FABRICIO PROFETA FERNANDO ALMEIDA JEFERSON PARAIBA LUCAS MUNHAMMAD JABER LIMA MARIO HENRIQUE XAVIER SÉRGIO JR. FARIA
INFRA-ESTRUTURAS INFRA-ESTRUTURAS PROTENDIDAS
Trabalho apresentado a disciplina de Concreto Protendido, na Universidade do Estado de Mato Grosso – UNEMAT, 10º Semestre do Curso de Engenharia Civil como requisito parcial para a aprovação da disciplina.
Professora: Kênia Araújo Lima
SINOP-MT 2013
SUMÁRIO 1.
INTRODUÇÃO ............................................................................................ 4
2.
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS PROTENDIDAS ........................... ............. .......................... ............... ... 5
3.
2.1
Processo de Fabricação ........................................................................ 7
2.2
Cura nas Estacas .................................................................................. 9
2.3
Manuseio e Estocagem ......................................................................... 9
RADIERS .................................................................................................. 11 3.1
Histórico .............................................................................................. 11
3.2
Radiers Protendidos ............................................................................ 11
3.3
Vantagens ........................................................................................... 12
3.4
Método Construtivo ............................................................................. 12
3.4.1 Armadura Passiva .......................... ............. .......................... .......................... .......................... .................... ....... 13
4.
VIGAS BALDRAMES ............................................................................... 14 4.1
5.
Sistemas de Protensão ....................................................................... 15
4.1.1
Protensão com aderência inicial ........................... .............. .......................... ........................ ........... 15
4.1.2
Protensão com aderência posterior .......................... ............. .......................... .................... ....... 16
4.1.3
Protensão sem aderência e com aderência ...................... ........... 16
REFORÇOS DE BLOCOS DE FUNDAÇÃO DE GRANDES DIMENSÕES 18 5.1
Reforço com Protensão Exterior ......................................................... 18
5.2
Reforço de Fundações em Estacas .................................................... 19
5.3
Reforço em Concreto Armado.......................... ............. .......................... .......................... ...................... ......... 19
5.4
Estudo de Caso – Ponte ..................................................................... 20
5.5
Edifício Comercial no Recife ............................................................... 21
5.6
Etapas da Obra ................................................................................... 23
5.7
Estudo de Caso - Bloco de estacas em concreto armado ................... ............ ....... 24
5.7.1
Esquema de Reforço .................................................................... 24
SUMÁRIO 1.
INTRODUÇÃO ............................................................................................ 4
2.
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS PROTENDIDAS ........................... ............. .......................... ............... ... 5
3.
2.1
Processo de Fabricação ........................................................................ 7
2.2
Cura nas Estacas .................................................................................. 9
2.3
Manuseio e Estocagem ......................................................................... 9
RADIERS .................................................................................................. 11 3.1
Histórico .............................................................................................. 11
3.2
Radiers Protendidos ............................................................................ 11
3.3
Vantagens ........................................................................................... 12
3.4
Método Construtivo ............................................................................. 12
3.4.1 Armadura Passiva .......................... ............. .......................... .......................... .......................... .................... ....... 13
4.
VIGAS BALDRAMES ............................................................................... 14 4.1
5.
Sistemas de Protensão ....................................................................... 15
4.1.1
Protensão com aderência inicial ........................... .............. .......................... ........................ ........... 15
4.1.2
Protensão com aderência posterior .......................... ............. .......................... .................... ....... 16
4.1.3
Protensão sem aderência e com aderência ...................... ........... 16
REFORÇOS DE BLOCOS DE FUNDAÇÃO DE GRANDES DIMENSÕES 18 5.1
Reforço com Protensão Exterior ......................................................... 18
5.2
Reforço de Fundações em Estacas .................................................... 19
5.3
Reforço em Concreto Armado.......................... ............. .......................... .......................... ...................... ......... 19
5.4
Estudo de Caso – Ponte ..................................................................... 20
5.5
Edifício Comercial no Recife ............................................................... 21
5.6
Etapas da Obra ................................................................................... 23
5.7
Estudo de Caso - Bloco de estacas em concreto armado ................... ............ ....... 24
5.7.1
Esquema de Reforço .................................................................... 24
5.7.2
6
Execução ...................................................................................... 24
EXEMPLOS DE OBRAS .......................................................................... 26 6.1 Aeroporto Afonso Pena ......................... ............ .......................... .......................... .......................... .................... ....... 26 6.2
Execução Aeroporto Afonso Pena ...................................................... 26
6.3
Obras Radiers Protendidos ................................................................. 26
6.4
Obras Sapatas Protendidas ................................................................ 27
REFERÊNCIAS ................................................................................................ 29
4
1.
INTRODUÇÃO As estruturas de concreto protendido no Brasil foram consolidadas nas
últimas décadas, a utilização de peças protendidas trouxe inúmeros benefícios para a construção civil. As estruturas protendidas ganham espaço em situações onde necessita de pecas que resistam esforços maiores de tração, devido à fragilidade do concreto armado a tração que resultava em peças com dimensões robustas. É imprescindível a utilização de concreto protendido em obras como viadutos, pontes, silos, reservatórios e edifícios de todos os tipos. A utilização de concreto protendido em obras de fundações é algo relativamente novo, essa metodologia fica quase que exclusivo sobre o controle de empresas do ramo que detém as patentes com metodologia de cálculos e métodos de execução, raramente são fornecidos a terceiros. Existe uma gama relativamente grande na utilização de protenção em estruturas de fundações devido aos esforços de tração, em certas situações em que torna-se impossível ou até mesmo inviável a utilização de concreto armado. O objetivo desse trabalho é expor à utilização de estruturas em concreto protendido aplicado a área de fundações.
5
2.
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS PROTENDIDAS Fundação profunda em estacas pré-moldadas consiste em um conjunto
do elemento estrutural de estaca pré-moldada em concreto armado ou protendido e o maciço de solo adjacente ao longo de seu comprimento e sob sua ponta, cravadas com equipamento chamado bate-estaca possuindo ampla faixa de capacidade de carga, desde 100 KN até 5000 KN e dimensões das seções transversal entre 15 cm a 80 cm, tendo a seguinte classificação quanto à forma de trabalho:
Figura 1- Bate estaca.
Estaca de ponta: Capacidade de carga se dá com o apoio direto a uma camada resistente;
Estaca de atrito: Capacidade de carga se dá através do atrito lateral, produzido contra o solo adjacente;
Estaca mista: Utilizam os dois efeitos acima; Ao se dimensionar estacas em concreto armado não se leva em
consideração só as ações de serviço, as tensões de tração oriundas do içamento, transporte, posicionamento e cravação, por vezes levam o projetista
6 a minorar drasticamente a resistência, a fim de impossibilitar sua fissuração durante a implantação, o que resulta em seções de diâmetros muitas vezes inviáveis, tendo em vista que estruturas em concreto protendido praticamente inibem tais fissurações, estacas protendidas tornam-se pertinente para critérios de segurança e economia. Existem hoje no mercado, diversos tipos de estacas protendidas, diferenciando sua aplicação de acordo com as características adquiridas pelo processo de fabricação, as estacas pré-moldadas de concreto protendido podem ser, vibradas ou centrifugadas, maciças ou vazadas, com seções quadradas, circulares ou hexagonais e concretadas em formas horizontais ou verticais. O concreto utiliza como aglomerante o cimento CP V – ARI (Alta Resistência Inicial) e devem ter resistência de projeto superior a 30 MPa geralmente em torno de 40 MPa.
Figura 2 - Estocagem de estacas pré-moldadas.
Figura 3 - Estoque de estacas.
7
2.1
Processo de Fabricação O processo de fabricação de estacas pré-moldadas em concreto
protendido demanda por uma maior quantidade de materiais, serviços e equipamentos, alem de um concreto de maior resistência se comparado com o concreto armado, o que leva a necessidade da fabricação em linha de produção para que se mantenha um rigoroso controle tecnológico da produção.
Figura 4 - Formas para fabricação de estacas.
Os modelos mais disponibilizados pelos fabricantes possuem armadura passiva e ativa sendo a ultima composta de fios ou cordoalhas de aço CP-150 a 175 (RN ou RB) de 3 mm a 12 mm de diâmetro. Os aços de protensão tem que atender as seguintes especificações da Associação Brasileira de Normas Técnicas quanto a suas características e propriedades:
Figura 5 - Fios para concreto protendido.
8
Figura 6 - Cordoalhas de aço.
Em geral, em estacas pré-moldadas é aplicada a pré-tração com aderência inicial do aço, o tencionamento é feito com macacos hidráulicos que permanecem desta forma até o concreto atingir a resistência mínima para uma boa aderência entre aço e concreto.
Figura 7 - Macacos hidráulicos tracionando os cabos.
O adensamento do concreto fresco nas estacas protendidas pode ser feito por vibradores ou centrifugas, na centrifugação a força imposta pela rotação da forma distribui o concreto fresco uniformemente resultando em uma seção vazada, reduzindo a distancia entre agregados e as partículas solidas alem de expulsar parte da água e partículas finas de baixa resistência, o que atribui ao concreto um melhor fator água cimento e aumento da compacidade se comparado a estacas vibradas. A elevada pressão imposta pela centrifugação faz também com que parte do cimento envolva toda a parte externa da superfície resultando em um acabamento liso e impermeável, aumentando a resistência a ações química e física.
9
Figura 8 - Acabamento estacas.
2.2
Cura nas Estacas Toda estaca protendida deverá ser submetidas à cura adequada para
que tenha resistência compatível com os esforços decorrentes do transporte, manuseio e da instalação bem como resistência a eventuais solos agressivos. Nas extremidades recomenda-se um reforço da armação transversal para levar em conta as tensões que surgem durante a cravação. Por se tratar de fabricação em linha de produção a maturação do concreto é antecipada pela utilização de cimento CP V – ARI (Alta Resistência Inicial) em conjunto a cura térmica a vapor, obtendo-se até 70% da resistência de 28 dias da cura normal em 20 horas na cura térmica a vapor.
2.3
Manuseio e Estocagem Para se fazer o içamento as estacas devem ser levantadas com cabo de
aço à 1/3 do comprimento da peça , estacas com mais de 10 m, ao serem arrastadas, deve-se evitar que apoiem no vão central ou nas extremidades. Quanto à estocagem, as estacas devem ser apoiadas em madeiras dispostas à 1/5 do comprimento da peça partindo das extremidades como ilustrado na figura. Normas de cravação e dimensionamento da capacidade de carga do conjunto solo-estaca, adotar os preceitos da NBR 6122.
10
Figura 9 - Exemplos de manuseio e estocagem.
Vantagens das estacas protendidas se comparado a de concreto armado:
Aumento da resistência aos esforços de flexo-compressão;
Maior resistência aos procedimentos de içamento, transporte,
posicionamento e cravação,
Maior durabilidade em ambiente agressivo devido a menor fissuração;
A tensão de protensão aumenta a transmissão do impacto do martelo acelerando a velocidade de cravação;
Menor peso próprio;
Facilidade e rapidez de arrasamento das cabeças das estacas;
Figura 10 – Arrasamento de estacas.
Desvantagens das estacas protendidas se comparado a de concreto armado:
Necessidade de alto controle tecnológico;
Maior demanda por materiais e equipamentos;
Maior custo de instalação da linha de produção;
Necessidade mão de obra especializada.
11
3.
RADIERS O radier é um tipo de estrutura de fundação superficial, executada em
concreto armado ou protendido, que recebem todas as cargas através de pilares ou alvenarias da edificação, sendo assim distribuídas uniformemente ao solo.
3.1
Histórico A história comercial de pavimentos e pisos industriais remonta há mais
de 30 anos, sendo utilizadas as tecnologias da protensão aderente com bainhas metálicas e não aderentes com bainhas de papel e betume. Nos Estados Unidos, a tecnologia adotada desde o inicio da aplicação, foi a de cordoalhas engraxadas e plastificadas, método extremamente prático e de fácil aplicação. Após a divulgação da tecnologia no Brasil, em um seminário para professores. Após testes acompanhados por laboratório, a caixa econômica federal aprovou a utilização de fundações do tipo radier para conjuntos habitacionais populares, por sua simplicidade, rapidez e segurança.
3.2
Radiers Protendidos As lajes protendidas podem ter dimensões de 80x80 m e espessura a
partir 0,10 m, sendo as distribuído as monocordoalhas engraxadas nas duas direções. O sistema não utiliza injeção de pasta de cimento, o que contribui para a execução. Esse tipo de fundações radier nos Estados Unidos há um consumo de mais de 3,5 mil toneladas de cordoalhas engraxadas por semestre.
12
3.3
Vantagens
Maior velocidade na execução;
Redução na mão-de-obra;
Não necessita de baldrame;
Elimina cinta de concreto;
Facilita no contrapiso;
Redução de custos que chegam à 30%, em comparação aos outros sistemas de fundação;
3.4
Método Construtivo Segundo Almeida (2001), o subleito deve estar com um suporte firme e
uniforme para a laje. Caso contrário usa-se brita graduada para sua regularização. Nervuras centrais e engrossamentos laterais da laje devem ser cavadas no solo e mantidas limpas até o momento da concretagem. Em seguida devem-se fazer as escavações para o embutimento das instalações hidráulicas. Deve-se prever vergalhões de reforço adicionais nas nervuras. A utilização de fôrmas é necessária, e devem ser bem fixas e estar nas quatro laterais fechando a área a ser concretada (com altura entre 10 a 15 cm) fechando a área a ser concretada e ser suficientemente fortes para suportar as ancoragens dos cabos de protensão. É aconselhável a utilização de lona (e=0.15mm) sobre a base para evitar a perda de água do concreto quando o mesmo for lançado, aumentar a impermeabilidade, diminuir o atrito da laje juntamente com uma camada de areia. Além da diminuição do atrito, a camada de areia ajuda a quebrar o efeito capilar da base.
13 3.4.1 Armadura Passiva Os cabos devem chegar ao local da aplicação já com uma ancoragem firmemente fixada (pré-blocada) em uma de suas extremidades. Devem ser estendidos em amabas as direções e serem suportados por cadeiras com alturas adequadas ou por “bolachas” de concreto de resistência suficiente.
As ancoragens pré-blocadas podem ser fixadas através de pregos longos ou arame recozido à forma, tomando o cuidado de garantir um cobrimento de 20 mm de concreto entre a face da forma e a ponta da cordoalha que sobressaia da ancoragem. Nos furos coloca-se um bico cônico da fôrma plástica para nicho, que acompanha a ancoragem. O aço é tracionado após o concreto ter atingido 75% de sua resistência especificada. Nesse momento o concreto é comprimido pelo aço.
14
4.
VIGAS BALDRAMES A viga baldrame pode ser considerada a própria fundação. No caso de
terrenos firmes e cargas pequenas, pode-se utilizar este tipo de fundação rasa e bem econômica que, nada mais é do que uma viga construída em uma cava com muito pouca profundidade, destinada a suportar a carga d a alvenaria. Constitui-se de uma viga, que pode ser de alvenaria, de concreto simples ou armado, construída diretamente no solo, dentro de uma pequena vala. Usada comumente em conjunto com estacas e blocos. O uso das vigas baldrame também proporciona travamento entre os blocos de fundação, distribuindo os esforços laterais e restringindo parcialmente o giro em sua direção. Como trata-se de uma viga, também está sujeita a flexão, e podem beneficiar-se dos efeitos da protensão. As vigas-baldrames protendidas são executadas com aderência inicial na maioria dos casos e pré-moldadas. Não há uma recomendação específica sobre a classe de agressividade de estruturas de concreto em contato direto com o solo. No entanto o item 6.4.3 da NBR-6118 diz “o responsável pelo projeto estrutural, de posse de dados relativos ao ambiente em que será construída a estrutura, pode considerar classificação mais agressiva que a estabelecida na tabela 6.1”, por isso, devido
ao alto grau de exposição aparente que será exposta a viga baldrame, a classe de agressividade ambiental deve ser de III ou IV.
Tabela 1 - Classe de agressividade.
15 Por isso, as vigas-baldrames protendidas devem ser do tipo completa. Pois a protensão completa, também comumente chamada de protensão total, proporciona as melhores condições de proteção das armaduras contra a corrosão. Esses fatores tornam essa modalidade de protensão muito interessante nos casos de obras situadas em meios muito agressivos. Estruturalmente, a viga baldrame pode ser considerada uma viga, por vezes contínua, que se apoia nos blocos com a ação de seu peso próprio e das cargas dos painéis. Pode-se dimensioná-la também como viga sobre base elástica, obtendo-se certa economia na armadura. Nestes casos pode ser interessante o uso de vigas-baldrames protendidas. Uma das maiores vantagens no uso de vigas-baldrames protendidas pré-moldadas é que minimiza a utilização de formas de madeira na obra, além de proporcionar inúmeras outras vantagens, como a diminuição das perdas de concreto, racionalização da armadura, rapidez de montagem, maior segurança no canteiro e diminuição do pessoal na obra. No entanto, devido às limitações ambientais, e as baixas cargas a que são submetidas, o uso de protensão nas vigas-baldrames é economicamente inviável na maioria dos casos.
4.1
Sistemas de Protensão
4.1.1 Protensão com aderência inicial A protensão com aderência inicial é muito empregada na fabricação de pré-moldados de concreto protendido. Nas pistas de protensão, a armadura ativa é posicionada, ancorada em blocos nas cabeceiras e tracionada. Em seguida, a armadura passiva é colocada, o concreto é lançado e adensado, e a peça passa pela fase de cura. Depois da cura as formas são retiradas e os equipamentos de tração são retirados e os fios cortados, transferindo a força de protensão para o concreto pela aderência, que nessa ocasião deve estar suficientemente desenvolvida.
16 4.1.2 Protensão com aderência posterior Neste caso, a protensão é aplicada sobre uma peça de concreto já endurecido e a aderência se dá posteriormente, através da injeção de uma calda de cimento no interior das bainhas, com o auxílio de bombas injetoras. Geralmente, os cabos são pós-tracionados por meio de macacos hidráulicos especiais, que se apoiam nas próprias peças de concreto já endurecido. Quando a força de protensão atinge o valor especificado, os cabos são ancorados por meio de dispositivos especiais. Nos sistemas mais comuns são utilizadas placas de ancoragem com cunhas metálicas ou de argamassa de alta resistência. 4.1.3 Protensão sem aderência e com aderência A protensão não aderente é aplicada sobre uma peça de concreto já endurecido não havendo, entretanto, aderência entre os cabos e o concreto. A inexistência de aderência refere-se somente à armadura ativa, já que a armadura passiva sempre deve estar aderente ao concreto. A protensão com aderência e sem aderência tem características bem distintas o que não torna possível avaliar qual é melhor. O dilema na escolha de protensão com ou sem aderência se deve às vantagens e desvantagens que um sistema apresenta em relação ao outro. As vantagens da protensão não-aderente são as seguintes:
Permite posicionar os cabos com excentricidades maiores;
Permite a proteção do aço contra corrosão fora da obra;
Permite a colocação dos cabos de forma rápida e simples;
Perdas por atrito muito baixas;
Eliminação da operação de injeção.
As vantagens da protensão com aderência são as seguintes:
Aumento de capacidade das seções no estado limite último;
17
Melhoria do comportamento da peça entre os estágios de fissuração e de ruptura;
A falha de um cabo tem consequências restritas (incêndio, explosão, terremoto). Além disso, os cabos aderentes, além de introduzir o esforço de
protensão numa peça de concreto podem funcionar ainda como armadura convencional, graças à aderência entre o cabo e o concreto. Essa propriedade é muito importante para o comportamento da peça no que diz respeito à fissuração. Em vigas com cabos não-aderentes forma-se um pequeno número de fissuras com grande abertura. Os cabos aderentes, à semelhança da armadura de concreto armado, limitam a abertura de fissuras, conduzindo a um grande número de fissuras de pequena abertura. Esta última situação é preferível. Vigas com fissuras de pequena abertura apresentam melhor proteção contra corrosão.
Figura 11 - Comparativo de protensão.
18
5.
REFORÇOS
DE
BLOCOS
DE
FUNDAÇÃO
DE
GRANDES
DIMENSÕES 5.1
Reforço com Protensão Exterior Obras como pontes e estádios de futebol podem ter em sua fundação
blocos de estacas ou tubulões de grandes dimensões que recebem pilares com grandes esforços. Não é incomum que problemas de erro de execução ou deterioração prematura da armadura levem à necessidade de reforço destes blocos, sendo neste caso o uso de cabos de protensão externos muito empregado. O método de reforço com protensão externa é um sistema bastante utilizado, especialmente em obras de grande porte, tais como pontes e viadutos, apesar do alto custo e intervenção arquitetônica. A protensão externa permite resolver problemas que não podem ser solucionados por outros métodos. Conforme Souza & Ripper (1998, apud , Nogueiras Reis, L. S), a protensão externa apresenta vantagens como a redução da complexidade dos trabalhos de execução, a facilidade de substituição de cabos velhos ou danificados e a possibilidade de controle quanto à perda da protensão nos casos de atrito dos cabos. Piancastelli (1998, apud ,
Nogueiras Reis, L. S), entretanto adverte que é necessária a execução
de mecanismos especiais de ancoragem e de desvio de direção dos cabos. Sayed-ahmed & Shrive (1998, apud , Nogueiras Reis, L. S) enumeram vantagens do uso da protensão externa com cabos de CFRP (Reforço com polímeros reforçados com fibras), devido às características destes materiais, como a resistência à corrosão, alta durabilidade, baixo peso e alta resistência à tração. Citam, entretanto, desvantagens como seu comportamento frágil, alto preço, e no caso da protensão, as questões pertinentes à ancoragem. Quanto ao dimensionamento da protensão externa com o uso de cabos de aço ou FRP, deve-se considerar as normas de concreto armado e protendido, e observar que o reforço deve cumprir a finalidade de sustentar diretamente as cargas, entretanto com a possibilidade de surgir esforços secundários desfavoráveis.
19
5.2
Reforço de Fundações em Estacas Em blocos de grandes dimensões, o reforço, com ou sem acréscimo de
estacas, é, geralmente, feito pelo acréscimo da seção de concreto nas faces superior e laterais. No primeiro caso (acréscimo de estacas) é executado, também, o prolongamento da armadura inferior, através soldagem ou do uso de luvas especiais.
Figura 12 - Reforço de blocos de grandes dimensões.
5.3
Reforço em Concreto Armado Os reforços em concreto armado são muito utilizados, principalmente,
pelo fato de exigirem procedimentos, em sua maioria, análogos aos empregados em obras novas. Mesmo os procedimentos específicos são de fácil execução, não exigindo mão de obra muito especializada, desde que criteriosamente detalhados e especificados. Apesar disso, não dispensa os cuidados inerentes a toda e qualquer intervenção de reforço. Uma das maiores preocupações nos reforços com concreto relaciona-se à aderência entre o concreto de reforço (concreto novo) e o concreto da peça a ser reforçada (concreto velho). Ela é vital para garantir o comportamento conjunto (monolítico) peça original / reforço, ou seja, para que a peça reforçada trabalhe como uma peça monolítica.
20
5.4
Estudo de Caso – Ponte É proposto para cada bloco de fundação o reforço com dois anéis de
concreto nas quatro faces. Nas duas faces maiores é realizada uma protensão com um total de oito cabos por bloco com 12 cordoalhas de 15.2 mm. Cada cabo tem uma ancoragem ativa e uma passiva. Quanto à recuperação dos blocos, inicialmente foi feito um fechamento exterior das fissuras (colmatação) com epóxi, para possibilitar a injeção das fissuras no interior dos blocos, com microcimento, conforme mostrado na Figura 02. Posteriormente, foi executada uma camada de concreto em cada face lateral, ao longo de toda a altura. Nas duas faces laterais maiores foram colocados 3 cabos de protensão, em cada lado, cada um com 12 cordoalhas de 15.2 mm (6 x 12 ø 15,2 mm), com aço CP-190RB, conforme mostrado na Figura 03. Cada cabo tem uma ancoragem ativa e uma passiva. Além da protensão, todas as faces são armadas com armadura frouxa, com aço CA-50.
Figura 13 - Fechamento de fissuras.
21
Figura 14 - Ferragem frouxa e cabos de protensão dos blocos.
Figura 15 - Bloco e apoio prontos.
5.5
Edifício Comercial no Recife Trata-se de um edifício comercial, construído na década de 1980, com
11 pavimentos e área de construção em torno de 15.000 m². A estrutura é em concreto armado e a fundação em blocos de concreto armado sobre estacas tipo Franki.
22
Figura 16 - Fissuras em um bloco sobre duas estacas.
A protensão seria obtida utilizando barras Dywidag nas laterias dos blocos. Nos blocos de duas estacas, a protensão é feita nas duas faces laterais maiores, utilizando cabos ST 85-105, e distribuindo as forças de protensão para o concreto através de perfis metálicos (duplos U12”) em três linhas, conforme mostrado
Figura 17 - Protensão em blocos de duas estacas.
23
5.6
Etapas da Obra
Resumindo, a ordem de execução dos serviços foi:
Injeção com microcimento por cima dos blocos;
Escavação lateral, retirada de testemunhos de concreto para
observação do fechamento de fissuras e ensaios de laboratórios;
Injeção também nas laterais;
Escavação para verificação dos fundos dos blocos e retirada de testemunhos das estacas;
Colmatação das ligações estaca-blocos para evitar penetração de água, usando material tipo mastique e execução de camada de concreto com microssílica e revestimento impermeabilizante (tipo Xypex) no fundo dos blocos;
Protensão com tirantes Dywidag e perfis metálicos U12” para
distribuição de esforços de compressão nos blocos;
Concretagem das paredes de reforço, laterais às faces dos blocos, deixando os tirantes e perfis embutidos. Concreto com fck ≥ 40 MPa
com utilização de microssílica adicionada ao cimento e uso de agregados não reativos, para evitar a RAA;
Revestimento impermeabilizante tipo Xypex;
Figura 18 - Bloco com resuperação concluída.
24
5.7
Estudo de Caso - Bloco de estacas em concreto armado Falha estrutural: Armadura insuficiente no bloco de estacas. Bloco sem
segurança. Solução: a protensão com cabos externos. Essa protensão foi feita com os cabos colocados lateralmente ao bloco. 5.7.1 Esquema de Reforço
Figura 19 - Esquema de reforço.
5.7.2 Execução A execução de reforço tem as seguintes etapas:
Montagem dos cabos externos nos 2 lados do bloco, ancorados nos 2 blocos de ancoragem.
Concretagem e endurecimento desses 2 blocos.
Colocação dos macacos de protensão, nos nichos de protensão no bloco móvel.
25
Acionamento dos macacos para protender os cabos do reforço.
Os macacos empurram o bloco móvel de concreto, onde estão ancorados os cabos, e comprimem o bloco de estacas.
O bloco de ancoragem dos cabos, ao ser empurrado, traciona os cabos de reforço.
Concretagem dos espaços entre o bloco de estacas e o bloco de ancoragem dos cabos.
Relaxamento da força nos macacos, transmitindo as forças dos macacos para o concreto novo.
26
6
EXEMPLOS DE OBRAS
6.1
Aeroporto Afonso Pena Entre os projetos de destaque histórico da Rudloff está à pista do
Aeroporto Afonso Pena, de Curitiba (PR), realizada em concreto protendido, em 1995. O pátio tinha aproximadamente 22 mil m² e, segundo a empresa, foi executado com a solução mais apropriada para e este tipo de obra.
Figura 20 - Aeroporto Afonso Pena.
6.2
Execução Aeroporto Afonso Pena Os trabalhos para construção de lajes radier são os seguintes: limpeza e
preparo do terreno, colocação das canalizações, colocação de filme plástico, formas laterais, cordoalhas com suas ancoragens e fretagens, concretagem, alisamento mecânico e, após três dias, protensão.
6.3
Obras Radiers Protendidos Pode-se mencionar que 80% das construções residenciais que não
utilizam porões, nos Estados Unidos, eram feitas sobre radiers (S.O.G. –“Slab On Ground”) protendidos com cordoalhas engraxadas e plastificadas – os
chamados cabos monocordoalhas, onde cada cordoalha é fixada por uma só ancoragem em cada extremidade.
27
Figura 21 - Radier protendido concretado.
Merece registro a primeira laje radier protendida com cordoalhas engraxadas e plastificadas no Brasil. Com o projeto do eng.º Ricardo Brígido, foram construídas duas lajes apoiadas no solo para receber 2 casas assobradadas cada uma na praia do Cumbuco, em Fortaleza-CE.
Figura 22 - Primeiro radier protendido.
6.4
Obras Sapatas Protendidas Para fazer a protensão de uma sapata é necessário que faça tirantes
protendido, que são elementos sub-horizontais ou verticais utilizados para auxiliar na contenção de taludes ou lajes de sub-pressão. São compostos por um elemento resistente a tração (cordoalhas, fios ou barras de aço) que é introduzido dentro de uma perfuração, sendo esta preenchida com calda de cimento. Após o tempo necessário para a
28 solidificação da calda de cimento é aplicada uma força pré-tensionando todo o conjunto.
Figura 23 - Sapata protendida.
29
REFERÊNCIAS Apostila de Fundação da Disciplina: Tecnologia da construção de edifícios
1. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 6118 Projeto
de Estruturas de Concreto . Rio de Janeiro, 2002. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 7197 Projeto
de Estruturas de Concreto Protendido. Rio de Janeiro, 2004.
AZEREDO, Hélio Alves de. O Edifício até sua cobertura, editora Edgard Blücher, 2° Edição. São Paulo, 1997. Concreto Protendido: Fundamentos básicos. BRIGIDO,
Ricardo.;
Radier
Protendido
.Disponível
em:
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