste44%

Figura 6.15 – Distribuição das anomalias em

termos de área.

A Figura 6.16 apresenta um comparativo do número de ocorrência das diferentes classes e

intensidades de anomalias, nas três regiões: lateral oeste, lateral leste e teto.

CI CII BI BII AI AII AIIILateral Oeste

Lateral Leste01020304050607080N° de

anomalias

Categoria

Distribuição das anomalias

Figura 6.16 – Comparativo da distribuição de anomalias por classificação e região.

Na Figura 6.17 que apresenta a distribuição das anomalias por classificação, sendo que no

gráfico A, B e C estão as representações das porcentagens por classificação das anomalias

nas três regiões definidas no cadastro, lateral oeste, teto e lateral leste. No gráfico D é

possível observar a mesma representação feita para cada região, só que agora para o túnel

inteiro, apresenta o mesmo comportamento das regiões particulares. A presença de

anomalias de classe C e intensidade I, supera 60% das anomalias cadastradas em todos os

casos. As anomalias classificadas como CI apresentam carbonatação desprezível em área

inferior a 0,5 m² e área descolorada com umidade ao toque. Aquelas anomalias mais graves

apresentam porcentagens muito baixas de ocorrência, sendo um bom indicativo do grau de

conservação que se encontra o trecho do túnel estudado.

119

Distribuição de Anomalias Lateral Oeste do Túnel

CII7%(7)

BI22%(21)

AI1%(1)

BII7%(7)

CI63%(60)

Distribuição de AnomaliasTeto do Túnel

CII11%(8)

BI13%(10)

AI3%(2)

BII3%(2)

CI70%(54)

Distribuição de AnomaliasLateral Leste do Túnel

CII7%(8)BI

12%(13)

AI3%(3)

AII2%(2)

AIII1%(1)

BII8%(9)

CI67%(72)

Distribuição de Anomalias no Túnel

CII8%(23)BI

16%(44)

AI2%(6)

AII1%(2)

AIII0%(1)

BII6%(18)

CI67%(186)

Figura 6.17 – Distribuição das anomalias por classificação: a) Lateral oeste do túnel; b)

Teto do túnel; c) Lateral Leste do túnel e d) No túnel inteiro.

Na Figura 6.18 é apresentada a distribuição de anomalias com áreas inferiores a 1 m² em

relação às regiões lateral oeste, lateral leste e teto. Tendo comportamento quase uniforme,

sendo um pouco concentrado na lateral leste. Já na Figura 6.19 são observadas as

porcentagens de áreas inferiores a 1,00 m², novamente com relação as três regiões, sendo

que nos três casos, essas anomalias correspondem em média a 50% do total das anomalias

cadastradas.

Na Figura 6.20 é possível observar a localização de cada anomalia em relação à seção

transversal e o eixo do túnel. Como o cadastro foi feito utilizando os MT (Marcos

Topográficos), marcações existentes nas paredes do túnel, que não apresentam uma ordem

numérica, foi utilizada uma medida nomeada de metragem, para cada MT existe uma

metragem em Brasmetrô (1997f), onde não são obtidos esclarecimentos do significado real

dessa medida e seu ponto de origem, assim como também não foi obtida essa informação

(a) (b)

(c) (d)

120

em consulta a equipe do Metrô-DF. Mesmo desconhecendo o significado real da

metragem, ela foi utilizada por fornecer uma representação das distâncias percorridas no

túnel. Para a localização em termos da metragem, o emboque da Estação Central

corresponde a metragem 32641,58660 e a Estação Galeria dos Estados a 32024,8644. Não

se conseguiu uma relação direta dos marcos topográficos utilizados na marcação de campo

da via permanente do túnel com as progressivas de projeto.

Distribuição de AnomaliasInferiores a 1m²

w32%

teto29%

e39%

Figura 6.18 – Distrubição de anomalias com áreas inferiores a 1m² nas três regiões do

túnel.

Figura 6.19 – Porcentagem de anomalias inferiores a 1m² por região da seção do túnel: a)

Teto; b) Lateral Oeste e c) Lateral Leste.

Anomaliasinferiores a 1m2

Lateral Oeste

A>1m251%

A<1m249%

Anomaliasinferiores a 1m2

Teto

A>1m245%

A<1m255%

Anomaliasinferiores a 1m2

Lateral Leste

A<1m254%

A>1m246%

(a)

(b) (c)

121

Vale lembrar que a região entre as ordenadas -2 e 2 representa o teto, entre -2 e -7 a região

oeste, e entre 2 e 7 a região leste. Fazendo a análise da Figura 6.20, são observados pontos

no eixo do túnel com maior concentração de anomalias, tendo distribuição mais uniforme

no início da Estação Galeria dos Estados, e em seguida são destacados dois trechos em há

grande concentração de anomalias, sendo que no primeiro o número delas é maior. Os

trechos entre as regiões com concentração de anomalias apresentam uma aparência boa,

sem presença de anomalias e em bom estado de conservação. Como já discutido

anteriormente em relação às regiões da seção transversal do túnel, as anomalias são

distribuídas quase uniformemente.

Concentração das anomalias no eixo do túnel

-7-6-5-4-3-2-101234567

MT

Reg

ião

da s

eção

tran

sver

sal

Figura 6.20 – Concentração de anomalia por região ao longo do eixo do túnel.

As Figuras 6.21 e 6.22 representam a distribuição de anomalias em termos de áreas em

toda a extensão do túnel estudado, considerando também as regiões em que se encontram.

A Figura 6.22 é um detalhe da Figura 6.21, para áreas com até 14 m2, com o objetivo de

observar melhor a região próxima à origem e com grande concentração de anomalias,

significando presença de grande proporção de anomalias com pequenas áreas.

Foram observadas anomalias que caracterizam a presença de solo carreado através do

suporte do túnel, e recomenda-se uma análise mais detalhada das mesmas, por parte do

Metrô-DF, para que sejam determinadas as causas dessas anomalias (Figuras B.8, B.20,

B.21, B.22 e B.23).

122

Distribuição das anomalias no eixo do túnel

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

MT

A (m

²)

Lateral OesteLateral LesteTeto

Figura 6.21 - Distribuição da anomalias ao longo do eixo de túnel considerando as três

regiões.

Distribuição das anomalias no eixo do túnel

0

2

4

6

8

10

12

14

32.000 32.100 32.200 32.300 32.400 32.500 32.600 32.700

Metragem

Áre

a (m

²)

Lateral OesteLateral LesteTeto

Figura 6.22 – Distribuição da anomalias ao longo do eixo de túnel considerando as três

regiões (detalhe das anomalias com área inferiores a 14).

6.2.3 – CADASTRO DA REDE DE UTILIDADES PÚBLICAS

É importante lembrar que além de tentar correlacionar as anomalias observadas no túnel

com a rede de utilidades públicas, deve-se analisar outros componentes que podem estar

influenciando o surgimento de anomalias no local, tais como ligação das anomalias com a

123

sazonalidade, por meio de componentes como a pluviosidade e nível do lençol freático,

não esquecendo também da rede de utilidades privadas que se encontra enterrada.

Foi constatado pelo consórcio Brasmetrô que a maior causadora de infiltrações no túnel

Asa Sul é presença de defeitos na rede de águas pluviais, sendo detectados vários

problemas como falta de aderência entre as manilhas, vazamentos das caixas etc., que por

sua vez, podem ser causados pela má execução e/ou falta de manutenção e limpeza dos

sistemas de drenagem.

Ao tentar relacionar as anomalias cadastradas nessa pesquisa com a rede de utilidades

públicas apresentada no Brasmetrô (2000c), deparou-se com um problema grave. Em

princípio, não se conseguiu uma relação entre os marcos topográficos e as progressivas de

projeto, sendo essa relação necessária para que fosse feita a verificação de interferências da

rede com o cadastro executado, uma vez que o cadastro utiliza as progressivas para

estabelecer os pontos em que elementos da rede cruzam ou se aproximam do eixo do túnel.

Inicialmente foi feita a tentativa de relacionar esses cadastros, utilizando as coordenadas

geográficas fornecidas nas respectivas plantas obtidas em Brasmetrô (2000c) e as

coordenadas dos marcos topográficos presentes em Brasmetrô (1997f), porém as mesmas

não coincidiam. Na região próxima Estação Central, os pontos são ainda mais distintos,

chegando inclusive a ocorrer progressivas nas plantas que corresponderiam a pontos que

interceptam o eixo do túnel, mas na verdade, considerando como verdadeira as

progressivas fornecidas pelo Metrô-DF para início e fim das estações, ultrapassam a

progressiva correspondente ao fim do túnel Asa Sul, mesmo considerando o pátio de

manobras. Após consulta ao projetista do túnel, foi informado que no projeto inicial do

túnel, a obra chegaria até as progressivas 7516, apresentadas em Brasmetrô (2000c), mas o

projeto foi modificado e o túnel atualmente termina na progressiva 7410,5.

A solução encontrada para realizar tal análise foi utilizar as coordenadas topográficas

existentes em Brasmetrô (1997f) para os marcos topográficos, e as coordenadas dos pontos

de intersecção das utilidades públicas com o eixo do túnel. Como ferramentas de desenho

foram utilizados o programa AutoCad e uma planta já elaborada no mesmo programa que

contém as estações e o túnel do metrô-DF.

124

Foram escolhidos os trechos com maiores concentrações de anomalias, e como se pode

observar no gráfico da Figura 6.23, estão bem definidos quatro intervalos com presença de

anomalias, sendo intercalados por trechos praticamente com ausência dessas anomalias e

com o suporte de concreto projetado em ótimo estado de conservação. Os marcos

topográficos que delimitam esses trechos são apresentados na Tabela 6.18.

Concentração das anomalias no eixo do túnel- croquis

-7-6-5-4-3-2-10123456732.000 32.100 32.200 32.300 32.400 32.500 32.600 32.700

Metragem

Figura 6.23 – Trechos com concentração de anomalias ao longo do eixo do túnel.

Tabela 6.18 – Trechos com concentração de anomalias.

Trecho Intervalo (Marcos Topográficos)

1 5104 – 1374/43

2 5224 – 5234

3 5244 – 5274

4 1372/27 - 5344

Como se pode observar no trecho 1 (amarelo), o mais próximo da estação Galeria dos

Estados, as anomalias são distribuídas homogeneamente e sua concentração não é grande.

Nesse trecho, o eixo do túnel é interceptado em quatro pontos por rede de águas pluviais,

três por esgoto e uma de água potável, em pontos bem distribuídos nesse intervalo. Pode-se

Trecho 1 Trecho 2 Trecho 3 Trecho 4

125

atribuir a presença de anomalias nesse trecho a possíveis vazamentos na rede de utilidades

públicas próximas ao túnel, devendo ser feitas avaliações mais detalhadas.

No trecho 2 (azul) só há ocorrência de utilidade pública interceptando o eixo do túnel em

um ponto, sendo identificada como rede de água potável, e no trecho 3 (vermelho) elas não

ocorrem. Quanto ao trecho 4 (rosa), há presença de rede de águas pluviais interceptando o

eixo do túnel, em dois pontos, sendo o primeiro localizado um pouco antes do início do

trecho e o segundo logo a seguir. No trecho em que há nitidamente uma maior

concentração de anomalias por comprimento linear de túnel (trecho 3), não se tem relação

direta com a rede de utilidades públicas, devendo ser analisadas as outras possíveis fontes

responsáveis pelo grande número de anomalias no local.

É importante esclarecer que não só quando a rede de utilidades públicas estiver

interceptando o eixo do túnel, ela poderá ser responsável pela água que infiltra no túnel e

danifica o seu suporte. Tal fato também depende da distância em que o vazamento se

encontra em relação ao túnel e das características do maciço circundante no local. Para

determinar a causa das anomalias no suporte do túnel, deve ser monitorada a relação das

mesmas com a precipitação, o nível d´água do local e até com a umidade relativa do ar,

além de fazer a análise da água que infiltra e por meio de suas propriedades determinar a

origem da mesma, isto é, se é proveniente de drenagem pluvial, água potável ou mesmo

esgoto.

6.2.4 – ENSAIOS

A seguir são apresentados os ensaios destrutivos e os não-destrutivos realizados em

laboratório e no suporte do túnel Asa Sul do Metrô-DF.

6.2.4.1 – ULTRA-SOM NO TÚNEL

A qualidade do concreto pode ser avaliada, de acordo com a Tabela 6.19, apresentada por

Fernandes et al. (2000), sendo V a velocidade de propagação da onda ultra-sônica em m/s.

Os valores de velocidade ultra-sônica obtidos quando aplicado o ensaio nas paredes do

túnel foram muito dispersos, e se comparados com aos valores apresentados na Tabela

6.19, os pontos P3 e P5 são considerados de péssima qualidade, por apresentarem

velocidades inferiores a 2000 m/s (1600 e 1300 m/s, respectivamente) e os pontos P1

126

(2800 m/s) e P2 (2100 m/s) são considerados de qualidade ruim, estando entre as

velocidade 2000 e 3000 m/s (Figura 6.24).

Tabela 6.19 – Avaliação da qualidade do concreto.

Velocidade (m/s) Qualidade

V<2000 péssimo

2000<V<3000 ruim

3000<V<3500 aceitável

3500<V<4500 bom

4500<V excelente

Ultra-som - Transmissão indireta

10001500200025003000

Pontos Ensaiados

Vel

ocid

ade

(m/s

)

P1 P2 P3 P5

Figura 6.24 – Velocidades ultra-sônicas obtidas no túnel.

Provavelmente a dispersão dos resultados se deve a interferência das cambotas metálicas,

presentes como parte do suporte do túnel e que não foram devidamente localizadas, na

propagação das ondas ultra-sônicas. A presença de armadura metálica deveria ter sido

verificada com auxílio do pacômetro, mas não se teve acesso a tal equipamento. Outro

fator importante é a dificuldade de conseguir a transmissão, apesar de ter sido realizada a

regularização da superfície do concreto projetado com o gesso, e utilizado vaselina para

melhorar o contato.

A camada de gesso utilizada para regularizar a superfície do concreto projetado é muito

espessa e não preenche totalmente os vazios, interferindo assim na propagação da onda

ultra-sônica que precisa percorrer esse substrato de gesso antes de penetrar no concreto.

Seria interessante testar a realização desse ensaio após esmerilhar a superfície do concreto

para deixá-la com um bom acabamento, e se necessário aplicar uma camada fina de gesso e

127

também utilizar a vaselina. Para evitar a interferência das cambotas metálicas deve-se fazer

o ensaio no sentido da seção transversal do túnel, após terem sido localizadas as cambotas.

Em vários países, o ensaio de ultra-som foi testado em túneis e sua eficiência comprovada,

porém a bibliografia consultada não descreve os procedimentos experimentais, devendo ser

feitas mais experiências até que sejam minimizadas as interferências externas no resultado

do ensaio.

6.2.4.2 – ENSAIO ESCLEROMÉTRICO

O ensaio é de fácil execução, porém os resultados sozinhos não indicam valores de

resistência do concreto e apenas uma idéia da homogeneidade do mesmo. Para estimar a

resistência por meio do ensaio esclerométrico é preciso fazer curvas para correlacionar os

valores de reflexão medidos no ensaio com a resistência, essa curva é obtida extraindo

corpos de prova e obtendo suas respectivas resistências a compressão uniaxial.

Os valores obtidos nesse ensaio indicam uma boa homogeneidade do concreto moldado

aplicado no arco invertido do túnel, devido à proximidade dos valores do índice

esclerométrico médio calculado para as regiões ensaiadas, como se pode observar na

Figura 6.25.

0

10

20

30

40

Índi

ce e

scle

rom

étric

o m

édio

Índice esclerométrico

P1 P2 P3 P4

Figura 6.25 – Comparação dos valores de índice esclerométrico obtidos.

No concreto projetado, sem ser executada a regularização da sua superfície, os valores do

índice esclerométrico foram inferiores a 20, comprovando a não aplicabilidade desse

ensaio na superfície original do mesmo. Deve-se ressaltar, o que já foi dito anteriormente,

128

que esse ensaio pode ser bem sucedido se for dada à superfície do concreto projetado uma

textura lisa, utilizando métodos abrasivos, como esmerilhamento. Para obter informações

mais completas, devem ser extraídos corpos-de-prova dos mesmos locais do ensaio, e

conhecidos os valores de resistência à compressão, é possível obter a curva de correlação

entre as duas medidas.

6.2.4.3 – MEDIDA DA PROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃO

O ensaio de profundidade de carbonatação não forneceu valores confiáveis, uma vez que

foi realizado no furo de extração dos corpos de prova, e em alguns casos o furo se

encontrava úmido, interferindo assim no resultado do ensaio. No caso do ensaio no ponto

P6, a superfície se encontrava ainda muito úmida, sendo o motivo da alta umidade o

próprio processo de extração do corpo-de-prova que utiliza a água como resfriamento.

A forma mais adequada para realizar esse ensaio deve ser a aspersão da superfície do

concreto projetado imediatamente após ter sido lascado. Pode-se comparar os valores

obtidos nesse ensaio realizado com os valores encontrados no relatório RT.6/70.6A/19-048

do Brasmetrô. Nesse relatório os valores variam de 16 a 38, estando os valores medidos

nessa pesquisa dentro dos índices apresentados no relatório. Os valores de profundidade de

carbonatação não fornecem por si só indícios de deterioração grave do concreto, a não ser

que seja conhecido o cobrimento da armadura e esta tiver sido atingida pela região

carbonatada. Isso porque a corrosão eletroquímica da armadura é iniciada pela diminuição

do pH do meio, resultado da formação do carbonato de cálcio na armadura além de outros

fatores como presença de umidade, oxigênio e determinada diferença de potencial elétrico.

6.2.4.4 – EXTRAÇÃO E PREPARAÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA

Um dos grandes problemas encontrados na extração dos testemunhos do concreto

projetado foi a coincidência dos pontos de extração com as cambotas metálicas existentes

no túnel. Não se utilizou o pacômetro para localizar as cambotas e por isso ocorreram

interferências dessa ordem. Não se conseguiu mangueira para levar água até as distâncias

desejadas, por isso as extrações se concentraram próximo aos emboques das estações.

Houve dificuldade, e pode-se até dizer que impossibilidade, de extração de corpos de prova

do teto do túnel, já que a extratora resfriada a água causaria grande transtorno ao técnico

129

que executaria esse trabalho, além do dano causado à máquina. Também não se conseguiu

veículo com plataforma móvel ou equipamento que desse acesso fácil ao teto do túnel.

Devido às dificuldades encontradas para extrair testemunhos do concreto projetado e

também preocupando-se em não danificar a estrutura do túnel, foram extraídos poucos

exemplares do suporte do túnel. Afinal, deve-se evitar ao máximo realizar ensaios

destrutivos nas estruturas, mas quando necessária a sua aplicação deve ser bem racionada,

para preservar a capacidade de suporte da estrutura, não esquecendo de reparar a área

danificada pelo ensaio. No caso desta pesquisa, foi utilizada calda de cimento (“grout”)

para preencher os vazios deixados pela retirada dos testemunhos.

6.2.4.5 – ULTRA-SOM NOS CORPOS-DE-PROVA

Na Figura 6.26 pode-se comparar os valores de velocidade das ondas ultra-sônicas nos

corpos-de-prova ensaiados com as faixas apresentadas na Tabela 6.19. Observa-se que

todos os corpos-de-prova submetidos ao ensaio encontram-se na faixa dos concretos de boa

qualidade, com velocidades ultra-sônicas variando entre 3521 e 4082 m/s. Na Figura 6.26 é

apresenta o gráfico comparativo das velocidades de propagação das ondas ultra-sônicas

nos corpos-de-prova ensaiados. Nota-se que não houve grande discrepância entre os

resultados obtidos, confirmando a eficácia do método e fornecendo valores coerentes.

Ultrasom- Transmissão direta

200025003000350040004500

Corpo-de-prova

Vel

ocid

ade

(m/s

)

CP1A CP1B CP1C CP2 CP3 CP4 5CPA CP5B CP6A CP6B

Figura 6.26 – Gráfico comparando os valores de velocidade obtidos no ensaio.

6.2.4.6 – ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CAPILARIDADE

Os ensaios de durabilidade foram executados parte pela empresa de controle tecnológico

TECMIX, e parte pelo próprio laboratório de qualidade do Consórcio Construtor CMT, em

130

conformidade com os métodos da ABNT. A determinação da absorção de água por

capilaridade (ABNT 1995a), forneceu valores que variam entre 0,76 e 1,10 g/cm² no trecho

entre as estações Galeria dos Estados e Central. Os valores obtidos nos ensaios realizados

com os corpos-de-prova gerados a partir dos testemunhos extraídos do concreto projetado

para o mesmo trecho situam-se entre 1,03 e 1,44 g/cm². Apenas o CP1A encontra-se fora

da faixa de valores fornecidos pelo controle tecnológico, podendo ser caracterizado como

um erro de ensaio ou mesmo ser um indício de deterioração do concreto neste local. Na

Figura 6.27 é possível analisar a variação de absorção de água por capilaridade do ensaio e

também comparar com a faixa de valores fornecida pelo controle tecnológico.

Absorção de água por capilaridade

0,000,200,400,600,801,001,201,401,60

Corpo-de-prova

Abs

orçã

o (g

/cm

²)

CP 1A CP 1C CP 5B CP6

Figura 6.27 – Comparação dos valores de absorção de água por capilaridade.

6.2.4.7 – ABSORÇÃO DE ÁGUA POR IMERSÃO, ÍNDICE DE VAZIOS E MASSA

ESPECÍFICA

Os valores de absorção por imersão presentes nos relatórios de controle tecnológico do

concreto projetado no túnel Asa Sul entre as estações Central e Galeria dos Estados estão

entre 5,40 e 7,80 %. Os valores obtidos no ensaio realizado nos corpos-de-prova gerados a

partir de testemunhos extraídos do túnel encontram-se acima dessa faixa para o CP1A e

CP1C (Figura 6.28). Como se pode observar na Figura 6.29, para índice de vazios e massa

específica real, esses corpos-de-prova apresentam maiores valores em relação aos demais,

indicando a presença nessa região de um concreto mais poroso, porém mais ensaios

deveriam ser realizados para confirmar os valores obtidos.

131

Os resultados de massa específica apresentados nos relatórios de controle tecnológico são

referentes às massas específicas após imersão e fervura, e no ensaio executado nessa

pesquisa não foi realizada fervura, portanto não se pode comparar diretamente os valores

obtidos nos dois casos. No entanto, observa-se normalmente que os valores de absorção

após fervura se mostram um pouco maiores que os após saturação sem fervura. Como o

controle tecnológico do concreto projetado forneceu valores entre 2,45 e 2,53, os valores

obtidos no ensaio encontram-se entre 2,55 e 2,61, sendo aparentemente mais poroso,

porém para confirmar essa informação deveriam ser realizados mais ensaios.

Absorção de água por imersão

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

Corpo-de-prova

Abs

orçã

o (%

)

CP 1A CP 1C CP 5B CP6

Figura 6.28 – Absorção de água por imersão.

1A 1C 5B 6

Corpos de prova

Absorção porimersãoÍndice de vazios

Massa Esp. Real

Figura 6.29 – Comparação das medidas obtidas no ensaio por corpo-de-prova.

132

6.2.4.8 – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

Os resultados da resistência à compressão são comparados a valores obtidos nos relatórios

mensais de controle tecnológico do Metrô-DF, de agosto a dezembro de 1997

(Brasmetrô,1997a,b,c,d,e). O concreto projetado utilizado no túnel Asa Sul, segundo

comunicação pessoal de técnicos do Brasmetrô, no trecho entre as estações Central e

Galeria dos Estados, foi via seca em mais de 90% do total aplicado, constituindo um

problema, pois a dosagem da quantidade de água adicionada ao concreto na saída da

mangueira é de responsabilidade do mangoteiro, interferindo assim diretamente na

resistência do concreto aplicado.

O trecho em estudo nessa dissertação foi executado sob a responsabilidade do consórcio

construtor CMT. O controle tecnológico do concreto visou atender as exigências de projeto

e de conformidade com as especificações técnicas do Metrô-DF, e, ou normas brasileiras.

Para o sistema de suporte dos túneis da Asa Sul foi utilizado o aditivo acelerador de pega

rapidíssimo Sigunit Líquido L 22, de fabricação da SIKA, cujo controle de qualidade é

efetuado pelo fabricante e os certificados de qualidade enviados juntamente com cada

partida adquirida.

O controle tecnológico apresenta um resumo estatístico dos resultados de resistência à

compressão uniaxial dos corpos-de-prova extraídos de painéis para controle do concreto

em execução e também valores para corpos-de-prova extraídos das paredes dos túneis. Na

avaliação observa-se uma coerência nos valores dos dois tipos de concreto. O fck de projeto

é igual a 18 MPa e o controle estatístico do concreto foi executado segundo a NBR

12.665.

Os valores obtidos para fck estimado no controle tecnológico do concreto projetado no

trecho em estudo são apresentados na Tabela 6.20. Considerando que o fck de projeto é 18

MPa apenas um corpo-de-prova, CP3, apresentou valor inferior (16,7 MPa). Os outros

valores são aceitáveis por estarem acima do fck de projeto, e estão na mesma ordem de

grandeza dos valores obtidos no controle tecnológico. Esse valor obtido para o CP 3 pode

ser justificado pelo tipo de ruptura ocorrido e também pela má regularização da superfície

do topo do corpo-de-prova, como se pode observar na Figura 6.8. Na Figura 6.30 é

possível observar a comparação entre os valores de resistência à compressão, obtidos para

133

os corpos-de-prova cilíndricos extraídos do concreto projetado no trecho entre as estações

Galeria dos Estados e Central.

Tabela 6.20 – Resultado do controle tecnológico do concretoprojetado (ago/97 a dez/97).

Relatório Mensal

Data da moldagem

Local da concretagem Progressiva

Fck estimado

Tipo de Controle Peça Execução

01/07/97 (6740/6840) 24,1 Controle da execução Execução 1ª tela

V. Seca 17/06/97 a 08/07/97 6460 a 6900 21,3 Execução 2ª tela

V. Seca ago/97

11-06/97 a 17/06/97 6640 a 6840 23,9 Controle da

estrutura Suporte secundário

(estrutura) V. Seca

set/97 22/07/96 6320 a 6340 20,3 Controle da estrutura

Suporte secundário (1ª e 2ª tela) V. Seca

out/97 - - - Controle da estrutura - V. Seca

nov/97 - - - Controle da estrutura - V. Seca

dez/97 - - - Controle da estrutura - V. Seca

Resistência à compressão corrigida

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

Corpo-de-prova

Resi

stên

cia

MP

a

CP 1B CP2 CP3 CP4 CP5 CP6

Figura 6.30 – Comparação entre os valores de resistência a compressão obtidos para os

corpos-de-prova.

134

Neste Capítulo serão feitas conclusões a respeito de temas ligados a manutenção e

reabilitação de túneis, que foram apresentados no decorrer desta dissertação por meio da

revisão bibliográfica. Eles são apresentados neste capítulo de conclusões por constituírem

um componente de grande importância na proposta dessa dissertação, levando a uma

compreensão clara dos procedimentos que devem ser seguidos para manutenção das

estruturas subterrâneas.

Os ensaios realizados nessa pesquisa não tiveram a intenção de fornecer um diagnóstico

concreto do túnel Asa Sul, mas sim testar a aplicação de métodos sugeridos para

inspecionar e avaliar a capacidade estrutural do sistema de suporte em túneis, analisando

assim, as dificuldades e sucessos obtidos na execução dos mesmos, pois não se dispõe de

procedimentos experimentais estabelecidos para aplicação desses ensaios em túneis.

7.1 – CONCLUSÕES

A manutenção de túneis tem despertado maior interesse nas últimas décadas e diversos

aspectos podem ser responsabilizados por isso, entre eles, a certeza de que recuperar um

túnel é muito mais caro que mantê-lo, o número de túneis com idades avançadas existente

e com projetos que não atendem às necessidades atuais da população, além é claro, do

avanço da engenharia em termos de projeto, materiais de construção e reparos de túneis.

A conscientização da importância da manutenção de túneis para garantir a segurança e

prolongar a vida útil da estrutura já é bem clara, o que preocupa atualmente é a falta de

procedimentos padronizados, para inspeções e reparos nessas estruturas. Na pesquisa

bibliográfica foi possível concluir que os procedimentos de inspeção, nos países

77Conclusões

135

apresentados, diferem muito um do outro, em termos de freqüência de inspeção, técnicas

utilizadas para essas inspeções e provavelmente os tipos de reparos. Até mesmo no próprio

país, tomando como exemplo o Brasil, comparando-se os procedimentos aplicados no

Metrô de São Paulo e no Metrô do Distrito Federal, que foram observados com mais

detalhes, são completamente diferentes, não havendo uma troca de informações entre as

equipes de manutenção, muito menos uma padronização dos procedimentos de

manutenção e reabilitação dos túneis.

Pode-se afirmar sem dúvidas, após relatos da bibliografia consultada que a maior

causadora de danos a estruturas subterrâneas é a água. Desde a lixiviação que causa ao

concreto, gerando oxidação de armaduras quando somada a outros fatores, ela pode conter

elementos nocivos ao concreto, portanto deve-se fazer uma análise da água presente na

estrutura subterrânea para determinar o grau de contaminação. Além dos danos causados

pela água na estrutura de concreto, ela ainda danifica equipamentos, prejudica os trilhos,

causando o que na prática são chamados de calos nos trilhos. De forma simplificada pode-

se dizer que as causas de danos a estruturas de concreto são causas humanas, acidentais e

naturais, sendo esta última dividida em física, química e biológica.

Para iniciar o diagnóstico do túnel, deve-se fazer uma avaliação rápida da estrutura do

mesmo utilizando técnicas especiais para este fim. O indicado é usar ensaios não

destrutivos como georadar, termografia infravermelha e análise multiespectral, que foram

considerados como de alto ou de muito alto potencial para aplicação em túneis, em termos

de rapidez na execução da inspeção e de eficiência em detectar anomalias no suporte. O

georadar e a termografia infravermelha são ensaios bastante difundidos e suas aplicações

em túneis bem aceita em vários países. Quanto à análise multiespectral foram encontrados

poucos casos da aplicação dessa técnica na bibliografia consultada. Sem dúvida, para

tornar a aplicação desses ensaios ainda mais prática e rápida, a opção é utilizar esses

equipamentos acoplados a veículos, em alguns casos até uma combinação de técnicas.

Na avaliação detalhada da estrutura são utilizados métodos não destrutivos, porém, na

maioria das vezes, não revelam sozinhos a real situação da estrutura, devendo ser aliados a

outras técnicas destrutivas ou semi-destrutivas para garantir a veracidade das informações

obtidas. Entre os ensaios não destrutivos apresentados no Capítulo 3, para avaliação

detalhada da estrutura de concreto, os mais difundidos são o ultra-som e o esclerométrico.

Porém, como já foi discutido na análise de resultados, para aplicação do ensaio de ultra-

136

som em túneis os procedimentos experimentais devem ser mais bem estudados para que

sejam obtidos resultados mais eficazes. No caso do ensaio esclerométrico, para utilizá-lo

no concreto projetado tem que ser feito um tratamento na superfície do mesmo, para que

fique com um acabamento liso e regular. Juntamente com esses métodos deve ser utilizado

o pacômetro para localizar as armaduras e evitar a interferência das mesmas com outros

ensaios. O potencial de corrosão das armaduras é um ensaio que deve ser realizado, pois

fornece a probabilidade do processo corrosivo estar ocorrendo ou não. Os ensaios

destrutivos devem ser realizados para confirmar, ou até mesmo, fornecer dados para a

correlação com os resultados dos ensaios não destrutivos, claro que com cuidado e de

maneira racionada, procurando danificar o mínimo possível a estrutura em estudo. Devem

ser realizados ensaios em testemunhos de concreto extraídos da estrutura, assim como,

endoscopia e profundidade de carbonatação.

Quanto a métodos de reabilitação, após elaboração do diagnóstico baseado em informações

fornecidas pelos ensaios destrutivos, semi-destrutivos, não destrutivos e em investigações

hidrogeológicas são definidos os trabalhos de recuperação, incluindo reparos e trabalhos de

manutenção classificados por ordem de necessidade e urgência.

Como já discutido no decorrer dessa dissertação, a presença de água é um dos grandes

problemas para os operadores de túneis, e entre as categorias de reparos para controlar ou

eliminar as infiltrações de água nestas estruturas estão: os métodos de selar a superfície,

métodos de condução, reabilitação do suporte e eliminação na fonte, cabendo a escolha da

categoria de acordo com a necessidade e gravidade de cada caso, e podendo ser utilizadas

técnicas combinadas.

É muito importante que sejam arquivados, para constante consulta, os projetos, detalhes

construtivos, controle tecnológico do concreto, entre outros documentos importantes para

que a equipe de manutenção conheça bem o túnel e também para facilitar a elaboração do

diagnóstico adequado das condições em que o mesmo se encontra. Um banco de dados, a

exemplo do que já é utilizado no Metrô-SP, em que todas as informações de manutenção

são informatizadas e atualizadas constantemente, permitindo um monitoramento mais

rigoroso da estrutura subterrânea, e inclusive tendo controle sobre os gastos com

manutenção necessários e os graus de prioridades, é essencial para auxiliar a equipe de

manutenção de túneis, sejam metroviários ou de outras categorias. Outro aspecto

interessante observado como procedimento no Metrô-SP, é a troca de informações entre as

137

equipes de manutenção e projetos, de forma que as técnicas construtivas e/ou materiais

utilizados que apresentem muitos problemas sejam substituídos, ou mesmo modificados

com as sugestões da equipe de manutenção, diminuindo assim a ocorrência de problemas

patológicos nas estruturas e melhorando a qualidade das construções futuras.

Outra sugestão para os operadores de túneis, é que se deve ter uma equipe de manutenção

especial para a manutenção das estruturas civis, pois infelizmente o que ocorre em alguns

casos é uma preocupação muito grande com o material rodante e via permanente,

esquecendo muitas vezes de fazer uma manutenção mais rigorosa nos túneis. Infelizmente

se a manutenção de túneis é adiada, a estrutura pode atingir um grau de deterioração que

poderia ter sido evitado ou controlado, levando a necessidade de altos investimentos para

repará-lo, e em alguns casos tornando necessária até a interdição do túnel para a execução

dos reparos. Vale salientar que a manutenção preditiva é sempre a melhor alternativa, em

termos de orçamento e segurança.

Após consulta aos documentos para conhecer bem o projeto e a operação do túnel, o

próximo passo é pesquisar as condições de segurança encontradas no local a ser

inspecionado. Em seguida são agendadas as inspeções, que geralmente acompanham a

seguinte ordem: inspeção de planejamento, inspeção visual, inspeção por ensaios e

inspeções em situações especiais.

Na inspeção de planejamento é feita a programação geral das equipes para realização da

inspeção visual. A inspeção visual, como o próprio nome sugere, consiste no exame visual

da estrutura, englobando um levantamento quantitativo e na avaliação qualitativa das

anomalias existentes no túnel, por meio do cadastro de anomalias, onde são feitos croquis à

medida que se percorre o túnel, transcrevendo as anomalias observadas para o papel. Para

tanto se propõe utilizar o modelo de croquis apresentado pelo Brasmetrô em que o eixo do

túnel é divido em seções transversais delimitadas pelas seguintes regiões: teto, lateral leste

e lateral oeste. As anomalias observadas são cadastradas e classificadas, utilizando

simbologias, sendo apresentado no Capítulo 4 uma sugestão dessa simbologia utilizada

pelo Metrô-SP.

Finalizadas as inspeções visuais e analisados os resultados desse trabalho de campo, são

propostos ensaios a serem executados em determinados locais. A localização, os tipos de

ensaios e quantidade são definidos de acordo com as patologias cadastradas e o tipo de

138

investigação desejada. Os ensaios, além de avaliar a capacidade estrutural do sistema de

suporte, devem também detectar as fontes do problema, para que possa ser tratado de

maneira mais adequada. A escolha pelo método de ensaio mais adequado dependerá do

grau de exatidão e detalhamento que se deseja obter, disponibilidade do equipamento na

região e principalmente limitações de ordem financeira, que sem dúvidas são fatores

determinantes para as campanhas de ensaios a serem realizadas. Após a realização dos

ensaios, devem-se apresentar os resultados dos ensaios executados destacando as mais

relevantes anomalias encontradas. Dessa análise poderá resultar uma conclusão ou a

definição da necessidade de novos ensaios para complementar a avaliação da causa da

anomalia estudada. As inspeções especiais podem ser necessárias após a ocorrência de

imprevistos, como por exemplo colisão de trens, incêndios, alterações no entorno de túnel

causadas por acidentes geológicos ou mesmo construções próximas.

Concluídas as inspeções e analisados os resultados obtidos para o túnel como um todo

(análise macro), as decisões devem ser tomadas variando de acordo com o grau de

deterioração encontrado e de gravidade das anomalias presentes no local. Essas decisões

vão desde as mais radicais como fechar o túnel até que as anomalias críticas sejam

removidas ou reparadas, se as mesmas estiveram localizadas em áreas de acesso a veículos

ou trens, ou mesmo isolar a área ao acesso do público ou ainda escorar o elemento

estrutural. O que determina o tipo de intervenção a ser aplicado nas anomalias e a

iminência do reparo, são fatores importantes tais como a localização, a visibilidade ao

público, causando mal estar naqueles que utilizam o sistema, o comprometimento da

funcionalidade, a ocorrência de problemas estruturais e ainda neste último qual a

importância da peça estrutural no suporte da estrutura como um todo.

Além de ampla revisão bibliográfica, a respeito de temas relacionados diretamente a

manutenção e reabilitação de túneis, que tiveram suas principais conclusões apresentadas

anteriormente, este trabalho apresenta os resultados de inspeções de planejamento, visuais

e de ensaios, realizadas no túnel Asa Sul do Metrô-DF, como forma de aferir a

aplicabilidade de procedimentos e métodos.

Antes mesmo de iniciar as inspeções, houve uma grande mobilização no sentido de

conseguir informações a respeito do Metrô-DF e em especial do túnel Asa Sul que é objeto

desta pesquisa, focando em aspectos tais como localização, extensão dos trechos

subterrâneos, detalhes construtivos, e características geológico-geotécnicas do local,

139

reforçando que é indispensável conhecer bem o túnel em estudo, antes dos trabalhos de

inspeção, manutenção e recuperação. O Metrô-DF ainda está em fase de ampliação, tem

alguns trechos sendo construídos, e o “As Built” do túnel Asa Sul ainda está em

elaboração. Muita informação não é encontrada facilmente nos projetos, ou mesmo só são

obtidas com técnicos que participaram do projeto e/ou construção dos túneis. Mais uma

vez, ressalta-se a importância de arquivar os documentos desde a construção da obra,

devendo haver uma preocupação com a manutenção da vida útil da estrutura, no sentido de

documentar os problemas encontrados na época da construção, as soluções adotadas e

ocorrências que podem interferir na durabilidade da obra, não esquecendo dos eventuais

reparos executados na estrutura. Esses documentos devem ser arquivados de maneira que

permitam uma consulta de forma rápida para que a equipe de manutenção conheça bem o

túnel e tenha condições de elaborar um diagnóstico adequado das condições do mesmo.

É possível concluir, após a inspeção de planejamento executada em setembro de 2004, em

toda a extensão do túnel Asa Sul, que o mesmo se encontra em boas condições de

conservação, sendo observados alguns pontos com carbonatações e infiltrações,

concentrando no último trecho (PP7 e VCA), por estar localizado abaixo do lençol freático,

e na região entre as estações Central e Galeria. Como o último trecho não foi estudado nos

relatórios de monitoramento Brasmetrô, este trecho foi escolhido para ser avaliado por

meio de inspeções visuais mais detalhadas e por ensaios.

Foi constatado, após as inspeções, que as anomalias acorrem na sua grande maioria quando

há uma descontinuidade no concreto, seja ela de material, de técnica construtiva utilizada

ou de interrupção na execução, gerando assim pontos de caminho preferencial para

passagem de água. Por isso as anomalias se concentram nos emboques, no encontro do

arco invertido, executado em concreto moldado, com as paredes e o teto do túnel que

possuem suportes primário e secundário em concreto projetado, e também no encontro dos

poços de ventilação com o túnel. Foi observado também que algumas anomalias

diminuíram de tamanho, deixando resquícios de manchas de infiltração que já foram

maiores, refletindo assim a variação dessas manchas com o passar do tempo,

provavelmente ligada a sazonalidade, ou até mesmo ao processo conhecido como

cicatrização endógena, fenômeno em que há o aumento da formação de carbonato de

cálcio, preenchendo os vazios permeáveis do concreto e dificultando a percolação de água

pelo local.

140

Na inspeção visual foram cadastradas 285 anomalias, sendo classificadas quanto ao grau

de infiltração e carbonatação, conhecendo as respectivas áreas e localizações. Nesse

cadastro, os números de anomalias presentes no lado oeste e no lado leste foram

praticamente iguais, sendo respectivamente 34 e 38% do total de anomalias cadastradas. A

região do teto por sua vez apresenta os 28% restantes das anomalias, confirmando a

impressão que se teve ao percorrer toda a extensão do túnel e notar a concentração de

anomalias no encontro do arco invertido com as paredes, por utilizarem técnicas e

materiais distintos.

Outra conclusão interessante é que há presença de regiões bem definidas ao longo do eixo

do túnel em que se concentra a maior parte das anomalias, havendo também regiões em

que o concreto projetado apresenta ótima aparência, sem indícios de degradação. A

presença de anomalias de classe C e intensidade I superam 60% das anomalias cadastradas

em todos os casos, lembrando que as anomalias classificadas como CI apresentam

carbonatação desprezível em área inferior a 0,5 m² e área descolorada com umidade ao

toque. Aquelas anomalias mais graves apresentam porcentagens muito baixas de

ocorrência, sendo um bom indicativo do grau de conservação que se encontra o trecho do

túnel estudado. São observadas as porcentagens de áreas inferiores a 1,00 m², com relação

às três regiões, Lateral Leste, Lateral Oeste e Teto, sendo que nesses casos, essas

anomalias correspondem em média a 50% do total das anomalias cadastradas.

Foram observadas anomalias que caracterizam a presença de solo carreado através do

suporte do túnel, e recomenda-se uma análise mais detalhada das mesmas, por parte do

Metrô-DF, para que sejam determinadas as causas dessas anomalias.

Um programa experimental foi realizado no túnel do Metrô-DF e nos laboratórios da

Universidade de Brasília. Foram realizados ensaios no suporte do túnel em concreto

projetado com o objetivo de testar a aplicabilidade de alguns desses ensaios, dentre aqueles

sugeridos nessa dissertação para inspecionar túneis e determinar a capacidade de suporte e

o grau de dificuldade encontrado na execução dessas técnicas. Por outro lado, os

procedimentos realizados no túnel puderam fornecer uma estimativa do estado de

conservação do suporte do túnel, no trecho estudado nessa pesquisa (trecho compreendido

entre as estações Central e Galeria dos Estados), dessa forma é possível fazer um

diagnóstico preliminar para o trecho do túnel em questão.

141

Os valores de velocidade ultra-sônicas obtidos quando aplicado o ensaio nas paredes do

túnel foram muito dispersos. Os pontos P3 e P5 são considerados de péssima qualidade, e

os pontos P1 E P2 são considerados de qualidade ruim. Pode-se concluir que apesar de não

ter sido obtido sucesso na execução do ensaio de ultra-som no túnel, esse ensaio já foi

testado em túneis, em vários países, e sua eficiência comprovada, porém a bibliografia

consultada não descreve os procedimentos experimentais. Portanto devem ser feitas mais

experiências até que sejam minimizadas as interferências externas no resultado do ensaio.

A sugestão feita é realizar o ensaio após esmerilhar a superfície do concreto projetado para

deixá-la com um bom acabamento, e se necessário aplicar uma camada fina de gesso,

apenas para regularização, além de utilizar a vaselina como fluido de contato. Para evitar a

interferência das cambotas metálicas, deve-se realizar o ensaio no sentido da seção

transversal do túnel, após terem sido localizadas as cambotas.

Os valores obtidos do ensaio esclerométrico indicam uma boa homogeneidade do concreto

moldado aplicado no arco invertido do túnel, devido à proximidade dos valores do índice

esclerométrico médio calculado para as regiões ensaiadas. No concreto projetado em sua

superfície usual foi comprovada a impossibilidade de aplicação deste ensaio, porém sua

realização pode ser bem sucedida se for dada à superfície do concreto projetado uma

textura lisa, utilizando métodos abrasivos, como esmerilhamento. Para obter informações

mais completas, devem ser extraídos corpos-de-prova dos mesmos locais do ensaio, e

conhecidos os valores de resistência à compressão, é possível obter a curva de correlação

entre as duas medidas.

O ensaio de profundidade de carbonatação não forneceu valores confiáveis, uma vez que

foi realizado no furo de extração dos corpos de prova, e em alguns casos o furo se

encontrava úmido, interferindo assim no resultado do ensaio. A forma mais adequada para

realizar esse ensaio deve ser a aspersão da superfície do concreto projetado imediatamente

após ter sido lascado.

Houve a extração de seis testemunhos de concreto projetado de tamanhos variados,

obtendo dez corpos-de-prova, nos quais foram executados ensaios como ultra-som,

resistência à compressão, absorção e índice de vazios. Constatou-se que dos dez corpos-de-

prova submetidos ao ensaio de ultra-som, nove deles encontram-se na faixa dos concretos

de boa qualidade, e o CP1B considerado concreto de excelente qualidade. Não houve

grande discrepância entre os resultados obtidos, confirmando a eficácia do método e

142

fornecendo valores coerentes. Como os corpos-de-prova submetidos ao ensaio, foram

extraídos de pontos bem próximos ao local onde foram realizados os ensaios de ultra-som,

nas paredes do túnel, conclui-se que o concreto do suporte do túnel apresenta uma boa

qualidade, e que realmente as interferências como a rugosidade da superfície e a presença

das cambotas podem ter interferido negativamente no ensaio realizado "in loco".

No ensaio de absorção por capilaridade, apenas o CP1A encontra-se acima da faixa de

valores fornecidos pelo controle tecnológico do concreto projetado realizado pelo

Brasmetrô, no período de agosto a dezembro de 1997, sendo caracterizado como um

concreto mais poroso. Esse valor pode ter sido gerado por algum erro na execução do

ensaio ou ser um indício de deterioração do concreto neste local. Devem ser realizados

outros ensaios no local para confirmar essas suspeitas e concluir com segurança a análise

do concreto nesse ponto.

Os valores de absorção por imersão obtidos no ensaio realizado nos corpos-de-prova

gerados a partir de testemunhos extraídos do túnel encontram-se acima da faixa fornecida

pelo controle tecnológico para o CP1A e CP1C. O índice de vazios e massa específica real

para os mesmos corpos-de-prova, apresentam maiores valores em relação aos demais

corpos-de-prova submetidos ao ensaio, indicando a presença nessa região de um concreto

mais poroso, porém mais ensaios deveriam ser realizados para confirmar os valores

obtidos. Não foram obtidos resultados de vazios e massa específica real no controle

tecnológico do concreto projetado aplicado no túnel Asa Sul.

Após comparar os resultados obtidos nos ensaios em corpos-de-prova gerados a partir dos

testemunhos extraídos do concreto projetado, com os valores fornecidos pelo controle

tecnológico do concreto projetado realizado pelo Brasmetrô, no período de agosto a

dezembro de 1997, foi possível concluir que dos seis corpos-de-prova submetidos ao

ensaio apenas um apresentou valor inferior (16,7 MPa) à faixa fornecida pelo relatório de

controle tecnológico e inclusive ficando abaixo do valor do fck de projeto que é 18 MPa.

Esse baixo valor de resistência à compressão, obtido para o CP3 pode ser justificado pelo

tipo de ruptura ocorrido e também pela má regularização da superfície do topo do corpo-

de-prova.

143

7.2 – SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS

Sugere-se que sejam realizados estudos sobre a aplicação do ensaio esclerométrico no

concreto projetado, após regularização da sua superfície por métodos mecânicos. Há

indícios de que esse ensaio forneça indicativos importantes não só de homogeneidade do

concreto projetado, mas também forneça com segurança estimativa da resistência do

mesmo, principalmente no concreto projetado que não utiliza telas metálicas mas apenas

fibras de aço ou polietileno. Outra sugestão para pesquisas futuras é estudar a melhor

maneira de executar o ensaio de ultra-som no concreto projetado, padronizando os

procedimentos experimentais, de forma que sejam minimizados os erros causados por

interferências, como combotas, telas metálicas, acabamento da superfície e melhorar o

contato entre os transdutores e o meio a ser ensaiado.

Sugere-se também a elaboração de um manual que sintetize os procedimentos da

metodologia de manutenção e reabilitação de túneis, proposta nessa pesquisa e também

acrescente novas informações. Tendo-se, dessa forma, um guia prático de como executar

manutenção e reparos em túneis, facilitando o acesso a essas informações, não só do meio

técnico, mas também daqueles que excutam na prática estes serviço em obras subterrâneas.

Uma outra fonte para pesquisas futuras é ampliação da metodologia de manutenção e

reabilitação de túneis, no sentido de ser aplicada a túneis executados com métodos

construtivos e materiais de suporte diferentes dos aplicados nesta pesquisa, que foi

direcionada para túneis com suporte em concreto projetado.

Outro tema bastante importante para ser estudado é a aplicação de câmeras infravermelhas

nas inspeções rápidas em túneis, detectando anomalias, pois essa técnica tem sido muito

difundida em outros países e se mostrado muito promissora, mas no Brasil não se tem

estudo da aplicação de infravermelho em túneis.

144

ABNT (1995a). NBR 9779 - Argamassa e concreto endurecidos - determinação da absorção de água por capilaridade. Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, RJ.

ABNT (1995b). NBR 7584 - Concreto endurecido – avaliação da dureza superficial pelo esclerômetro de reflexão. Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, RJ.

ABNT (1983). NBR 7680 - Extração, preparo e análise de testemunhos de estruturas de concreto. Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, RJ.

ABNT (1987). NBR 9778 - Argamassa e concreto endurecidos - determinação da absorção de água por imersão, índice de vazios e massa específica. Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, RJ.

ABNT (1985). NBR 8802 - Concreto endurecido – determinação da velocidade de propagação de onda ultra-sônica. Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, RJ.

ABNT (1980). NBR 5739 - Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, RJ.

ABENDE (2004). Sítio Eletrônico “www.abende.org.br/ultra_som.htm”. Associação Brasileira de Ensaios não Destrutivos e Inspeção, São Paulo, SP (acessado em novembro/2004).

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ACI (1989). ACI 228.1R - In place methods for determination of strength of concrete. American Concrete Institute, Detroit, 26 p.

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148

A - CADASTRO DAS ANOMALIAS

Furo de concretagem

Trinca

Tubulão cortado

Carbonatação

XX

Carbonatação com infiltração

x

Infiltração

Foto N°

Número da anomalia

Poço de ventilação

MT Marca Topográfica

Figura A.1 – Legenda utilizada no cadastro de anomalias.

Apêndices

149

E1372

1372/41

1372/43

Lateral LesteTetoLateral Oeste

76543210-1-2-3-4-5-6-7

13

16

1514

1718

19

5MT

MT

MT

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7MT

MT

MT

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

5344Emboque

1372/45

1372/43

3

1

4

1

1 234 5

6

7 8

9

10 11 12

Est. Central 2

Figura A.2 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 1).

150

1372/7

1372/6

1372/4

Lateral LesteTetoLateral Oeste

7654321-1-2-3-4-5-6-7727 3029

28

32 31

363533

34

0MT

MT

MT

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

E1372

1372/02

1372/4

6

2

2021 22

23 24

25

26

0MT

MT

MT

Figura A.3 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 2).

151

9

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

1372/13

1372/17

1372/21

50

52

53

5455

51

0

10

MT

MT

MT

1372/13

1302/09

1372/7

Lateral LesteTetoLateral Oeste

7654321-1-2-3-4-5-6-7

3

3738 39 40

41

4342

44

45

47 4846

49

08

MT

MT

MT

Figura A.4 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 3).

152

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

1372/31

1372/34

1372/36

70

71

74

7273

75

7776

7879

80

0

11

MT

MT

MT

1372/31

1372/25

1372/21

Lateral LesteTetoLateral Oeste

7654321-1-2-3-4-5-6-7

4

6259

56 57 58

6061

6364 65

66

6867

69

0

Figura A.5 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 4).

153

5270

5272

5274

Lateral LesteTetoLateral Oeste

7654321-1-2-3-4-5-6-7

82

0MT

MT

MT

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

5278

5276

5274

12

5

81

0MT

MT

MT

Figura A.6 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 5).

154

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

5266

5264

5262

109 110 111 115114

113112

118116 117

123 124

119120

126

127

130129

131

122121

128

125

0MT

MT

MT

5266

5268

5270

Lateral LesteTetoLateral Oeste

7654321-1-2-3-4-5-6-7

6

8485

8687 88

8990

91

92 93 94 95

83

96

100

107108

105103104

106

101

99

102

9798

0

14

13

15

MT

MT

MT

Figura A.7 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 6).

155

5254

5256

5258

Lateral LesteTetoLateral Oeste

7654321-1-2-3-4-5-6-7

150 149151 152

153157

156

159

155154

158

160

164 165

161 162 163

0MT

MT

MT

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

5262

5260

5258

7

132 133

136135

134

137

138

142

139

141

143

145146

147

144148

140

0

Figura A.8 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 7).

156

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

5250

5248

5246

17

177

180

178

181

183184

182

179

0

18

MT

MT

MT

5250

5252

5254

Lateral LesteTetoLateral Oeste

7654321-1-2-3-4-5-6-7

8

16

166

167

172

175

173

168

176

174

171

170

169

0MT

MT

MT

Figura A.9 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 8).

157

5224

5226

5228

Lateral LesteTetoLateral Oeste

7654321-1-2-3-4-5-6-7

213

208

207

209

205

203

210 211 212

206

202201

204

214

0MT

MT

MT

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

5232

5230

5228

9

196

200

197

195

198 199

194193192

189

191

185187186

188

190

0MT

MT

MT

Figura A.10 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 9).

158

MM210

MM212

MM214

Lateral LesteTetoLateral Oeste

7654321-1-2-3-4-5-6-7

216

217

220221

218 219

0MT

MT

MT

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

5224

5222

5220

10

concreto diferente, talvez algum reparo

215

0

19

MT

MT

MT

Figura A.11 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 10).

159

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

MM184

MM180

MM178

229228

230231 232 233 234

235

0MT

MT

MT

MM198

MM200

MM202

Lateral LesteTetoLateral Oeste

7654321-1-2-3-4-5-6-7

11

223

222

224

225 226 227

020

211374/39

MT

MT

MT

Figura A.12 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 11).

160

MM160

MM162

MM164

Lateral LesteTetoLateral Oeste

7654321-1-2-3-4-5-6-7

247

249

250

248

251

0MT

MT

MT

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

MM170

MM168

MM164

12

236239

241

237 238

240

242 243

246244

245

0MT

MT

MT

Figura A.13 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 12).

161

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

MM144

MM142

MM140

252

257

258

253254 255

256

0MT

MT

MT

MM156

MM158

MM160

Lateral LesteTetoLateral Oeste

7654321-1-2-3-4-5-6-7

13

22

0MT

MT

MT

Figura A.14 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 13).

162

MM130

MM132

MM134

Lateral LesteTetoLateral Oeste

7654321-1-2-3-4-5-6-7

Tubulão cortado

260

0MT

MT

MT

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

MM138

MM136

MM134

14

24

259

0

23

MT

MT

MT

Figura A.15 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 14).

163

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

MM126

MM124

MM122

264

0MT

MT

MT

MM126

MM128

MM130

Lateral LesteTetoLateral Oeste

7654321-1-2-3-4-5-6-7

15

261

262263

0MT

MT

MT

Figura A.16 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 15).

164

MM116

MM118

Lateral LesteTetoLateral Oeste

7654321-1-2-3-4-5-6-7

MM114

269

270271

272

0MT

MT

MT

16

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

MM122

MM120

MM118

26266265

267 268

0

25

MT

MT

MT

Figura A.17 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 16).

165

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7

Lateral Oeste Teto Lateral Leste

MM100

MM99

pingando

278

281

279

283

284

282

280

285

0

28

27 29

30

31

EmboqueEst. Galeria

Est. Galeria

MT

MT

MT

MM100

MM102

MM104

Lateral LesteTetoLateral Oeste

7654321-1-2-3-4-5-6-7

17

273

274

275

276 277

0MT

MT

MT

Figura A.18 – Croqui de cadastro de anomalias (prancha 17).

166

B - REGISTRO FOTOGRÁFICO

Figura B.1 – Foto 1 do cadastro.

Figura B.2 – Foto 2 do cadastro.

Figura B.3 – Foto 3 do cadastro. Figura B.4 – Foto 4 do cadastro.

Figura B.5 – Foto 5 do cadastro. Figura B.6 – Foto 6 do cadastro.

167

Figura B.7 – Foto 7 do cadastro.

Figura B.8 – Foto 8 do cadastro.

Figura B.9 – Foto 9 do cadastro.

Figura B.10 – Foto 10 do cadastro.

Figura B.11 – Foto 11 do cadastro.

Figura B.12 – Foto 12 do cadastro.

168

Figura B.13 – Foto 13 do cadastro.

Figura B.14 – Foto 14 do cadastro.

Figura B.15 – Foto 15 do cadastro.

Figura B.16 – Foto 16 do cadastro.

Figura B.17 – Foto 17 do cadastro.

Figura B.18 – Foto 18 do cadastro.

169

Figura B.19 – Foto 19 do cadastro.

Figura B.20 – Foto 20 do cadastro.

Figura B.21 – Foto 21do cadastro.

Figura B.22 – Foto 22 do cadastro.

Figura B.23 – Foto 23 do cadastro.

Figura B.24 – Foto 24 do cadastro.

170

Figura B.25 – Foto 25 do cadastro.

Figura B.26 – Foto 26 do cadastro.

Figura B.27 – Foto 27 do cadastro.

Figura B.28 – Foto 28 do cadastro.

Figura B.29 – Foto 29 do cadastro. Figura B.30 – Foto 30 do cadastro.

171

Figura B.31 – Foto 31 do cadastro.

172

C - PLANILHA DE REGISTRO DAS ANOMALIAS

Tabela C.1 – Cadastro das anomalias no Trecho Central-Galeria.

Classificação N° MR Localização Área (m²) Posição

Carbonatação Infiltração

1 5344 -5,5 1,8910 lateral W A I

2 5344 -1,25 1,0399 Teto W A I

3 5344 3,5 6,9510 lateral E A I

4 5344 -6,75 0,3994 lateral W C I

5 5344 -4,25 11,3484 lateral W B I

6 372/45 3,5 27,6868 lateral E B II

7 372/45 6,25 1,3817 lateral E C I

8 5344 6,75 1,5263 lateral E B I

9 5344 -6,75 0,7806 lateral W B I

10 372/45 -6,75 1,3802 lateral W B I

11 372/45 -5,25 9,7873 lateral W C I

12 372/45 -1,5 21,0699 Teto W C I

13 1372/41 -6,75 4,5798 lateral W B I

14 1372/43 6,75 1,3447 lateral E B I

15 1372/43 2,5 12,0353 lateral E C I

16 1372/43 -4,25 1,3981 lateral W B I

17 1372/41 5,75 0,4845 lateral E C II

18 1372/41 3,75 2,7097 lateral E B I

19 1372/41 -1 12,3384 Teto W B I

20 1372/02 -6,75 3,5471 lateral W B I

21 E1372 0 9,7985 Teto E A I

22 E1372 3,25 2,7683 lateral E B I

23 1372/02 5 1,9706 lateral E B II

24 1372/02 6,25 3,9662 lateral E B II

25 1372/02 0,25 25,2692 Teto E C II

26 1372/02 3,75 1,5975 lateral E B II

27 1372/6 -6,75 4,2748 lateral W B I

28 1372/04 -1 1,6915 Teto W B II

29 1372/04 0 52,8171 Teto E C II

30 1372/6 6,75 4,2748 lateral E B I

173

Classificação N° MR Localização Área (m²) Posição

Carbonatação Infiltração

31 1372/04 4,25 1,4768 lateral E C I

32 1372/04 1,75 1,2002 Teto E B I

33 1372/6 -5 10,1151 lateral W C I

34 1372/6 -4,75 4,8649 lateral W B II

35 1372/6 0 13,0770 Teto E C I

36 1372/6 4,5 18,5446 lateral E C I

37 1372/9 -6,75 4,9368 lateral W B I

38 1372/7 -6,25 1,6799 lateral W B I

39 1372/7 -4 12,5251 lateral W B I

40 1372/7 3,5 37,7197 lateral E A I

41 1372/7 3,75 12,0322 lateral E A II

42 1372/7 -5 0,2574 lateral W C I

43 1372/7 -5,5 0,3691 lateral W C I

44 1372/7 -3,75 0,0859 lateral W C I

45 1302/09 -0,5 6,8566 Teto W C I

46 1302/09 1 0,1036 Teto E C I

47 1302/09 -5,25 0,5518 lateral W C I

48 1302/09 0,25 0,1616 Teto E C I

49 1302/09 1 0,2952 Teto E C I

50 1372/17 2,5 30,4951 lateral E A I

51 1372/17 6,75 3,4852 lateral E A II

52 1372/17 -2,25 2,4907 lateral W B I

53 1372/13 -3,25 0,4465 lateral W C I

54 1372/17 -3,5 1,2103 lateral W C I

55 1372/17 4,5 17,4129 lateral E B I

56 1372/21 2,5 0,5388 lateral E C I

57 1372/21 3,75 0,6211 lateral E C I

58 1372/21 4,,75 0,7049 lateral E C I

59 1372/21 2 1,0321 Teto E C I

60 1372/21 5 6,7292 lateral E B I

61 1372/21 5 19,4395 lateral E B II

62 1372/21 1,25 1,1252 Teto E C I

63 1372/25 3,75 0,3981 lateral E C I

174

Classificação N° MR Localização Área (m²) Posição

Carbonatação Infiltração

64 1372/25 3 0,6034 lateral E C I

65 1372/25 4,5 0,5823 lateral E C I

66 1372/25 4 0,4647 lateral E C I

67 1372/25 5,75 1,2660 lateral E C I

68 1372/25 3 0,3314 lateral E C I

69 1372/25 6 0,5932 lateral E C I

70 1372/31 6,25 0,7224 lateral E C I

71 1372/31 6 0,4520 lateral E C I

72 1372/31 6,75 0,3455 lateral E C I

73 1372/31 4,75 0,4996 lateral E C I

74 1372/31 6,5 0,1439 lateral E C I

75 1372/31 5,75 0,1439 lateral E C I

76 1372/31 5 0,1231 lateral E C I

77 1372/31 6,5 0,1439 lateral E C I

78 1372/34 5,75 0,1231 lateral E C I

79 1372/34 6 1,1353 lateral E C I

80 1372/34 6,75 0,3215 lateral E C I

81 5278 2 92,1226 Teto E C I

82 5272 -4,5 1,1563 lateral W B I

83 5270 6 0,0835 lateral E C I

84 5270 -6,25 1,3671 lateral W C I

85 5270 -5,25 0,2519 lateral W C I

86 5270 -4,75 0,7882 lateral W C I

87 5270 -0,25 0,3971 Teto W C I

88 5270 -0,5 0,0835 Teto W C I

89 5270 -1 0,4003 Teto W C I

90 5270 0 1,1237 Teto E B I

91 5270 0,75 0,6584 Teto E B I

92 5270 3,5 0,0835 lateral E C I

93 5270 4 0,0835 lateral E C I

94 5270 4,5 0,0835 lateral E C I

95 5270 5,25 0,0835 lateral E C I

96 5270 5,75 0,2712 lateral E C I

175

Classificação N° MR Localização Área (m²) Posição

Carbonatação Infiltração

97 5268 -6 3,0286 lateral W B I

98 5268 -6 6,7398 lateral W B II

99 5268 0,25 0,8439 Teto E C I

100 5268 3,5 3,6528 lateral E B I

101 5268 0,25 1,0023 Teto E C I

102 5268 -3,5 1,5482 lateral W C I

103 5268 1 0,0832 Teto E C I

104 5268 -0,25 0,0832 Teto W C I

105 5268 1,5 0,6276 Teto E C I

106 5268 0,5 0,5484 Teto E C I

107 5268 3,5 0,5215 lateral E C I

108 5268 5 2,0560 lateral E B I

109 5266 -6,5 3,5005 lateral W B I

110 5266 -0,75 1,0056 Teto W C I

111 5266 0 0,2740 Teto E C I

112 5266 -4,5 5,9092 lateral W C I

113 5266 -1,5 0,4300 Teto W C I

114 5266 -0,5 0,5397 Teto W C I

115 5266 3,25 3,2868 lateral E B I

116 5266 -5,75 0,4877 lateral W C I

117 5266 -4,25 0,3388 lateral W C I

118 5266 -3,5 0,6551 lateral W C I

119 5266 0 1,0956 Teto E C I

120 5266 0,5 0,8544 Teto E C I

121 5266 5 2,1359 lateral E B I

122 5264 -4,75 8,1724 lateral W B I

123 5264 -4 0,5569 lateral W C I

124 5266 -2,5 0,2958 lateral W C I

125 5264 -2,5 0,9635 lateral W C I

126 5264 2,5 5,9892 lateral E C I

127 5264 6,25 1,3362 lateral E C I

128 5264 -6,75 0,5601 lateral W C I

129 5264 -2 2,2526 Teto W C I

176

Classificação N° MR Localização Área (m²) Posição

Carbonatação Infiltração

130 5264 5,25 1,4342 lateral E C I

131 5264 0,75 0,5123 Teto E C I

132 5262 -6,75 3,2025 lateral W B I

133 5262 -5,25 1,7172 lateral W B I

134 5262 -1,75 0,5217 Teto W C I

135 5262 -2,75 0,4949 lateral W C I

136 5262 -5,5 0,5464 lateral W C I

137 5262 -2,75 0,6753 lateral W C I

138 5262 -2 0,2542 Teto W C I

139 5262 -0,25 0,7131 Teto W C I

140 5262 6,25 4,5926 lateral E B I

141 5262 -5,5 1,7263 lateral W B I

142 5262 -1,25 1,2419 Teto W C I

143 5260 -4,75 0,6858 lateral W C I

144 5260 2,5 0,7365 lateral E C I

145 5260 -5,75 1,1170 lateral W C I

146 5260 -4 0,5753 lateral W C II

147 5260 2,5 1,1714 lateral E C II

148 5260 5,5 2,3099 lateral E C I

149 5258 -2,75 4,4497 lateral W B II

150 5258 -5,5 4,3936 lateral W B I

151 5258 -0,5 1,1732 Teto W C I

152 5258 4,5 2,1635 lateral E B II

153 5258 -0,5 0,7789 Teto W C I

154 5258 -6,25 1,8678 lateral W C I

155 5258 -4,25 3,1551 lateral W B II

156 5258 -1,5 2,8995 Teto W B II

157 5258 2,25 7,7913 lateral E C II

158 5256 -4,5 1,0179 lateral W C II

159 5256 -3 0,5974 lateral W C II

160 5256 -5,25 5,7609 lateral W C I

161 5256 1 1,4052 Teto E C I

162 5256 2,5 1,1693 lateral E C I

177

Classificação N° MR Localização Área (m²) Posição

Carbonatação Infiltração

163 5256 4,25 0,6283 lateral E C I

164 5256 -6,75 0,7485 lateral W C I

165 5256 -4,5 8,1454 lateral W C I

166 5254 -5,75 9,0020 lateral W B I

167 5254 -5 6,0360 lateral W C II

168 5254 -1,75 1,1406 Teto W B I

169 5254 6,5 1,3177 lateral E C I

170 5254 5,75 1,1254 lateral E C I

171 5254 6,75 0,7279 lateral E C I

172 5252 -5 3,4665 lateral W C I

173 5252 -1 3,1773 Teto W B I

174 5252 -2,75 1,3768 lateral W C I

175 5252 5 0,6969 lateral E C I

176 5252 5,75 0,9876 lateral E C I

177 5250 -6,75 2,2576 lateral W C I

178 5250 -3,25 0,7326 lateral W C I

179 5250 -1 5,0269 Teto W B I

180 5248 -6 0,6584 lateral W C I

181 5248 -1 0,3496 Teto W C I

182 5248 3,5 0,2413 lateral E C I

183 5248 0 0,2448 Teto E C I

184 5248 2,5 0,5285 lateral E C I

185 5232 6 1,2182 lateral E C I

186 5232 -1 0,5206 Teto W C I

187 5232 0 1,1130 Teto E C I

188 5232 -1,5 0,5978 Teto W C I

189 5232 4,75 0,2923 lateral E C I

190 5232 0,5 1,2614 Teto E C I

191 5232 3 0,2586 lateral E C I

192 5232 4,5 0,5787 lateral E C I

193 5232 4,5 0,1936 lateral E C I

194 5232 5,5 0,8841 lateral E C I

195 5230 -1,75 0,8759 Teto W C I

178

Classificação N° MR Localização Área (m²) Posição

Carbonatação Infiltração

196 5230 -5,5 0,7187 lateral W C I

197 5230 -4,5 0,8441 lateral W C I

198 5230 4 0,2215 lateral E C I

199 5230 5,5 0,2053 lateral E C I

200 5230 -5,25 0,6735 lateral W C I

201 5228 1 0,5026 Teto E C I

202 5228 2,75 5,1466 lateral E B I

203 5228 -5,75 0,8484 lateral W C I

204 5228 0 0,9258 Teto E C I

205 5228 -4,5 0,6373 lateral W C I

206 5228 1,5 4,5633 Teto E B I

207 5228 -6,25 0,8737 lateral W C I

208 5228 -6,25 0,7361 lateral W C I

209 5228 5 0,5404 lateral E C I

210 5228 0,25 0,5834 Teto E C I

211 5228 1,75 1,0507 Teto E C I

212 5228 3 0,3511 lateral E C I

213 5226 -5 0,9495 lateral W C I

214 5226 4,75 0,8542 lateral E C I

215 5222 -0,5 29,2843 Teto W -

216 MM 214 -6,5 0,1693 lateral W C I

217 MM 214 -6 0,5973 lateral W C I

218 MM 212 6 0,4418 lateral E C I

219 MM 212 6,75 0,6931 lateral E C I

220 MM212 2 0,6170 Teto E C I

221 MM 212 6 0,5899 lateral E C I

222 MM 202 -2 0,9400 Teto W C I

223 MM 202 -6,25 0,7561 lateral W C I

224 MM 202 -1,75 0,7081 Teto W C I

225 MM 202 1,75 0,3191 Teto E C I

226 MM 202 4 0,2174 lateral E C I

227 MM 202 4,75 0,5006 lateral E C I

228 MM 184 -2,5 1,0993 lateral W C I

179

Classificação N° MR Localização Área (m²) Posição

Carbonatação Infiltração

229 MM 184 -4 0,7163 lateral W C I

230 MM 180 -2 2,1189 Teto W C I

231 MM 184 -0,25 1,0682 Teto W C I

232 MM 184 1,5 0,2897 Teto E C I

233 MM 184 2 0,6086 Teto E C I

234 MM 184 4,5 10,8866 lateral E C I

235 MM 180 5 0,6764 lateral E C I

236 MM 170 6,25 0,8843 lateral E C II

237 MM 170 -3,25 0,5090 lateral W C II

238 MM 170 -1,75 0,1612 Teto W C II

239 MM 170 5,5 0,6050 lateral E C II

240 MM 168 -1,5 0,4994 Teto W C II

241 MM 168 6,25 1,8330 lateral E C II

242 MM 168 -2,5 0,7774 lateral W C II

243 MM 168 -1 0,4986 Teto W C II

244 MM 168 -1,75 0,6754 Teto W C II

245 MM 168 -2,5 1,2679 lateral W C II

246 MM 168 -0,75 0,8180 Teto W C II

247 MM 164 2,25 3,1176 lateral E C II

248 MM 164 -4,75 1,3679 lateral W C I

249 MM 164 0 0,5811 Teto E C II

250 MM 164 2,5 1,3941 lateral E C II

251 MM 162 -4,25 1,5129 lateral W C I

252 MM 144 -5 4,0852 lateral W C I

253 MM 144 4,25 2,3551 lateral E C I

254 MM 144 5,5 0,2190 lateral E C I

255 MM 144 6,25 0,7726 lateral E C I

256 MM 142 6,25 0,4692 lateral E C I

257 MM 142 -2,25 1,9773 lateral W C I

258 MM 142 -2,5 0,3917 lateral W C I

259 MM134 0 90,5755 Teto E -

260 MM 130 0 82,8712 Teto E -

261 MM128 -5,75 0,9846 lateral W C I

180

Classificação N° MR Localização Área (m²) Posição

Carbonatação Infiltração

262 MM128 0 2,6726 Teto E C I

263 MM128 5 1,1496 lateral E C I

264 MM124 0 94,8338 Teto E -

265 MM 122 6 7,0796 lateral E C I

266 MM 122 -4,5 2,7291 lateral W B I

267 MM 120 0 9,2854 Teto E B I

268 MM 120 0 76,2673 Teto E -

269 MM 118 0 10,0706 Teto E B I

270 MM 116 -5 6,5577 lateral W B II

271 MM 116 2,5 7,1200 lateral E B II

272 MM 116 5 1,4171 lateral E B II

273 MM 104 -6,75 1,1048 lateral W C I

274 MM 102 -6,75 0,6852 lateral W C I

275 MM 102 -5,5 0,5452 lateral W C I

276 MM 102 -6 0,1407 lateral W C I

277 MM 102 5,5 0,4656 lateral E C I

278 MM 100 -5,25 0,1057 lateral W C I

279 MM 100 -4,5 3,4422 lateral W B II

280 MM 100 6,25 0,1573 lateral E C I

281 MM 100 -5,25 0,9962 lateral W C I

282 MM 100 4,5 7,8054 lateral E B II

283 MM 100 -4,5 0,9540 lateral W B II

284 MM 100 -0,25 0,3437 Teto W C I

285 MM 100 4 0,5469 lateral E A III

181

D - CADASTRO DA REDE DE UTILIDADES PÚBLICAS

BOCA DE LOBOPV ÁGUA PLUVIALPV REDE DE ESGOTO

FF Ø 600 PROG. 6200,4305+0,50Mcota túnel= 1.078,0000

N. 8251103.1849E. 190697.0765

EIX

O D

E RE

FERÊ

NCI

A

SEN

TID

O E

STA

ÇÃO

CEN

TRA

L

FF Ø

600

N. 8251120.98E. 190730.63

PV

Ø 1

50

N. 8251143.53E. 190738.16

Ø 1

50

Manutenção e Reabilitação de TúneisCadastro de Redes Públicas

Estação Galeria dos Estados

Trecho: Central - GaleriaProgressiva=6200.4305+0,50

01FOLHA

ESCALA:

sem escala

LEGENDA

REDE DE ESGOTO

REDE DE ÁGUA PLUVIALREDE DE ÁGUA POTÁVEL

Figura D.1 – Cadastro de redes públicas - Folha 01 (modificado – Brasmetrô, 2000c).

182

PV REDE DE ESGOTOPV ÁGUA PLUVIALBOCA DE LOBO

REDE DE ÁGUA POTÁVELREDE DE ÁGUA PLUVIAL

REDE DE ESGOTO

LEGENDA

BL FED.CAMARGO CORREA

E. 190728.5774N. 8251266.1816

N. 8251270.0433E. 190727.7281

E. 190726.25N. 8251235.49PV

BLN. 8251229.92E. 190734.92

cota túnel= 1.077,8738

PROG. 6332,8085+0,30 m

Ø 400

SEN

TID

O E

STA

ÇÃO

CEN

TRA

L

EIX

O D

E RE

FERÊ

NCI

A

Ø 1

000

Ø 3

00

Ø 3

00

cota túnel= 1.077,7051

PROG. 6351,8086

cota túnel= 1.077,6553

PROG. 6356,8086+0,12

cota túnel= 1.077,4758

PROG. 6347,8086

Ø 400

Ø 300

Ø 300

Ø 400 PV

E. 190741.84N. 8251278.99

N. 8251285.3E. 190745.1

BL

Ø 300

FF Ø 75

N. 8251268.9157E. 190750.3517

BL

N. 8251271.06E. 190755.1

BL

N. 8251270.1633E. 190767.2781

Trecho: Central - Galeriasem escala

Manutenção e Reabilitação de TúneisCadastro de Redes Públicas

Progressiva=6332 a 6375

02FOLHA

ESCALA:

Figura D.2 – Cadastro de redes públicas - Folha 02 (modificado – Brasmetrô, 2000c).

183

ESCALA:

FOLHA

03

Progressiva= 6417 a 6462

ED. ALVORADABL J

Ø 3

00

EIX

O D

E R

EFER

ÊNC

IASE

NTI

DO

EST

AÇ

ÃO

CEN

TRA

Lcota túnel= 1.076,8876

PROG. 6433,808+0,74m

E. 190761.62N. 8251369.61BL

BLN. 8251329.9163E. 190749.9294

E. 190758.0855N. 8251328,3924BL

Ø 300

cota túnel= 1.076,5985

PROG. 6462,8085+0,26m

PROG. 6418,8084+0,21m

cota túnel= 1.077,0372 Ø 300BLN. 8251316.32E. 190745.82

E. 190754.4051N. 8251317.0133PV

PVN. 8251320,5633E. 190746.7581

Ø 200E. 190768.24N. 8251328.08PV

PV REDE DE ESGOTOPV ÁGUA PLUVIALBOCA DE LOBO

REDE DE ÁGUA POTÁVELREDE DE ÁGUA PLUVIAL

REDE DE ESGOTO

LEGENDA

Trecho: Central - Galeriasem escala

Manutenção e Reabilitação de TúneisCadastro de Redes Públicas

Ø 300

Figura D.3 – Cadastro de redes públicas - Folha 03 (modificado – Brasmetrô, 2000c).

184

ESCALA:

FOLHA

04

Progressiva=6550 a 6601

PV REDE DE ESGOTOPV ÁGUA PLUVIALBOCA DE LOBO

REDE DE ÁGUA POTÁVELREDE DE ÁGUA PLUVIAL

REDE DE ESGOTO

LEGENDA

N. 8251464.94E. 190768.03

PV

ED. GILBERTO SALOMÃOBL M

Trecho: Central - Galeriasem escala

Manutenção e Reabilitação de TúneisCadastro de Redes Públicas

cota túnel= 1.076,0191PROG. 6552,8085+0,65m

EIX

O D

E R

EFER

ÊNC

IASE

NTI

DO

EST

AÇ

ÃO

CEN

TRA

L

cota túnel= 1.076,0241

PROG. 6552,8085+0,95m

cota túnel= 1.076,0051

PROG. 6560,8085+0,66m

cota túnel= 1.076,0215

PROG. 6551,8085+0,15m

cota túnel= 1.076,0215

PROG. 6551,8085+0,97m

FF Ø

200 M.B

.V Ø

300

1090.40601087.4460

Ø 400

Ø 1000

Ø 400

Ø 4

00

Ø 600

N. 8251482.54E. 190740.79

PV

N. 8251475.99E. 190715.72

PV

Figura D.4 – Cadastro de redes públicas - Folha 04 (modificado – Brasmetrô, 2000c).

185

LEGENDA

REDE DE ESGOTO

REDE DE ÁGUA PLUVIALREDE DE ÁGUA POTÁVEL

BOCA DE LOBOPV ÁGUA PLUVIALPV REDE DE ESGOTO

ESCALA:

FOLHA

05

Progressiva=7099 a 7101Trecho: Central - Galeria

sem escala

Manutenção e Reabilitação de TúneisCadastro de Redes Públicas

EIX

O D

E RE

FERÊ

NCI

A

SEN

TID

O E

STA

ÇÃO

CEN

TRA

L

cota túnel= 1.077,5075

PROG. 7101,0501+0,3m

Ø 600

cota túnel= 1.077,5473

PROG. 7099,0501+0,03m

Ø 600

Ø 600

FF Ø

100

Ø 1

000

FF Ø

100

N. 8251994.49E. 190859.74

PV

N. 8251988E. 190909.15

PV

N. 8251970.9E. 190908.51

PV

Ø 300

N. 8252016.51E. 190914.91

PV

Figura D.5 – Cadastro de redes públicas - Folha 05 (modificado – Brasmetrô, 2000c).

186

Figura D.6 – Localização das plantas de utilidades públicas apresentadas anteriormente.