Devido à limitação de espaço nos grandes centros urbanos, as construções de edifícios, shoppings e centros comerciais precisam aproveitar todo o espaço disponível para a edificação. Isso normalmente requer a construção de vários subsolos para estacionamento. Entretanto, a grande maioria dessas edificações possui os limites dos subsolos encostados nas divisas, o que inviabiliza a préescavação em taludes para execução das contenções e, posterior, reaterro. Dessa forma, torna-se necessária a execução de uma estrutura de contenção que torne viável a escavação a prumo junto à divisa da obra, sem que haja danos às edificações vizinhas. A contenção é feita por meio da introdução de uma estrutura ou de elementos estruturais compostos, que apresentam rigidez suficiente para absorver os esforços provenientes do maciço de terra a ser arrimado e ainda limitar os deslocamentos horizontais a níveis toleráveis. Muitas vezes, essas estruturas também devem ser dimensionadas para absorver cargas verticais provenientes dos pilares e lajes da edificação que venham se apoiar nelas. As cortinas podem ser executadas em balanço, apoiadas (uso de estroncas) ou ancoradas (ancoragem passiva ou ativa). As estruturas de contenção são dimensionadas à flexão simples, quando não há atuação de esforço normal, e à flexo-compressão, em caso contrário. Os elementos a serem determinados no dimensionamento são: comprimento da ficha; momento fletor e esforço cortante máximo; e esforço na ancoragem. Com os valores do momento fletor e esforço cortante, a seção transversal do elemento de contenção é dimensionada à flexão e ao cisalhamento. Com o esforço na ancoragem, é calculada a ferragem e o comprimento do trecho de ancoragem da mesma. O dimensionamento da estrutura de contenção deve considerar cada nível de escavação e implantação de ancoragem, com geometria detalhada de escavação, sendo que as ações decorrentes desta condição devem ser calculadas. O dimensionamento final será aquele que cubra a envoltória em todos os estágios da construção. As cortinas em balanço são capazes de suportar os esforços provenientes do empuxo de terra, sem qualquer tipo de apoio acima do nível da escavação. No entanto, estão sujeitas a maiores deslocamentos em relação a estruturas de contenção apoiadas ou ancoradas, sendo que a coesão pode viabilizar a cortina em balanço com alturas consideráveis. A ficha mínima é o comprimento mínimo de embutimento da cortina no solo, que garante o equilíbrio com uma margem de segurança adequada. As cortinas ancoradas ou apoiadas suportam o empuxo de terra tanto pela ficha quanto por meio de níveis de ancoragem acima da escavação. O número de ancoragens será determinado pela altura do solo a arrimar, sendo que a ancoragem, quando adequadamente posicionada, proporciona: redução da ficha e dos esforços na estrutura. A primeira linha de ancoragem deve ser colocada na posição mais próxima do topo da escavação para limitar deslocamentos da parede e sua repercussão nos vizinhos. As estruturas de contenção suportadas por ancoragens permitem a escavação a céu aberto e implantação da estrutura de forma convencional de baixo para cima (“bottom up”), acelerando o processo construtivo. Em obras sem a possibilidade de uso de tirantes e após a execução da estrutura de contenção, a escavação é feita de forma parcial, utilizando berma provisória definida para não permitir grandes deslocamentos dos vizinhos com fundações superficiais. Após a execução das fundações e da estrutura que serve de apoio à contenção, as bermas provisórias podem ser retiradas. A escolha do tipo da contenção depende, dentre outros fatores, da tradição regional e experiência dos envolvidos na solução do problema. Portanto, a solução depende das técnicas e equipamentos disponíveis no local da obra. Atualmente, o conhecimento das condições vizinhas leva a providências antes desconhecidas como: a necessidade eventual de reforços de fundações e o acompanhamento detalhado dos vizinhos com sintomas ou danos existentes antes da execução da escavação. É recomendado que o acompanhamento detalhado dos vizinhos seja realizado por profissional devidamente habilitado com elaboração e anotação da responsabilidade técnica do laudo fotográfico. Para um comportamento satisfatório de uma estrutura de contenção, é fundamental a utilização de sistemas eficientes de drenagem. Os elementos utilizados na drenagem são projetados por empresas especializadas. Porém, o problema deve ser resolvido multidisciplinarmente, com o envolvimento do projetista da obra de contenção, do executor e da empresa especializada na drenagem, pois o alívio de pressões neutras pode induzir recalques nas fundações das edificações vizinhas. Em situações com a presença de nível de água elevado, os efeitos de subpressão podem ser resolvidos com a parede de contenção levada até a profundidade em que seus efeitos sejam mínimos, ou através de laje de subpressão, ou com elementos tracionados (fundações ou tirantes), ou drenagem permanente. A Engesol executa contenções de subsolos em estacas justapostas, perfis metálicos e em solo grampeado.
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ESTACAS JUSTAPOSTAS As paredes de estacas justapostas são compostas por estacas espaçadas com a presença de solo entre o final de uma estaca e o início de outra, sendo que esse espaço altera entre 2 e 3 diâmetros. Esse tipo de contenção é executado pela Engesol em estacas tipo escavadas, estacas tipo hélice contínua monitorada e estacas tipo raiz. O procedimento executivo, quanto à perfuração, concretagem e colocação da armadura, segue o exposto para cada tipo de estaca. Esta solução de contenção apresenta a vantagem de praticamente não desconfinar o solo adjacente e não provocar vibrações. Para utilização deste tipo de contenção, é necessário dispor de um espaço de pelo menos 30 cm para estacas escavadas e raiz, e 40 cm para estacas hélices. As etapas para execução de uma contenção em estacas justapostas seguem basicamente ao que será exposto nos próximos parágrafos. Executam-se, inicialmente, as estacas de contenção lateral, conforme a planta de locação das estacas. Normalmente, algumas das que estão indicadas na planta de locação precisam ser feitas com precisão, pois recebem elementos estruturais diretamente. Após a execução das estacas, faz-se a viga de coroamento delas, que tem como função inicial uniformizar os deslocamentos da contenção. Cuidado especial deve ser tomado nos casos em que a viga de coroamento coincide com a do térreo da edificação, pois, nestas situações, durante a execução da viga, devem ser previstas as esperas para futura concretagem das lajes e pilares que, respectivamente, apoiam e nascem sobre ela. Após a execução e cura do concreto da viga de coroamento, inicia-se a etapa de escavação parcial, pois, conforme a escavação é executada, chegará a um nível em que será preciso utilizar as ancoragens ou estroncamentos com peças metálicas ou de madeira. As estroncas servem apenas para escavações de pequena largura e normalmente são usadas ancoragens passivas (grampos) ou ativas (tirantes). As ancoragens devem ser executadas nas cotas, com os espaçamentos e comprimentos indicados no projeto de contenção. Posteriormente à execução das ancoragens, faz-se uma viga de ancoragem de concreto armado ou metálica. Quando a viga é de concreto, é preciso concretá-la e deixar um furo a cada espaçamento previsto para as ancoragens. A ABNT 9061: 1985 - Segurança de escavação a céu aberto estabelece que os apoios das cortinas são constituidos por vigas horizontais de solidarização, que devem ficar perfeitamente apoiadas em todas as estacas. Quando empregada a ancoragem passiva, é possível a utilização de bloco de ancoragem em substituição à viga de ancoragem. Os blocos de ancoragem situam-se nos espaçamentos entre as estacas e possuem a ferragem ancorada na estaca por meio de ancoragem química. A escavação parcial do terreno é executada em etapas, conforme especificado no projeto de contenção, até que sejam executadas todas as linhas de ancoragem. Na Figura 9, esquematiza-se a metodologia executiva da estrutura de contenção em estacas justapostas com ancoragem passiva (grampo).
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PERFIL METÁLICO A Engesol executa contenção em perfil metálico tipo I junto à divisa do terreno. Os perfis são fornecidos em comprimentos de 6 e 12 m e devem ser cortados e/ou soldados para a obtenção de elementos de comprimentos diversos. Para utilização deste tipo de contenção, é necessário dispor de um espaço de aproximadamente 35 cm. Os perfis mais utilizados na estrutura de contenção são os perfis da Gerdau Açominas, fabricados em aço ASTM 572 Grau 50, e os perfis da CSN laminados ou soldados, fabricados em aço A-36. As etapas para execução de uma contenção em perfil metálico seguem, basicamente, ao que será exposto nos próximos parágrafos. Executa-se a cravação dos perfis metálicos de contenção lateral conforme a planta de locação e a concretagem da viga de coroamento dos perfis, que uniformiza os deslocamentos da contenção. Aqui, também deve ser tomado cuidado especial nos casos em que a viga de coroamento coincide com a do térreo da edificação, conforme exposto para estacas justapostas. Com a viga de coroamento executada e o concreto já curado, inicia-se a etapa de escavação parcial do terreno para execução da ancoragem na cota e espaçamento indicados no projeto. No caso de perfis metálicos, as ancoragens são aportadas em vigas de ancoragens de concreto executadas entre os perfis. Simultaneamente à escavação, deve-se executar a cortina armada, fixando o geocomposto e aplicando fita betuminosa. Na Figura 12, delineia-se a metodologia executiva da estrutura de contenção em perfil metálico com ancoragem passiva (grampo) e a execução simultânea da cortina armada.
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SOLO GRAMPEADO A técnica de solo grampeado consiste em aproveitar ao máximo a resistência dos solos e, no que este não é competente, utilizar um elemento de reforço. Daí a denominação de solo reforçado. O sucesso do solo grampeado está na qualidade das investigações geotécnicas e no acompanhamento e avaliação de desempenho da obra. Isto é, sondagens e ensaios de resistência dos solos, na fase de projeto, e nos ensaios de laboratório e de campo, na fase de obra. A execução inicia-se com o corte do solo na geometria de projeto, a não ser no caso de estabilização de taludes. Segue-se com a execução da primeira linha de grampos e aplicação de revestimento de concreto projetado. Caso o talude já esteja cortado, pode-se trabalhar de forma descendente ou ascendente, conforme a conveniência. Simultaneamente ao avanço dos trabalhos, são executados os drenos sub-horizontais profundos, de paramento e as canaletas ou as descidas d’água, conforme projeto de drenagem. Na Figura 14, são apresentadas as fases construtivas do solo grampeado.
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