PAREDE DIAFRAGMA MOLDADA IN LOCO

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1 FÁBIO RODRIGUES FERREIRA BARBOSA PAREDE DIAFRAGMA MOLDADA IN LOCO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Anhembi Morumbi no âmbito do Curso de Engenharia Civil com ênfase Ambiental. SÃO PAULO 2003

2 FÁBIO RODRIGUES FERREIRA BARBOSA PAREDE DIAFRAGMA MOLDADA IN LOCO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Anhembi Morumbi no âmbito do Curso de Engenharia Civil com ênfase Ambiental. Orientador: Prof. Engº. Fernando José Relvas SÃO PAULO 2003

3 AGRADECIMENTOS Agradeço às empresas e as pessoas relacionadas que colaboraram com a realização deste trabalho: Constrac Construtora e Empreendimentos Imobiliários Ltda; Geofix fundações; Engº. Walter Hiroiti Shimabukuro; Engº. Dario Ryoiti Hattori; Engº. Fernando José Relvas; Paulo Rodrigues Ferreira Barbosa.

4 SUMÁRIO RESUMO...IV ABSTRACT...V LISTA DE FIGURAS...VI LISTA DE FOTOGRAFIAS...VII 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivo Geral Objetivo Específico METODOLOGIA DO TRABALHO JUSTIFICATIVA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Parede Diafragma Documentos Necessários para Execução da Parede Diafragma Sondagem; Projeto da Parede Diafragma contendo as seguintes informações: Equipamentos, Acessórios e Materiais Necessários para Execução da Parede Diafragma... 6 i

5 5.4 Atribuições de Cada Função Para Execução da Parede Diafragma Engenheiro Encarregado Operador de diafragmadora Operador de Guindaste Auxiliar Ajudantes Fases de Execução da Parede Diafragma Moldada in loco Mureta Guia Escavação Preparação do Painel Concretagem Principais Vantagens da parede diafragma moldada no local Paredes Diafragma Pré-Moldadas Principais Vantagens da Parede Pré-Moldada Placas Protendidas Paredes Diafragma Plásticas ESTUDO DE CASO Dados do Empreendimento Quadra Hungria Motivo da Utilização de Parede Diafragma neste Empreendimento Escolha do Tipo de Parede Diafragma Dados Referentes à Execução da Parede Diafragma Moldada in loco no Ed. Quadra Hungria ii

6 6.5 Execução da Parede Diafragma e Cuidados após a sua Execução ANÁLISE OU COMPARAÇÃO/CRÍTICA CONCLUSÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...42 iii

7 RESUMO A parede diafragma é utilizada em obras de edifícios residenciais e comerciais com subsolos tendo a presença de água do lençol freático, galerias de metrô, estruturas portuárias, proteção de fundações de pilares de pontes, reservatórios subterrâneos, fundações profundas, estruturas de contenção para prevenção de deslizamentos, canalização de rios e córregos. A parede diafragma poderá ter função estática ou de intercepção hidráulica. Existem hoje no Brasil três tipos de paredes diafragma: Parede Diafragma Moldada in loco; Parede Diafragma Pré-Moldada; e Parede Diafragma Plástica. A parede diafragma moldada in loco é a mais utilizada hoje em dia, nos edifícios residenciais e comerciais. Na revisão bibliográfica serão explicados todos os métodos construtivos, suas técnicas e precauções executivas, salientando suas principais vantagens e os cuidados necessários nas edificações vizinhas, durante a execução da parede diafragma moldada no local. No estudo de caso será explicado o motivo de sua utilização e porque a escolha desse método construtivo. Na conclusão serão mencionados os aspectos negativos do método construtivo da parede diafragma moldada no local.. iv

8 ABSTRACT The diaphragm wall is used in both residential and commercial buildings with underground stories and high level of the ground water. They are also used for subways galleries, port structures, protection of bridges foundations, underground reservatories, deep foundations, sliding prevention and construction of canals. The diaphragm wall can have either static function or hydraulic interception. Presently there are three types in Brazil: Diaphragm wall locally molded; Pre-molded diaphragm wall; and Plastic diaphragm wall. The first type is the most frequent used in both residential and commercial buildings and it ll be this report theme. This report is based on a bibliography files and it ll explain how to build, the techniques, the benefits and the main stages of the construction of the Diaphragm wall locally molded especially the worries that the engineer has to have about the neighborhood s buildings. The real case of this report will explain why the Diaphragm wall locally molded was chosen as the best way of starting any construction. At last it ll be mentioned the negative aspects of the use of the Diaphragm wall locally molded. v

9 LISTA DE FIGURAS Figura Painel Inicial...09 Figura Painel Sequênte...09 Figura Painel de Fechamento...09 Figura Perfil de Sondagem...34 vi

10 LISTA DE FOTOGRAFIAS Foto Diafragmadora...6 Foto Clamshell...7 Foto Guindaste auxiliar...7 Foto Cabo de medida...8 Foto Armadura ou Gaiola...8 Foto Tubo Junta ou Chapa Junta...9 Foto Tubo de Concretagem ou Tubo Tremonha...10 Foto Funil...11 Foto Chapa Espelho...12 Foto Tanques de Lama...13 Foto Bombas de Lama...13 Foto Desareador...13 Foto Lama Bentonítica...15 Foto Mureta Guia...19 Foto Sub-muramento...20 Foto Quebra de viga Baldrame...21 Foto Retirada de Estaca...21 Foto Fôrma da mureta guia...21 Foto Concretagem da mureta guia...22 Foto Escavação do Painel...23 Foto Escavação e Colocação da Lama Bentonítica...24 Foto Chapa Espelho...25 Foto Colocação da Chapa Espelho...25 Foto Armação sendo Içada...26 Foto Armação sendo Colocada no Painel...26 Foto Emendando os Tubos Tremonha...26 Foto Emendando as Juntas...27 Foto Desareando o Painel...27 Foto Colocação da Bola no Funil...28 Foto Retirada da Bola...28 vii

11 Foto Ensaio Tecnológico...29 Foto Retirada Chapa e Junta...29 Foto Painel Concretado...29 Foto Ed. Quadra Hungria...33 Foto Escavação Mecânica...36 Foto Escavação Mecânica...36 Foto Perfuração do Solo...37 Foto Central de Injeção dos Tirantes...38 Foto Injeção da Calda de Cimento no Tirante...38 Foto Protensão do Tirante...39 Foto Macaco Hidráulico para Protensão dos Tirantes...39 viii

12 1 INTRODUÇÃO Parede diafragma tem como objetivo conter a água do lençol freático e consequentemente conter também o solo. A utilização de paredes diafragma vem crescendo muito na construção civil, pelo motivo de resolver problemas de difícil ou impossível solução pelo método tradicional, principalmente em obras com subsolo e presença de água do lençol freático, a parede diafragma poderá ter função estática e de intercepção hidráulica, podendo ser constituída de concreto simples, armado ou de concreto plástico e impermeável conforme a sua destinação. A parede diafragma é executada em todo o perímetro da obra, variando a espessura e profundidade, possibilitando assim uma escavação vertical do terreno sem a presença de água do lençol freático. Antigamente a parede diafragma era utilizada nas construções de barragens para interceptação de fluxo de infiltração, hoje em dia já estamos utilizando para outros fins, tais como: galerias de metrô, estruturas portuárias, proteção de fundações de pilares de pontes, parede de contenção para escavação em subsolos, inclusive nas proximidades de edificações vizinhas, execução de reservatórios subterrâneos, fundações profundas, estruturas de contenção para prevenção de deslizamentos e para canalização de rios e córregos. 1

13 2 OBJETIVOS 2.1 Objetivo Geral Contribuir para a divulgação das técnicas executivas de paredes diafragma moldada no local, destacando-se todos os cuidados necessários na sua fase de execução. 2.2 Objetivo Específico Estudo bibliográfico sobre parede diafragma moldada no local, suas técnicas e precauções executivas, salientando também as suas principais vantagens, cuidado nas edificações vizinhas, detalhamento dos métodos executivos, materiais e equipamentos necessários para sua execução e as responsabilidades de cada função, engenheiro, encarregado, operadores de máquinas e ajudantes. 2

14 3 METODOLOGIA DO TRABALHO A pesquisa foi baseada em consultas a livros, revistas, apostilas, catálogos, vídeos, normas ABNT, internet e entrevistas técnicas com calculistas, engenheiros de planejamento e de produção. Para o desenvolvimento teórico fez parte da pesquisa a coleta de material bibliográfico junto a empresas e consultores ligados a técnicas construtivas que englobam a execução e procedimentos da parede diafragma moldada no local. Visando melhorar o conhecimento técnico foram feitas entrevistas com profissionais dos variados segmentos da engenharia que desenvolveram, participaram ou executaram projetos de fundações sobre parede diafragma moldada no local. Como ilustração são apresentadas informações técnicas através de fotos, relatórios de obras que utilizaram o sistema de parede diafragma moldada no local. 3

15 4 JUSTIFICATIVA Com o crescimento das construções de prédios residenciais e comerciais, os engenheiros têm que garantir a qualidade desta construção, mas também devem ter a consciência da enorme responsabilidade em relação a possíveis avarias e danos nas edificações vizinhas. Portanto estará sendo enfatizado neste trabalho a execução detalhada da parede diafragma moldada no local fase a fase, os cuidados técnicos que devem ter antes, durante e após a sua execução a fim de garantir a qualidade do serviço executado. O motivo determinante para o tema deste trabalho, foram algumas visitas realizadas em obras, onde se aplicava esta solução, entretanto sem as preocupações pertinentes à execução e aos efeitos nos vizinhos. 4

16 5 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 5.1 Parede Diafragma A parede diafragma tem uma grande importância nas obras de construção civil abaixo do nível do lençol freático, existem vários tipos de parede diafragma tais como: Parede Diafragma Moldada in loco; Parede Diafragma Pré-Moldadas, que podem ser: Parede Parcialmente Pré-Moldada; Parede Totalmente Pré-Moldada; Placas Protendidas. Parede Diafragma Plásticas. O trabalho enfatiza a parede diafragma moldada in loco, portanto será explicado detalhadamente todo o processo executivos, contendo os cuidados necessários para sua execução, suas principais vantagens, e também serão mencionados os outros tipos de paredes diafragma utilizados atualmente na construção civil. 5.2 Documentos Necessários para Execução da Parede Diafragma Sondagem; Projeto da Parede Diafragma contendo as seguintes informações: Local de execução; Cota de apoio; Cota de arrasamento; Espessura da parede diafragma; Armadura das Gaiolas Detalhamento da execução da mureta guia; Divisões dos painéis; Sequência executiva dos painéis; 5

17 Resistência, Slump e brita do concreto; Detalhamento da escavação mecânica do terreno; Detalhamento da execução de tirantes (quando necessário); Diâmetro e quantidade de cordoalha para execução dos tirantes e Carga de trabalho e de teste dos tirantes. 5.3 Equipamentos, Acessórios e Materiais Necessários para Execução da Parede Diafragma DIAFRAGMADORA (Foto 5.3.1): conjunto composto pelo clamshell e guindaste principal, esse equipamento que irá escavar para executar a parede diafragma ele deverá estar adequado ao projeto, devendo estar perfeitamente alinhado e balanceado, isso é a qualidade da parede diafragma com prumo e alinhamento dependerá muito do estado do equipamento e da ferramenta de escavação, o guindaste deve estar dimensionado para suportar com folga as solicitações provocadas pela operação de escavação e o clamshell, quando livremente suspensos, deve ser acoplado ao cabo de sustentação por meio de um destorcedor, a fim de eliminar o fenômeno de torção, que é induzido pelo cabo de sustentação; Foto Diafragmadora 6

18 CLAMSHELL (Foto 5.3.2): ferramenta de escavação, de formato retangular capaz de escavar as lamelas das paredes diafragma, podendo ser livremente suspensa acoplada às barras kelly, sendo que os fechamentos das conchas ou mandíbulas pode ser por acionamento mecânico ou hidráulico; Foto Clamshell BARRAS KELLY: haste de metal que suporta e dirige o clamshell; GUINDASTE AUXILIAR (Foto 5.3.3): equipamento sobre esteiras, utilizado no manuseio das gaiolas, na operação de concretagem, no manuseio do tubo tremonha, juntas, na movimentação das bombas, portanto a diafragmadora só irá escavar a parede diafragma e o guindaste auxiliar irá concretar o painel escavado pela diafragmadora; Foto Guindaste auxiliar 7

19 CABO DE MEDIDA (Foto 5.3.4): cabo de aço graduado em metro em metro com um peso na extremidade, destinado a medir a profundidade da escavação ou a profundidade da superfície do concreto durante a concretagem; Foto Cabo de medida ARMADURAS OU GAIOLAS (Foto 5.3.5): ferragens dos painéis previamente montadas já com os chamados roletes; Foto Armadura ou Gaiola ROLETES: São roletes de plástico colocado na armação das gaiolas que serve para deslizar a gaiola dentro do painel escavado e também tem como função de servir como cobrimento da armadura da gaiola; PAINÉIS OU LAMELAS: componentes justapostos que são executados, em certa sequência, da superfície do terreno, possuindo juntas do tipo macho e fêmea, os painéis ou lamelas são divididos da seguinte maneira, painel inicial (Fig ), painel sequente (Fig ) e painel de 8

20 fechamento (Fig ), no painel de fechamento é importante verificar se a largura do painel não está menor do que a largura do clamshell; Figura Painel inicial Figura Painel sequente TUBO JUNTA OU CHAPA JUNTA (Foto 5.3.6): chapas ou tubos metálicos colocados nas extremidades dos painéis antes da concretagem e são retirados quando inicia o pega do concreto, os tubos e as chapas juntas são colocados conforme a classificação dos painéis tais como: painel inicial são colocados as juntas nas duas extremidades (Fig ), painel sequênte é colocado a junta apenas em uma extremidade (Fig ) e o painel de fechamento não são colocados juntas (Fig ); Foto Tubo Junta ou Chapa Junta 9

21 LIMPADOR DE JUNTA: ferramenta que permite proceder a uma raspagem eficiente na junta fêmea do painel que vai ser concretado a fim de remover todo o solo à ela aderido devido a escavação do painel, esse limpador de junta é utilizado logo em seguida que termina a escavação da parede diafragma, esse passo é importantíssimo porque se ficar algum resíduo de solo na junta irá causar complicações, terá um ponto de infiltração de água na parede diafragma, são esses tipos coisas que não podemos deixar acontecer; TUBO DE CONCRETAGEM OU TUBO TREMONHA (Foto 5.3.7): tubos metálicos de diversos comprimentos acoplados entre si, utilizados para concretagem da parede diafragma, o diâmetro mínimo deve ser de 250 mm (10 ) e comprimento maior que a profundidade do painel, mas nas paredes com espessura menor de 40 cm, pode ser utilizado um tubo de concretagem ou tubo tremonha com diâmetro de 200 mm (8 ), desde que se utilize concreto com slump maior do que 21 cm, e os acoplamentos entre os tubos devem proporcionar uma estanqueidade perfeita, no caso de painel de fechamento que geralmente é maior do que 4,00 m é necessário ter mais de um tubo de concretagem ou tubo tremonha; Foto Tubo de Concretagem ou Tubo Tremonha 10

22 FUNIL (Foto 5.3.8): funil metálico que é colocado na parte superior do tubo de concretagem ou tubo tremonha para facilitar a aplicação do concreto; Foto Funil CONCRETO: o concreto da parede diafragma terá que ter um consumo de cimento de 400 Kg por metro cúbico de concreto, o fator água cimento deve estar entre os limites de 0,5 a 0,6 e o slump poderá variar entre 18 a 24 cm dependendo do diâmetro do tubo tremonha, e o agregado graúdo de diâmetro máximo de 20 mm, segundo NBR 6122 (1996). A trabalhabilidade desse concreto é um fator importante para não ocorrer falhas na parede diafragma, caso isso aconteça será um ponto de infiltração de água na parede, também não poderá ocorrer junta fria na parede diafragma, porque também será um ponto de possível infiltração de água. 11

23 CHAPA ESPELHO (Foto 5.3.9): chapa de aço colocada do lado interno da parede diafragma a fim de melhorar as condições de acabamento, e também serve para diminuir o overbreak, está chapa é colocada logo que se limpa a junta e ela só é retirada quando se inicia o pega do concreto; Foto Chapa Espelho OVERBREAK: número, expresso em percentagem, que indica o excesso de concreto efetivamente utilizado em relação ao volume teórico; AMOSTRADOR OU COLETOR DE LAMA: dispositivo graduado que permite a retirada de amostra da lama em qualquer profundidade; LABORATÓRIO DE CAMPO: conjunto de aparelhos destinados a medir os parâmetros que controlam as propriedades da lama bentonítica; 12

24 TANQUES DE LAMA (Foto ): recipiente metálico para estocagem da lama bentonítica; Foto Tanques de Lama BOMBAS DE LAMA (Foto ): bombas de alta vazão, do tipo submersa ou não, apropriadas para o bombeamento de lamas densas e com alta percentagem de areia; Foto Bombas de Lama DESAREADORES (Foto ): equipamento utilizado para retirar areias da lama bentonítica; Foto Desareador 13

25 BENTONITA: argila da família das montmorilonitas encontrada em depósitos naturais, usada para a fabricação da lama bentonítica que deve atender às especificações extraídas da NBR 6122, e devem ser fornecidos pelo fornecedor da bentoníta os resultados dos ensaios, resíduos na peneira nº. 200 é menor ou igual a 1%, teor de umidade é menor ou igual a 15%, limite de liquidez é maior ou igual a 440%, viscosidade Marsh 1500/1000 da suspensão a 6º em água destilada é maior ou igual a 40 Seg., água separada por presso-filtração de 450 cm² de suspensão a 6% nos primeiros 30 minutos à pressão de 0,7 MPa é menor ou igual a 18 cm², ph da água filtrada é entre 7 a 9 e a espessura do cake no filtro-prensa é menor ou igual a 2,5 mm, segundo NBR 6122 (1996); TANQUES DE ÁGUA: recipiente metálico destinados à armazenagem de água limpa para o preparo da lama bentonítica, são tanques iguais aos tanques de lama, como mostra na (Foto ); MISTURADOR DE LAMA: bomba de alta turbulência, provida de um recipiente para misturar no mínimo, por parida, 800 litros de lama bentonítica; LAMA BENTONÍTICA (Foto ): mistura de água com a bentoníta em pó em proporções adequadas ao desenvolvimento do serviço, essa mistura da bentoníta com água potável é feita em uma proporção variável de 25 a 75 Kg/m³ de água, esta variação é função da viscosidade que se pretende obter e para permitir a adequada hidratação, ela deve ser preparada pelo menos doze horas antes do seu uso, conforme NBR 6122 (1996). 14

26 Foto Lama Bentonítica A lama bentonítica possui as seguintes características importantes, conforme NBR 6122 (1996): a) Estabilidade, produzida pelo fato de a suspensão de bentonita se manter por longo período; b) Capacidade de formar nos vazios do solo e especialmente junto a superfície integral da escavação uma película impermeável, a formação dessa película é possível desde que a pressão da lama bentonítica será garantida pela aplicação da pressão da lama nessa película impermeável; c) Ter um comportamento fluído quando agitada, porém capaz de formar um gel quando em repouso, a esta propriedade se dá o nome de propriedade tixotrópica. A lama bentonítica deve ter as seguintes propriedades: a) Peso específico entre 1,025 a 1,1 gf/cm³ medido através do densimetro; b) Viscosidade entre 30 a 90 segundos medido através do funil Marsh; c) ph entre 7 a 11 medido através do papel de tornasol; d) Cake entre 1,0 a 2,0 mm medido através do filter press e e) Teor de areia menor ou igual a 3% medido através do Baroid Sand Content ou similar. CAKE: película de lama bentonítica formada nas paredes da escavação através da penetração da lama nos seus vazios; 15

27 COULIS: mistura, em proporções convenientes, de cimento, bentonita e água formando uma mistura plástico, isso é mais utilizado nas paredes diafragma plásticas e as paredes diafragma pré-moldada. 5.4 Atribuições de Cada Função Para Execução da Parede Diafragma Engenheiro Responder, junto com o encarregado, pelo planejamento e implantação da obra; Analisar, junto com o encarregado, as condições de vizinhança; Analisar, junto com o encarregado, o perfil de sondagens; Discutir com o encarregado as condições contratuais e as responsabilidades de ambas as partes; Analisar, junto com o cliente e outros empreiteiros, as interfaces dos serviços; Estabelecer, junto com o encarregado, a sequência executiva e o cronograma da obra; Supervisionar o andamento dos serviços; Analisar os boletins de execução da parede diafragma; Manter contato com os projetistas, clientes e gerenciadores; Verificar o limite do terreno para execução da mureta guia; Conferir a armação dos painéis; Conferir as medições dos empreiteiros; Calcular o volume do concreto para os painéis; Verificar os resultados tecnológicos do aço e concreto. 16

28 5.4.2 Encarregado Responder, junto com o engenheiro, pelo planejamento e implantação da obra; Estabelecer, junto com o engenheiro, o lay out do canteiro, compreendendo, disposição dos equipamentos, montagem da central de lama, pátio de armação, escritório da obra, sequência executiva dos painéis e verificar as condições e manutenções operacionais do canteiro; Verificar a qualidade da mureta guia; Receber e conferir os equipamentos, ferramentas e acessórios; Acompanhar, orientar e supervisionar a execução de todos os procedimentos para a execução de paredes diafragma; Transmitir instruções aos subordinados quanto à segurança durante a execução dos serviços, os locais a que a equipe pode ou não ter acesso; Verificar se está livre o caminho do caminhão betoneira até o painel que vai ser concretado; Participar da amostragem do concreto e da determinação do slump test; Verificar a cota de arrasamento do concreto; Preencher os boletins de execução e controle; Registrar e relatar qualquer anomalia ao engenheiro Operador de diafragmadora Operar a diafragmadora; Responder pela sua conservação; Manter a diafragmadora limpa e lubrificada; Informar a manutenção dos serviços necessários e programar com o encarregado quando faze-la; Responder pelo livro do equipamento e sua atualização Operador de Guindaste Auxiliar Operar o guindaste auxiliar; Responder pela sua conservação; Manter a diafragmadora limpa e lubrificada; 17

29 Informar a manutenção dos serviços necessários e programar com o encarregado quando faze-la; Responder pelo livro do equipamento e sua atualização Ajudantes Escavação Acompanhar a escavação dos painéis; Verificar o prumo da ferramenta da escavação; Orientar o operador da diafragmadora; Comandar o fluxo de lama bentonítica para o interior da escavação mantendo o nível da mesma sempre nos limites da mureta guia; Medir a profundidade do painel sempre que necessário; Retirar amostra da lama bentonítica sempre que necessário. Instalação das Armaduras, Juntas e Chapas Espelho Orientar o operador do guindaste auxiliar durante o içamento e colocação das armaduras, juntas e chapas espelho; Participar das operações de fixação das armaduras à mureta guia e orientar os ajudantes; Responder pelo untamento com graxa das juntas e chapas espelho. Preparo da Lama Bentonítica, Tratamento da Lama Bentonítica Antes da Concretagem Orientar e participar do preparo da lama bentonítica (dosagem e tempo de mistura); Retirar amostra para ensaio; Realizar os ensaios da lama bentonítica; Participar e orientar a operação de desareação, como conexão das bombas da lama, conexão dos desareadores, operação dos registros dos tanques de lama. 18

30 Concretagem Participar e orientar a montagem e desmontagem do tubo tremonha; Comandar o fluxo de concreto para o interior do painel; Medir a profundidade da superfície de concreto durante a concretagem; Responder pela limpeza do funil e tubos tremonha após a concretagem. Retirada das Juntas e Chapas Espelho Orientar o operador do guindaste auxiliar na retirada das juntas e chapas espelhos Responder pela limpeza das juntas e chapas espelho. 5.5 Fases de Execução da Parede Diafragma Moldada in loco 5.6 Mureta Guia Mureta guia é uma mureta de concreto armado executada ao longo de todo perímetro da obra, é realizada uma mureta do lado de fora da parede diafragma e outra do lado de dentro da parede (Foto 5.6.1), a mureta guia tem como função de servir de guia para a escavação da parede diafragma com o Clam-Shell, segundo Anson (2001). Foto Mureta Guia 19

31 A execução da mureta guia, é feita da seguinte forma: Marcar o perímetro onde será executada a parede diafragma; Escavar todo o perímetro onde será executada a parede diafragma em uma profundidade de 1,50 m e sua largura irá variar de acordo com a espessura da parede diafragma, essa largura terá que ter a espessura da mureta guia 0,15m cada uma, mais a espessura da parede diafragma com um acréscimo de 0,04m, esse acréscimo é referente a colocação de uma chapa espelho que é colocado na face interna da parede diafragma. É importante lembrar que na escavação da mureta guia em uma divisa com casas vizinhas é necessário realizar o sub-muramento das casa e muros vizinhos, esse sub-muramento terá que ser feito com um tijolo de barro comum (espessura de 10 cm), lembrando que não pode escavar toda profundidade da mureta guia terá que ser feito em partes sub-murar e depois escavar no máximo de 30 cm até chegar na cota correta da mureta guia. Esse cuidado é importantíssimo para não ocasionar avarias nas edificações vizinhas (Foto 5.6.2). Foto Sub-muramento Além do sub-muramento também é importante verificar se não existe nenhuma interferência onde será executada a parede diafragma, essas interferências podem ser do tipo, vigas baldrames de edificações antigas e estacas, caso existem essas interferências é necessário a sua remoção antes de concretar a mureta guia, o motivo da remoção é para não ocasionar um travamento do clam-shell junto com a mureta guia. As remoções das interferências são feitas da seguinte forma: a viga baldrame é quebrada com um martelete como mostra a Foto 5.6.3, e a 20

32 estaca é removida com um clam-shell menor medindo ~1,50 m de largura, como mostra a Foto 5.6.4, colocando na escavação a lama bentonítica para não desbarrancar o terreno, essa escavação só termina quando remover a estaca por inteiro, o clam-shell vai mordendo a estaca quebrando pedaço por pedaço, após a retirada é necessário recompor o solo com uma argamassa de cimento e areia com um traço de 80 Kg de cimento para cada m³ de areia. Foto Quebra de viga Baldrame Foto Retirada de Estaca A escavação da mureta guia é feita em partes assim que terminar a escavação da mureta guia poderá colocar a armação, não esquecendo de deixar os arranques para a próxima etapa; Coloca-se a fôrma do lado onde será a parede diafragma, alinha-se, nivela-se e trava-se a forma como mostra na (Foto 5.6.5); Foto Fôrma da mureta guia 21

33 É importante lembrar que quando a espessura da mureta guia for muito grande é necessário colocar uma contra fôrma para não aumentar o consumo de concreto, estudos mostraram que quando colocamos a contra fôrma temos uma perda de concreto variando de 2 a 3%, essa perda ocorre na aplicação do concreto. Mas quando não colocam a contra fôrma essa perda poderá chegar até 50%, portanto quando a espessura da mureta guia estiver muito irregular é necessário colocar uma contra fôrma. Concreta-se a mureta guia como mostra na Foto 5.6.6, com um concreto de fck 15 MPa brita 1 mais 2 e slump 8 + ou 2, esse concreto precisa ter uma trabalhabidade boa para não ocasionar vazios na peça concretada. Foto Concretagem da mureta guia Para essa peça estrutural o concreto não tem necessidade de ser ensaiado em laboratório tecnológico. Após 24 horas é feita a desfôrma, colocam-se galgas de pontalete entre as duas muretas (as galgas tem que ter a espessura da parede diafragma mais 4 cm), depois aterra-se a mureta guia até chegar no nível superior. Para começar a execução da parede diafragma, não é necessário esperar terminar toda a mureta guia, isso é, assim que a execução da mureta guia 22

34 terminar em um dos lados do terreno incluindo os dois cantos de extremidade, poderá começar a execução da parede diafragma. Lembrando que é necessário esperar 72 horas após a execução da mureta guia para começar a escavação da parede diafragma. 5.7 Escavação Primeiramente é necessário marcar todos os painéis na mureta guia e indica-lo se é painel inicial, sequênte ou de fechamento. A escavação começa pelos painéis iniciais, portanto são feitos dois painéis iniciais um em cada extremidade, depois de concretados são feitos os painéis sequêntes, até sobrar um único painel que será de fechamento, tomando o cuidado que esse painel tem que ser maior que a largura do clamshell. Depois de marcado o painel é necessário tirar o nível da mureta guia aonde será escavado, para saber quantos metros é preciso escavar para chegar na cota de ponta, e também para saber a cota de arrasamento. A escavação é feita através da diafragmadora, quando a profundidade da escavação ultrapassar o final da mureta guia já é necessário colocar a lama bentonítica para evitar que solo desmorone como mostra na (Foto e 5.7.2). Foto Escavação do Painel 23

35 Foto Escavação e Colocação da Lama Bentonítica Na escavação do primeiro painel é importante tirar uma amostra do solo em metro em metro para posteriormente conferir com a sondagem do terreno. Quando a escavação é feita em divisa do terreno é recomendável utilizar um anteparo para não espirrar lama bentonítica nas edificações vizinhas. Sempre que o nível da lama bentonítica abaixar é necessário adicionar mais, o nível recomendável é 50 cm abaixo da cota superior da mureta guia como mostra na (Foto 5.7.2). Assim que a escavação atingir a cota de ponta termina essa primeira etapa, essa profundidade é feita através do cabo de medida como mostra na (Foto 5.3.4). O equipamento utilizado hoje em dia para escavação tem uma tolerância de verticabilidade de até 0,5% da profundidade do painel, mas quando ocorre a presença de matacões, obstáculos e camadas duras inclinadas podem prejudicar a obtenção desta verticabilidade, segundo Fundesp (1995). 5.8 Preparação do Painel Quando existem painéis ao lado onde está escavando é necessário colocar no clamshell uma ferramenta chamada de limpa junta, essa ferramenta é importantíssima para uma boa qualidade da parede diafragma, porque irá remover qualquer resíduo de solo que estará nas juntas. Quando a diafragmadora acabar de limpar as juntas terminará também o seu serviço, podendo ir para um outro painel e começar a escavar. 24

36 A partir dessa etapa até o término da execução desse painel quem irá executar será o guindaste auxiliar. Inicia-se com a Colocação das chapas espelhos sempre do lado interno da parede diafragma apoiada sobre a mureta guia, o número de chapas dependerá do tamanho do painel, como mostra na (Foto e 5.8.2). Foto Chapa Espelho Foto Colocação da Chapa Espelho Separam-se as gaiolas que irão no painel escavado, confere-se a armação (Foto 5.8.3). Com os ganchos que são soldados na parte superior da gaiola o guindaste auxiliar pega a gaiola e coloca-se dentro do painel escavado, (Foto 5.8.4) quando a profundidade do painel for maior que 12 metros é necessário soldar o complemento da armação. Esse processo é bastante simples, coloca-se a armação de 12 metros no painel, trava-se para ela para não cair, o guindaste auxiliar pega o complemento da armação e coloca-se em cima da armação de 12 metros e solda-se. 25

37 Foto Armação sendo Içada Foto Armação sendo Colocada no Painel Colocam-se os tubos tremonha dentro da gaiola ou entre as duas gaiolas, dependerá da espessura da parede diafragma, paredes com espessuras de 30 e 40 cm são colocados entre as duas gaiolas e paredes com 50, 60, 80, 100 e 120 cm são colocados dentro da gaiola. O número de tremonha dependerá da largura do painel, geralmente quando for maior que 4 metros utilizam dois tubos tremonha. Esses tubos tremonha têm comprimento variável, vão emendando até atingir a profundidade correta, lembrando que ele tem que ficar ~50 cm acima do nível da mureta guia, para posteriormente colocar o funil, como mostra na (Foto 5.8.5). Foto Emendando os Tubos Tremonha 26

38 Agora são colocadas as juntas, que também são de comprimento variável, elas são emendadas até atingir a dimensão do painel como mostra na (Foto 5.8.6). Foto Emendando as Juntas A quantidade de juntas dependerá se o painel for inicial, sequênte ou de fechamento, se for um painel inicial será necessário utilizar duas juntas, se for um painel sequênte será necessário utilizar apenas uma junta, do lado onde não existir um outro painel e se for um painel de fechamento não é colocado nenhuma junta porque já existem painéis dos dois lados. É necessário realizar o ensaio com a lama bentonítica, para determinar qual a porcentagem de areia, caso o ensaio mostre que a porcentagem de areia é menor ou igual a 3%, não é necessário passar pelo desareador, mas se der uma porcentagem maior que 3% é necessário passar pelo desareador, como mostra na (Foto 5.8.7), segundo Anson (2001). Foto Desareando o Painel Esse ensaio é bastante simples, coloca-se em uma proveta 100 cm³ de lama bentonítica, depois completa-se com 300 cm³ de água, agitar fortemente a 27

39 mistura até ficar homogênea, despeja-se em um recipiente acoplado com uma peneira com malha de 0,075 mm, inverter o recipiente, depositando a areia e água na proveta, esperar sedimentar e ler na escala graduada da proveta o teor de areia contido na mistura em volume, segundo Anson (2001). Acopla-se o funil no tubo tremonha e coloca-se uma bola de borracha dentro do funil, (Foto 5.8.8) para quando começar cair o concreto ele irá empurrar a bola para baixo do tubo tremonha até sair no final do tubo, depois como a bola está cheia de ar, irá subir até a superfície do painel, como mostra na (Foto 5.8.9), esse procedimento é feito apenas para limpar o tubo tremonha. Foto Colocação da Bola no Funil Foto Retirada da Bola 5.9 Concretagem O concreto é lançado no funil, passa pelo tubo tremonha e começa a encher o painel de baixo para cima, como o tubo tremonha é composto de diversos pedaços, vão sendo levantados à medida que o nível do concreto vai subindo. Na concretagem é necessário instalar uma bomba para retirar a lama bentonítica do painel para o tanque de lama, esse bombeamento tem que ser sincronizado, o volume de concreto que entra no painel precisa sair o mesmo volume de lama bentonítica, deixando sempre o nível de lama dentro da mureta guia. 28

40 Como esse concreto tem uma importantíssima função estrutural é necessário realizar ensaios tecnológicos, como mostra na (Foto 5.9.1). Foto Ensaio Tecnológico É importante parar o concreto na cota correta de arrasamento (quando possível). Quando terminar a concretagem retira-se o tubo tremonha deixando apenas as chapas espelhos e as juntas. Quando o concreto iniciar o seu pega, é necessário retirar as chapas espelhos e as juntas, como mostra as Fotos e Foto Retirada Chapa e Junta Foto Painel Concretado 29

41 5.10 Principais Vantagens da parede diafragma moldada no local A grande versatilidade em se adaptar à geometria do projeto; A ausência de vibrações durante a sua execução; Não causar sensíveis modificações nas características dos solos adjacentes ou no nível do lençol freático; As grandes profundidades que se pode atingir nos mais diversos tipos de solo, abaixo do nível da água e junto com as estruturas já existentes, sem causar danos nenhum; Podem ser utilizadas simultaneamente para suportar empuxos laterais e cargas verticais; Funciona como cortina impermeabilizante impedindo a passagem de água Paredes Diafragma Pré-Moldadas As paredes diafragmas pré-moldadas são constituídas por uma série de elementos em concreto armado preparados em usinas ou então no próprio canteiro de obra, esses painéis são dimensionados e armados para responder às solicitações a que serão submetidos, segundo Fundesp (1995). Existem dois tipos de parede diafragma pré-moldada: Parede parcialmente pré-moldada: tem como objetivo de limitar o comprimento das placas pré-moldadas e assim também o seu peso, portanto será concretado in loco um pequeno trecho da parte inferior do painel, por isso permite que eventuais variações na profundidade de escavação sejam compensadas pelo trecho moldado in loco, segundo Fundesp (1995). Parede totalmente pré-moldada: neste caso não há nenhuma concretagem in loco, e sim apenas o engastamento da parede prémoldada dentro do coulis, segundo Fundesp (1995). 30

42 Principais Vantagens da Parede Pré-Moldada Painéis com uma espessura menor do que os painéis concretados in loco, devido à melhor qualidade de concretagem em usina em relação a concretagem do painel moldado in loco ; Acabamento perfeito da face visível; Possibilidade de painéis pré-protendidos, o que permite reduzir o peso dos painéis; Eliminação dos problemas ligados ao over break, isto é perda de concreto; Possibilidade de utilização de juntas especiais que garantem ótimas condições de estanqueidade Placas Protendidas Entre as placas pré-moldadas estão se difundindo as placas com armaduras protendidas, essas placas são dimensionadas para o mesmo fim estrutural, mas com algumas vantagens, como, uma espessura menor em relação as outras placas que não são protendidas e também aos painéis moldado in loco, portanto com a espessura menor elas apresentam um peso menor também é consequentemente a área útil do subsolo aumenta, segundo Fundesp (1995) Paredes Diafragma Plásticas As paredes diafragmas plásticas representam uma alternativa racional às técnicas tradicionais, estruturas de elevada rigidez, como a de concreto armado, o desempenho dela é incrível para contenção hidráulica. As aplicações das paredes diafragmas plásticas dizem respeito principalmente à proteção impermeável de escavações em presença de 31

43 água e execução de diafragmas profundos em margens de rios, barragens de terra com carga hidráulicas elevadas, além da função de proteção durante a execução de escavações, ela pode desempenhar a função de isolamento contra contaminação de lençóis aquíferos, cujo caso típico é sua utilização em centrais nucleares e termoelétricas, segundo Anson (2001). Existem dois métodos construtivos para parede diafragma plástica o primeiro é igual a parede diafragma moldada in loco, mas a única diferença e na concretagem no lugar de concreto normal, passa a ser usado um conglomerado plástico que cria uma estrutura impermeável com características mecânicas plásticas, portanto mais deformável que uma parede diafragma em concreto armado, segundo Anson (2001). O outro método já é usado na Europa por volta de uns 15 anos atrás, as paredes diafragmas plásticas são realizadas mediante escavação e contemporâneo preenchimento com lama auto-endurecedora, composta por cimento, bentoníta e eventuais aditivos, segundo Anson (2001). 32

44 6 ESTUDO DE CASO 6.1 Dados do Empreendimento Quadra Hungria Construção de um edifício comercial, com 3 subsolos, teatro, 8 pavimentos tipo e 2 helipontos, perfazendo um total de área construída de ,44 m² e um total de 352 vagas para automóveis. A construção desse edifício teve início em Fevereiro de 2003 e está com previsão de término em Julho de 2005, esse empreendimento é chamado de um edifício comercial inteligente. Foto Ed. Quadra Hungria 6.2 Motivo da Utilização de Parede Diafragma neste Empreendimento Como a proposta de um edifício comercial hoje em dia é disponibilizar o maior número de vagas de automóveis possíveis, portanto era necessário que esse empreendimento tivesse 3 subsolos. Foram executados vários pontos de ensaio SPT (Sondagem a percussão) no terreno antes de ser executado qualquer projeto de fundação. 33

45 Logo após os resultados de ensaio de SPT foram chamados os calculistas de fundações para elaborar o projeto, através desses resultados optaram por executar parede diafragma, a decisão principal para essa escolha foi o nível do lençol freático que se encontra muito alto aproximadamente a um metro e meio de profundidade, também tinha mais um motivo para executar a parede diafragma, o solo tem uma alta resistência é uma argila muito rija, portanto não daria para cravar perfil metálico, como mostra no perfil de soldagem abaixo. Figura Perfil de Sondagem 34

46 6.3 Escolha do Tipo de Parede Diafragma Qualquer tipo de empreendimento seja ele um edifício comercial ou um edifício residencial, um fator muito importante hoje em dia é a viabilidade com o seu custo de construção. A parede diafragma moldada in loco é aproximadamente 40% mais barata do que outros tipos de paredes diafragmas mencionadas no item 5.11 e 5.12 na revisão bibliográfica. Também foi analisado o perfil de sondagem e foi constatado que a resistência do solo era ideal para execução de parede diafragma moldada in loco, quando a resistência do solo é muito baixa, isso é, um solo mole não se torna viável a execução de parede diafragma moldada in loco pelo motivo de perda de concreto, essa perda ocorre no desmoronamento do solo quando se escava e todos esses vazios acabam sendo preenchido pelo concreto. Portanto nesse empreendimento comercial executaram a parede diafragma moldada in loco. 6.4 Dados Referentes à Execução da Parede Diafragma Moldada in loco no Ed. Quadra Hungria Área total de terreno é de 2.856,98 m², foram executadas paredes diafragma moldada in loco em todo o perímetro do subsolo, o painel mais profundo chegou a 18 m, foram executados m² de parede diafragma, correspondendo a um volume total de concreto de m³ os painéis variavam entre 12, 15 e 18 m de profundidade e de 30 e 40 cm de espessura. Toda essa variação de profundidade e espessura tem dois motivos: O primeiro motivo era por causa do reservatório inferior que se encontra abaixo do nível do terceiro subsolo. O segundo motivo é o mais interessante, a parede diafragma além de ter função de impossibilitar a entrada de água do lençol freático para dentro do subsolo, e também ter uma função estrutural para contenção do solo, ela 35

47 também serviu de fundação, no nível do térreo nascerão seis pilares na parede diafragma, portanto nesse empreendimento comercial a parede diafragma teve três funções, contenção de solo, fundação e contenção de água do lençol freático. 6.5 Execução da Parede Diafragma e Cuidados após a sua Execução Todos os processos de execução foram detalhados nos itens 5.7, 5.8 e 5.9, após a execução da parede diafragma é necessário executar outros dois serviços subsequente para realmente verificar a eficiência da parede diafragma, os serviços são: Escavação mecânica (Foto e 6.5.2): a escavação mecânica é dividida por etapas, essas etapas variam com quantas linhas de tirantes é necessário executar, nesse empreendimento comercial foram realizadas três linhas de tirantes, portanto tivemos quatro etapas de escavação, essas etapas são dividas da seguinte maneira: Foto Escavação Mecânica Foto Escavação Mecânica 36

48 1º etapa: escava-se até a cota da primeira linha de tirantes, depois de protender todos os tirantes, prossegue para próxima etapa; 2º etapa: escava-se até a cota da segunda linha de tirantes, mesmo procedimento da etapa anterior; 3º etapa: escava-se até a cota da terceira linha de tirantes, mesmo procedimento das etapas anteriores; 4º etapa: escava-se até a cota do subsolo. É importantíssimo escavar todas as etapas até a cota que está estipulada no projeto, essas cotas de escavações tem que ser seguidas rigorosamente, caso isso não ocorra poderão ocasionar patologias graves com a parede diafragma. Execução dos tirantes: tirante ou ancoragem é um elemento estrutural linear que transfere, mecanicamente, esforços de tração aplicados de um extremo a outro. Em obras subterrâneas de construção civil é mais comum o uso das ancoragens constituídas por cordoalhas de aço, que transferem um esforço aplicado no extremo ligado à estrutura. Nesse empreendimento foram feitos duas linhas completas de tirantes e na parte da frente foi feita a terceira linha de tirante, pelo motivo do reservatório inferior ficar abaixo do nível do 3º subsolo. A sequência executiva dos tirantes são divididas em quatro etapas: 1º Etapa (Foto 6.5.3): perfuração do solo; Foto Perfuração do Solo 37

49 Na perfuração do solo é importante verificar se não ira atingir nenhuma fundação dos vizinhos, caso isso ocorra é necessário parar a perfuração e consultar o consultor de fundações. 2º Etapa: colocação do tirante dentro da perfuração feita no solo. 3º Etapa (Foto e 6.5.5): injeção da calda de cimento, essa injeção é feita para preencher os vazios do solo formando assim vários bulbos de calda de cimento, para uma boa aderência do tirante, essa etapa é uma das mais importantes na execução dos tirantes, porque dependerá dessa etapa para realizar a protensão dos tirantes. Foto Central de Injeção dos Tirantes Foto Injeção da Calda de Cimento no Tirante 38

50 4º Etapa (Foto 6.5.6): protensão dos tirantes, com um macaco hidráulico é feita a protensão dos tirantes, a carga de trabalho do tirante está estipulada no projeto.. Foto Protensão do Tirante Foto Macaco Hidráulico para Protensão dos Tirantes 39

51 7 ANÁLISE OU COMPARAÇÃO/CRÍTICA Parede diafragma moldada no local: seu custo de execução é menor do que os outros dois tipos, grande versatilidade em se adaptar à geometria do terreno e pode ser utilizada simultaneamente para suportar empuxos laterais e cargas verticais; Parede diafragma pré-moldada: melhor qualidade de concretagem, acabamento perfeito da face visível, não tem perda de concreto e melhor estanqueidade nas juntas; Parede diafragma plástica: um ótimo isolamento contra contaminação de lençóis aquíferos e melhor desempenho na contenção hidráulica. 40

52 8 CONCLUSÕES Com o avanço da tecnologia e inovações nos métodos executivos, podem-se executar obras abaixo do nível do lençol freático, empregando-se as chamadas paredes diafragma. Apesar da tecnologia disponível e dos rigorosos controles do processo executivo a parede diafragma moldada no local tem seus aspectos positivos e negativos. Com a realização deste trabalho foram mencionados vários aspectos positivos no item 5.10, com a exceção de um item, a parede diafragma moldada no local é 40% mais em conta do que os outros tipos de parede diafragma. Os aspectos negativos da parede diafragma moldada no local são os seguintes: Alto índice de over break isto é, muita perda de concreto; Vazamentos de água do lençol freático pelas juntas e; Imperfeições no acabamento da face visível da parede diafragma. Portanto conclui-se que a parede diafragma moldada no local é um excelente método construtivo, mesmo com alguns aspectos negativos. Vale a pena ressaltar que a execução da parede diafragma moldada no local dependerá muito da resistência do solo: quando a resistência deste for muito baixa, é provável a ocorrência dos aspectos negativos, pelo motivo do desmoronamento do solo dentro do painel quando-se está escavando com a diafragmadora. 41

53 9 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6122: projeto e execução de fundações, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7480: barras e fios de aço destinados às armaduras para concreto armado, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7212: execução de concreto dosado em central, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8953: concreto para fins estruturais classificação por grupo de resistência, SAES, J.L. Paredes Diafragma e Estacas Escavadas. Revista Téchne, p , dez 2000 FUNDESP Paredes Diafragma e Estacas Barrete. Catálogo. São Paulo, 1995, p. 16, p. 52. ANSON Paredes Diafragma e Estacas Escavadas. Catálogo. São Paulo, 2001, p BOOK ANNOUCEMENT 20 JUL Produced by GEOFIX Geofix Fundações. Disponível em < Acesso em 20.jul