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Tecnologia das Construções 1. Serviços preliminares e implantação da obra 1.1. Contenções Obras de contenção representam sempre um elevado ônus no custo total da obra. Diante disso, é importante a realização de uma análise detalhada de qual tipo de contenção atende do ponto de vista técnico-econômico. Desabamento no bairro Buritis – BH As contenções podem ser divididas em duas categorias: 1.1.1. Contenção de Peso Nas contenções de peso são utilizadas técnicas antigas, com materiais rústicos (pedra, madeira, etc.). Geralmente são trabalhosas, utilizam um grande volume de material e precisam ser feitas em locais com espaço disponível. As contenções de peso podem ser provisórias ou não, utilizadas mais em obras rodoviárias, mas também em edificações. Muro de Arrimo: A função do muro de arrimo é substituir a terra que foi removida. Normalmente é realizado o corte do terreno, executado o muro e depois aterrado o terreno novamente. Rip Rap: Sacos com areia ou brita empilhados. Pode ser usado como definitivo, para isso troca- se o conteúdo do saco por solo-cimento. Gabião: A contenção de peso mais utilizada em obras de grande porte é o Gabião. Utilizado em vários tipos de obras, mas pouco nas edificações. 1.1.2. Contenção de Flexão 1.1.2.1. Casos para alturas menores (+- 3,0m) Cortina com Sapata: Este exemplo é pouco usual, normalmente se faz contra-barranco. É um sistema de fácil execução, não necessita de equipamentos sofisticados. Para efeito de segurança o corte deve ser em torno de até 3m (1 pé direito – Cortar+Construir). Se a altura do talude a ser arrimado for muito elevada, esse método torna-se inviável, pois a estrutura começa a apresentar grandes dimensões. O custo aumenta, inviabilizando assim a execução, sendo que já existem alternativas mais apropriadas no mercado. Cortina Solidária com a Estrutura: Neste método existe a interação da contenção com a estrutura. Os elementos são construídos ao mesmo tempo, ou deixam-se esperas de aço para casar a contenção com a estrutura. Por motivos de segurança, este método é utilizado em prédios com 1 pavimento de subsolo (1 pé direito aprox. 3m). É uma solução bastante viável. A cortina não é contra-barranco, o reaterro é feito após a estrutura finalizada. Quando tem-se espaço suficiente, utiliza-se isso, caso contrário esta solução não é adequada. Caximbo: É um método onde as escavações são realizadas em trechos para não precisar escavar toda a extensão de uma só vez. 1.1.2.2. Casos para alturas maiores (+ de 3,0m) Cortina atirantada: Contenção executada em etapas, de cima para baixo. Este serviço é mais caro e precisa de maquinário especializado e para ser viável o volume de serviço a ser executado deve ser grande. A escavação é feita em etapas pequenas (cava, concreta...) como se fosse um “caximbo”. Fases da cortina atirantada: Escavação Perfuração Injeção de Concreto Forma, armação e concretagem da Cortina Retangulão: É um processo mais barato em comparação com as outras contenções; não utiliza- se formas e são escavados manualmente o que expõe o operário (tatu) a um risco grande. Não precisa ter mobilização de equipamentos grandes. Possui função de reforço e contenção. Criado em meados de 1981, pelo Eng. Sérgio Mauricio Pimenta Velloso, para conter taludes e encostas. O principio de funcionamento é o de balanço/ficha; a peça consegue estabilidade a partir de sua ficha, diferente de um muro de arrimo que necessita de uma base para estabilizar-se, é semelhante a uma estaca utilizada para contenção, onde a estaca sofre ações de força. Os tirantes são utilizados quando diminui-se o tamanho da ficha devido ao N.A. ou à decisão por economia. Parede Diafragma: Processo com custo elevado devido a mobilização de equipamentos, difícil execução e viável para obras de grande porte. Só é utilizada quando os outros casos não resolvem, um exemplo é quando o solo é muito ruim. Trabalha com a vedação do terreno, deixando o local estanque. Sua execução é feita criando-se uma parede guia, que serve para evitar desbarrancamentos na hora da perfuração, essa parede de concreto armado fica ao longo de todo o perímetro da obra. Depois de fazer a perfuração e encher o buraco com a lama, coloca-se a armação para depois bombear de baixo para cima. A parte suja de concreto que fica é descartada. Taludes: Temos vários tipos de contenções para taludes, porém a vegetal é a mais econômica. Não pode haver água e não existe resistência nesta contenção. Terra armada: É um processo que utiliza o próprio material de aterro para auxiliar na contenção, por isso só pode ser executado em aterros. É composta por placas de concreto armado pré-moldado, que se entrelaçam e que usualmente são denominadas escamas. Este processo tem boa durabilidade e ótimo aspecto estético. São muito utilizados em obras de rodovia, viadutos e pontes. São deixados fitas metálicas flexíveis, soldadas à estrutura por uma chapa de aço e funcionam como tirantes que recebem o peso do próprio aterro. Os muros em Terra Armada são estruturas de contenção flexíveis, do tipo gravidade, que associam: aterro selecionado e compactado; elementos lineares de reforço que serão submetidos à tração; e elementos modulares pré-fabricados de revestimento. Os muros Terra Armada são largamente utilizados em obras rodoviárias, ferroviárias, industriais e em outras aplicações de engenharia civil. Devido à sua alta capacidade de suportar carregamentos, Terra Armada é ideal para muros de grande altura, ou que estejam sujeitos à sobrecargas excepcionais. O princípio da tecnologia Terra Armada é a interação entre o aterro selecionado e os reforços - armaduras de alta aderência - que, corretamente dimensionados, produzem um maciço integrado no qual as armaduras resistem aos esforços internos de tração desenvolvidos no seu interior. Estes maciços armados passam a se comportar como um corpo “coesivo” monolítico, suportando, além de seu peso próprio, as cargas externas para as quais foram projetados. 1.2. Locação de Obras 2. Estruturas de Concreto Armado 2.1. Formas, cimbramentos e contraventamentos Fôrmas são estruturas provisórias destinadas a moldar e sustentar as pressões laterais do concreto, garantindo assim sua estanqueidade até o momento da completa solidificação. As fôrmas geralmente são de madeira, metálica ou mista (madeira * metálica). Formas de Madeira As fôrmas de madeira são de grande uso na construção civil, principalmente em obra de pequeno porte. As razões do uso desse sistema são a fácil adaptação da fôrma a qualquer tipo de estrutura e a relativa facilidade em sua fabricação, porém apresenta desvantagens como: pouca durabilidade, baixa produtividade na montagem o desmontagem, execução demorada, pouca resistência nasligações e emendas e grandes deformações quando submetidas a variadas e bruscas mudanças da temperatura e umidade. A escolha da qualidade e da bitola das tábuas interfere no dimensionamento das fôrmas: quanto menor a resistência das tábuas, maior a quantidade do peças para estruturá-las. O tipo de madeira também interfere na qualidade das fôrmas executadas. Recomenda-se o uso de pinho, cedrinho, jatobá ou peroba, pois apresentam boa resistência. Outro tipo muito utilizado na construção civil é o pinus, porém apresenta menor resistência se comparado às demais madeiras. As madeiras para as formas devem ser resistentes, porém macias. As madeiras quebram muito, são caras e etc. Quanto menor as dimensões, mais emendas. A forma deve ser sempre molhada, pois assim absorve menos água. Para evitar deformações deve-se amarrar bem à forma. Quanto pior a forma: mais áspera, concreto escuro, menor estanqueidade da forma. Traduzindo: Economia inviável! Formas Metálicas As fôrmas metálicas estão em constante expansão no mercado, Os prazos de execução apertados, a necessidade de maior produtividade, menor mão-de-obra para execução, facilidade no gerenciamento das fôrmas, serviços associados de projeto e orientação de montagem que as empresas oferecem c a economia obtida, contribuem para a escolha desse sistema. O sistema de fôrma metálica é composto de painéis em estrutura de aço, chapa de compensado rebitada a essa estrutura e acessórios para junção, alinhamento e prumo. Essas fôrmas permitem maior agilidade na montagem e desmontagem e são mais seguras, permitem maior organização e limpeza no canteiro de obras, dispensam o trabalho de carpintaria e, dependendo da quantidade de ciclos de uso, são mais econômicas. Vantagens no uso de formas metálicas: Os sistemas de fôrmas metálicas modulares, em geral, apresentam inúmeras vantagens quando comparadas com as fôrmas em madeira: Não requer mão-de-obra especializada; Diminui mão-de-obra do Carpintaria; Aumenta a produtividade da montagem; Fácil manuseio o armazenagem; Ajuda a manter o canteiro organizado; Diminui consideravelmente o custo em madeira, compensado, o reduz o desperdício. 2.1.1. Formas para Pilares Na execução dos pilares, o estudo e a escolha da solução da fôrma podem garantir agilidade na montagem, entretanto, o exato dimensionamento é que garante segurança e estanqueidade. A base para o dimensionamento de qualquer fôrma para pilar deve ser a carga, neste caso, o empuxo do concreto. O empuxo depende da altura do pilar e da velocidade da concretagem. Atenção, geralmente a velocidade da concretagem ó alta, porque o volume do concreto lançado no pilar é pouco. Isto gera pressões muito altas na fôrma do pilar. Forma de Madeira para Pilares Podem ser usadas tábuas para forma de pilar. Essas tábuas devem ser estruturadas com sarrafos e pontaletes transversais para não apresentarem flecha e a forma não abrir. Os sarrafos e pontaletes devem ter um comprimento maior que a largura do pilar para permitir seu travamento com pregos. Os compensados são comprados produtos com boa resistência. O compensado é selado, assim evita-se a entrada de água. Quando o concreto está muito escuro, significa que usou-se um compensado muito poroso e que absorveu muita água. Quando ele é cortado, deve-se selar novamente o local para evitar a absorção de água para aumentar a vida útil do material. Os pregos devem ser pregados no sentido perpendicular às fibras, caso a forma seja para reaproveitamento uma solução e utilizar pregos de duas cabeças. A desforma e o manuseio são o que mais estraga o compensado, deve-se usar um agente desmoldante, que formará uma camada protetora entre o concreto e as formas, facilitando a remoção do concreto que fica na forma sem danifica-lá. Forma de Mista para Pilares A grande vantagem da madeira é a flexibilidade e a possibilidade de fazer o encontro do pilar com a viga. Mas o travamento feito em madeira reduz a produtividade e aumenta o risco de a forma abrir. Existe um sistema muito versátil e seguro: a combinação de compensado estruturado (madeira) com travamento metálico (perfis C metálicos e barras de ancoragem com porcas). Além de seguro, este sistema de travamento evita pregos. Como o compensado estruturado é mais resistente do que a tábua, neste tipo do pilar o espaçamento entre os sarrafos do travamento será maior; por isso, geralmente, o necessário substituir os sarrafos de travamento por elementos mais resistentes, sendo recomendável o uso de travamento metálico. O compensado, especialmente compensado plastificado, melhora a qualidade da superfície do concreto. Em função do custo relativamenie alto e de baixa resistência à flexão. O compensado para execução dos pilares deve ser estruturado em sarrafos no sentido longitudinal. A estruturação pode ser feita com sarrafos chapados ou sarrafos do cutelo: As escoras servem para ajudar a manter o prumo do pilar. Observação: Para pilares espessos, com espessura acima de 30 cm, pode ser necessário travamento nos dois sentidos. Pilares muito compridos pode necessitar de ancoragem adicional no meio, furando o pilar. Tipos de Pilares: Os pilares podem ser cilíndricos, retangulares, quadrados, solteiros ou casados. O pilar solteiro tem como desvantagem a necessidade da concretagem independente da laje e das cintas, o que ocasiona atraso no processo. Primeiro concreta, depois desforma e posiciona a cabeça do pilar (esperas) para fazer a montagem das vigas. Já no pilar casado a concretagem e a desforma são executadas juntas. O que faz ter uma quantidade muito maior de formas. Pilar solteiro: Devido á modulação-padrão das fôrmas modulares metálicas, nem sempre é possível acertara altura do pilar com a altura da fôrma, sendo assim necessário complementos com madeiras; estas baixam a produtividade e encarecem a sua execução. Para evitar esses complementos í indicada a execução dos pilares solteiros, que significa a concretagem e desforma os pilares antes da realizarão do escoramento e da concretagem das vigas e lajes. Esse sistema, além de permitir o uso de fôrmas passantes á altura do pilar, também permite o uso de menos jogos de fôrmas, possibilitando um maior remanejamento e consequentemente maior economia. Utilizando o sistema de concretar e deformar os pilares antes da execução das lajes o vigas, poderá ser utilizado um travamento em perfil ou gravatas de madeira para auxilio na fixação das fôrmas de viga, laje ou capitel. Pilar Casado: A forma do pilar é presa na viga e os dois são concretados e desenformados juntos. Concretagem mais fácil, porém a forma fica presa por maior tempo. Pilar Cilíndrico: São pouco encontrados em projetos, os pilares retangulares ou quadrados dominam o mercado. As fôrmas para pilares circulares geram maior mão-de-obra na execução e dificultam o remanejamento quando não há padronização dos diâmetros. Geralmente são confeccionadas com formas de papelão ou compensados finos estruturados com sarrafos na vertical ligados através de pregos ao compensado e travados com gravatas horizontais recortadas conformo diâmetro do pilar (cambota). 2.1.2. Formas, Cimbramentos e Escoramento para Lajes e Vigas Existem inúmeras opções de executara fôrma das vigas e lajes em madeira. Para a escolha da melhor opção, levar em consideração os seguintes critérios: • número de reaproveitamentos necessários; • facilidade de executar a fôrma; • custo; • qualidade de acabamento. As tábuas são apoiadas em peças transversais (Barrotamento e Travessas), que por sua vez são apoiados em peças longitudinais (guia e longarinas). Se o espaçamento entre as peças for muito grande, pode haver uma sobrecarga. Para diminuir a quantidade de peças para as formas, foram trocados inicialmente a tábuas por compensado de madeira. Escoramento e Cimbramento para Lajes e Vigas: Alguns termos técnicos que precisamos saber: • Barrote - viga sobre a qual t pregada a fôrma ou qualquer assoalho; • Cimbramento - construção provisória destinada a suportar cargas tle peso próprio, solicitações de vento, em puxos, durante a fase construtiva de uma obra; • Escora - Metálica ou em madeira. Peça comprimida, vertical ou inclinada, destinada a auxiliar torres de cimbramento, a compor reescoramentos, ou a aprumar ou estroncar formas para paredes; Escoramento de Madeira: Embora seja possível, hoje em dia não é mais comum ver escoramentos de laje feitos com madeira. Geralmente, as peças de madeira estão sendo substituídas por peças metálicas. O escoramento de madeira gera muito calçamentos, isso não é viável. Além do número enorme de peças, que como possuem baixa resistência, precisam ser colocadas em maior quantidade. Geralmente as madeiras são utilizadas em obras de pequeno porte. Como escoras de madeira, utiliza-se o eucalipto, ele é mais resistente do que o pontalete. Escoramento Metálico: Na década de 60 começaram a comercializar as escoras metálicas. Em geral, elas aguentam mais do que o dobro de carga do que as de madeira. Além disso, aumentam a produção, devido a sua agilidade muito alta. A altura das escoras metálicas variam de 3,10 a 4,50m e suportam uma carga de 1,9 Toneladas até 0,9 Toneladas (quanto mais alta, menor a carga de suporte). As escoras e barras metálicas tem como vantagem a melhora no nivelamento das lajes, menor número de escoras (pode aumentar o espaçamento). Geralmente o espaçamento é intercalado entre as guias. São feitas de alumínio, material mais leve, porém mais caro. Obs: O forcado duplo É utilizado em guia Metálica. Cimbramento: É um estrutura de suporte provisória composta por um conjunto de elementos que apoiam as fôrmas horizontais (vigas e lajes), suportando as cargas atuantes (peso próprio do concreto, movimentação de operários e equipamentos, etc.) e transmitindo-as ao piso ou ao pavimento inferior. Para tanto deve ser dimensionado, entre outras coisas, em função da magnitude de carga a ser transferida, do pé-direito e da resistência do material utilizado. Torres: Caso o pé direito seja maior que 4,5m ou a viga seja muito grande, a escora sozinha não da estabilidade, então utiliza-se a torre metálica. A torre metálica não é um andaime, tem modelos de andaime que suportam 8, 20 e 28 toneladas. A diferença entre elas e os andaimes é a capacidade de carga. Lajes com vãos grandes, mesmo que o pé direito seja baixo, precisam ser apoiadas em torres. A carga não pode ser no quadro e sim na torre! Quando o pé direito é muito alto, une-se as torres com tubos e abraçadeiras. 2.2. Armações Corte e Dobra Existem dois métodos para se executar a armação a Tradicional e a Industrializada. Há um tendência para a industrialização de processos. Logo, a compra da armação já cortada e dobrada é mais utilizada. Tradicional Feita no Canteiro de Obra Gasta muito espaço na obra (Corte, dobra e armazenagem). Gasta mais mão de obra (Custo, segurança, etc). 10% de Perdas (Pontas e Sobras). Os cortes das barras são feitos na banca de Corte utilizando como referência a tabela de aço fornecida pelo projetista estrutural. Pode ser armazenado ao ar livre, mas não por muito tempo. Deve ser etiquetado (diâmetro, Quantidade, comprimento) Industrializado Mais caro. Quase nenhuma perda (Aprox. 0 a 1%). Só precisamos montar na obra, já chega etiquetado. A armação não pode encostar no terreno. São colocados suportes e as armações são separadas por diâmetro em mólhos. Deve-se sempre conferir a armação antes de executar a concretagem! Romaneio: É um controle onde se descrimina as especificações de cada item do produto em questão. Utiliza-se quando a nota está generalizada. Alguns produtos que se utiliza: Aço, tábuas, etc... (Ex: Aço, divide-se pelo diâmetro, resistência, etc). Espaçadores: Os espaçadores servem para evitar que a forma encoste na armação, garantindo o cobrimento mínimo de concreto. São comprados de acordo com a especificação do cobrimento no projeto estrutural. Quando o cobrimento é insuficiente a armação fica exposta! Os estribos e os negativos têm mais dobras! Montagem da Armação: A montagem pode ser feita antes de colocar o elemento no local (por meio de guincho ela é colocada no local de concretagem). Essa solução é adotada para vigas e pilares leves. Vigas pesadas ou com entrelaces, são montadas no local de concretagem, sob a forma ou suspenso e depois ajustadas no local (meios manuais). Regra geral: Armação das vigas só pode ser executada depois da concretagem do pilar!