Para cada tipo de solo, um tipo de radier

Por: Altair Santos

O engenheiro civil Fábio Albino de Souza é um dos principais estudiosos de radier no Brasil. Recentemente, no 55º Congresso Brasileiro do Concreto, promovido pelo Ibracon (Instituto Brasileiro do Concreto) ele promoveu curso sobre essa tecnologia que, no país, ainda é pouco explorada. Sua preocupação é mostrar que um radier resistente depende de que o projeto saiba fazer o equilíbrio certo entre cálculo estrutural e estudo do solo. O terreno é que irá definir se o radier será estaqueado ou não, que tipo de concreto será usado para fabricar a laje e até se ele poderá ter armação ou não. É sobre esses critérios técnicos que Fábio Albino de Souza concedeu a entrevista a seguir:

Fábio Albino de Souza: falta uma normativa específica para radier no Brasil

Qual seria a melhor definição para radier?
Durante anos pesquisei a origem do termo radier e tenho fundamentado que a origem é romena, onde no passado foi muito utilizada nas fundações dos aquedutos. Uma definição mais atual, própria para nossos dias, é a fornecida pela ACI 360R-10 (2010) que define radier como uma laje sobre solo cuja principal finalidade é suportar as cargas aplicadas através da tensão admissível de suporte do solo (capacidade do solo).

No Brasil, o radier ainda é usado, em sua maioria, para a construção de casas e sobrados ou ele já é aplicado em obras de maior porte?
É muito importante comentar que até o momento o Brasil não possui uma normativa específica para radier. Essa restrição dificulta muito a utilização desse sistema de fundação. De uma maneira geral, no nosso país a maioria dos radiers são para casas de baixo custo, seja térrea ou sobrado, o que no meu ponto de vista é um preconceito com o sistema. Em outros países, a primeira opção a se avaliar é o radier; no Brasil, é a última opção. Isso, independentemente do porte da construção. Felizmente hoje já temos edifícios com 12 andares feitos no Brasil com radier, mas necessitamos divulgar mais essas realizações.

Radier armado, com concreto protendido, gera economia de até 30%

Até que ponto o tipo de solo influencia no tipo de radier que se deve usar?
Gosto de dizer que o projeto e o dimensionamento de um radier é metade cálculo estrutural e metade uma análise de solo. Não adianta conhecer 100% de análise estrutural e 0% de solo e também não adianta conhecer 100% de análise de solo e 0% de análise estrutural. Deve-se ter as duas coisas em 100%, ou seja, você tem que saber muito bem de análise estrutural e muito bem de solos. O tipo de solo influência diretamente na escolha do tipo de radier. Por exemplo: vamos imaginar que tenho solo expansivo e necessito construir uma residência comportada com essas características. Provavelmente o tipo de radier mais adequado vai ser um radier nervurado, com mais rigidez, pois posteriormente, nas verificações de levantamentos devido ao comportamento do solo, se for utilizado um radier de espessura uniforme, estaríamos contra a segurança ou gastando mais que o necessário. Somente a fim de complemento desse tema, muitos casos de insucessos no Brasil com relação a radier foram cometidos por ignorar os tipos de solo e tentar implantar um método de outro país nas condições brasileiras. Um dos meus grandes objetivos é adaptar essa transferência de tecnologia que outros países oferecem para as nossas condições, no intuito de reescrever um novo capítulo deradier no nosso país.

Um radier pode ser estaqueado? Caso sim, em que tipos de construção ele é usado?
Temos muitas situações onde a opção do radier estaqueado é adequada. Vou citar duas: 1) Estive recentemente na Cidade do México, e somente para referendar é um dos piores solos do mundo, se não for o pior. Lá vi muitas construções com radier estaqueado, inclusive com estacas de pedra nas construções mais antigas. Como o solo é muito ruim, e tem baixíssima capacidade de suporte, faz-se uma laje de transferência com estacas. Como o próprio nome diz, a laje transfere a carga para as estacas. Dá para levar em consideração essa capacidade de suporte dalaje no solo ou não. Inclusive pode ser considerado isso ao longo da vida útil da estrutura, uma vez que na Cidade do México inicialmente o solo estaria contribuindo muito pouco. Porém, depois de um tempo, o solo descolaria do radiere não estaria contribuindo, fazendo só funcionar as estacas. Mas tudo isso deve ser tratado com muito cuidado e muito critério, pois o comportamento estrutural do radier vai mudar.
2) Existem casos de edifícios altos onde as cargas nas fundações são elevadas, e com isso o diâmetro das estacas é grande. Consequentemente, o tamanho dos blocos também. Assim avalia-se a área total dos blocos pela área de projeção do edifício. Se esse valor for maior que 50%, não é recomendado fazer blocos isolados e sim um radier estaqueado. Esse é o caso do edifício mais alto do mundo, o Burj Khalifa.

Estudo do tipo de solo é que vai definir o modelo de radier a ser usado

Existe radier com armação e sem armação? Qual a diferença e para quais obras é possível usar o sem armação?
Primeiramente, é plausível explicar que muitas normativas no mundo proíbem ouso de radier sem armadura, embora seja possível fazer. Basicamente, o cálculo de um radier não armado é limitado ao módulo de ruptura do concreto, que é o quanto o concreto resiste de tração na flexão. De uma maneira grosseira, podemos dizer que essa parcela é 10% da resistência à compressão, ou seja, o concreto não é um material que resiste bem à tração. Como mencionado, é possível fazer um radier não armado com essa técnica, mas digo sempre: será que as condições de projeto são as condições reais no campo?  Esse é o grande xis da questão e posso afirmar categoricamente que esse tipo de radier não aceita um mínimo recalque. Qualquer mínimo recalque, todo aquele cálculo vai por água abaixo e o radier vai fissurar. Outro ponto importante para radier sem armadura é que você deve ter uma excelente equipe de execução, bem como um engenheiro tecnologista doconcreto pronto para combater as fissuras de retração plástica e não deixar esse radier fissurar após a concretagem. Sobre o radier armado com aço CA 50 ou CA 60, é uma laje sobre base elástica comum, sem muitos segredos. É o nosso concreto armado de cada dia. Hoje não recomendo o uso de radier sem armadura nenhuma. Talvez o uso de fibras possa ajudar, mas vale lembrar que as fibras não são armaduras. É uma outra técnica com conceitos e critérios diferentes onde o tipo de fibra, tamanho da fibra, relação de aspecto da fibra, entre outros fatores, podem influenciar.

Com relação ao concreto, quais os mais usados para se fabricar radier?
Com relação aos concretos, além das propriedades básicas, como resistência à compressão e módulo de elasticidade, acho muito importante estudar a retração plástica. O problema é que temos um abacaxi para descascar, que é a correlação de tudo isso. Corriqueiramente, se aumento a resistência do concreto consequentemente estarei aumentando a retração plástica por utilizar mais cimento. Embora haja pesquisas avançadas que conseguem aperfeiçoar isso, o processo torna-se mais oneroso. Portanto, aumentar indiscriminadamente a resistência à compressão do concreto não é uma boa alternativa, mesmo porque algumas pesquisas mencionam que se dobrar a resistência à compressão vai-se diminuir a espessura do radier em 15% em determinados casos. Outro ponto que temos que garantir é o módulo de elasticidade do concreto, aspecto que causa muitas discussões e que depende de inúmeros fatores assim como a retração plástica. Já fiz o dimensionamento de alguns radiers utilizando concreto leve estrutural e tive bons resultados. No entanto, o controle para sua fabricação também é rígido. Um outro tipo de concreto que talvez possa contribuir sobremaneira é o concreto de retração compensada. Nos Estados Unidos é largamente utilizado, inclusive com revisão de norma recente. Só para nossos leitores não ficarem sem parâmetros, comecem o dimensionamento dos radiers armados com resistência à compressão do concreto de 25 MPa e radiers de concreto protendido com 30 MPa.

O concreto protendido é o mais recomendado?
Sou suspeito para falar sobre o radier protendido, pois é a técnica que mais gosto de dimensionar. Não seria questão de recomendação, e sim de economia, que está em torno de 30%. Isso depende de alguns fatores que fazem até algumas construtoras optarem pelo radier armado, mesmo sabendo que estão gastando mais. Acontece, em muitos casos, da construtora não se adaptar com o radier protendido e isso acabar refletindo até no organograma da obra. Então, nesses casos, o protendido não é utilizado. Mas que é econômico e seguro não tenho dúvidas.

Para se construir um radier exige-se mão de obra qualificada?
Depende. Se for um radier armado, acho que é muito trivial e as construtoras estão preparadas para fazer. Se for um radier com fibras, depende. O tipo de fibra muda a logística do concreto, pois o controle tecnológico no momento do lançamento é diferente. No caso do radier protendido também, mas neste caso, normalmente, é uma empresa terceirizada que faz a protensão ou a construtora recebe um treinamento para fazer a protensão e tem todos os equipamentos.

Quais são as principais inovações usadas na construção de radier?
O uso de radier já é uma inovação no Brasil, por substituir fundações mais tradicionais. Falando de uma maneira global, digamos radier x radier, acho que o uso da protensão no radier está possibilitando cada vez mais a utilização racional do sistema, bem como a possibilidade de termos placas cada vez maiores sem juntas. Isso também vale para as técnicas de concreto de retração compensada, e em certos casos de radier pré-moldado.

Entrevistado
Engenheiro civil Fábio Albino de Souza, mestre em engenharia de estruturas, professor em uma série de instituições de ensino em São Paulo e com experiência no cálculo de radiers em solos expansivos e solos compressíveis. Atualmente, é Specialist SOG (Slab-on-Ground) da ADAPT Corp. No Brasil e dedica-se à conclusão do livro Radier: Simples, armado e protendido.
Contato: fabio@ebpx.com.br

Créditos Fotos: Divulgação/ Fábio Albino de Souza

fonte

http://www.cimentoitambe.com.br/para-cada-tipo-de-solo-um-tipo-de-radier/

Tipos de Fundações

Na construção um elemento de suma importância e a fundação, pois e ela que vai suportar todo o peso da obra e a deixa fixa e nivelada ao terreno. Fica totalmente enterrada no solo, e serve para apoiar a edificação ao terreno.

A fundação varia de acordo com cada tipo de solo. A primeira coisa é tentar conhecer o tipo e a capacidade de suporte do solo, após o qual é definido o tipo de fundação a ser executada. Uma sondagem e essencial, pois ela permite saber qual é a fundação mais indicada para cada solo. A maneira mais confiável, e mandar uma amostra das camadas do solo para firmas especializadas fazerem os estudos. Às vezes, mesmo que o solo e bastante rígido, e necessário uma fundação muito resistente devido à construção que pode ser de um prédio de 20 andares, por exemplo.

Se a fundação não estiver de acordo com as cargas que ela deve suportar, toda a segurança da obra estará comprometida, trazendo outros problemas para a estrutura, com paredes entortando, vigas se partindo, e pilares afundando.

É importante a união entre os projetos estrutural e o projeto de fundações num

grande e único projeto, uma vez que mudanças em um provocam reações imediatas no outro, resultando obras mais seguras e otimizadas.

São vários parâmetros a serem seguidos para uma boa escolha da fundação.  Deve-se avaliar a topografia, para saber se cortes ou aterros serão feitos. Analisar a característica do solo, classificando em resistentes, rochosos, moles. Pesquisar qual a profundidade da água que corre sob este terreno. Levar em consideração o tipo de construção que será feita, se será uma casinha, ou um shopping center, e os parâmetros econômicos. Uma pesquisa na vizinhança para saber qual o tipo de fundação feita por eles, e seu comportamento ao longo do tempo, ajuda ao profissional a ter dados mais completos.

As fundações são classificadas em dois grupos, que levam em consideração a complexidade que e feita, e a carga que terá que suportar. São as fundações rasas e as fundações profundas, ou seja, direta e indireta, respectivamente.

As fundações rasas transmitem a carga do edifício ao terreno através das pressões distribuídas sob a base da fundação. Mais utilizadas em pequenas construções para solos rígidos e rochosos. As fundações superficiais estão assentadas a uma profundidade de até duas vezes a sua menor dimensão em planta. Os principais tipos de fundação superficial são: bloco, sapata e radier.

O bloco e um elemento de fundação composto por concreto simples, dimensionado de maneira que as tensões de tração nele produzidas possam ser resistidas pelo concreto, sem necessidade de armadura. Utilizadas em solos de alta resistência, com o custo mais baixo em relação as outros tipos de fundação. E de simples execução e não requer muito tempo.

A sapata e um elemento de fundação de concreto armado, de altura menor que o bloco, utilizando armadura para resistir a esforços de tração. Feita em solos resistentes, com um custo baixo. Pode assumir diversas formas geométricas para facilitar o apoio de pilares excêntricos, ou seja, que ficam no canto do terreno, formados por apenas a metade da sapata, precisa de uma viga de equilíbrio a ligando com outra sapata para que fique estável.

A sapata isolada tem geralmente formato de tronco de pirâmide e uma viga baldrame ligando umas as outras. Recebem uma camada de concreto magro embaixo para fazer um isolamento com o solo, assim evitando que ele absorva água do concreto.

 

Outro tipo de sapata e a sapata corrida, que se instala ao longo de toda a construção, embaixo de todas as paredes. O concreto e colocado numa vala feita embaixo de onde serão feitas as paredes. As cargas devem ser sempre transmitidas horizontalmente. Consome muito material.

A fundação rasa do tipo radier trata-se de uma laje de concreto que e feita sobre o solo ao longo de toda a construção. Utilizada em solos de baixa resistência, com uma camada fraca profunda. A laje recebe carga de todos os pilares, e deve ser feita usando armadura. Tem um custo muito elevado, pois utiliza muito material. Uma lona plástica pode ser estendida sob a laje para garantir impermeabilização.

Já para solos mais instáveis ou obras muito grandes, que depositaram muita carga ao terreno, a fundação tem que ser profunda, que fica muito abaixo do solo. Em terreno arenoso é só bater a estaca pré-moldada no solo, enquanto em terrenos mais firmes deve ser feita a retirada da terra e depois a concretagem do burraco.

Dois tipos de fundações profundas são as estacas e os tubulões:

As estacas são elementos estruturais que são enterrados no solo, providenciam estabilidade. São usados nas fundações de edificações, em marinas, terminais portuários, etc. Estacas podem ter várias formas, e serem construídas de vários materiais conforme a sua utilização. Tradicionalmente eram de feitas madeira, mas atualmente usa-se o aço, betão e até materiais compósitos. Nas obras portuárias a forma mais habitual é um tubo, que depois de cravado no fundo marinho são cheias de betão.

Os tipos de estacas mais comuns são:

Estacas de Madeira: As estacas de madeira são troncos de árvores cravados com bate-estacas de pequenas dimensões e martelos leves. Antes da difusão da utilização do concreto, elas eram empregadas quando a camada de apoio às fundações se encontrava em profundidades grandes. Característica de preço baixo; fácil emenda; resiste a cravação e transporte; fácil corte; são leves comparadas com outros materiais. Porem é atacável por micro-organismos; aplicável somente para solos submersos em obras permanentes; quando cravadas através de solos moles ou água para atingir um estrato firme estão sujeitas a romperem sem ser visível o dano; não admitem carga de trabalho elevada; vulnerável a deterioração quando não tratada em situação submersa intermitentemente.

Estacas Pré-Moldadas de Concreto Armado: Tem garantia de qualidade da estaca; boa capacidade de carga; possibilidade de emenda; os solos não coesivos são compactados durante a cravação (aumenta a capacidade de carga e reduz recalques). As desvantagens são de transporte envolvendo custos altos; limitadas em secção e comprimento (devido ao peso próprio); dificuldade de cravação; vibração na cravação; podem sofrer deterioração se a água do lençol freático contém sulfatos ou valor do pH é baixo (águas contaminadas em zonas industriais); e grande deslocamento do solo.

 
Estacas Metálicas: Indicadas para transmitir cargas horizontais muito resistentes; causam pouca vibração (penetração fácil); adequadas para penetrar em rochas brandas ou através de materiais duros com esforço e tempo mínimo; não necessitam de procedimentos auxiliares de cravação 9jateamento, etc.); podem ser cravadas em locais de altura restrita; podem ser cravadas próxima de estruturas existentes. As desvantagens são de alto custo; atacável por águas agressivas; atacável por solos corrosivos.

 Estacas Strauss: tipo de fundação profunda executada por perfuração através de balde sonda (piteira), com uso parcial ou total de revestimento recuperável e posterior concretagem. Tem baixo custo, uso de revestimento, diâmetro de até 50 cm; capacidade de carga média; causam pouca vibração; não causam danos às construções vizinhas quando bem executadas. Em geral controle inadequado; não são recomendadas executá-las abaixo do nível d’água, principalmente em solos arenosos, nem em argilas moles.

Estacas tipo Franki: as estacas tipo Franki são executadas enchendo-se de concreto perfurações previamente executadas no terreno, através de cravação de tubo de ponta fechada, recuperado. Este fechamento pode ser feito no inicio da cravação do tubo ou em etapa intermediária, por meio de material granular ou peça pré-fabricada de aço ou de concreto. Possui boa qualidade de execução; boa e alta capacidade de carga; execução permite controle; solos coesivos são compactados durante a cravação; o comprimento pode ser ajustado de acordo com a variação do nível da camada resistente. Porem seu comprimento é limitado; pouca eficiência do equipamento; vibração na cravação; exigem cuidados durante a cravação do revestimento para que as estacas adjacentes não sejam danificadas; em certas condições a execução de uma estaca provoca o levantamento das adjacentes.

Estacas Escavadas: tipo de fundação profunda executada por escavação mecânica, com uso ou não de lama bentonítica, de revestimento total ou parcial, e posterior concretagem. Elimina o uso de bloco; podem atingir horizontes de alta resistência; rápida instalação; sem levantamento da estaca; sem ruído e vibração; podem ser inspecionado o solo visualmente; são muito econômicas quando empregadas em comprimento curto; comprimento pode variar de acordo com o nível da camada resistente; Precisa de bom controle na fabricação e instalação, e apresenta problemas com a água.

Estacas Hélice Contínua: Evitam a necessidade de revestimento (e problemas associados); evitam ruídos; rapidez de execução; evitam vibração; são econômicas; desenvolvem elevado atrito lateral. Exige mão-de-obra especializada; não indicada para solos compressíveis.

Estacas Raiz: é uma estaca de pequeno diâmetro concretada “in loco”, cuja perfuração é realizada por rotação ou por rotopercussão, em direção vertical ou inclinada. Essa perfuração se processa com um tubo de revestimento e o material escavado é eliminado continuamente, por uma corrente fluida (água, lama bentonítica ou ar) que introduzida através do tubo refluí pelo espaço entre o tubo e o terreno. Completada a perfuração, coloca-se a armadura ao longo da estaca, concretando-se à medida que o tubo de perfuração é retirado. Usam-se normalmente concretos especiais auto-adensáveis com agregados com granulométrica fina. Alta capacidade de carga; equipamento com acesso fácil; mínima perturbação; usam volumes pequenos de materiais; não provocam vibração ou choque na execução. Necessita de equipamento especial e necessidade de controle construtivo apurado.

O tubulão é empregado em locais de solo pouco resistentes ou que apresentam abundância de água. É empregado também para fundações dentro d'água como as fundações de pontes. A construção de um tubulão pode ser feita pelo método "a céu aberto" ou pelo método "a ar comprimido". Possui uma forma cilíndrica, e em pelo menos na etapa final ha a descida de um operário na escavação.

O concreto utilizado para fundações com tubulões também não exige especificações mais severas. Em geral, pode ser utilizado um concreto de 20 MPa, com pedra 2, tanto para o fuste quanto para a base.

A fundação do tipo tubulão a céu aberto e simples; não pode ser executado abaixo do nível d´água. Dispensa escoramento em terreno coesivo, mostrando-se uma alternativa econômica para altas cargas solicitadas, superior a 250 Tf. Limitado pelo nível da água. Se for encontrada água em pouca quantidade, ela pode ser tirada com uma bomba que a suga. Uma vantagem da fundação do tipo tubulão e que não provoca vibrações que possam incomodar a vizinhança ou mesmo movimentar o terreno.

Em contraste, a pelo método a ar comprimido, e utilizado em terrenos que apresentam dificuldade de empregar escavação mecânica ou cravação de estacas, como em áreas com alta densidade de matações, lençóis d´água elevados ou cotas insuficiente entre o terreno e o apoio da fundação. Nesse tipo de fundação, pode-se utilizar uma camisa metálica ou de concreto. Atinge uma profundidade do tubulão a 34 m abaixo do nível d´água. Custo elevado, de ate cinco vezes mais que uma fundação a céu aberto, e riscos de acidentes no trabalho altíssimos. A campânula, o compressor de ar, os guinchos e o encamisamento são equipamentos utilizados para execução de tubulões a ar comprimido.

O tubulão deverá permanecer comprimido durante 6 horas após a concretagem da base visando preservar a qualidade do concreto lançado, que poderá ser danificado por pressões do lençol freático ou presença de interferências geradas pela presença de ar comprimido de escavações próximas.

  

FONTE
http://karquiteturaeurbanismo.blogspot.com/2011/05/tipos-de-fundacoes.html