Análise das causas e prevenção de patologias em fundações, Notas de estudo de Engenharia Civil

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO

PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO

CENTRO MULTIDISCIPLINAR DE PAU DOS FERROS - CMPF

CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL

LETÍCIA MOREIRA DE CARVALHO

FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS: CONTROLE DE CONCEPÇÃO E

EXECUÇÃO PARA EVITAR MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS NAS

EDIFICAÇÕES

PAU DOS FERROS – RN

Fevereiro - 2019

LETÍCIA MOREIRA DE CARVALHO

FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS: CONTROLE DE CONCEPÇÃO E

EXECUÇÃO PARA EVITAR MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS NAS

EDIFICAÇÕES

Monografia apresentada à Banca Examinadora do Curso de Bacharelado em Engenharia Civil, da Universidade Federal Rural do Semi-Árido em cumprimento às exigências legais como requisito parcial à obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Bianca Alencar Viera (UFERSA - Campus Pau dos Ferros)

PAU DOS FERROS - RN

Fevereiro - 2019

LETÍCIA MOREIRA DE CARVALHO

FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS: CONTROLE DE CONCEPÇÃO E

EXECUÇÃO PARA EVITAR MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS NAS

EDIFICAÇÕES

Monografia apresentada à Banca Examinadora do Curso de Bacharelado em Engenharia Civil, da Universidade Federal Rural do Semi-Árido em cumprimento às exigências legais como requisito parcial à obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Civil.

Defendida em: 28/02/

Aos meus pais, Francisco Sérgio e Maria Lavínia, por todo apoio, amor e dedicação.

ABSTRACT

A well-designed project plays a key role in achieving a satisfactory construction result. Attention in the constructive steps is essential to avoid future problems in the structure that affect its safety and durability, in addition to preventing extra costs. Thus, the objective of this study was to analyze the possible causes of the pathology of foundations in a building, with the purpose of avoiding problems, in the design and execution phases of these elements. The research was done in the literature related to the subject and a case study was done referring to a construction site located in the city of Pau dos ferros, RN. With this, it was observed at the conception stage that the investigation of the soil was insufficient, not being realized the number of holes required according to the norm. In the execution phase, one of the shoes was with the pillar outside the plumb line, which could alter the covering of the reinforcement exposing it and leaving it propitious to oxidation, which could result in the displacement of the concrete. There was also the excessive inclination of the concrete launching ramp as well as non-flat access, which could cause segregation of the concrete. Comparing these and other factors with the literature, it can be concluded that they can cause foundations pathologies such as differential stresses that damage the structure and can generate costs with repairs or even collapse of the structure.

Key words : Pathology of foundations, conception, execution, structure

LISTA DE FIGURAS

1 INTRODUÇÃO

As edificações, em geral, são fundamentais para a realização das atividades humanas e devem garantir, sobretudo, durabilidade, conforto e segurança aos seus usuários. Estas estão submetidas a diversas ações, advindas, principalmente, dos seus componentes e da utilização. Desta forma, torna-se imprescindível fazer uso de elementos que transfiram essas cargas para o solo. Milititsky et al. (2015) define Fundação como um elemento de transição entre a estrutura e o solo_._ A ANBT NBR 6122:2010 as divide em dois grandes grupos: superficiais e profundas. De um modo geral, as cargas que são transmitidas pelas fundações superficiais para o solo são distribuídas, predominantemente, pela pressão da área da base da fundação. No que se referem às profundas, essas cargas podem ser transferidas através da base, ponta ou pela combinação das duas. Nesse contexto, é essencial que a escolha e dimensionamento do tipo de fundação sejam realizados analisando todos os parâmetros da edificação e do solo em questão, pois, caso contrário, podem-se gerar grandes problemas as construções podendo levá-las até mesmo ao colapso. Um fato frequente na área da construção civil está relacionado ao aparecimento de fissuras em elementos estruturais e não estruturais e recalques excessivos em edifícios, podendo ocasionar problemas, principalmente, de segurança e durabilidade dos seus elementos. São vários os fatores ligados às patologias nas fundações, visto que, são elas que suportam toda a carga da estrutura e transfere para o solo em que se apoia. De acordo com Vieira (2016) essas manifestações patológicas podem ocorrer em diferentes fases da construção, podendo provocar, males congênitos e adquiridos, sendo propícios a acidentes e à deterioração com o passar do tempo, afetando assim grandes obras de engenharia. Nesse ensejo, a patologia é a parte da engenharia que estuda as manifestações patológicas recorrentes nas edificações de um modo geral. Koga (2017) define a patologia como a ciência que estuda todos os aspectos de uma doença, com especial atenção à origem, aos sintomas e ao desenvolvimento das condições orgânicas anormais e suas consequências. Toledo (2017) afirma que existem algumas causas que favorecem o surgimento de manifestações patológicas, como: deficiências de projeto, deficiências de execução; má qualidade dos materiais, ou emprego inadequado dos mesmos, uso inadequado da estrutura e manutenção imprópria. Essas manifestações podem aparecer tanto nos elementos de fundação quanto nos elementos estruturais e não estruturais de uma edificação. Logo, para identificar e tratar esses

problemas faz-se necessário analisar as possíveis causas, em especial, aquelas ligadas aos eventos pré e pós-conclusão desses componentes. Desse modo, estudos que busquem prevenir estes problemas são essenciais, pois favorece o aumento da vida útil da estrutura, bem como, evita-se gastos com reparos. Sendo assim, o recomendado é que essas fases sejam acompanhadas com atenção a fim de prever e evitar problemas futuros na construção.

1.1 OBJETIVOS

1.1.1 Geral

O presente trabalho tem como objetivo analisar as possíveis causas do aparecimento de patologias das fundações em uma edificação, bem como confrontar com as recomendações da literatura, com o intuito de prevenir e evitar esses problemas, nas fases de concepção e execução desses elementos e o que é realmente realizado.

1.1.2 Específicos

 Investigar a origem das patologias das fundações nas etapas de concepção e execução desses elementos;  Confrontar as recomendações da literatura e o realizado em uma obra.  Mostrar a importância dos cuidados prévios principalmente nas etapas pré-conclusão para prevenir e evitar as manifestações patológicas na estrutura.

2.1.1. Fundações Superficiais

A NBR 6122/2010 define fundação superficial como elemento de fundação em que a carga é transmitida ao terreno pelas tensões distribuídas sob a base da fundação, e a profundidade de assentamento em relação ao terreno adjacente da fundação é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação destacando-se as sapatas, os blocos, os radiers e as vigas baldrames. Hachich et al. (1998) define os tipos de fundações superficiais ou rasas mais comuns, especificando bloco de fundação como um elemento de concreto simples e relativamente grandes de modo que trabalhe essencialmente a compressão. Seu dimensionamento acontece de modo que as tensões de tração nele produzidas possam ser resistidas pelo concreto, sem necessidade de armadura. A figura 2 apresenta o bloco de fundação.

Figura 2: Bloco de Fundação

Fonte: Lopes e Velloso, 2010. A sapata, por sua vez, é um elemento de concreto armado que, diferentemente do bloco, utiliza-se de armadura para resistir aos esforços de tração, além de ter menor altura. Elas podem assumir qualquer forma em planta onde as mais comuns são as sapatas quadradas, retangulares e corridas (HACHICH et al, 1998). A figura 3 mostra um tipo de sapata.

Figura 3: Sapata Quadrada

Fonte: Lopes e Velloso, 2010.

Com relação as lajes radiers, Lopes e Velloso (2010) afirmam que na NBR 6122: eram definidas como fundações que recebiam todos os pilares de uma estrutura, enquanto que as sapatas corridas recebiam partes dos pilares de uma estrutura. A atualização da norma permite o uso da expressão radier em todos os casos. Como essa expressão “radier” foi originada na França, convém adotar que o parcial seria o caso de receber parte dos pilares e o geral para o caso de receber todos os pilares da obra. A figura 4 ilustra este elemento de fundação.

Figura 4: Radier

Fonte: Lopes e Velloso, 2010. Por fim, Lopes e Velloso (2010) definem baldrame ou sapata corrida, como uma sapata submetida à ação de uma carga distribuída linearmente ou de pilares em um mesmo alinhamento sobre o terreno, podendo ser chamada ainda de viga de fundação.

Figura 5: Baldrame

Fonte: Lopes e Velloso, 2010.

2.1.2. Fundações Profundas

As fundações profundas são elementos que transmite a carga ao terreno pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação das duas, e que está apoiada em uma profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão

2.2 PATOLOGIA DAS FUNDAÇÕES

Conforme Marcelli (2007), a escolha de uma fundação adequada e sua correta execução, respeitando os critérios das normas técnicas, são fatores que garantem a estabilidade da edificação ao longo da sua vida útil. Ou seja, se executadas de forma correta, seguindo padrões mínimos exigidos a partir de investigações geotécnicas, as fundações das edificações não irão provocar surgimento de maiores problemas de desempenho estrutural do edifício. Por sua vez, se a execução for feita de forma errônea e sem sondagens, os problemas decorrentes de má execução podem ser inúmeros. Conforme Azevedo (2011), a aplicação do termo patologia na engenharia, em especial no caso das estruturas de concreto, parte do princípio do tratamento de problemas com o sentido de reabilitar as estruturas, o que equivale a um processo terapêutico na medicina. Koga et, al. (2017) salienta que as patologias podem ser identificadas, tanto na fase inicial construtiva, garantindo o seu comportamento adequado e seguro, quanto na fase pós- implantação onde começam a surgir os efeitos, incluindo sua possível degradação. Carmo (2003) afirma que as patologias das fundações podem ser causadas, principalmente, devido a ausência ou insuficiência de investigações geotécnicas adequadas, má interpretação de dados coletados por meio de ensaios, avaliação incorreta de valores de esforços atuantes na estrutura, tensão admissível de solo inadequado, má execução por imperícia e falta de treinamento da mão de obra. De acordo com Milititsky et al. (2015), alguns fatores podem influenciar no comportamento da fundação, e podem acontecer anterior ao projeto, continuando na construção e terminando com os efeitos de acontecimento pós-implantação, além da sua possível degradação. Além disso, os autores asseguram que podem ocorrer patologias a partir de incertezas quanto às condições do subsolo como ausência de investigação, investigação insuficiente e com falhas e uma má interpretação dos resultados das sondagens. Por outro lado, Souza e Ripper (1998 apud ZUCHETTI, 2015), afirmam que existem outras causas que podem ocasionar patologias, como o envelhecimento natural, utilização de materiais sem qualidade e sem especificações apropriadas, acidentes, ausência de manutenção e até mesmo por razões econômicas.

2.3 DANOS CAUSADOS PELAS PATOLOGIAS

Gotlieb (ABMS/ABEF, 2006), afirma que as manifestações patológicas indicam o mau desempenho de uma fundação, podendo se caracterizar por uma peça única, com deterioração dos materiais que a compõe ou então, por deformações excessivas, perda de cobrimento mínimo e oxidação das armaduras, esmagamentos, rupturas, fissuras e outras. As manifestações podem se apresentar na obra como um todo, com recalques e desaprumos. Os danos ocasionados por estas manifestações podem ser configurados como: danos arquitetônicos, funcionais e estruturais. Carmo (2003) descreve esses três tipos de danos, sendo que os arquitetônicos comprometem a estética da edificação, como trincas nas paredes e acabamentos, sem existir riscos a estabilidade da estrutura. Por outro lado, os danos funcionais envolvem o desempenho e funcionalidade da edificação, sendo essencial haver reparos e reforços estruturais para controlar a evolução deste tipo de problema. Por fim, os estruturais comprometem os elementos estruturais da edificação alterando a vida útil, durabilidade e desempenho da obra. Estes danos favorecem a instabilidade da edificação, podendo levá-la ao colapso, sendo, neste caso, inevitável a necessidade de reforço. Macedo (2017) ratifica que os problemas que surgem nas fundações podem provocar fissuras, rachaduras, trincas e outras patologias em edifícios, sendo o de maior incidência o recalque diferencial excessivo. Desta forma, é fundamental que haja um estudo voltado às patologias das construções, buscando encontrar as possíveis causas de tais problemas com o intuito de planejar as melhores condutas que devem ser colocadas em prática. O mesmo autor aponta alguns fatores que normalmente causam recalques como, vazamentos hidráulicos, infiltração de águas pluviais, rebaixamento de lençol freático ou construções de obras nas proximidades. Propondo processos de reforços de fundações aplicados em edifícios residenciais e industriais, onde segue procedimentos preliminares como análise dos danos existentes na edificação, medições das evoluções das anomalias e dos recalques diferenciais, análise das características geotécnicas do subsolo, análise das características da infraestrutura e superestrutura e definição da causa e reforço a ser adotado (MARCELLI, 2007). Marcelli (2007) aconselha a realização de um estudo das condições gerais da edificação para análise dos danos nas edificações, devendo-se observar todas as anomalias existentes, principalmente os desaprumos, as trincas a 45° nas alvenarias e as fissuras na estrutura. Essa análise preliminar deve permitir uma tomada de posição com relação à estabilidade do imóvel e consequente segurança de seus usuários. Na hipótese de existir risco de colapso total/parcial,

Souza e Ripper (2011) destacam que grande parte das falhas de execução está na baixa qualificação da mão de obra, que parece ser um agravante significativo para o surgimento de patologias em edificações. Por esse motivo é necessário um responsável técnico de modo a prevenir erros que prejudiquem a durabilidade de uma estrutura. Conforme Olivari (2003), erros corriqueiros acontecem na fase de execução de uma fundação, tais como: erro de interpretação de projetos, ausência de controle tecnológico, utilização de concreto vencido, ausência de limpeza ou estanqueidade das fôrmas, armadura mal posicionada, falta de espaçadores e pastilhas para garantir o cobrimento, segregação do concreto por falha no lançamento, cura mal executada, falta de fiscalização, erro no dimensionamento ou posicionamento das formas, entre outros. Nesse contexto, é importante ressaltar que a prevenção de erros, evita problemas tanto na fase de execução, como até mesmo falhas na estrutura futuramente, garantindo uma maior segurança e durabilidade a obra, bem como diminuindo os gastos que seriam necessários para o reparo das patologias.

2.4.2 Pós – Conclusão

De acordo com Alves (2009), são vários os problemas em fundações após sua conclusão, destacando como causas a alteração no uso da edificação, mudanças imprevistas na fase de projeto, execução de grandes escavações e alteração de uso em terrenos vizinhos, além de oscilações não previstas no nível d’água. Em relação à alteração do uso da edificação, Alves (2009) destaca um caso bastante frequente, onde um sobrado residencial é transformado em edifício comercial devido ao grande valor dos imóveis e acaba sendo utilizado como depósito. Isso pode causar problemas já que na etapa de projeto, o edifício foi dimensionado em função da sobrecarga atuante de utilização, essa modificação pode aumentar a carga nas fundações, cargas estas que não foram previstas.

3 METODOLOGIA

Este estudo tem caráter exploratório e apresenta uma abordagem qualitativa, onde será realizado um estudo de caso referente à uma obra localizada no município de Pau dos Ferros - RN. Nesse ensejo, divide-se a pesquisa em duas etapas. Primeiramente, será feito um estudo do tema abordado, com o propósito de obter um embasamento teórico acerca das Patologias de Fundações. O embasamento teórico se dará através de pesquisas na literatura existente. Na segunda parte, realiza-se o acompanhamento da execução de elementos de fundação de uma obra, além das concepções adotadas no projeto. Por fim, serão confrontadas as etapas de concepção e execução realizadas in loco desses elementos e o que recomenda a literatura, a fim de delinear possíveis focos para o surgimento de manifestações patológicas na edificação em questão. A figura 8 mostra o fluxograma das etapas do estudo. Figura 8: Etapas de estudo

Fonte: Autoria própria, 2018.

kskmmmkkkkkkREVISÃO DA LITERATURA

ANÁLISE DA FASE DE CONCEPÇÃO

RESULTADOS E DISCUSSÃO

ACOMPANHAMENTO DA EXECUÇÃO DE ELEMENTOS DE FUNDAÇÃO DA OBRA