TÓPICOS FOTO AÉREA DE SANTOS PECULIARIDADES NO COMPORTAMENTO DE FUNDAÇÕES RASAS E PROFUNDAS DE EDIFÍCIOS DAS CIDADES DE SANTOS E SÃO VICENTE (SP)

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1 PECULIARIDADES NO COPORTAENTO DE FUNDAÇÕES RASAS E PROFUNDAS DE EDIFÍCIOS DAS CIDADES DE E SÃO VICENTE (SP Prof. Faiçal assad ESCOLA POLITÉCNICA DA USP TÓPICOS. AS ARGILAS SEDIENTARES DA B. SANTISTA Ciclos de deposição Relação de Sobreadensamento Ação A de Dunas. FUNDAÇÕES RASAS Dispersão nos Recalques Absolutos Dispersão nas Velocidades dos Recalques Anomalias Inclinação de Edifícios Isolados. FUNDAÇÕES PROFUNDAS Estacas T T ou ou Radier Radier Estaqueado FOTO DE S.VICENTE SATÉLITE (RETRABALHADA Site: vivasantos NOS NOSSOS DIAS I. Barnabé GUARUJÁ PRAIA DO BOQUEIRÃO, 9 Distribuídos espaçadamente Distribuição densa FOTO AÉREA DE BENEDITO CALIXTO (-97. no tempo de artin Afonso,, o mar invadia toda essa zona de mangues, formando verdadeira bahia.. toda essa região de mangues, ao redor de Santos, e Bertioga, esteve coberta de água, há ou anos, e que o recuo do mar, embora lento, tem sido aí bastante apreciável. Benedito Calixto (9

2 BENEDITO CALIXTO: O CIENTISTA Antes de formar um juizo definitivo sobre os sambaquis, tem ainda a ciência de estudar a sua biologia e as condições geológicas da costa. as como isto tudo está por ser feito. Benedito Calixto (9 AS ARGILAS SEIENTARES DA BAIXADA SANTISTA: CICLOS DE DEPOSIÇÃO. Até meados da década de 9 elas foram consideradas como argilas moles, normalmente adensadas, formadas durante um único ciclo deposicional, sem erosão (Pacheco Silva 9.. Esta concepção perdurou por muitas décadas apesar e se saber da presença de argilas médias a duras, algumas vezes altamente sobreadensadas.. Na década de 9 descobriu-se que as sedimentações foram causadas pelas variações relativas do N durante o Quaternário. PELO ENOS CICLOS DE DEPOSIÇÃO OCORRERA, INTERCALADAS POR UA INTENSA EROSÃO. PLEISTOCENO:. -. ANOS Argilas Transicionais (AT, médias a rijas e mesmo duras. Sobreadensadas por um grande abaixamento do N, de ~m no pico da última glaciação (, years BP. VARIAÇÕES DO NÍVEL DO AR NOS ÚLTIOS. ANOS Hoje Últimos. anos ÚLTIOS ANOS.. HOLOCENO: 7.. ANOS Argilas de SFL (Sedimentos-Flúvio-Lagunares e de Baías e os sedimentos de angue, ainda em formação. Em geral, argilas muito moles a moles. Em geral, levemente sobreadensadas: oscilação negativa do N e ação de dunas. PROFUNDIDADE (m m KOWSANN ILLIAN (Suguio e artin

3 s marinhas transgressivas Depósitos continentais Argilas transicionais º ESTÁGIO - REGRESSÃO E FORAÇÃO DE CORDÕES DE AREIA Alluvium s regressivas GÊNESE DAS PLANÍCIES COSTEIRAS PAULISTAS ( º ESTÁGIO - ÁXIO DA TRANSGRESSÃO - CANANÉIA (pleistoceno GÊNESE DAS PLANÍCIES COSTEIRAS PAULISTAS ( º ESTÁGIO - EROSÃO PARCIAL DOS SEDIENTOS ARINHOS.N. máximo s marinhas transgressivas Depósitos Argilas transicionais continentais o. Ciclo de sedimentação m - m (. anos atrás. anos atrás Erosão º ESTÁGIO - REGRESSÃO E FORAÇÃO DE CORDÕES DE AREIA º ESTÁGIO - ÁXIO DA TRANSGRESSÃO (HOLOCENO Alluvium s regressivas AGUARDE º ESTÁGIO - EROSÃO PARCIAL DOS SEDIENTOS ARINHOS Cordões de s Regressivas Laguna º ESTÁGIO - REGRESSÃO E DIREÇÃO AO N.. ATUAL Laguna AGUARDE Erosão.N. máximo s transgressivas o. Ciclo de sedimentação m - m (. anos atrás. anos Erosão P LH P LH H Rio Rio.N. atual Hoje º ESTÁGIO - ÁXIO DA TRANSGRESSÃO (HOLOCENO (Suguio e artin, 9 LEGENDA : P - ARINHO (PLEISTOCENO (Suguio e artin, 9 P - ARINHO (HOLOCENO LH - LAGUNA (HOLOCENO N.. - NÍVEL DO AR PONTE SOBRE O CANAL DO CASQUEIRO SFL AT AT VARIAÇÕES DO NÍVEL DO AR NOS ÚLTIOS. ANOS PROFUNDIDADE (m Hoje ÚLTIOS ANOS m Últimos. anos. KOWSANN ILLIAN

4 Nível do ar +m 7 -m S N.. atual VARIAÇÕES DO NÍVEL DO AR ÚLTIOS. ANOS 6 T. S Oscilação Negativa do N S -m Idade radiocarbono em anos A.P. x. Tempo,. anos T. = Terraço marinho S = Sambaqui T.: Terraço arinho S : Sambaquis : artim Afonso Hoje ALGUNS PERFIS DE SONDAGENS E E IEDIAÇÕES S-I - AV.ANA COSTA,9 UNISANTA S-I - PONTA DA CAIS DO FERRY BOAT - BAL ( ( PRAIA ( S-I (GUARUJÁ S-II N.A. ATERRO N.A. N.A. AT N.A. 9 N.A. Esc edianamente AREIA FINA AREIA FINA Cinza compacta Cinz m uito m 9 m m m compacta OLE ARGILA ARENOSA OLE ( S 9 ARGILA AREIA m m m m m Com SFL conchas ARINHA ARGILA ( AT CO LENTES AGUARDE DE AREIA ÉDIA m m m 6 m m ARGILA Cinza 6 ÉDIA ARGILA ( AT IPT(golpes/cm ARGILA AT 7 AREIA FINA Cinza Co 9 6 m m 6 ca 9 m 7 de m AREIA ARGILA C/ 6 ARGILA PEDREGULHOS ÉDIA RIJA 7 9 m ARGILA ( AT 7 ALTERAÇÃO m AREIA m 9 DE ROCHA» IPT(golpes/ ALTERAÇÃO ALTERAÇÃO DE ROCHA DE ROCHA m 6 7 Ilha Porchat orro Canal S. S.VICENTE ARGILA ARINHA OLE ( SFL 6 7 AREIA FINA Compacta AGUARDE Argila ole (SFL AGUARDE AREIA FINA ÉDIA ( AT Argila ARGILA ARINHA édia(at ( AREIA FINA E ÉDIA GUARUJÁ SECÇÃO GEOLÓGICA_ORLA PRAIANA (Adaptado de Teixeira, 99 Balsa Estuário RIJA Guarujá ( SFL ( AT Solo Residual GUARUJÁ m 6 7 ECANISOS DE SOBREADENSAENTO ARGILAS DE SFL OSCILAÇÃO NEGATIVA DO N.. DUNAS ENVELHECIENTO ( AGING,

5 PRÉ-ADENSAENTO DAS ARGILAS ARINHAS PROFUNDIDADE (m N.A. ARGILA Argila ORGÂNICA, de CINZA ESCURA, CO RAÍZES SFL AREIA FINA, ARGILOSA, CINZA AT ARGILA PLÁSTICA, CINZA CO CONCHAS AREIA FINA A ÉDIA, ARGILOSA, CINZA ESCURA AT ARGILA ORGÂNICA, SILTOSA, CINZA SPT SPT Pressão de Pré- PRESSÃO DE PRÉ- Adensamento(kPa ADENSAENTO 6 Peso Submerso PESO TOTAL DE TERRA Peso (ATUAL Total PESO SUBERSO DUNAS NA BAIXADA SANTISTA EVIDÊNCIAS GEOGRÁFICAS Rio Cubatão Samaritá Praia Grande Ponta da Praia Cubatão S. Santos Ilha de Santo Amaro Guarujá Rio ogi Rio Quilombo Rio Jurubatuba Canal de Bertioga Profundidade (m PREADENSAENTO DAS ARGILAS EVIDÊNCIAS GEOTÉCNICAS: CPTUs Argila de SFL Pressões (Pa.. uo qt=6+z u c CPTU- Edifício UNISANTA Cidade de Santos qt qt vo b n p N t N t N t, 'vo e 'a (kpa a=79+z ~ kpa 'vo 'a Edifício UNISANTA: andares: a esperavam-se recalques de a cm para RSA=, a,, ou a- vo = a kpa, fosse a oscilação negativa do nível do mar a causa do sobreadensamento (Classe. b as, após dias de medições, o recalque primário máximo foi de apenas cm, consistente com um valor de RSA, ou a- vo =, cifra esta associada à ação de dunas (SFL Classe. Confirma-se N t =. Prof. (m e Algumas Propriedades Diferenças Elas diferem nas propriedades de estado (SPT, e, p e s u. Prof. (m angues angues Semelhanças As propriedades-indice são praticamente as mesmas.

6 6 PREADENSAENTO DAS ARGILAS CLASSES DE ARGILAS DE SFL Legenda: ' a ' vo constant PHT : Perfis de História de Tensões de ensaios odométricos CPTU: Cone Penetration Test (Ensaio do Cone com medida da u a : Pressão de Preadensamento : Tensão vertical efetiva inicial vo I. Sto. Amaro Embraport FUNDAÇÕES RASAS E m 6 7 Ilha Porchat orro Canal 6 7 Guarujá prédios vizinhos m ARGILA ARINHA OLE ( SFL AGUARDE Argila ole (SFL AGUARDE AREIA FINA ÉDIA ~6m ( AT Argila ARGILA ARINHA édia(at ( AREIA FINA Compacta Interferência mútua entre prédios vizinhos AREIA FINA E ÉDIA SECÇÃO GEOLÓGICA_ORLA PRAIANA (Adaptado de Teixeira, 99 Construção Construído Simultânea bem depois sobreadensamento superposição bulbos induzido GUARUJÁ de pressão por Balsa Estuário RIJA ( SFL ( AT Solo Residual 6 7 FUNDAÇÕES RASAS E. De acordo com Teixeira (, a opção por fundação rasa ocorreu face a dificuldades técnicas para instalar estacas longas (, m ou mais através da camada superficial de areia. Nas décadas de 9 e os seguintes tipos de estacas estavam disponíveis: premoldadas de concreto (m; estacas Franki (até m e tubulões penumáticos ( a m.. Para reduzir os recalques diferenciais entre colunas, as sapatas eram interligadas por vigas rígidas (, a,m de altura, com elevados momentos de inércia.. A inclinação dos edifícios aumentou depois da década de 97, fato atribuído à sobreposição dos bulbos de pressão. TEIXEIRA, A. H. (: Proposição de étodo para Permitir uma Análise Completa das Curvas Tempo x Recalques das Fundações de Edifícios na Orla Praiana de Santos, Anais do Workshop Passado, Presente e Futuro dos Edifícios da Orla arítima de Santos, pp. -, Santos, Novembro. EDIFÍCIOS TORTOS DE Núncio alzoni Fotos cedidas pela Profa. Heloisa Gonçalves

7 7 CIDADE DE E SÃO VICENTE CONSEQÜÊNCIAS : RECALQUES ANÔALOS E EDIFÍCIOS CO FUNDAÇÃO RASA ALGUNS FATOS INTRIGANTES GRANDE DISPERSÃO. Nos recalques: em geral, entre e cm. Nas velocidades dos recalques: Teixeira (99: a mm/ano Gonçalves (: a mm/ano DESAPRUO INEXPLICADO DE EDIFÍCIOS Edifício SA (Construído em 97, com andares Pilar (r=,6m RECALQUES SECUNDÁRIOS Pilar (r=,m Não se encontrou nenhuma explicação racional para o fato (Teixeira, 96-b EDIFÍCIO EXCELSIOR Vila D Este (9 Caviuna 969 EXCEL- SIOR (96 EDIFÍCIOS DE E SÃO VICENTE LOCAL EDIFÍCIO N (m r f _max (mm EDIFÍCIO B EDIFÍCIO C EDIFÍCIO D Construídos EDIFÍCIO IA na, década EDIFÍCIO IB, de - EDIFÍCIO SC 7 EDIFÍCIO S A 7 EDIFÍCIO U 6 NÚNCIO ALZONI 967 >9 UNISANTA 9996 SÃO EDIFÍCIO A 7 década 7 de VICENTE EDIFÍCIO I 7, - (* : Extraídos do gráfico f =f(rsa;nível de tensões (**: Outra Interpretação h Adensam

8 Recalques (cm Recalques (cm v (mm/dia v (mm/dia v.t (mm v.t (mm Cv ( -.cm /s FUNDAÇÕES RASAS: EDIFÍCIOS E E SÂO VICENTE 6 t - Tempo (dias (a EDIFÍCIO C edido Calc. (Olson Tempo (dias (a EDIFÍCIO I SÃO VICENTE edido Calc. (Olson,,,,6,,,,,, t - Tempo (dias (b edido Calc. (Olson EDIFÍCIO C Tempo (dias (b Calc. (Olson edido EDIFÍCIO I - SÃO VICENTE 6 (c EDIFÍCIO C t - Tempo (dias (c Calc. (Olson edido edido Calc. (Olson EDIFÍCIO I SÃO VICENTE Time (days EDIFÍCIOS DE E SÃO VICENTE RESULTADOS DAS ANÁLISES N: n o. de andares h: espessura da argila mole h Adensamento primário Adensamento Secundário LOCAL EDIFÍCIO N (m r f_max C v C Tempo p/ U FONTE (mm - cm /s (% Início (dias % EDIFÍCIO B,, 9 9 achado (96 EDIFÍCIO C,, 9 achado (96 Construídos nas EDIFÍCIO D,, 9 achado (96 EDIFÍCIO IA 7,, 9 TEIXEIRA (96,, décadas de EDIFÍCIO IB 7,, 9 TEIXEIRA ( EDIFÍCIO SC 7,7, 9 TEIXEIRA (96 EDIFÍCIO S A 7,6 -, TEIXEIRA (96 EDIFÍCIO U 6,, 7 Teixeira (96-a NÚNCIO ALZONI >9,,-, Gonçalves et al. ( UNISANTA ,, Gonçalves et al. ( SÃO EDIFÍCIO A 7,9, 9 achado (96 VICENTE 9-, EDIFÍCIO I,,,9 97 Teixeira (96-c (* : Extraídos do gráfico f =f(rsa;nível de tensões (**: Outra Interpretação 6,, vf/ p,, C (% vf/ p : RECALQUES PRIÁRIOS INESPERADOS h RECALQUES PRIÁRIOS EDIFÍCIO N (m 9 Dias ÁXIOS FONTE mm mm UNISANTA 7 ( 6 ( Gonçalves et al. ( EDIFÍCIO IA, Teixeira (96 EDIFÍCIO U 6 Teixeira (96 EDIF ACUCO Reis ( EDIFÍCIO C achado (96 EDIFÍCIO D 7 achado (96 RECALQUES DESIGUAIS Duna de h= m Equivale a pressão de ~kpa ( t/m Ou Peso de Edifício de ~9 andares FUNDAÇÕES RASAS: EDIFÍCIOS E E SÂO VICENTE Os recalques primários dependem do OCR e do nível das tensões aplicadas. -ax. Recalque/H - % % % % % % 6% 7% % / ' vo % % % % % % 6% IA:. SC:. t=t p I:. U:. UNISANTA:. IB:.9 D:, As letras identificam os edifícios. Os números a elas associados são os OCR médios em cada local B:.7 C:. >,.,.,..,,,. RSA=, OCR=. Colunas mais recalcadas, máximas cargas aplicadas

9 9 CIDADE DE : EXPLICAÇÃO PARA UA DAS ANOALIAS CIDADE DE INCLINAÇÃO DE EDIFÍCIOS Duna h= m SOBRE O USO DE ESTACAS LONGAS E Equivale a pressão de ~kpa ( t/m Ou Peso de Edifício de ~9 andares Pressão nãouniforme BREVE HISTÓRICO Golombek (96: É antigo o uso de estacas flutuantes na Baixada Santista Teixeira (9: por vezes é a solução para as fundações de tanques e armazéns graneleiros. Alonso e Aoki (9: mencionam edifícios apoiados em estacas flutuantes na cidade de Santos. Estacas pré-moldadas de concreto, cravadas até o o topo das ATs perfuração da camada de areia superficial, compacta, com jato d água Décourt (996: sugeriu a adoção de estacas T como solução intermediária entre os extremos de fundações rasas, tecnicamente problemáticas, e as estacas cravadas até o solo residual, eficientes, mas dispendiosas. Falconi e Perez (7, a e b: estacas metálicas longas, com secção decrescente com a profundidade, conceito usado anteriormente em Pernambuco, conforme Rocha et al. (6 e Gusmão et al. (6. ESTACAS LONGAS E Porchat Ilha Porchat Island m orro Hill Canal 6 7 edium to AREIA FINE Compact SAND FINA Sand ~m arine Soft Clay (SFL ARGILA ARINE ARINHA SOFT OLE CLAY ( (SFL ( AT AREIA FINE FINA SAND ARGILA ARINE ARINHA CLAY ( (AT AREIA FINA E ÉDIA RIJA O uso de estacas metálicas longas, constituídas FINE AND EDIU SAND Stiff Fine por to perfis medium H como Sand fundação de edifícios altos é recente (Falconi e Perez, A 6pequena seção transversal e a elevada resistência facilita a penetração na areia compacta. 6 soldados segmentos com seção transversal decrescente dando a cada estaca uma slight step-tapered 7 form, reduzindo custos. 7 O SECÇÃO conceito já GEOLÓGICA_ORLA havia sido usado anteriormente PRAIANA em Pernambuco (Adaptado (Gusmão de et Teixeira, al., Balsa Estuário ÉDIA edium GUARUJÁ Guarujá m ( SFL RESIDUAL SOIL Fine Sand arine edium Clay (AT ((AT Stiff RESIDUAL SOIL

10 COPORTAENTO DE ESTACAS LONGAS DE AÇO E ESTACAS LONGAS DE AÇO - INSTRUENTAÇÃO (BUREAU DE PROJETOS Falconi, F.F. e Perez W. ( Vista das chapas de proteção dos strain gauges e cabos-obra nº Caixa seletora e painel digital para leitura dos strain gauges-obra nº. N: número de andares h c : comprimento cravado S: área da seção transversal Instrumentadas De Falconi, F.F. e Perez W. ( COPORTAENTO DE ESTACAS LONGAS DE AÇO E As medidas de deformações em várias profundidades revelaram: a m de profundidade a Comportamento de Estacas flutuantes; e b Atrito lateral total=.kn Uma redução drástica no atrito lateral entre e m de profundidade. ESTACAS LONGAS E Porchat Ilha Porchat Island m 6 orro Hill Canal 6 7 média AREIA FINE SAND a FINA compacta ~m Argila ole (SFL ARGILA ARINE ARINHA SOFT OLE CLAY ( (SFL ( AT AREIA FINE FINA SAND RESIDUAL SOIL Fina ARGILA ARINE ARINHA CLAY ( (AT Fina a édia FINE AREIA AND FINA EDIU E ÉDIA SAND Balsa Estuário ÉDIA edium Argila édia (AT GUARUJÁ Guarujá m ( SFL ((AT RIJA Rija Stiff RESIDUAL SOIL SECÇÃO GEOLÓGICA_ORLA PRAIANA (Adaptado de Teixeira, 99

11 Rigidez (kn/mm f - Atrito Lateral Unitário (kpa f - Atrito Lateral Unitário (kpa Deslocamentos ovements (mm (mm ESTACAS LONGAS E Na camada superficial de areia a estaca se comportou como se houvesse um bulbo orro Hill ou Porchat um Ilha Porchat alargamento Island de seção. Canal m ~m Abaixo, a estaca comportouse como esperado. Em outras palavras, a estacas 6 7 comportou-se como uma Estaca T (ou radier estaqueado. 6 7 GUARUJÁ Guarujá 6 yfc - Deslocamento do Fuste no centro das camadas m (mm AREIA FINE SAND FINA média a compacta Argila ole (SFL ARGILA ARINE ARINHA SOFT OLE CLAY ( (SFL ( AT AREIA FINE FINA SAND RESIDUAL SOIL Fina EDIFÍCIO No. - Superficial (-m ARGILA ARINHA ARINE CLAY ( (AT SECÇÃO GEOLÓGICA-ORLA PRAIANA (Adaptado de Teixeira, 99 Balsa Estuário ( SFL EDIFÍCIO No. - - ((AT FINE AREIA AND FINA EDIU E ÉDIA SAND RIJA Rija Stiff camadas (mm Fina a édia Argila de SFL (-7m de SFL (7-m ÉDIA edium Argila édia (AT Argila de SFL (-m Argila Transicional (-m Sedimentos Transic. (-m 6 y fc - Deslocamento do Fuste no centro das RESIDUAL SOIL 6 7 COPORTAENTO DE ESTACAS LONGAS DE AÇO E Cargas Loads (kn Radier y =7mm BUILDING EDIFÍCIO Estaca ' ' Radier Estaqueado m, m SAPATA CO ESTACAS TIPO BROCA BRASÍLIA m brocas D=, m Dados de Bezerra e Cunha ( yo - Recalques (mm Po - Cargas (kn a 6 b 6 Alr=6kN Krad=,kN/mm Kr=kN/mm Radier sobre estacas Radier sobre estacas Cargas (kn Po=77kN Kpr=7,kN/mm Po=+,yo Po=K r.yo y=mm 6 Krad=,kN/mm Kpr=7,kN/mm Interpretação pelo étodo das Duas Retas (assad, I GERAIS CONCLUSÕES a Há várias evidências geotécnicas sobre a AÇÃO DE DUNAS na planície de Santos b Tal fato passou INSUSPEITO DURANTE O SÉCULO PASSADO e é consistente com a origem geológica do Lagamar de Santos. c Os RECALQUES PRIÁRIOS E SECUNDÁRIOS dependem do nível das tensões e da RSA (OCR H. Geológica d A VELOCIDADE dos recalques secundários depende destes fatores e é melhor entendida com base no velho coeficiente de adensamento secundário.

12 CONCLUSÕES II FUNDAÇÕES RASAS a O sobreadensamento errático das ARGILAS OLES (SFL de Santos, causado pelas oscilações negativas do N e pela ação de dunas, explicam A DISPERSÃO NOS RECALQUES E E SUAS VELOCIDADE, tanto primários quanto secundários. b Para o EDIFÍCIO I E SÃO VICENTE, apoiado em ~ m de ARGILA RIJA, PLEISTOCÊNICA, o adensamento primário predominou; encontrou-se um valor tão baixo quanto,9% para C. c As PRESSÕES NÃO-UNIFORES EXERCIDAS PELAS DUNAS podem explicar a INCLINAÇÃO DE EDIFÍCIOS ISOLADOS, i.e., sem a influência de prédios vizinhos. CONCLUSÕES III ESTACAS LONGAS a Em estacas de aço longas em Santos O ATRITO LATERAL UNITÁRIO ÁXIO foi atingido após ALGUNS mm de deslocamento do fuste, EXCETO NA CAADA DE AREIA SUPERFICIAL, que requereu DEZENAS DE mm. b Esta constatação sugeriu um comportamento típico de ponta ou U ALARGAENTO (BULBO NA CAADA DE AREIA SUPERFICIAL. c Este efeito tipo RADIER ESTAQUEADO provocou uma REDUÇÃO NO ATRITO LATERAL da camada de argila mole (SFL, situada logo abaixo da camada superficial de areia. FI