ganhos de qualidade e produtividade através do uso de estaca

i

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

ESCOLA POLITÉCNICA – DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL

GANHOS DE QUALIDADE E PRODUTIVIDADE ATRAVÉS DO

USO DE ESTACA SECANTE EM CONTENÇÕES

Louise Nideck Sanglard

Projeto de Graduação apresentado ao curso de

Engenharia Civil da Escola Politécnica,

Universidade Federal do Rio de Janeiro, como

parte dos requisitos necessários à obtenção do

Título de Engenheiro.

Orientador: Jorge dos Santos

AGOSTO DE 2014

ii

GANHOS DE QUALIDADE E PRODUTIVIDADE ATRAVÉS DO USO DE ESTACA

SECANTE EM CONTENÇÕES


PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE

ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL

DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A

OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL.

Examinada por:

__________________________________________

Jorge dos Santos

Profº. Adjunto, D.Sc., EP/UFRJ (orientador)

__________________________________________

Wilson Wanderley da Silva

Profº. Convidado, EP/UFRJ

__________________________________________

Isabeth da Silva Mello

Profª. Convidada, EP/UFRJ

RIO DE JANEIRO – RJ, BRASIL

AGOSTO 2014

iii

Sanglard, Louise Nideck

Ganhos de Qualidade e Produtividade Através do Uso de Estaca Secante em

Contenções / Louise Nideck Sanglard – Rio de Janeiro: POLI/UFRJ, 2014.

xiii, 80 p.: il.; 29,7 cm.


Monografia (Graduação) – POLI/ UFRJ/ Curso de Graduação em Engenharia

Civil, 2014.

Referencias Bibliográficas: p. 78-80.

1. Introdução, 2. Paredes de Contenção - Contextualização, 3. Estacas Secantes -

Contextualização, 4. Aplicação de Estacas Secantes em Paredes de Contenção, 5. Estudo

de Caso, 6. Conclusões. Escola Politécnica da Universidade Federal do Rio de Janeiro,

Curso de Graduação em Engenharia Civil. Titulo.

iv

Dedicado à minha mãe, pelo amor incondicional.

v

AGRADECIMENTOS

A minha mãe, por estar sempre presente quando precisei, pela dedicação e pelo amor

incondicional. Ao meu pai, que sempre torceu por mim e me ajudou nas minhas conquistas.

Aos meus irmãos, pela amizade, tranquilidade e maturidade que já me fizeram aprender

muita coisa. A minha avó Licinha, minha segunda mãezinha, pela serenidade, pureza e

amor. Aos meus avôs que sempre quiseram o meu bem. Ao dindo Gilvan que, mesmo

distante, torce por mim e sempre esteve muito presente na minha vida. Todas as conquistas

que alcancei até hoje só foram possíveis graças a vocês.

Ao Gustavo, meu eterno companheiro, pelo apoio, carinho, companheirismo e amor. Por

querer sempre estar presente em todos os momentos da minha vida, mesmo quando eles são

difíceis.

As minhas amigas de Friburgo, Júlia, Glenda, Maria Fernanda, Ivie e Bebel, pelos 13 anos

de amizade. Vocês são mais que amigas, são irmãs.

Aos meus amigos da UFRJ pela amizade, compreensão e aflições compartilhadas durante

esses cinco anos de faculdade, em especial a Bárbara, Stela e Sabrina, que representam

grande parte desta vitória.

Ao Guilherme, colega da obra do Porto Atlantico Leste, pela excelente pareceria e trabalho

em equipe que nos permitiu ganhar o Prêmio Destaque de 2013 da Odebrecht com o tema

“Contenções de terrenos com a utilização de estacas secantes”.

Ao professor Jorge, orientador deste projeto final, sem o qual o mesmo não teria sido

concluído. Agradeço toda a atenção e ajuda.

vi

Resumo da Monografia apresentada à POLI/UFRJ como parte dos requisitos necessários

para a obtenção do grau de Engenheira Civil.

GANHOS DE QUALIDADE E PRODUTIVIDADE ATRAVÉS DO USO DE ESTACA

SECANTE EM CONTENÇÃO


AGOSTO/2014


Curso: Engenharia Civil

Há dois anos, começou a crescer no Brasil o número de contenções executadas com a

técnica de estaca secante. Essa é uma tecnologia muito empregada em países desenvolvidos

como os Estados Unidos e lugares da Europa, porém muito recente aqui, apesar de

apresentar muitas vantagens executivas.

O objetivo deste projeto é mostrar os ganhos de qualidade e produtividade com o uso de

estacas secantes na construção de paredes de contenção. Para isso, são apresentadas

algumas das principais técnicas existentes e, em seguida, é feita uma comparação dessas

tecnologias com a estaca secante. Além disso, é feita uma apresentação sobre o tema

“estaca secante”, explicitando as suas vantagens e facilidades executivas.

Como parte da metodologia deste trabalho, foram feitas visitas técnicas em diferentes tipos

de obras em que foram executadas paredes de contenção com estaca secante. Para cada

caso foi feito um estudo das características do local e da obra e dos motivos pelos quais a

técnica foi escolhida.

Devido aos ganhos de qualidade e produtividade da estaca secante, espera-se que essa

técnica cresça nos próximos anos no país.

Palavras-chave: Paredes de contenção, estaca secante, ganhos, qualidade, produtividade.

vii

Abstract of Undergraduate Project presented to POLI / UFRJ as a partial fulfillment of the

requirements for the degree of Civil Engineer.

IMPROVEMENTS IN QUALITY AND PRODUCTIVITY THROUGH THE USE OF

SECANT PILE IN CONTAINMENTS


AUGUST/2014

Advisor: Jorge dos Santos

Course: Civil Engineering

Two years ago, began to grow in Brazil the number of contentions performed with the

technique of secant pile. This is a very used technology in developed countries like the

United States and parts of Europe, but very recent here, despite its many advantages

executives.

The objective of this project is to show the improvements in quality and productivity

through the use of secant pile in building retaining walls. For this, we present some of the

main techniques and then a comparison is made between these technologies and the secant

pile. In addition, a presentation of the theme “secant piles” is made, explaining their

benefits and executive facilities.

As part of the study methodology, technical visits were made in different types of works

where retaining walls with secant pile were performed. For each case a study of the

characteristics of the site and the work and the reasons why the technique was chosen was

done.

Due to improvements in quality and productivity of the secant pile, it is expected that this

technique will grow in the coming years in this country.

Keywords: retaining walls, secant pile, improvements, quality, productivity.

viii

SUMÁRIO

ÍNDICE DE TABELAS ........................................................................................................ xi

ÍNDICE DE FIGURAS ........................................................................................................ xii

1. Introdução........................................................................................................................ 1

1.1. Importância da escolha do tema .................................................................................. 1

1.2. Objetivo ....................................................................................................................... 1

1.3. Justificativa da escolha do tema .................................................................................. 2

1.4. Metodologia ................................................................................................................. 2

1.5. Descrição dos Capítulos .............................................................................................. 3

2. Paredes de contenção ...................................................................................................... 5

2.1. O que são paredes de contenção .................................................................................. 5

2.2. Principais tecnologias utilizadas .................................................................................. 6

2.2.1. Parede diafragma moldada “in loco” ........................................................................... 7

2.2.1.1. Equipamentos, acessórios e ferramentas ................................................................. 7

2.2.1.2. Procedimento executivo ........................................................................................ 10

2.2.1.3. Hidrofresa .............................................................................................................. 13

2.2.2. Estaca Prancha ........................................................................................................... 15

2.2.2.1. Características ....................................................................................................... 16

2.2.2.2. Execução ............................................................................................................... 17

2.2.2.3. Perfis ..................................................................................................................... 18

2.2.3. Estaca em hélice contínua ......................................................................................... 19

2.2.3.1. Equipamentos ........................................................................................................ 20

2.2.3.2. Metodologia executiva .......................................................................................... 21

2.2.4. Estaca raiz ................................................................................................................. 23

2.2.5. Tubulão ..................................................................................................................... 25

2.2.6. Estaca metálica com pranchada de madeira (estaca berlinense) ............................... 27

2.2.6.1. Equipamentos ........................................................................................................ 28

2.2.6.2. Método executivo .................................................................................................. 28

2.3. Tecnologias mais empregadas no Brasil ................................................................... 30

2.4. Principais dificuldades executivas e limitações......................................................... 31

3. Estaca Secante ............................................................................................................... 34

3.1. Conceituação ............................................................................................................. 34

3.2. Aspectos históricos .................................................................................................... 34

ix

3.3. Processo construtivo .................................................................................................. 35

3.3.1. Locação – Mureta Guia ............................................................................................. 35

3.3.2. Perfuração.................................................................................................................. 37

3.3.3. Concretagem.............................................................................................................. 40

3.3.4. Armação .................................................................................................................... 42

3.4. Facilidades executivas e vantagens ........................................................................... 46

3.4.1. Estanqueidade............................................................................................................ 46

3.4.2. Alta Produtividade ..................................................................................................... 47

3.4.3. Possibilidade de execução em terrenos pequenos ..................................................... 48

3.4.4. Possibilidade de execução de estacas próximas à divisa ........................................... 48

3.4.5. Mureta guia de simples execução .............................................................................. 49

3.4.6. Não utiliza lama bentonítica ...................................................................................... 49

3.4.7. Penetra materiais de grande resistência ..................................................................... 50

3.4.8. Garantia de linearidade .............................................................................................. 50

3.4.9. Controle computadorizado ........................................................................................ 50

3.4.10. Bom acabamento da estaca........................................................................................ 50

3.4.11. As estacas não precisam ser todas armadas ............................................................... 51

3.4.12. Inexistência de vibrações........................................................................................... 51

3.4.13. Furo totalmente estável ............................................................................................. 51

3.5. Dificuldades executivas e limitações ......................................................................... 51

3.5.1. Limite de profundidade ............................................................................................. 51

3.5.2. Não escava rocha ....................................................................................................... 52

3.5.3. Armadura introduzida somente após a concretagem ................................................. 52

3.5.4. Poucas obras e empresas atuantes no Brasil .............................................................. 53

3.6. Custos ........................................................................................................................ 53

3.7. Disponibilidade de equipamentos e empresas ........................................................... 55

3.8. Disponibilidade de mão de obra especializada .......................................................... 56

4. Aplicação de estaca secante em paredes de contenção ................................................. 58

4.1. Obra 1 – Hotel no bairro do Catete............................................................................ 58

4.1.1. Descrição das características do local da obra e do entorno ..................................... 58

4.1.2. O porquê da escolha de estaca secante ...................................................................... 58

4.1.3. Execução da parede de contenção com estaca secante .............................................. 59

4.2. Obra 2 – Hotel em Belo Horizonte ............................................................................ 60

x



4.2.3. Execução da parede de contenção com estaca secante .............................................. 61

4.3. Obra 3 – Edifício residencial em Niterói ................................................................... 62



4.3.3. Execução da parede de contenção da obra ................................................................ 63

5. Estudo de caso ............................................................................................................... 64

5.1. Descrição da obra ...................................................................................................... 64

5.2. Peculiaridades do tipo de construção e da região ...................................................... 65

5.2.1. Peculiaridades do tipo de construção ........................................................................ 65

5.2.2. Peculiaridades da região ............................................................................................ 66

5.3. Dificuldades para construção em função da tipologia do entorno............................. 67

5.4. O porquê da escolha de estaca secante ...................................................................... 68

5.4.1. Parede diafragma moldada “in loco” ......................................................................... 69

5.4.2. Estaca prancha ........................................................................................................... 69

5.4.3. Estaca hélice contínua justaposta .............................................................................. 70

5.4.4. Estaca raiz justaposta ................................................................................................ 70

5.4.5. Tubulão ..................................................................................................................... 70

5.4.6. Estaca metálica com pranchada de madeira .............................................................. 70

5.5. Processo construtivo .................................................................................................. 71

5.6. Ganhos obtidos em termos de qualidade e produtividade ......................................... 72

5.7. Custos ........................................................................................................................ 73

5.8. Considerações finais .................................................................................................. 73

6. Conclusões .................................................................................................................... 75

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 78

REFERÊNCIAS ELETRÔNICAS ....................................................................................... 80

xi

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1: Preços unitários para serviço de contenção com estaca secante recebidos pelo

empreendimento Holiday Inn Porto Maravilha ................................................................... 54

Tabela 2: Preço calculado para execução do serviço de contenção com estaca vibro

prensada no empreendimento Holiday Inn Porto Maravilha .............................................. 55

Tabela 3: Preço calculado para execução do serviço de contenção com estaca secante no

empreendimento Holiday Inn Porto Maravilha ................................................................... 55

Tabela 4: Estimativa de preço para execução do serviço de contenção com estaca secante

para o Empreendimento X .................................................................................................. 73

Tabela 5: Comparação entre vantagens e desvantagens da técnica em estaca secante ....... 76

xii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1: Parede de contenção gerando estabilidade ao solo à sua esquerda. ........................ 6

Figura 2: Clam-shell. .............................................................................................................. 8

Figura 3: Guindaste auxiliar içando uma gaiola de armação.................................................. 8

Figura 4: Central de lama bentonítica..................................................................................... 9

Figura 5: Hidrofresa. ............................................................................................................ 10

Figura 6: Chapa-junta içada para ser colocada na lateral da escavação. .............................. 11

Figura 7: Tubo tremonha devidamente instalado e funil sendo instalado na parte superior do

tubo tremonha. ...................................................................................................................... 12

Figura 8: Etapas de execução da parede diafragma. ............................................................. 13

Figura 9: Etapas de execução da parede diafragma com hidrofresa..................................... 15

Figura 10: Contenção com estaca prancha metálica ............................................................. 16

Figura 11: Equipamento cravando um perfil de estaca prancha. .......................................... 17

Figura 12: Cravação por percussão com recurso a bate-estacas e martelo. .......................... 18

Figura 13: Tipos de perfis de estaca prancha. ...................................................................... 19

Figura 14: Croquis de estacas espaçadas. ............................................................................. 20

Figura 15: Croquis de estacas tangentes ou justapostas. ...................................................... 20

Figura 16: Equipamento que executa estacas hélice contínua. ............................................. 21

Figura 17: Etapas de execução de uma estaca com hélice contínua. .................................... 22

Figura 18: Etapas do processo executivo de fundações em estaca raiz. ............................... 24

Figura 19: Operário trabalhando dentro de um tubulão. ...................................................... 25

Figura 20: Partes de um tubulão. .......................................................................................... 26

Figura 21: Contenção feita com tubulões. ............................................................................ 27

Figura 22: Croquis de contenção em estaca metálica com pranchada de madeira em planta e

em corte. ............................................................................................................................... 27

Figura 23: Croquis de uma parede de contenção berlinense em processo de escavação. .... 29

Figura 24: Muro de contenção de estaca metálica com pranchada de madeira. ................... 30

Figura 25: Croquis de estacas secantes................................................................................. 34

Figura 26: forma para execução de mureta guia para execução de estacas secantes (Gent,

Bélgica). ................................................................................................................................ 36

Figura 27: forma de isopor identificada e com a mureta concretada.................................... 37

xiii

Figura 28: Fases executivas das estacas secantes. ................................................................ 38

Figura 29: Vista superior do detalhe da intersecção de estacas secantes. ............................ 39

Figura 30: Detalhe do espaçamento de estacas Ø 420 mm (Folder Eurodrill). .................... 39

Figura 31: Detalhe da ponta do tubo. ................................................................................... 40

Figure 32: Fixação da ponta junto ao corpo do tubo. ........................................................... 40

Figura 33: Detalhe da ponteira com saída lateral ................................................................. 41

Figura 34: Armação empregada nas estacas secantes. ......................................................... 43

Figura 35: Perfis laminados empregados em estacas secantes. ............................................ 44

Figura 36: Centralizador de perfis. ....................................................................................... 45

Figura 37: Vibrador de armações. ........................................................................................ 46

Figura 38: Vista lateral de tanque submerso executado em estacas secantes (Bélgica). ...... 47

Figura 39: Execução de estacas faceadas à divisa. ............................................................... 49

Figura 40: Equipamento que executa estacas secantes com foco no comprimento do tubo. 52

Figura 41: Etapas de execução da contenção da obra do hotel em Belo Horizonte. ............ 61

Figura 42: Contenção em estaca secante da obra do hotel em Belo Horizonte. ................... 62

Figura 43: Contenção em estaca secante da obra de Niterói. ............................................... 63

Figura 44: Construção do Empreendimento X e edifícios próximos. .................................. 65

Figura 45: Parede de contenção e estroncas da obra do Empreendimento X. ...................... 66

Figura 46: Construção do Empreendimento X. .................................................................... 72

1

1. Introdução

1.1. Importância da escolha do tema

Segundo Martins (2009), a solução “parede-diafragma com estacas secantes” vem

ganhando mercado no país, sendo uma concorrente direta da parede-diafragma executada

com o auxílio da lama bentonítica. Tal fato se deve à sua grande versatilidade quando

comparada com as técnicas tradicionais.

A tecnologia de contenção em estaca secante tem muitas vantagens e apresenta

grandes ganhos de produtividade e qualidade em muitos casos, se comparada a outras

técnicas existentes e amplamente empregadas em obras no Brasil.

Essa é uma técnica extremamente versátil, podendo ser empregada tanto em obras

de grande porte quanto em terrenos pequenos, através de diversos tipos de solo, sendo

exequível abaixo do nível d’água.

Apesar de ser muita usada nos Estados Unidos e na Europa, é importante ressaltar

que essa é uma técnica muito recente e ainda pouco utilizada no Brasil. Porém, há dois anos

começou a crescer o número de empresas que executam esse tipo de contenção no país e a

tendência é de um crescimento cada vez maior.

1.2. Objetivo

O objetivo deste trabalho é apresentar a tecnologia de contenção em estaca secante,

explicitando a sua metodologia construtiva e vantagens e comparando-a com outras

técnicas de contenção existentes no mercado, a fim de evidenciar os ganhos de

produtividade e qualidade dessa técnica.

Desta forma, é possível entender porque existe uma tendência de crescimento da

tecnologia no país.

2

1.3. Justificativa da escolha do tema

Por ser uma técnica muito recente e pouco utilizada no país, o conhecimento sobre

estaca secante ainda é pouco difundido aqui. Com isso, fazer este projeto de graduação

sobre o tema ajuda na disseminação do assunto.

O crescimento da utilização de paredes de contenção com estaca secante é

importante para a construção civil e ao mesmo tempo para a questão ambiental.

Na construção civil é importante o surgimento de novas técnicas. É uma forma de

aumentar a qualidade dos serviços, a competitividade entre as diferentes tecnologias e a

produtividade. Para algumas obras, a utilização de estacas secantes é a melhor opção,

devido às características locais.

Além disso, na execução de estacas secantes não se emprega lama bentonítica ou

polimérica, o que constitui uma vantagem ambiental, já que evita o seu descarte. No Brasil

o uso desses tipos de lama é permitido, mesmo já sendo condenado e muitas vezes proibido

em países desenvolvidos.

1.4. Metodologia

Para realização deste projeto, dividiu-se o trabalho em três partes: pesquisa sobre

paredes de contenção e sobre estaca secante e estudo de campo.

Paredes de contenção são apresentadas por meio de pesquisa bibliográfica. Através

da definição de parede de contenção e das principais tecnologias e suas metodologias

executivas, pretende-se realizar uma comparação entre os tipos de contenção e a técnica em

estaca secante.

Em seguida, realizou-se um estudo mais aprofundado sobre “estacas secantes”

também por meio de pesquisa bibliográfica e através do apoio da Solomek, uma empresa de

fundações localizada no Rio de Janeiro, pertencente ao grupo Soloteste / Meksol, que

executa paredes de contenção com estacas secantes.

3

Em complemento às pesquisas, foram feitos estudos de campo através de visitas a

obras em que foram executadas contenções deste tipo por esta empresa. Dessa forma, foi

possível fazer uma análise da aplicação da técnica na prática.

1.5. Descrição dos Capítulos

O presente trabalho está dividido em seis capítulos: Introdução; Paredes de contenção;

Estaca secante; Aplicação da estaca secante em paredes de contenção; Estudo de caso;

Considerações finais.

O primeiro capítulo pretende mostrar uma contextualização do tema abordado,

justificando a escolha do tema, seus objetivos, a metodologia adotada, a organização do

conteúdo e a importância do tema.

O segundo capítulo aborda o tema de uma forma geral. É feita uma apresentação do

que são paredes de contenção. Além disso, são explicadas as principais tecnologias

adotadas hoje no mundo e no Brasil, com foco nos equipamentos empregados e nos

procedimentos executivos. As dificuldades executivas e limitações existententes na

execução de paredes de contenção também são faladas nesse capítulo.

O terceiro capítulo tem como objetivo englobar da melhor forma possível os principais

pontos sobre o tema “estaca secante”. Inclui a história desta tecnologia, o procedimento

executivo detalhado, as facilidades executivas e vantagens, as dificuldades executivas e

limitações, os custos para execução de uma parede de contenção com estacas secantes, a

disponibilidade de equipamentos e empresas no mundo e no Brasil e a disponibilidade de

mão de obra especializada.

O quarto capítulo fala sobre a aplicação de estaca secante em paredes de contenção,

com foco em estudos de caso e com objetivo de explicar o porquê de sua aplicação em

relação a outras tecnologias.

No quinto capítulo será mostrado um estudo de caso sobre o Empreendimento X*, em

que foi feita uma contenção com estacas secantes. Este estudo conterá a descrição da obra,

as peculiaridades do tipo de construção e da região, as dificuldades para construção do

empreendimento em função da tipologia do entorno, o porquê da escolha desta técnica para

4

a obra, o processo executivo adotado, os ganhos obtidos em termos de qualidade e

produtividade e os custos para realização da contenção.

O trabalho é finalizado com o sexto capítulo que reserva-se para as conclusões, onde

serão formuladas as conclusões acerca do tema abordado e as considerações finais, além de

sugestões para trabalhos futuros.

* Neste trabalho foi omitido o nome do empreedimento pesquisado em virtude da

construtora não ter fornecido autorização formal para a divulgação. Assim, durante todo o

projeto, o mesmo será chamado de Empreendimento X.

5

2. Paredes de contenção

Para uma melhor compreensão dos ganhos e benefícios do uso de estacas secantes em

obras de contenção, é fundamental algum conhecimento sobre paredes de contenção.

Este capítulo terem como objetivo apresentar o tema paredes de contenção: o que são,

para que são construídas, principais tecnologias existentes, tecnologias mais empregadas no

Brasil e principais dificuldades executivas.

2.1. O que são paredes de contenção

De acordo com Barros (2005), paredes (ou muros) de contenção são obras civis

construídas com a finalidade de prover estabilidade contra a ruptura de maciços de terra ou

rocha. São estruturas que fornecem suporte a estes maciços e evitam o escorregamento

causado pelo seu peso próprio ou por carregamentos externos.

Em complemento à definição de Barros, são estruturas projetadas para resistir a

empuxos de terra e água, cargas estruturais e quaisquer outros esforços induzidos por

estruturas ou equipamentos adjacentes. (GOMES, 2014).

Embora a geometria, o processo construtivo e os materiais utilizados em cada

tecnologia sejam muito diferentes entre si, todas elas são construídas para conter a possível

ruptura do maciço, suportando as pressões laterais exercidas por ele. (BARROS, 2005).

A necessidade de execução de muros de contenção se dá, geralmente, em dois casos.

O primeiro ocorre quando há a necessidade escavar uma certa quantidade de solo. Neste

caso, a retirada de solo de alguns locais pode gerar instabilidade nos terrenos vizinhos

como, por exemplo, em escavações para a construção de andares de subsolo e em

execuções de cortes em terrenos para a construção de uma estrada. O segundo caso

acontece quando a carga em cima de um terreno íngreme aumenta. Neste caso, o aumento

de carga pode gerar a instabilidade e possível ruptura do solo como, por exemplo, na

construção de casas e na execução de aterros, ambos em encostas.

6

Muros de contenção são utilizados quando se deseja manter uma diferença de nível

na superfície do terreno e o espaço disponível não é suficiente para vencer o desnível

através de taludes. (GOMES, 2014).

A figura 1 representa um esquema de uma parede de contenção que executa a

função de conter o solo à esquerda devido à escavação do solo à direita. A ausência desse

solo gerou uma diferença de nível no terreno, causando instabilidade no solo remanescente

e necessidade de uma parede de contenção.

Figura 1: Parede de contenção gerando estabilidade ao solo à sua esquerda.

Fonte: CANESIN e PARISENTI – Lançamento de empuxo em paredes de contenção Parte 1 (2010) -

http://faq.altoqi.com.br - acesso em 14 de Julho de 2014.

2.2. Principais tecnologias utilizadas

Para uma melhor comparação entre a estaca secante e outras técnicas existentes é

necessário um conhecimento prévio sobre as mesmas.

Devido a isso, este capítulo irá falar sobre as principais técnicas utilizadas hoje em

dia. São elas: parede diafragma moldada “in loco” (com e sem a hidrofresa), estaca

prancha, estaca em hélice contínua, estaca raiz, tubulão e perfil metálico com pranchada de

madeira.

7

2.2.1. Parede diafragma moldada “in loco”

É caracterizada pela concretagem submersa feita com um tubo em trincheiras

escavadas, relativamente estreitas, cuja estabilidade, durante a escavação, é obtida pela

introdução de uma suspensão de “bentonita” em água. A suspensão estabilizante

denominada “lama bentonítica”, permite a introdução da armadura e o enchimento da

escavação com concreto. A parede diafragma é construída em trechos contíguos de

comprimentos da ordem de 2 a 3 m, os quais são escavados sucessivamente ou

alternadamente, conforme as características da obra e do solo. (HACHICH; FALCONI;

SAES et al, 1998).

No lugar da “lama bentonítica” pode ser usada a “lama polimérica”, um composto

químico orgânico de elevada massa molecular que, apesar de ser mais caro, polui menos o

meio ambiente.

A parede diafragma moldada “in loco” é um elemento de fundação e/ou contenção

moldado no solo. É realizado no subsolo um muro vertical de concreto armado cuja

espessura pode variar entre 30 cm e 120 cm e profundidade de até 50 metros. É uma parede

de contenção que pode ser executada com a presença de lençol freático. (MORAES, 2014).

2.2.1.1. Equipamentos, acessórios e ferramentas

Os equipamentos, acessórios e ferramentas necessários para a execução de paredes

diafragma moldadas “in loco” são (ABEF, 2012):

a) Diafragmadora: conjunto clam-shell e guindaste principal. A clam-shell (figura 2)

tem como função realizar a escavação da trincheira onde será moldada a parede diafragma.

8

Figura 2: Clam-shell.

Fonte: MORAES (2014).

b) Guindaste auxiliar: guindaste sobre esteiras com capacidade de içar a gaiola inteira

de armação (figura 3).

Figura 3: Guindaste auxiliar içando uma gaiola de armação.


c) Central de lama: aonde a lama bentonítica é fabricada e estocada (figura 4).

9

Figura 4: Central de lama bentonítica.

Fonte: GEOFIX FUNDAÇÕES – http://www.geofix.com.br/ - acesso em 15 de Julho de 2014.

d) Bombas: apropriadas para lama.

e) Conjunto de tubos ou chapa junta: dois conjuntos com comprimento igual ou maior

à profundidade do painel mais profundo. É necessário cobrir os dois lados da parede do

topo até o fundo.

f) Funil de concretagem ou tubo tremonha.

g) Laboratório de campo.

h) Desarenador: Sistema ou equipamento que retira com maior eficiência possível a

areia presente na lama bentonítica. O equipamento permite que a lama bentonítica possa ser

reutilizada nas obras de fundações.

i) Floculador: Sistema ou equipamento que tem a função de aglomerar a lama

bentonítica a fim de possibilitar seu descarte sem prejudicar o meio ambiente, preservando-

o.

j) Hidrofresa: Equipamento de acionamento hidráulico que opera com o princípio da

circulação reversa. Neste sistema, o avanço da escavação ocorre por meio de rodas e

correntes de corte que trabalham em alta rotação desagregando o substrato terroso ou

rochoso. Ou seja, a hidrofresa (figura 5) tem a capacidade de cortar rocha, possibilitando a

realização de parede diafragma em solos de alta resistência. É um equipamento

complementar à Clam-shell.

10

Figura 5: Hidrofresa.

Fonte: DIRECT INDUSTRY – http://www.directindustry.es/- acesso em 15 de Julho de 2014.

2.2.1.2. Procedimento executivo

As etapas do procedimento executivo de uma parede diafragma moldada “in loco”

são (MORAES, 2014):

1. Execução da mureta guia

Para guiar inicialmente o Clam-shell na escavação é necessária a execução de uma

mureta guia de concreto armado, longitudinal ao eixo da parede e enterrada no solo, com

profundidade de 1 metro e espessura entre suas faces de 3 a 4 cm maior que a espessura da

parede, servindo também como apoio das ferragens e tubo tremonha.

Além disso, a mureta guia também tem como objetivos impedir o desmoronamento

do terreno próximo à superfície devido a grande e permanente variação do nível de lama

por causa da entrada e saída do clamshell na escavação e garantir uma altura de lama

compatível com o nível do lençol freático (h = 2,00 m).

2. Escavação das lamelas

11

Utiliza-se para a escavação a Clam-shell. Essa ferramenta pode executar paredes

com espessura entre 30 cm e 1,2 metros. A largura padrão de cada lamela é de 2,5 metros.

Inicia-se a escavação por uma lamela primária de acordo com o projeto. Quando a

escavação atingir de 1,0 a 1,5 metros de profundidade inicia-se o bombeamento de lama

bentonítica, que vem da central de lama, para dentro da escavação a fim de estabilizar as

paredes da cava.

3. Montagem do painel (lamela)

Após o término da escavação inicia-se a montagem das chapas-junta, colocação da

armação no painel e do tubo tremonha para concretagem. As chapas-junta (figura 6) são

montadas verticalmente nas laterais da escavação, com a seção trapezoidal virada para

dentro da mesma, formando assim uma junta fêmea, que na concretagem do painel

sequente será preenchida, solidarizando-se com o primeiro painel.

Figura 6: Chapa-junta içada para ser colocada na lateral da escavação.

Fonte: TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES – http://tecnico-edificacao.blogspot.com.br/ - acesso em 15 de Julho

de 2014.

A armadura para parede diafragma é previamente montada e deve ser

suficientemente rígida para ser içada por guindaste.

12

Após a colocação das chapas-junta e armação no painel escavado, inicia-se a

montagem da composição do tubo de concretagem (tubo tremonha). Deve ser colocado no

centro da armação e consiste de uma composição de revestimentos Metálicos. Na sua

extremidade superior é rosqueado um funil, por onde é lançado o concreto diretamente da

betoneira (figura 7).

Figura 7: Tubo tremonha devidamente instalado e funil sendo instalado na parte superior do tubo tremonha.

Fonte: TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES – http://tecnico-edificacao.blogspot.com.br/ - acesso em 15 de Julho

de 2014.

4. Lançamento do concreto

Antes do início da concretagem do painel, deve-se observar se as condições físicas

da lama bentonítica estão de acordo com os parâmetros determinados pela NBR 6122. Para

a determinação destes parâmetros, utiliza-se um laboratório de campo portátil.

Para ajustar o teor de areia da lama bentonítica utiliza-se de um desarenador, que

separa a parte sólida da parte líquida que retorna para dentro da escavação.

A concretagem da parede diafragma é executada de baixo para cima, continuamente

e, sendo o concreto mais denso que a lama bentonítica, expulsa a mesma sem que ambos se

misturem. À medida que o concreto vem subindo a lama é bombeada de volta para os

reservatórios da central e o tubo tremonha é levantado.

Após a concretagem, pode-se e deve-se usar o floculador, a fim de possibilitar o

descarte da lama sem prejudicar o meio-ambiente. A eficácia do processo de tratamento

resulta em um resíduo inerte Classe II-A (conforme ABNT NBR 10005:2004 - Resíduo não

13

perigoso e não inerte), permitindo que o descarte do material decantado seja lançado em

aterros normais.

Na figura 8, podemos ver um resumo com as etapas do procedimento executivo.

Figura 8: Etapas de execução da parede diafragma.

Fonte: PINI – http://construcaomercado.pini.com.br/ - acesso em 15 de Julho de 2014.

2.2.1.3. Hidrofresa

A utilização da hidrofresa é indicada para obras que necessitam de um sistema de

contenção em materiais muito resistentes e não escaváveis com o sistema convencional

(clam-shell), tais como: solos residuais, rochas alteradas e rochas brandas.

http://construcaomercado.pini.com.br/

14

O procedimento executivo com a hidrofresa é basicamente o mesmo do

convencional, com a diferença de ser um novo equipamento escavando solos resistentes.

Como a hidrofresa apresenta bom desempenho somente em rochas, matações e

solos mais duros, é necessário o uso do clam-shell para escavação da lamela nos seus

primeiros metros de solo (IAMATO; BARROS, 2013).

Em geral, executam-se inicialmente duas lamelas separadas denominadas primárias

e entre elas posteriormente uma denominada secundária. O espaço entre as duas primárias

tem uma largura menor que a do equipamento, de forma que, quando essa lamela é

escavada, a hidrofresa escarifica as laterais das lamelas primárias vizinhas. Obtém-se uma

superfície rugosa no contato entre o concreto fresco e o já endurecido. Essas juntas secantes

proporcionam melhor desempenho estrutural da parede e maior estanqueidade da escavação

(IAMATO; BARROS, 2013). No caso da hidrofresa, não é necessário o uso de chapas-

junta, já que o próprio equipamento realiza a função das chapas-junta com mais eficiência.

Em certos tipos de rochas, principalmente as mais resistentes e sãs, o desempenho

do equipamento deixa desejar, apresentando dificuldades de avanço e até mesmo não

atingindo a profundidade de escavação prevista (IAMATO; BARROS, 2013). Na obra

Porto Atlantico Leste da Odebrecht Realizações Imobiliárias foi utilizada a hidrofresa e, em

alguns pontos onde a rocha era mais resistente, o equipamento não conseguiu avançar até o

nível desejado, sendo necessária a utilização de estaca raiz para finalizar o serviço.

Na figura 9, podemos ver um esquema com as etapas do procedimento executivo da

hidrofresa.

15

Figura 9: Etapas de execução da parede diafragma com hidrofresa.

Fonte: BRASFOND FUNDAÇÕES ESPECIAIS – http://www.brasfond.com.br/ - acesso em 16 de Julho de

2014.

2.2.2. Estaca Prancha

Estacas-prancha são perfis de aço laminados com seções planas, em forma de “U”

ou “Z” com encaixes longitudinais, ou de concreto armado, com encaixes tipo “macho-

fêmea”, que permitem construir paredes contínuas pela justaposição das peças que vão

16

sendo encaixadas e cravadas sucessivamente (HACHICH; FALCONI; SAES et al, 1998).

Além de cravadas, as estacas-prancha também podem ser vibro prensadas.

Também existem estacas-pranchas de madeira, porém estas são menos usuais. As

mais comuns são as metálicas.

Na figura 10, pode-se observar uma contenção feita com estaca prancha metálica.

Figura 10: Contenção com estaca prancha metálica


2.2.2.1. Características

Segundo Moraes (2014), a execução do sistema é considerada rápida, podendo

atingir profundidades expressivas. Em contrapartida, a cravação provoca bastante ruído por

conta do bate-estaca e é de difícil execução em solos duros, pois qualquer bloco de rocha

ou interferência impede a penetração da prancha. Uma solução para o ruído é a execução de

estacas-prancha vibro prensadas. Em meios urbanos, o transporte de perfis muito

compridos exige logística apropriada e cuidados na estocagem e proteção dos mesmos.

A estacas-prancha formam paredes com estanqueidade limitada devido à

permeabilidade das próprias juntas (HACHICH; FALCONI; SAES et al, 1998).

17

2.2.2.2. Execução

Inicialmente os perfis são içados por algum equipamento que pode ser um

guindaste, o próprio equipamento que realiza a cravação ou outro. Em seguida, os perfis

são posicionados no local pré-estabelecido e sinalizado para locação da parede. Depois os

equipamentos são cravados ou vibro prensados no solo (figura 11) e são intertravados por

meio de ranhuras do tipo macho e fêmea, formando paredes verticais. As estacas-prancha

são usualmente cravadas com equipamento bate-estacas ou com utilização de martelos de

vibração que cravam a estaca com auxílio de guindastes (MORAES, 2014).

Figura 11: Equipamento cravando um perfil de estaca prancha.

Fonte: LUIZ A. NARESI JR. – https://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/ - acesso em 16 de Julho de

2014.

Na figura 12, pode-ser ver o processo executivo de estaca prancha com cravação por

percussão com recurso a bate-estaca e martelo. Esta figura mostra o perfil sendo içado e

posicionado no local correto e, ao lado, o equipamento cravando um perfil.

18

Figura 12: Cravação por percussão com recurso a bate-estacas e martelo.

Fonte: CONSTRUIR ONLINE – http://construironline.dashofer.pt/?s=modulos&v=capitulo&c=387 - acesso

em 16 de Julho de 2014.

2.2.2.3. Perfis

As cortinas de contenção podem ser montadas com diferentes tipos de perfis, que

possibilitam obter geometrias e características diferentes para aplicações específicas. Os

mais comuns são os tipos: AU, AZ, HZ/AZ e de alma reta (MORAES, 2014). Na figura 13

podem-se ver os diferentes tipos de perfis.

19

Figura 13: Tipos de perfis de estaca prancha.

Fonte: LUIZ A. NARESI JR. – https://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/ - acesso em 16 de Julho de

2014.

2.2.3. Estaca em hélice contínua

Segundo Marangon (2014), a estaca hélice contínua é uma estaca de concreto,

escavada e moldada "in loco", executada por meio de trado contínuo e injeção de concreto

através da haste central do trado simultaneamente a sua retirada do terreno.

No caso da hélice contínua, o muro de contenção pode ser feito com estacas

espaçadas (figura 14) ou tangentes/justapostas (figura 15). Para ser executado com estacas

espaçadas, é necessário que o solo tenha uma certa coesão. Caso contrário, é muito difícil

obter a estabilidade do solo a ser contido.

20

Figura 14: Croquis de estacas espaçadas.

Fonte: ENGENHARIA CIVIL (PARA ESTUDANTES) - http://engenharia-civil-

virtual.blogspot.com.br/2014/04/contencoes-perifericas.html - acesso em 17 de Julho de 2014.

Figura 15: Croquis de estacas tangentes ou justapostas.

Fonte: ENGENHARIA CIVIL (PARA ESTUDANTES) - http://engenharia-civil-

virtual.blogspot.com.br/2014/04/contencoes-perifericas.html - acesso em 17 de Julho de 2014.

2.2.3.1. Equipamentos

O equipamento empregado (figura 16) para cravar a hélice no terreno é constituído

de um guindaste de esteiras, sendo nele montada a torre vertical de altura apropriada à

profundidade da estaca. Os equipamentos disponíveis permite executar estacas de no

máximo 25m de profundidade e inclinação de até 1:4 (H:V) (MARANGON, 2014).

http://engenharia-civil-virtual.blogspot.com.br/2014/04/contencoes-perifericas.html




21

Figura 16: Equipamento que executa estacas hélice contínua.

Fonte: MARAGON (2014).

2.2.3.2. Metodologia executiva

A metodologia de execução engloba as seguintes etapas (MARANGON, 2014):

1. Perfuração

A perfuração consiste em fazer a hélice penetrar no terreno por meio de torque

apropriado para vencer a sua resistência. A haste de perfuração é composta por uma hélice

espiral solidarizada a um tubo central, equipada com dentes na extremidade inferior que

possibilitam a sua penetração no terreno.

A metodologia de perfuração permite a sua execução em terrenos coesivos e

arenosos, na presença ou não do lençol freático e atravessa camadas de solos resistentes.

2. Concretagem

22

Alcançada a profundidade desejada, o concreto é bombeado através do tubo central,

preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela hélice que é extraída do terreno sem

girar ou girando lentamente no mesmo sentido da perfuração.

O concreto normalmente utilizado apresenta resistência característica de 18 MPa, é

bombeável e composto de areia, pedriscos ou brita 1 e consumo de cimento de 350 a 450

Kg/m³, sendo facultativa a utilização de aditivos.

3. Colocação da armação

O método de execução da estaca hélice contínua exige a colocação da armação após

a sua concretagem. A armação, em forma de gaiola, é introduzida na estaca por gravidade

ou com o auxílio de um pilão de pequena carga ou vibrador.

Na figura 17 é possível observar as etapas de execução de uma estaca em hélice

contínua.

Figura 17: Etapas de execução de uma estaca com hélice contínua.

Fonte: BRASFOND FUNDAÇÕES ESPECIAIS – http://www.brasfond.com.br/ - acesso em 17 de Julho de

2014.

23

4. União das estacas e impermeabilização

As cortinas de estacas espaçadas consistem na execução de um conjunto de estacas

alinhadas, afastadas entre si com uma distância que pode chegar até cerca de um metro e

meio. Deve-se realizar a contenção do solo desse espaço à medida que se vai escavando.

Essa contenção pode ser realizada através da colocação de concreto projetado

incorporando, no seu interior, uma rede de aço eletrossoldada, formando, assim, abóbodas

de concreto armado. Esse tipo de contenção só pode ser realizado em solos que possuem

uma coesão mínima, necessária para que o solo fique estável no período entre a escavação e

a contenção do solo no espaço entre as estacas.

As cortinas de estacas tangentes consistem na execução de um grupo de estacas

alinhadas entre si com pequenos afastamentos, na ordem dos 75 a 100 mm, pois executar

estacas mesmo tangentes é extremamente difícil. Esses espaços são completados com

sistemas de impermeabilização, caso seja necessário (COUTO, 2014).

2.2.4. Estaca raiz

A união das estacas e a impermeabilização para formação das cortinas de contenção

em estaca raiz são feitas de forma muito parecida com a das paredes em estaca hélice

contínua. Entretanto, o método de execução desta estaca é diferente.

Segundo Danziger (2011), a execução inicia-se através da perfuração do terreno

com o auxílio de um tubo de revestimento metálico submetido a processo de rotação, ao

mesmo tempo em que água sob pressão é injetada no interior do tubo. Assim, o solo

removido durante a perfuração sai por fora do tubo, misturado com a água injetada.

Uma vez atingida a profundidade estabelecida em projeto, a perfuração é

interrompida, e a etapa seguinte consiste em inserir a armação da estaca no interior do furo.

Ao término desta etapa, encontra-se, portanto, o revestimento com água e a armação

colocada.

O passo seguinte consiste na concretagem da estaca, o que é feito segundo o

processo de concretagem submersa, semelhantemente ao que já foi descrito para as estacas

escavadas. Assim, um tubo tremonha é introduzido no interior do furo e a argamassa

24

expulsa, de baixo para cima, a água existente. Tem-se ao final desta etapa o furo ainda

revestido, com a argamassa e a armação em seu interior.

O próximo passo consiste em se retirar o tubo de revestimento, o que é feito em

segmentos de 1 a 3 metros, com o auxílio de um pequeno macaco hidráulico (para obras

menores ou em espaço reduzido) ou de um guindaste. A cada remoção, a argamassa desce

no interior da perfuração, em função da ocupação dos espaços anteriormente preenchidos

pelo tubo e pelos vazios existentes atrás do revestimento. Assim, o nível da argamassa é

completado no interior do tubo, e uma tampa rosqueada é colocada no topo. Esta tampa

possui um orifício pelo qual se insere ar comprimido e a argamassa desce então um pouco

mais no tubo, e é novamente completada, sendo então repetido o processo até a completa

retirada do tubo.

O processo de execução faz com que o diâmetro da estaca acabada fique maior que

o diâmetro do tubo de perfuração.

Um esquema da execução da estaca raiz é mostrado na figura 18.

Figura 18: Etapas do processo executivo de fundações em estaca raiz.

Fonte: DANZIGER (2011).

25

A principal vantagem da estaca raiz é a sua possibilidade de vencer obstáculos

quaisquer (tais como matacões e blocos de rocha, ou ainda partes de fundações existentes

em concreto), pelo emprego de ferramenta especial.

2.2.5. Tubulão

Segundo Marangon (2014), este tipo de fundação destaca-se das outras por

apresentar características de transmissão de carga ao subsolo diferentes das diversas

“estacas” existentes na engenharia. Estas fundações transmitem carga para o subsolo

através do contato da base com o solo de apoio, semelhante a uma fundação direta (como

um bloco ou uma sapata).

Esse tipo de fundação é recomendado para solos de elevada “rigidez” (boa

resistência). Isso se justifica devido ao fato da escavação ser normalmente manual,

dependente de um “poceiro” que entra no tubulão para escavá-lo. Se o solo não tiver uma

boa coesão, com a escavação do tubulão ele se torna instável, podendo romper em cima do

operário. Mesmo com a utilização de equipamentos de perfuração mecânica a presença de

um operário é necessária, pois o alargamento da base deve ser feito manualmente. Na figura

19, pode-se ver um operário trabalhando dentro do tubulão.

Figura 19: Operário trabalhando dentro de um tubulão.


A figura 20 ilustra a conformação geométrica de um tubulão. O fuste, que é a parte

da coluna entre o bloco de coroamento e a base, normalmente é de seção circular,

26

adotando-se 70 cm como diâmetro mínimo (para permitir a entrada e saída de operários),

porém a projeção da base poderá ser circular ou em forma de falsa elipse.

Figura 20: Partes de um tubulão.


Os tubulões a céu aberto são executados acima do nível da água natural ou

rebaixado, ou, em casos especiais, em terrenos saturados onde seja possível bombear a água

sem risco de desmoronamentos.

As contenções em tubulão a céu aberto são indicadas basicamente para obras que

apresentam cargas elevadas, áreas com dificuldades de uso de técnicas de fundação mais

mecanizadas e regiões afastadas dos grandes centros urbanos devido à dificuldade de

acesso.

As fundações em tubulão a ar comprimido são indicadas, e se justificam, para obras

que apresentem cargas elevadas e quando se tem o nível da água elevado. Assim, é

utilizada uma “estrutura” fechada para que não ocorra a entrada da água no ambiente de

escavação. Para que se mantenha o ambiente da escavação seco, faz-se com a aplicação de

ar comprimido, que “expulsa” a entrada de água no ambiente de trabalho (MARAGON,

2014).

Para a obtenção de uma parede de contenção com tubulões, o fechamento dos

espaços entre os tubulões deve ser feito, assim como ocorre no caso de paredes com estacas

em hélice contínua. O fechamento em concreto armado pode ser visto na figura 21.

27

Figura 21: Contenção feita com tubulões.

Fonte: DICIONÁRIO GEOTÉCNICO – http://www.dicionariogeotecnico.com.br/ - acesso em 17 de Julho de

2014.

2.2.6. Estaca metálica com pranchada de madeira (estaca berlinense)

As paredes de estaca metálica com pranchada de madeira são constituídas de estacas

metálicas, geralmente de seção “I” ou “H”, que são cravadas com certos espaçamentos nos

limites da área a ser escavada, sendo posteriormente introduzidos pranchões de madeira

entre elas e dispositivos transversais de escoramento (podendo ser “estroncas” ou algum

outro tipo), de acordo com o avanço da escavação (figura 22) (GOMES, 2014).

Figura 22: Croquis de contenção em estaca metálica com pranchada de madeira em planta e em corte.

Fonte: GOMES (2014).

28

Esse tipo de escoramento foi empregado na construção do metrô de Berlim, motivo

pelo qual é conhecido também como “berlinense” (HACHICH; FALCONI; SAES et al,

1998).

2.2.6.1. Equipamentos

Segundo Couto (2014), normalmente são usados trados de furação ou brocas de

roto-percussão para se introduzir os perfis. Em caso de solos com pouca consistência, a

colocação dos perfis pode ser feita através da cravação dos mesmos com um bate-estaca

(cravação por percussão) ou com uma simples retroescavadeira (por vibro cravação).

Para realizar a elevação e o posicionamento dos perfis, é imprescindível a utilização

de uma grua.

Geralmente, é preciso soldar os perfis, sendo então necessária uma máquina de

soldar.

2.2.6.2. Método executivo

O método executivo de contenção de estaca metálica com pranchada de madeira se

constitui das seguintes etapas (COUTO, 2014):

1. Colocação dos perfis metálicos

Inicialmente, deve-se realizar a marcação e alinhamento dos centros dos furos, com

apoio topográfico. O afastamento entre os perfis metálicos varia entre 0,6m e 1,0m,

conforme o tipo de terreno.

A introdução dos perfis metálicos no fundo dos furos é feita por meio de uma grua,

sendo os furos abertos previamente com trados de furação, com bate-estacas ou por vibro

cravação.

A furação é feita até a cota de base dos perfis, que é cerca de 2 metros abaixo da

cota inferior da fundação, profundidade necessária para garantir a ficha do perfil.

29

Após a introdução do perfil no furo com a grua, procede-se à selagem do mesmo

através de caldas de cimento, sendo esta selagem efetuada entre a cota de fundo do perfil e

a cota inferior da fundação. O restante do furo é preenchido, normalmente com areia.

2. Viga de coroamento

Após a colocação de todos os perfis, faz-se a viga de coroamento, através da

colocação de pelo menos um perfil horizontal para ligar todos os perfis verticais. Com a

execução da viga de coroamento, assegura-se a transmissão de esforços e garante-se a

ligação entre perfis, evitando assim deslocamentos diferenciais destes.

3. Escavação

A escavação dever ser efetuada com muito cuidado para evitar desmoronamentos do

terreno. A altura que se deve escavar em cada etapa varia entre 0,3m e 1,5m, conforme as

características de coesão que o solo apresentar para se autossustentar.

A partir de certa profundidade é recomendável que se escave primeiro os painéis

primários e depois os secundários, de forma a manter as banquetas laterais de terra que

ajudam a suportar os painéis primários enquanto estes vão sendo feitos, conforme figura 23.

Figura 23: Croquis de uma parede de contenção berlinense em processo de escavação.

Fonte: LANÇA - http://www.estig.ipbeja.pt/~pdnl/Sub-paginas/ProcesConst_apoio_ficheiros/aulas/

PC_Cap4_Contencao%20Solos_web._1_40.pdf - acesso em 18 de Julho de 2014.

4. Colocação das pranchas de madeira

30

Depois de efetuada a escavação dos painéis primários, é necessário realizar a

instalação das pranchas de madeira nesses painéis. Os elementos mais utilizados para as

pranchas são as tábuas ou barrotes de madeira, secos e livres de defeitos e fraturas.

Em seguida, realiza a escavação das banquetas e instala as pranchas de madeira nos

painéis secundários.

Este mesmo procedimento é repetido quantas vezes forem necessárias, em cada

linha de parede, até chegar ao final da contenção.

Na figura 24, pode-se observar um muro de perfil metálico com pranchada de

madeira.

Figura 24: Muro de contenção de estaca metálica com pranchada de madeira.

Fonte: MOTAENGIL ENGENHARIA FUNDAÇÕES E GEOTECNIA - http://feg.mota-

engil.pt/actividades/contencao-tipo-berlim/ - acesso em 18 de Julho de 2014.

2.3. Tecnologias mais empregadas no Brasil

O Brasil é um país muito extenso, com uma grande variedade de climas, solos,

hábitos, construções, vegetações, dentre outras características. Devido a isso, os tipos de

tecnologias empregadas em obras de muros de contenção variam regionalmente de acordo,

principalmente, com as condições geotécnicas e práticas locais.

No Rio de Janeiro, as técnicas mais utilizadas para paredes de contenção são: parede

diafragma moldada “in loco”, perfil metálico com pranchada de madeira, hélice continua e

estaca raiz.

31

Já e Minas Gerais, o solo tem maior coesão que no Rio de Janeiro. Assim, usa-se

muito estaca metálica (a pranchada de madeira não é necessária devido à coesão do solo) e

tubulão. Também se utiliza muito a parede diafragma moldada “in loco”.

São Paulo tem uma fortíssima utilização de parede diafragma moldada “in loco”.

Usa-se também, porém em menor quantidade, a estaca metálica com pranchada de madeira.

É possível perceber que a parede diafragma moldada “in loco” é muito utilizada na

região Sudeste.

2.4. Principais dificuldades executivas e limitações

Segundo Hachich, Falconi; Saes et al (1998), a principal dificuldade comum aos

vários tipos de contenções é a eventual impossibilidade de conseguir “ficha” suficiente, o

que leva a necessidade de se criar um ou mais apoios horizontais, como estroncas ou

tirantes provisórios, para contrabalancear os empuxos atuantes nas várias fases de

escavação.

A fuga de solos finos não coesivos situados abaixo do nível do lençol freático é

outra dificuldade oriunda da falta de estaqueidade. Tal problema pode ser evitado pelo

rebaixamento adequado do lençol freático por meio de sistema munido de filtros capazes de

impedir o carreamento das partículas sólidas. Quando tal carreamento não é impedido há a

possibilidade da formação de vazios com o perigo de colapso instantâneo ou de recalques

imprevisíveis que podem ocorrer até pontos relativamente distantes da vala, como no caso

de solos com lentes de areia ou calhas fósseis. Esse carreamento de solo pode gerar um

recalque inesperado em construções vizinhas, podendo gerar sérios problemas nessas

construções.

Mais especificamente, no caso de estaca metálica com pranchada de madeira, deve-

se lembrar que as pranchas sucessivas são encaixadas entre os perfis metálicos, sempre por

baixo das pranchas já instaladas, de modo que fiquem bem aderentes ao solo da parede da

vala quando encunhadas. Quaisquer vazios entre o maciço e o prancheamento levam a

incrementos indesejáveis dos deslocamentos horizontais e verticais, nas proximidades da

vala.

32

O maior perigo, no caso de paredes diafragma, é a perda instantânea da lama

bentonítica, que pode ocorrer, por exemplo, quando a escavação provoca o rompimento

acidental de algum conduto errado. Nesse caso, o reenchimento da vala com areia deve ser

imediato, para impedir um colapso ao redor do elemento que está sendo escavado.

Uma grande dificuldade executiva é a obtenção da estanqueidade da parede para

impedir a passagem de água. Muitas técnicas requerem grandes esforços para realizar uma

parede totalmente estanque. A dificuldade depende da tecnologia empregada. Algumas

conseguem obter paredes estanques com maior facilidade que outras. As paredes com

tubulões ou estacas em hélice contínua, por exemplo, não são recomendadas em solos com

presença de água, porque é necessário um sistema complementar de impermeabilização,

enquanto que outras tecnologias já garantem a estanqueidade em seu processo executivo.

Outra dificuldade executiva é a presença de matacões, pedregulhos e rochas.

Algumas tecnologias conseguem ultrapassar esses materiais, como é o caso da estaca raiz.

Já a estaca prancha não é recomendada para solos com alta presença de matacões.

Todas as técnicas lutam contra a velocidade de execução. Porém, alguns tipos de

contenção tem uma velocidade maior que outros. Como muitas obras tem um prazo de

construção muito curto, o tempo de execução é uma característica muito importante na hora

da escolha da tecnologia que será adotada.

Alguns tipos de contenção necessitam de uma grande área dentro da obra para

conseguir realizar os seus serviços. Porém, algumas obras tem uma área muito pequena, o

que inviabiliza a utilização de algumas técnicas. Por exemplo, a parede diafragma moldada

“in loco” necessita de um grande espaço para os silos de lama bentonítica. Na obra do Porto

Atlantico Leste da Odebrecht Realizações Imobiliárias, os silos ocupam uma área de 600

m² (SANGLARD; LIMA, 2013).

Mais uma dificuldade executiva de alguns tipos de contenção é a execução de

parede faceada na divisa. A parede diafragma moldada “in loco” necessita de uma distância

mínima de 15 cm devido ao equipamento (Clam-shell), por exemplo.

33

A garantia de linearidade também é outra preocupação. As técnicas que tem a

utilização de mureta guia garantem uma parede linear. Entretanto, outras técnicas como,

por exemplo, o tubulão que é escavado manualmente, não tem essa segurança.

Execução de paredes em solos em presença de água é inviável ou não recomendado

para alguns métodos. Por exemplo, o tubulão não pode ser executado quando o nível do

lençol freático está acima do fundo da estaca.

Em países desenvolvidos o uso de lama bentonítica ou polimérica comum vem

sendo condenado e muitas vezes proibido, podendo-se utilizar somente a lama polimérica

biodegradável que tem um custo extremamente elevado, o que pode inviabilizar a execução

de paredes diafragma em determinados projetos (SANGLARD; LIMA, 2013). Nestes

países, a busca por outras tecnologias está cada vez maior.

Uma grande dificuldade é a execução de paredes em solos moles ou arenosos. Estes

solos não são estáveis, impossibilitando a execução de algumas técnicas e dificultando

outras. O tubulão, por exemplo, não pode ser utilizado nesses casos, já que é necessário um

solo estável para a escavação. Já as contenções em hélice contínua espaçada e estaca

metálica com pranchada de madeira não são muito recomendadas porque é necessária certa

estabilidade do solo. Além disso, o solo arenoso é muito permeável, o que aumenta a

necessidade de uma parede com garantia de estanqueidade.

34

3. Estaca Secante

3.1. Conceituação

Estaca secante é um tipo de estaca escavada moldada in situ. É uma estrutura

composta por estacas justapostas de concreto escavadas por processo rotativo. A parede

final é composta por estacas secantes entre si (figura 25) (GOMES, 2014).

Figura 25: Croquis de estacas secantes.

Fonte: GOMES (2014).

Este método tem origem na adaptação do equipamento de execução de estacas

hélice contínua, para a construção de uma cortina de contenção (MUSSARA, 2008).

O sistema utiliza um equipamento que é derivado do equipamento

convencional para fundações hélice continua acrescida de um acessório na torre de

perfuração chamada “cabeça dupla”. Essa peça é composta por um tubo de revestimento

que gira no sentido horário e o trado helicoidal que gira no sentido oposto, de tal forma que

o tubo de revestimento perfura e o trado helicoidal limpa a parte interna da perfuração. A

ponta do tubo de revestimento é confeccionada em vídea, o que possibilita o recorte de

peças de concreto (ABESC, 2014). Devido a esse recorte, é possível realizar uma estaca

secante à outra.

3.2. Aspectos históricos

A estaca secante é uma evolução da estaca em hélice contínua, ou seja, o início da

sua história e evolução se deu com a criação da estacas em hélice contínua.

Segundo Ramos (2011), o emprego de estacas executadas com trado hélice contínua

surgiu na década de 1950, nos Estados Unidos. Os equipamentos eram constituídos por

guindastes de torre acoplada, dotados de mesa perfuradora que executavam estacas com

35

diâmetros de 27,5cm, 30cm e 40cm. No início da década de 1970, esse sistema, foi

introduzido na Alemanha de onde se espalhou para o resto da Europa e Japão.

As estacas hélice contínua tiveram um grande desenvolvimento a partir da década

de 1980 nos Estados Unidos, Japão e Europa, inicialmente, com equipamentos adaptados

para a sua execução e, posteriormente, com equipamentos apropriados e específicos. No

Brasil, as estacas hélice contínua foram introduzidas por volta de 1987, mas só a partir de

1993 houve um grande progresso e desenvolvimento do seu uso na construção civil

brasileira. Isto começou com a importação de equipamentos específicos para executar essas

estacas. A partir de então, com equipamentos importados de maior força de arranque e

torques de até 85 KN.m, foi possível executar estacas com 800mm de diâmetro e 24m de

comprimento. Atualmente, é possível executar estacas com 1.200mm de diâmetro e 32m de

comprimento. E com a evolução crescente dos equipamentos, a diversidade de opções de

diâmetros e profundidades tende a crescer (RAMOS, 2011).

Tecnologia ainda recente em nosso país, a estaca secante chegou ao Brasil há cerca

de dez anos por uma empresa de São Paulo (Fundamenta/SP). Nos últimos dois anos,

as paredes de contenção com estacas secantes começaram a ganhar espaço no mercado

construtivo brasileiro com a chegada de novos equipamentos no país e a tendência é

que cresça ainda mais.

3.3. Processo construtivo

O procedimento executivo apresenta uma metodologia similar às estacas hélice

contínua, com quatro fases distintas: locação - mureta guia; perfuração; concretagem e

lançamento da armadura ou perfil metálico (SANGLARD; LIMA, 2013).

3.3.1. Locação – Mureta Guia

Segundo Fleury (2012), o projeto de contenções em estacas secantes deve

apresentar uma descrição detalhada da mureta guia em concreto, a ser feita anteriormente

ao início da execução dos serviços.

A locação das estacas secantes é um dos procedimentos executivos mais

importantes em todas as fases de execução. Diferentemente das estacas hélice, em que

36

pequenas excentricidades são permitidas inclusive pela norma brasileira, as estacas secantes

devem obedecer rigorosamente à locação descrita em projeto. Deste modo, é necessária a

execução de uma mureta guia em concreto, capaz de garantir a locação exata das estacas.

Diferentemente das muretas guia em paredes diafragma, no caso das estacas

secantes não é necessário que o concreto seja armado e sua espessura, em regra geral, deve

ser da ordem de 30 cm.

Sua execução consiste basicamente na escavação de uma vala em todo o

alinhamento onde será executada a contenção, por meio mecânico ou manual, com

profundidade da ordem de 20 cm e largura aproximadamente 20 cm superior ao diâmetro

das estacas a serem executadas.

Dentro da escavação é posicionada a fôrma onde as estacas serão executadas. Este

posicionamento deve ser bastante criterioso e corretamente travado, visando impedir que se

movimente durante a concretagem.

Referências brasileiras indicam o uso de forma metálica e posterior preenchimento

com areia. Na prática européia é comum o uso de forma composta por isopor (figura 26).

Figura 26: forma para execução de mureta guia para execução de estacas secantes (Gent, Bélgica).

Fonte: FLEURY (2012).

Após o posicionamento da forma, é lançado o concreto em suas laterais e, após a

cura, deve-se identificar as estacas primárias e secundárias, conforme figura 27.

37

Figura 27: forma de isopor identificada e com a mureta concretada.

Fonte: SANGLARD; LIMA (2013).

3.3.2. Perfuração

De acordo com Fleury (2012), a fase de perfuração das estacas secantes se divide

basicamente em duas etapas, conforme figura 28:

Etapa 1: execução das estacas primárias, que serão posteriormente recortadas.

Etapa 2: execução das estacas secundárias, entre duas estacas primárias.

38

Figura 28: Fases executivas das estacas secantes.

Fonte: ENGENHARIA, ARQUITETURA & COMPANHIA - http://julianolm.wordpress.com/2009/08/30/

maestacas-secantes-uma-alternativa-a- parede-diafragma/ - acesso em 07 de Agosto de 2014.

As estacas secundárias sempre devem ser executadas recortando duas estacas

primárias adjacentes. Deste modo, garante-se a interação total das peças e a eliminação de

falhas. Este “recorte” deve preferencialmente ser feito em até dois dias, uma vez que após

este prazo torna-se mais difícil a sua execução em razão do aumento de resistência do

concreto, causando maior desgaste à ferramenta de perfuração.

http://julianolm.wordpress.com/2009/08/30/

39

Figura 29: Vista superior do detalhe da intersecção de estacas secantes.


O dimensionamento do recorte pode variar conforme o tipo de solo, sendo maior em

solos arenosos e menor em solos argilosos. De modo geral, é sugerido pelo catálogo da

Eurodrill 5 cm de recorte, para cada lado, em estacas de 42 cm (figura 30). Já as estacas

executadas com 62 cm apresentam recorte de 7 cm.

Figura 30: Detalhe do espaçamento de estacas Ø 420 mm (Folder Eurodrill).


O equipamento adotado é uma perfuratriz tipo hélice contínua, com o diferencial de

possuir a ponta do tubo (figura 31) confeccionada em aço-vídea, para permitir o recorte das

peças de concreto.

40

Figura 31: Detalhe da ponta do tubo.


Na figura 32, pode-se ver a ponta de aço-vídea acoplada ao corpo do tubo.

Figure 32: Fixação da ponta junto ao corpo do tubo.


3.3.3. Concretagem

Conforme Fleury (2012), o procedimento de concretagem é idêntico ao adotado nas

estacas hélice, com monitoramento por computador. O bombeamento é feito

simultaneamente à retirada do trado, podendo o tubo girar em sentido anti-horário,

favorecendo a subida do material e diminuindo o atrito com o solo.

41

A ponteira da hélice (figura 33) é cônica e não apresenta “tampa perdida” em sua

extremidade. Em seu lugar, há um pino guia constituído por bite de vídea. A saída do

concreto se dá por uma “janela” existente na lateral do tubo, entre os dois primeiros passos

da hélice. Ao se iniciar a perfuração, a passagem do solo ascendente fecha a janela; antes da

concretagem, ao se girar o tubo no sentido anti-horário sem avançar o trado, tem-se o alívio

do solo que mantém fechada esta janela. Deste modo, a pressão da bomba de concreto é

suficiente para promover a sua abertura.

Figura 33: Detalhe da ponteira com saída lateral


O concreto empregado não pode apresentar grande resistência inicial, o que

dificultaria o corte das estacas primárias, devido ao aumento do desgaste da ponta do tubo,

levando à diminuição da produtividade da obra.

Nas primeiras obras em nosso país, foram utilizados silos de argamassa

prémisturada na própria obra. No entanto, a dificuldade de controle das características do

material e o elevado custo implantação do sistema fizeram com que se optasse pelo

fornecimento do material usinado convencional.

Para o preenchimento das estacas, é empregada uma argamassa fluida de cimento e

areia, com consumo de cimento de 380 Kg/m³, fck entre 18MPa_fck_25Mpa, Slump =

27±2 cm e Slumpflow = 32±4 cm, sendo recomendável o emprego de aditivos

“superfluidificantes”.

42

Na Europa, de modo contrário, é empregado nas estacas secantes o mesmo concreto

de estacas hélice contínua, apresentando em sua constituição brita zero ou pedrisco. Vale

salientar que apesar da granulometria semelhante, o agregado graúdo empregado é

composto por cascalho ou pequenos seixos rolados, sem angulosidades. Este material

facilita a inserção das armações, por oferecer menos atrito entre estas e o agregado graúdo,

além de absorver menor quantidade de água, não sendo, no entanto empregado na

constituição do concreto em nosso país.

É possível o uso alternado de diferentes constituições de concreto nas estacas

primárias e secundárias. Neste caso, adota-se nas primeiras um concreto com baixa

resistência para facilitar seu corte durante a perfuração das seguintes, nas quais se emprega

um concreto com resistência maior. Tanto na Europa quanto no Brasil, não se tem

empregado tal solução, uma vez que a logística da execução das estacas seria mais

complexa e a possibilidade de falhas ou erros aumentaria.

Em todos os casos, o concreto não pode apresentar grande resistência inicial, o que

dificultaria o corte das estacas primárias, devido ao aumento do desgaste da ponta do tubo,

levando à diminuição da produtividade da obra.

Uma vantagem da argamassa em relação ao concreto é que pelo fato de não

apresentar em sua constituição o agregado graúdo a perfuração das estacas secundárias

torna-se mais rápida e o desgaste da ponta do tubo é muito menor. Deste modo, conforme

prática européia, caso seja empregado o concreto, o recorte deve ocorrer no dia seguinte (ou

no máximo dois dias após) a concretagem das estacas primárias. Por sua vez, ao se utilizar

argamassa, o recorte deve ser feito apenas no terceiro dia, uma vez que este material é mais

susceptível a ocorrência de trincas e até mesmo ruptura por cisalhamento (FLEURY, 2012).

3.3.4. Armação

Segundo Fleury (2012), em regra geral, as estacas primárias não são armadas, sendo

preenchidas apenas com concreto ou argamassa, enquanto as secundárias devem receber a

armação necessária para suportar a solicitação de empuxos a que estarão expostas. Vale

lembrar que, em razão do procedimento de perfuração envolver o recorte das estacas não

armadas, tem-se a interação de toda a estrutura (a colocação de armações nas estacas

43

primárias pode inviabilizar a execução das secundárias, uma vez que o equipamento teria

que cortar barras de aço, sem estar dimensionado para tal).

A armação das estacas pode ser composta por “gaiolas” formadas por barras

verticais e estribos soldados (figura 34), preferencialmente enrijecidos por anéis

intermediários, compostos por barras circulares ou chapas, também soldados às barras

verticais.

Figura 34: Armação empregada nas estacas secantes.


Também é possível o emprego de perfis laminados (figura 35), sendo comum o uso

das linhas W250 e W310. Neste caso, estando o perfil protegido pelo concreto ou

argamassa, pode-se considerar que não ocorrerá a corrosão dos mesmos. O uso de perfis

também possibilita armar estacas primárias, desde que seja possível garantir que não haverá

interferência durante a perfuração das secundárias.

44

Figura 35: Perfis laminados empregados em estacas secantes.

Fonte: O AUTOR (2013).

O uso de perfis é bastante adequado às situações mais complexas, como por

exemplo, casos com grandes esforços, várias linhas de tirantes, fichas com comprimentos

curtos, etc. Isto porque os perfis tornam mais flexível a modulação das linhas de tirantes,

inclusive possibilitando o uso de vigas metálicas para travamento a apoio dos mesmos,

soldadas no próprio perfil usado no interior da estaca, através de procedimento simples que

consiste em “descascar” o concreto superficial das estacas na face interna da contenção.

Ao se utilizar perfis, especial cuidado deve ser tomado durante a descida dos

elementos. Ou seja, além do controle da verticalidade e centralização, a rotação deve ser

impedida, uma vez que, diferentemente das armações em “gaiolas” os perfis apresentam

resistências à flexão diferentes, dependendo de sua orientação. Para tal, emprega-se a

ferramenta denominada “centralizador”, conforme figura 36.

45

Figura 36: Centralizador de perfis.


A colocação da armação ou perfil pode ser feita através do guincho auxiliar da

perfuratriz. No entanto, é necessário que a execução de estacas secantes seja acompanhada

por escavadeira hidráulica (sobre esteiras). Tal equipamento promove a rápida limpeza do

solo sobre a estaca recém concretada, transporta e posiciona a armação e, quando

necessário, exerce sobre ela um esforço vertical até que atinja a cota prevista em projeto.

Outro equipamento de apoio importante é o vibrador de armações (figura 37),

constituído por um motor elétrico com um “excêntrico”, posicionado sobre um segmento de

tubo com diâmetro interno igual ao da armação, fechado na extremidade superior. Deste

modo, caso as armações não desçam por peso próprio, devem ser empurradas pelo braço da

escavadeira, limitando o esforço de modo a evitar o desaprumo no topo das armações.

Como último recurso, caso esta também não seja capaz de promover a descida até a cota

prevista, o vibrador deve ser içado e posicionado sobre o topo das mesmas.

46

Figura 37: Vibrador de armações.


Uma característica das estacas secantes que favorece a descida das armações, em

relação às estacas hélice contínua convencionais é o confinamento das estacas armadas por

duas estacas primárias. Tais estacas funcionam como guia e diminuem a perda d’água do

concreto para o solo.

A determinação das fichas, bem como os esforços e condições de estabilidade da

cortina são os mesmos adotados no cálculo da parede diafragma escavada com lama

bentonítica.

3.4. Facilidades executivas e vantagens

A contenção com estaca secante apresenta muitas vantagens e facilidades

executivas. A seguir serão descritas as principais delas.

3.4.1. Estanqueidade

O procedimento tem como resultado final uma parede estanque, composta por estacas

que se intersectam umas nas outras, constituindo um tipo de contenção indicado

principalmente para solos em presença de água, conforme figura 38 (FLEURY, 2012).

47

Figura 38: Vista lateral de tanque submerso executado em estacas secantes (Bélgica).


Essa técnica garante a estanqueidade da parede devido à forma como a parede é

executada, em que as estacas secundárias são fundidas com as estacas primárias

(SANGLARD; LIMA, 2013).

3.4.2. Alta Produtividade

A produtividade do serviço pode variar entre 50m² e 80m² por dia, dependendo da

quantidade de horas trabalhadas, disponibilidade do concreto, resistência do solo, potência

do equipamento, dentre outros fatores.

O tempo médio da execução de uma estaca é de meia hora, podendo variar com a

profundidade, resistência do solo, diâmetro da estaca, etc.

A velocidade de execução dos serviços de uma obra de contenção é, muitas das

vezes, elevada se comparada com outras técnicas. Além disso, a mobilização e a

desmobilização é muito rápida. Pode-se mobilizar um equipamento em uma noite e

começar os serviços no dia seguinte, por exemplo (SANGLARD; LIMA, 2013).

48

3.4.3. Possibilidade de execução em terrenos pequenos

No caso da estaca secante, um mesmo equipamento é responsável pela escavação,

içamento da armadura e concretagem, não sendo necessário um guindaste de apoio, além de

não precisar ter uma central de produção de lama bentonítica.

Como na execução desse tipo de contenção utiliza-se poucos equipamentos de

grande porte, é possível realizar este serviço em terrenos com pequenas áreas.

Em comparação às estacas secantes, a parede diafragma moldada “in loco” para que

possa ser executada são necessários dois ou três equipamentos de grande porte: Clamshell,

Hidrofresa e um Guindaste de grande porte para lançamento das armaduras. Sendo a

Hidrofresa utilizada somente quando é necessário a execução de parede através de rocha,

ou seja, escavação em rocha. Além disso, é necessária a instalação da central de lama

(SANLGARD; LIMA, 2013).

3.4.4. Possibilidade de execução de estacas próximas à divisa

O equipamento que executa as estacas secantes possibilita a locação de estacas a 7

cm da divisa (figura 39). É uma distância pequena se comparada com outras tecnologias

como a hélice contínua (mínimo de 80 cm do eixo da estaca até a divisa) e a parede

diafragma (mínimo de 15 cm da parede até a divisa).

49

Figura 39: Execução de estacas faceadas à divisa.


3.4.5. Mureta guia de simples execução

Apesar de ser necessário o uso de uma mureta guia, a mureta para estaca secante é

de simples execução.

Diferentemente das muretas guia em paredes diafragma, no caso das estacas

secantes não é necessário que o concreto seja armado, a sua profundidade é da ordem de 20

cm e a largura aproximadamente 20 cm superior ao diâmetro das estacas a serem

executadas. É mais simples e menor que as muretas para parede diafragma.

3.4.6. Não utiliza lama bentonítica

No caso das estacas secantes, não é necessária a utilização de lama bentonítica

porque o próprio tubo da perfuratriz já tem a função de dar estabilidade ao furo.

Com isso, não é necessária a instalação da central de lama, que ocupa um espaço

considerável na obra.

50

Além disso, o descarte da lama e do solo proveniente da escavação gera um custo

considerável devido ao tipo de destinação exigida pela legislação ambiental (SANGLARD;

LIMA, 2013). É muito mais barato e simples o descarte de um solo sem o contato com a

lama.

Outro ponto positivo é que, como não se utiliza lama bentonítica, o processo de

execução é mais limpo.

3.4.7. Penetra materiais de grande resistência

Como a ponta do tubo da perfuratriz é em aço vídea, além de conseguir cortar o

concreto, o equipamento é capaz de penetrar em materiais de grande resistência (argila dura

e rocha gnaisse A4) (FLEURY, 2012).

3.4.8. Garantia de linearidade

Devido à existência de mureta guia e ao tipo de equipamento que é utilizado, existe

uma maior precisão da verticalidade da parede executada, garantindo um desvio máximo de

1,5 %.

3.4.9. Controle computadorizado

Essa tecnologia de contenção possibilita o controle computadorizado e sensores,

aferindo e registrando os dados gerados relativos à profundidade, velocidade, inclinação,

volume, pressão e injeção de concreto (FLEURY, 2012).

Esta é uma ótima ferramenta para controle de execução das estacas.

3.4.10. Bom acabamento da estaca

A injeção do concreto se dá no interior do tubo que serve como molde para a estaca

que fica com um acabamento muito bom em formato circular, diferentemente da estaca em

hélice contínua que não possui o tubo.

51

3.4.11. As estacas não precisam ser todas armadas

Como já visto no método executivo as estacas não precisam ser todas armadas,

podendo ser somente as secundárias, diferentemente de outros processos que tem que armar

todas as estacas ou lamelas.

Essa característica possibilita economia de aço, dos perfis ou das armações, na

execução de uma contenção.

3.4.12. Inexistência de vibrações

Nesta técnica, a máquina que executa os serviços não produz muito barulho e nem

vibrações no terreno, o que traz melhoria na qualidade do ambiente de trabalho e na

vizinhança.

3.4.13. Furo totalmente estável

O furo da estaca é totalmente estável sem uso de lama. Isso ocorre porque o tubo da

perfuratriz tem a capacidade de dar estabilidade ao buraco escavado e, à medida que o tubo

vai sendo retirado, o concreto vai sendo injetado. A partir daí, é o concreto que garante a

estabilidade do solo.

3.5. Dificuldades executivas e limitações

A contenção com estaca secante apresenta algumas dificuldades executivas e

limitações. As quais estão destacadas neste item.

3.5.1. Limite de profundidade

Uma limitação do equipamento é a profundidade máxima da parede que se restringe

ao comprimento do tubo. Hoje o maior tamanho de parede que pode ser feita no Brasil é de

19 metros (SANGLARD; LIMA, 2013).

Na figura 40, pode-se ver o tamanho de um tubo do equipamento de estaca secante.

52

Figura 40: Equipamento que executa estacas secantes com foco no comprimento do tubo.

Fonte: CZM FOUNDATION EQUIPMENT - http://www.czm.com.br/website/

?menu=Produtos&linha=Estaca%20Secante&produto=EK180ES – acesso em 21 de julho de 2014.

3.5.2. Não escava rocha

Outra limitação é o fato da máquina não ter a capacidade de fazer parede dentro de

rochas, assim como a parede diafragma moldada “in loco” com hidrofresa e a estaca raiz

(SANGLARD; LIMA, 2013). Entretanto, essa é uma característica muito peculiar de

somente algumas poucas técnicas.

3.5.3. Armadura introduzida somente após a concretagem

Na execução das estacas secantes, assim como na da hélice contínua, a armadura é

colocada somente após a concretagem. Em alguns casos, podem existir dificuldades na

introdução das armações ou dos perfis causada pela perda de água do concreto ou slump

inferior ao necessário (da ordem de 28) (SANGLARD; LIMA, 2013).

http://www.czm.com.br/website/

53

Além disso, a armação tem que ser intruduzida logo após a concretagem da estaca,

caso contrário, não é possível a realização desta operação. Já que, com o concreto

endurecido, o perfil ou a armação não consegue descer.

3.5.4. Poucas obras e empresas atuantes no Brasil

Tendo em vista que se trata de um equipamento extremamente moderno no Brasil e

muito caro, há baixa disponibilidade no mercado. Porém, a têndencia vista hoje é de

crescimento do número de equipamentos e de empresas que irão executar este tipo de

serviço.

Devido a isso, existe um baixo número de históricos de obras de contenção com

estaca secante no país.

3.6. Custos

Segundo Sanglard; Lima (2013), o custo do serviço em estaca secante é competitivo

com outras técnicas do mercado como a parede diafragma e a estaca prancha. Se

considerados outras variáveis como mobilização e desmobilização, material, descarte de

lama, execução de mureta guia e prazos, as estacas secantes podem constituir uma

alternativa vantajosa financeiramente.

Na tabela 1, pode-se observar os preços unitários da proposta fornecida por uma

empresa de contenção ao empreendimento Holliday Inn Porto Maravilha da Odebrecht

Realizações Imobiliárias.

54

Item Descrição Unid. P. Unitário

1.1. Mobilização e desmobilização dos equipamentos. vb 22.000,00

1.2.

Execução da parede de estacas secantes com diâmetro de

40cm e estacas helice continua revestidas com a

implantacao de perfil metalico compreendendo o

fornecimento da mão de obra para a perfuração do

terreno, em solo e concretagem das estacas.

Metro

linear de

estaca

115,00

1.3. Bombeamento do concreto nas estacas. m3 30,00

1.4. Será cobrado pelo aluguel da bomba de concreto um

faturamento mínimo diário. dia 1.600,00

1.5. Fornecimento da mão de obra e dos materiais necessários

para a emenda dos perfis metálicos. Emenda 180,00

1.6. Fornecimento da mão de obra e dos materiais necessários

para o corte dos perfis metálicos, exceto talas. Corte 90,00

1.7. Hora parada de equipe/equipamentos a disposição de

Vsas. hora 800,00

Tabela 1: Preços unitários para serviço de contenção com estaca secante recebidos pelo empreendimento

Holiday Inn Porto Maravilha.

Fonte: SANLGARD; LIMA (2013).

Os valores da tabela acima podem variar de acordo com o local da obra, as

características do solo, o volume de serviço em cada obra, dentre outros fatores.

Para a execução de contenção no empreendimento Holliday Inn Porto Maravilha,

foi feita uma comparação de custos entre dois métodos executivos: estaca prancha

vibroprensada (tabela 2) e estaca secante (tabela 3). Nesse cáluclo de custos, foram

incluídos todos os gastos necessários para a execução de cada tipo de contenção, como

55

material, projeto executivo e valores cobrados pelas empresas terceirizadas que executam

cada tipo de serviço (SANGLARD; LIMA; OLIVEIRA et al, 2013).

Tabela 2: Preço calculado para execução do serviço de contenção com estaca vibro prensada no

empreendimento Holiday Inn Porto Maravilha.

Fonte: SANGLARD; LIMA; OLIVEIRA et al (2013).

Tabela 3: Preço calculado para execução do serviço de contenção com estaca secante no empreendimento

Holiday Inn Porto Maravilha.

Fonte: SANGLARD; LIMA; OLIVEIRA et al (2013).

Pode-se perceber, pelas tabelas 2 e 3, que os custos para execução de paredes de

contenção com estaca secante são competitivos com os valores de mercado de outras

técnicas utilizadas.

Existem técnicas que tem um processo construtivo mais barato, como o tubulão, a

estaca hélice contínua e a estaca metálica com pranchada de madeira.

3.7. Disponibilidade de equipamentos e empresas

Os equipamentos utilizados são: perfuratriz dotada de cabeçote duplo que corta o

concreto das estacas adjacentes com o tubo e escava e transporta o material com a hélice;

56

bomba para bombear o concreto para do caminhão betoneira até os mangotes da perfuratriz;

e escavadeira ou retroescavadeira para remoção do material proveniente das escavações e

apoio geral (SANGLARD; LIMA, 2013).

A bomba e a escavadeira (ou retroescavadeira) são utilizadas em diversos serviços

da construção civil. Devido a isso, a disponibilidade desses equipamentos é grande tanto no

Brasil como no mundo.

Já a perfuratriz é um equipamento exclusivo para a execução de estacas secantes.

Por isso, a existência desse equipamento está diretamente ligada à existência de empresas

que executam esse tipo de serviço.

No mundo, principalmente na Europa, esse tipo de contenção é muito utilizado.

Com isso, existe muita disponibilidade de empresas e de equipamentos no mercado.

Já no Brasil, a execução de paredes de contenção com estacas secantes é uma

tecnologia recente. Devido a isso, ainda existem poucas empresas que realizam esse serviço

e pouca disponibilidade de equipamentos.

Hoje nós temos cinco empresas no Brasil que realizam este tipo de serviço, cada

uma nos seguintes estados: São Paulo, Minas Gerais, Rio de Janeiro, Santa Catarina e

Ceará. A disponibilidade total de equipamentos está em torno de 10 perfuratrizes.

3.8. Disponibilidade de mão de obra especializada

Existem duas equipes necessárias para a execução de paredes de contenção com

estacas secantes: equipe da empresa executora e equipe da obra (ABEF, 2012).

A equipe da empresa executora é formada por:

Um operador de perfuratriz com no mínimo cinco anos de experiência em hélice

contínua;

Um frente de máquina responsável pela movimentação da máquina e sequência

executiva dos ajudantes para serviços gerais relacionados ao equipamento e suas

ferramentas;

57

Um ou dois soldadores, dependendo da necessidade, para soldas e cortes de perfis

ou armações e manutenções nas ferramentas de perfuração;

Um bombista ou operador de bomba de concreto;

Um engenheiro geotécnico que não precisa ter dedicação integral a somente uma

obra.

A equipe da obra é formada por:

Um mestre de obras ou encarregado;

Quatro serventes que fazem funções gerais;

Um operador de retroescavadeira ou escavadeira.

A equipe de obra não é usada exclusivamente para o serviço de estaca secante, ou

seja, não é uma mão de obra especializada neste tipo de serviço. A disponibilidade dessa

equipe é grande porque existe em qualquer obra, mesmo nas obras que não tem execução

de contenção com esta técnica.

No Brasil, existe uma média disponibilidade de operadores de perfuratriz de hélice

contínua com mais de cinco anos em empresas que executam este tipo de serviço. Para

operar uma perfuratriz de hélice contínua é necessário somente um treinamento para esses

operadores. Porém, essa é uma mão de obra muito cara.

Também existe uma média disponibilidade de frente de máquina no mercado. O

frente de máquina é a pessoa responsável por ler e entender o projeto e guiar as etapas

executivas na obra.

Soldadores e bombistas não são considerados mão de obra exclusiva de estaca

secante, já que eles podem executar essas funções em outras técnicas de fundação ou em

outras partes executivas de obras. Com isso, a disponibilidade dessa mão de obra é grande

no mercado.

A disponibilidade de engenheiros geotécnicos especializados em execução de

fundação também é média.

58

4. Aplicação de estaca secante em paredes de contenção

O objetivo deste capítulo é falar sobre alguns estudos de caso em que foram

utilizadas estacas secantes em paredes de contenção, explicando o porquê da sua aplicação

em relação a outras tecnologias.

O estudo foi feito em obras de diferentes construtoras, nas quais as execuções das

paredes de contenção com estaca secante foram feitas pela Solomek.

Neste projeto são tratadas quatro diferentes situações de obras: hotel no bairro do

Catete, hotel em Belo Horizonte, edifício residencial em Niterói e hotel em Copacabana.

Sendo este último o Empreendimento X, que será tratado somente no capítulo 5.

4.1. Obra 1 – Hotel no bairro do Catete

4.1.1. Descrição das características do local da obra e do entorno

Nessa obra a contenção foi feita para dois níveis de subsolo.

O estudo de sondagem feito no local indicou a presença de solo mole nas camadas

superficiais do local até, aproximadamente, 15 metros de profundidade.

As edificações vizinhas não apresentam subsolo e estão apoiadas em radier que

também estão sobre as camadas de solo mole.

Além disso, os prédios vizinhos são da década de 30 e tem mais de 12 pavimentos.

4.1.2. O porquê da escolha de estaca secante

O tipo de contenção a ser aplicado não poderia gerar nenhum tipo de

desconfinamento de solo na fase executiva. Deste modo, sendo o solo extremamente frágil

e havendo pontos de carga das edificações vizinhas próximos ao alinhamento da contenção,

seria extremamente arriscado fazer parede diafragma. Porque, sabendo-se que a parede

diafragma é feita através de lamelas com grandes dimensões da ordem de 2 metros de

comprimento, qualquer problema de fechamento de uma lamela ou de desbarrancamento de

solo poderia gerar elevados recalques nos prédios vizinhos. Tal condicionante fez descartar

59

a execução de paredes diafragma. Além disso, descartaram-se também o tubulão e o perfil

metálico com pranchada madeira por razões obvias que os tornam inexequíveis. Essas

técnicas não podem ser aplicadas em solos moles, pois estes não tem estabilidade suficiente

necessária para a execução destes métodos.

Era necessária uma técnica que apresentasse o mínimo possível de vibrações, já que

vibrações causam adensamento do solo mole que podem causar problemas na estrutura dos

prédios vizinhos, sobretudo recalque diferencial. Por esta razão foram descartados os

métodos em que se aplicam cravações ou vibrações, como a estaca prancha e o perfil

metálico com pranchada de madeira.

Além disso, o terreno é pequeno, em torno de 15m x 60m, o que dificulta o trabalho

da parede diafragma moldada “in loco”.

Como a tecnologia de hélice contínua não consegue fazer estacas próximas a

divisas, também foi descartada. Seria perdida uma área muito grande de subsolo nesse caso.

Deste modo, apenas estacas raiz e secante poderiam ser executadas. No entanto,

tendo em vista o elevado número de estacas da obra (aproximadamente 500 estacas), aliada

a baixíssima produtividade das estacas raiz, optou-se pela execução de estacas secantes.

4.1.3. Execução da parede de contenção com estaca secante

Ao se iniciarem os serviços, foram constatados pequenos recalques em uma das

edificações vizinhas e os moradores reclamaram de vibrações geradas até mesmo pela

movimentação de equipamentos na obra.

Passou-se, então, a executar semanalmente um controle/monitoramento dos

recalques dessas edificações e foi adotado um maior espaçamento entre as estacas

executadas em cada dia, em torno de 10 metros. Desta forma, preveniu-se a ocorrência de

um recalque maior concentrado, o que aumenta a facilidade de compressão do concreto

mole da estaca pelo solo.

60

4.2. Obra 2 – Hotel em Belo Horizonte


O terreno está localizado na orla de uma lagoa e é acidentado com talude de

aproximadamente 20 metros nos fundos. Além disso, existem casas apoiadas sobre o topo

desse talude.

O solo do local é argiloso de resistência média e o nível de água era próximo à cota

original do terreno e acompanhava o talude, ou seja, nos fundos do terreno o nível de água

era mais alto do que na frente.

Foi feita uma escavação do talude nos fundos da obra aumentando a sua inclinação

e criando vários pontos de mina de água. E, também foram detectados elevados recalques

nas escavações dos fundos. Ao se detectarem esses problemas, o talude foi recomposto para

que se fizesse uma contenção completamente estanque em um curto prazo de tempo, com o

objetivo de evitar maiores recalques.


Por necessitar de uma parede de contenção completamente estanque, muitos

métodos executivos foram descartados, restando somente como opção duas técnicas: parede

diafragma e estaca secante.

Por ser um terreno íngreme, foi feita uma pequena plataforma no topo (onde foi

executada a parede) para movimentação da máquina de estaca secante. No caso da

execução em parede diafragma, essa plataforma teria que ser muito maior para conseguir

comportar os silos de lama, a clam-shell e o guindaste. Com isso, optou-se pela estaca

secante.

Além disso, essa era uma contenção pequena, com aproximadamente 200 estacas, o

que faz com que o prazo de execução e o custo de implantação sejam mais significativos no

total da obra. E o tempo e o preço de mobilização da parede diafragma são muito maiores

que os da estaca secante.

61

4.2.3. Execução da parede de contenção com estaca secante

A execução da parede de contenção aconteceu conforme a sequência ilustrada na

figura 41.

Figura 41: Etapas de execução da contenção da obra do hotel em Belo Horizonte.


Após a execução da parede, foi feito um muro de arrimo acima da contenção e, em

seguida foi feito um reaterramento no terreno vizinho superior, no local onde havia sido

feito um corte, com o objetivo de se obter a mesma inclinação do terreno original.

A figura 42 mostra a contenção em estaca secante e o muro de arrimo acima.

62

Figura 42: Contenção em estaca secante da obra do hotel em Belo Horizonte.


4.3. Obra 3 – Edifício residencial em Niterói


Esta obra possui dois subsolos e está localizada em um terreno de 30 m x 40 m.

O solo é silto-arenoso e tem presença de água a 3 metros de profundidade.

De um lado da obra existe um prédio com fundação rasa enquanto que do outro lado

tem um edifício com fundação profunda. Nos fundos, encontram-se algumas casas um

pouco afastadas da divisa do terreno da obra.


Do lado do prédio com fundação rasa não pode existir praticamente nenhum

recalque. Devido a isso, a parede tem que ser completamente estanque, para não permitir

carreamento e movimentação de solo. Assim, as duas possibilidades existentes eram a

parede diafragma e a estaca secante.

63

Optou-se por estaca secante porque, como eram poucas estacas (somente de um lado

da obra), a parede diafragma seria uma opção mais cara e demoraria mais tempo, devido à

mobilização e à desmobilização, assim como no caso da obra em Belo Horizonte abordada

no capítulo 4.2 deste trabalho.

4.3.3. Execução da parede de contenção da obra

Nos outros três lados da obra poderiam existir um pouco de recalque nos terrenos

vizinhos, então foi decidido fazer a parede de contenção com um método mais simples e

barato: perfil metálico com pranchada de madeira.

Na figura 43, pode-se ver uma parte da contenção em estaca secante feita nessa

obra.

Figura 43: Contenção em estaca secante da obra de Niterói.


64

5. Estudo de caso

O objetivo do presente capítulo é realizar um estudo de caso sobre a obra do

Empreendimento X com foco nos ganhos de produtividade e qualidade devido à execução

de paredes de contenção com a técnica de estacas secantes, principalmente em comparação

com outras tecnologias.

5.1. Descrição da obra

O Empreendimento X é um empreendimento hoteleiro localizado em uma das ruas

mais movimentadas do Bairro de Copacabana, Zona Sul do Rio de Janeiro.

O hotel terá um total de 4.615,52 m² de área construída e contará com dois

pavimentos de subsolo, um de acesso aos quartos, dezessete de quartos e um de

utilidades/telhado.

O terreno tem 600 m² e a construção está situada entre dois prédios de mais de 10

pavimentos cada, conforme é possível observar na figura 44.

65

Figura 44: Construção do Empreendimento X e edifícios próximos.

Fonte: O AUTOR – 21 de julho de 2014.

Esta obra está dentro do pacote olímpico de obras do Rio de Janeiro. Ou seja, é um

hotel que recebe os benefícios e isenções desta categoria. Com isso, ele precisa ficar pronto

dentro do prazo para as Olimpíadas de 2016, caso contrário, existe uma multa altíssima que

a construtora terá que pagar.

5.2. Peculiaridades do tipo de construção e da região

5.2.1. Peculiaridades do tipo de construção

A obra escolhida tem dois subsolos com fundação em radier de um metro e meio de

profundidade, ou seja, foram escavados aproximadamente 7 metros e meio a partir do nível

do terreno.

Além disso, a largura do terreno é muito estreita, cerca de doze metros, e a área do

terreno é pequena, em torno de 600 m².

66

Por existir uma data máxima de entrega do hotel para as Olimpíadas, a obra que tem

um curto prazo de construção.

Como a área do terreno é pequena, gerou-se a necessidade de ganhar o maior espaço

possível no subsolo. Para isso, era necessário ter uma parede mais fina e mais próxima

possível no vizinho.

Nessa obra, optou-se por não utilizar tirantes como método de ancoragem da parede

de contenção. Já que a obra é estreita, foi possível utilizar estroncas (figura 45), um método

mais simples e barato.

Figura 45: Parede de contenção e estroncas da obra do Empreendimento X.


5.2.2. Peculiaridades da região

As edificações vizinhas são prédios elevados, superiores a dez pavimentos, apoiados

em fundações diretas e não possuem subsolo.

Por se tratar de uma região de praia, o nível da água é muito alto, próximo à

superfície. Além disso, o solo é arenoso, ou seja, muito permeável.

67

Outra peculiaridade é que a obra está localizada em um bairro que tem restrição ao

tráfego de caminhões em grande parte do dia. Os caminhões só podem circular no bairro

entre às 10h e às 17h.

A obra se situa em uma rua de grande movimento de carros e de pedestres. Ou seja,

existe um movimento constante na porta da obra.

Copacabana é um bairro residencial com muitas construções e poucas áreas para

estacionamento de veículos, tanto nas ruas quanto em estacionamentos fechados. Na porta

da obra, e em seus arredores, não existe área de estacionamento e nem de carga e descarga

para caminhões.

5.3. Dificuldades para construção em função da tipologia do entorno

A movimentação dos caminhões na entrada e saída da obra; e consequentemente

também a chegada e saída de materiais à obra, como concreto, perfis, armações, solo

escavado, lama bentonítica, entre outros; é dificultada devido ao constante movimento de

veículos e pedestres na porta da obra.

A mobilização de equipamentos dentro do bairro de Copacabana só é autorizada

durante a madrugada, já que, geralmente, são feitas em carretas de grande porte. Com isso,

a mobilização e desmobilização de máquinas para esta obra só pôde ser feita nesse período.

A execução de contenção em solo arenoso é difícil porque o mesmo praticamente

não tem coesão, o que o torna instável. Além disso, a areia é muito permeável, ou seja, o

fluxo de água é elevado. Então, qualquer espaço que permita a passagem de água pela

parede, pode carrear material. Com isso, é preciso haver uma estanqueidade completa da

parede e do fundo do terreno durante a fase construtiva. Outro ponto negativo da areia é

que com vibrações as partículas se rearranjam, o que pode causar adensamento do solo.

A presença de água inviabiliza qualquer tipo de contenção em que, no processo

executivo, o solo fique instável, sem nenhum tipo de revestimento ou fluido estabilizador.

E, além disso, é necessário o rebaixamento do lençol freático antes do início da escavação

devido à presença de água quase no nível do terreno. A desativação do rebaixamento de

água só é possível quando o peso próprio se torna maior que o empuxo da água.

68

Outra dificuldade que está diretamente ligada ao elevado nível da água, é a

necessidade novamente de se obter uma parede estanque.

As edificações vizinhas são apoiadas em fundações diretas e sem subsolo. Essa

característica gera uma enorme preocupação em se ter o mínimo possível de recalque, tanto

na movimentação horizontal da cortina quando no transporte de material. Os recalques

permitidos nesse caso são muito pequenos e ultrapassar esses valores pode gerar sérios

danos nas construções próximas.

A largura e a área do terreno pequenas dificultam a execução dos serviços, já que as

técnicas precisam de espaço para realizar as paredes. Algumas precisam de um local maior

do que outras. É preciso de área destinada, por exemplo, ao corte e solda de perfis ou

armação, à bomba de concreto, ao caminhão de concreto, à retroescaveira, ao equipamento

que executa a escavação da parede, ao guindaste, à central de lama, entre outros. A

utilização de cada equipamento depende do tipo de parede de contenção escolhida.

Não tem área de estacionamento próxima à obra, então a logística é muito

complicada para qualquer técnica que se empregue. Quando um segundo caminhão chega,

ele tem que ficar dando voltas no quarteirão até que o outro que está dentro da obra saia e

ele possa entrar.

Devido à restrição do tráfego, caminhões só podem chegar depois das 10h e tem que

sair antes das 5h, ou seja, caminhões de concreto, materiais, solo escavado, dentre outros,

só podem chegar e sair da obra dentro desse período.

Por ser um bairro residencial, existe uma grande restrição de barulho em muitos

horários. Então, é importante que a técnica escolhida seja minimamente silenciosa.

5.4. O porquê da escolha de estaca secante

Para entender o motivo pelo qual a construtora optou pelo método executivo de

paredes de contenção em estaca secante, será feita uma comparação dessa tecnologia com

os tipos de contenção que foram faladas no capítulo 2 deste trabalho.

69

5.4.1. Parede diafragma moldada “in loco”

Para a execução da parede diafragma é necessária uma grande área para locação dos

silos de lama bentonítica, de dois equipamentos de grande porte (Clam-shell e um

guindaste), da central de armação e do caminhão de concreto. Já a estaca secante necessita

de uma área muito menor para realização da contenção.

A velocidade de execução, que é um ponto importante para esta obra, da parede

diafragma é menor do que a da parede em estaca secante. Além disso, a mobilização e a

desmobilização da parede diafragma leva um tempo muito maior do que a da estaca

secante, que dura somente uma madrugada e os serviços podem começar na manhã

seguinte.

Outro ponto importante para esta obra é o máximo de ganho possível de área de

subsolo. A espessura da contenção no caso da parede diafragma é de, no mínimo, quinze

centímetros a mais do que a da estaca secante e a distância da parede com a divisa é de, no

mínimo quinze centímetros, enquanto que em estaca secante pode-se fazer a sete

centímetros da divisa. Um ganho total de pelo menos 22 cm e de, aproximadamente, 54 m²

de área no subsolo.

Seria possível fazer esta parede de contenção com parede diafragma, entretanto,

devido às características de cada tecnologia e dos benefícios da estaca secante para esta

obra, o construtor preferiu optar pela mesma.

5.4.2. Estaca prancha

O método executivo da estaca prancha com bate estacas ou vibro prensada gera

vibrações nos terrenos próximos, fazendo com que as partículas do solo arenoso vão se

rearranjando, podendo gerar recalques em razão do adensamento do solo. Como os prédios

ao lado são apoiados em fundações diretas, um recalque nessas construções poderia ser

muito perigoso. Concluiu-se que essa técnica não seria muito segura para a obra. Devido a

isso, a estaca prancha foi descartada.

Além disso, por Copacabana ser um bairro residencial, não se recomenda a

utilização de técnicas com vibrações.

70

5.4.3. Estaca hélice contínua justaposta

Equipamentos convencionais de hélice não conseguem fazer estacas próximas à

divisa. É necessária uma distância de, no mínimo 80 cm a partir do eixo da estaca. Por

exemplo, se a estaca fosse de 42 cm, a distância entre a parede e divisa seria de 59 cm, uma

perda de área maior que a perda da parede diafragma.

Além disso, o tamponamento das juntas seria extremamente complexo, caro e

demorado, já que teriam que ter uma impermeabilização de muito boa qualidade para

impedir a passagem da água através da parede.

Devido a esses fatores, esta técnica foi praticamente descartada.

5.4.4. Estaca raiz justaposta

Apesar de conseguir fazer estacas muito próximas à divisa, a parede de contenção

em estaca raiz tem o mesmo problema da parede em hélice contínua: necessitaria do mesmo

tipo de tamponamento das juntas. Então, essa técnica também foi praticamente descartada.

5.4.5. Tubulão

O tubulão é um processo totalmente descartado para esta obra porque é inexequível

em solos arenosos e abaixo do nível de água.

Para que o funcionário consiga entrar dentro do tubulão e a escavação seja feita com

a garantia da estabilidade do furo, é necessário que o solo tenha coesão e o nível de água

esteja abaixo do fundo da estaca.

5.4.6. Estaca metálica com pranchada de madeira

Como o nível da água é alto e o solo arenoso, seria muito difícil impedir o recalque

gerado pelo transporte de materiais durante o prancheamento. Assim, esse método foi

descartado. O risco de ter sérios problemas nas construções vizinhas é muito alto.

71

5.5. Processo construtivo

Foi escolhido usar perfis metálicos no lugar de armações porque eles descem mais

facilmente no concreto, ocupam menos espaço na obra e já vem pronto, ou seja, não precisa

de armador.

Como a área disponível é muito pequena, metade da obra foi usada para

armazenamento de perfis e do solo escavado, enquanto que na outra parte se executavam as

estacas. Na sequência, inverteu-se a localização dos perfis e do solo escavado para o local

onde já haviam sido feitas as estacas e iniciou a execução das estacas do outro lado da obra.

Terminadas as estacas, procedeu-se à quebra e retirada da mureta guia e se iniciou a

execução da viga de coroamento.

Somente após a execução da viga de coroamento, deu-se início à escavação do solo

até o nível da água (aproximadamente 1 metro de profundidade), momento em que se

iniciou o rebaixamento do lençol freático e foi feita a primeira linha de estroncas no nível

do terreno.

Em seguida, foi dada sequência à escavação até a cota do primeiro subsolo

(aproximadamente 3 metros abaixo do nível do terreno) e foi feita mais uma linha de

estroncas. Depois, foi feito o mesmo até a cota do segundo subsolo (aproximadamente 6

metros abaixo do nível do terreno). E, por último, escavou-se até 7,50 metros de

profundidade, onde seria localizado o fundo do radier.

Dando continuidade ao processo, fez-se o radier e se iniciou a construção da

estrutura do prédio, aproveitando as estroncas já construídas.

É importante lembrar que, a cada avanço das escavações, era necessário aprofundar

o rebaixamento do lençol freático.

Na figura 46, pode-se ver uma foto da obra com a contenção e as estroncas feitas.

72

Figura 46: Construção do Empreendimento X.


5.6. Ganhos obtidos em termos de qualidade e produtividade

A execução das estacas foi concluída em aproximadamente cinquenta dias,

incluindo a mobilização e a desmobilização, apresentando um ganho de prazo muito

importante. Em uma outra obra, no mesmo quarteirão e com características semelhantes,

em que se optou pela execução de parede diafragma moldada “in loco”, o prazo de

execução foi de aproximadamente seis meses.

Tecnicamente a solução atendeu às necessidades da obra porque conseguiu atingir o

resultado esperado: fazer uma contenção estanque que permitisse a escavação do solo de

maneira segura e provocasse o mínimo de recalque possível nos terrenos vizinhos.

Um ponto muito importante foi o ganho de área de subsolo em uma região em que o

valor do terreno é muito alto. Isso foi possível devido à pequena espessura da parede (42

cm) e à pequena distância da parede à divisa (7 cm).

Apesar de todas as dificuldades já descritas, principalmente para outras técnicas,

essa parede de contenção foi feita sem causar nenhum recalque significativo nos vizinhos.

73

Já que, por ser estanque, não houve carreamento de partículas de solo e, além disso,

também não houve grandes deformações na parede.

A garantia da estanqueidade foi um ganho de qualidade muito grande para essa

obra. Essa característica evitou preocupações e problemas com vazamentos na contenção,

durante e após a execução da parede.

5.7. Custos

Nesta obra foram feitas 400 estacas com comprimento de 16 metros cada, um total

de 6.400 metros lineares de estaca.

De acordo com os valores da tabela 1 do capítulo 3.6, foi calculado um valor total

estimado para a execução da parede de contenção em estaca secante nesta obra (tabela 4).

Item Unidade Quant. Valor unitário Valor total

Cravação de estacas metro linear 6.400 R$ 115,00 R$ 736.000,00

Concreto m³ 845 R$ 250,00 R$ 211.250,00

Perfil unidade 267 R$ 1.050,00 R$ 280.350,00

Bombeamento m³ 845 R$ 30,00 R$ 25.350,00

Mobilização verba 2 R$ 11.000,00 R$ 22.000,00

Total R$ 1.274.950,00

Tabela 4: Estimativa de preço para execução do serviço de contenção com estaca secante para o

Empreendimento X.


De acordo com a construtora da obra deste estudo de caso, os valores totais

recebidos em proposta para a execução da contenção com a tecnologia de estacas secantes e

com a parede diafragma moldada “in loco” eram muito próximos. Devido a isso, o valor

cobrado para a execução dos serviços não foi um fator importante na decisão da

construtora.

5.8. Considerações finais

De acordo com todas as análises e comparações que foram feitas no estudo de caso

desta obra, pode-se concluir que, dentro das opções de tecnologia existentes para a

74

execução da contenção, a escolha da técnica em estadas secantes pela construtora foi uma

excelente opção, se não a melhor.

Muitas técnicas não tem capacidade de execução de uma contenção em um solo

com as características apresentadas. Enquanto que, outras apresentam uma enorme

dificuldade de realizar paredes neste tipo de solo. Por isso, muitas delas precisaram ser

descartadas.

Outra tecnologia que poderia ser usada neste caso é a parede diafragma moldada “in

loco”. Entretanto, os ganhos de produtividade e qualidade seriam menores se comparados

com a estaca secante, conforme já foi feito.

A maior velocidade de execução, a grande facilidade em se trabalhar em terrenos

pequenos e a alta estanqueidade das paredes em estaca secante foram os pontos mais

importantes para escolha da técnica. Mas é importante também lembrar que existiram

muitos outros ganhos com qualidade e produtividade, como a área de subsolo e recalque

quase nulo nos vizinhos.

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6. Conclusões

Durante o trabalho foi possível observar muitos ganhos de qualidade e

produtividade com a tecnologia de estacas secantes, principalmente em obras em áreas

urbanas, com terrenos pequenos, solo de baixa ou nenhuma coesão e/ou em presença de

água.

Entretanto, é preciso lembrar que essa técnica também apresenta algumas

desvantagens e limitações. Devido a isso, existem situações, dependendo das características

do local, em que a aplicação da estaca secante não é a mais indicada. Além disso, em obras

de contenções que tenham uma menor dificuldade técnica, outras tecnologias de contenção

podem ser uma alternativa possível e mais barata. No caso de terrenos coesivos e sem

presença de água, por exemplo, é possível, muitas vezes, executar estaca metálica com

pranchada de madeira que pode ser uma alternativa muito mais econômica financeiramente.

Uma outra limitação importante é a baixa diponibilidade de mão-de-obra especializada em

estaca secante existente no mercado brasileiro. Para uma empresa começar a realizar

serviços com estaca secante, provavelmente, será necessário realizar um treinamento prévio

da mão-de-obra, especializando-a.

Uma comparação entre as vantagens/facilidades executivas e as

desvantagens/limitações pode ser observada no quadro 5.

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Facilidades executivas e vantagens Limitações e desvantagens

Estanqueidade Limite de profundidade

Alta produtividade Não escava rocha

Possibilidade de execução em terrenos

pequenos

Armadura introduzida somente após a

concretagem

Possibilidade de execução de estacas

próximas à divisa Poucas obras e empresas atuantes no Brasil

Mureta guia de simples execução Baixa disponibilidade de mão-de-obra

especializada

Não utiliza lama bentonítica -

Penetra materiais de grande resistência -

Garantia de linearidade -

Controle computadorizado -

Bom acabamento da estaca -

As estacas não precisam ser todas armadas -

Inexistência de vibrações -

Furo totalmente estável -

Tabela 5: Comparação entre vantagens e desvantagens da técnica em estaca secante.


77

Com a tabela 5, é possível observar que, mesmo com as limitações do sistema, as

vantagens e facilidades executivas são muito maiores se comparadas com as desvantagens.

Além disso, foi possível observar nos quatro estudos de caso deste trabalho os diversos

ganhos em produtividade e qualidade que a técnica pode trazer.

A introdução da tecnologia no Brasil traz um ganho muito grande para a construção

civil porque aumenta a qualidade dos serviços, a competitividade e a produtividade. Devido

à isso, é importante que exista um crescimento da utilização da estaca secante no país.

Assim, é necessário que o conhecimento sobre a técnica seja mais difundido.

Uma sugestão para trabalhos futuros que pretendam aprofundar mais este tema é a

realização de um estudo específico de custo versus benefícios da estaca secante. De forma

que seja possível quantificar e comparar, em exemplos reais de obras, o que foi gasto com

os ganhos obtidos. Esta é uma forma de sair do âmbito da pesquisa bibliográfica e teórica

sobre o assunto e começar a estudar e a mostrar os resultados da tecnologia na prática.

78

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http://www.costafortuna.com.br/svc_hidrofresa.html

http://www.czm.com.br/website/?menu=Produtos&linha=Estaca%20Secante&produto=EK180ES

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http://julianolm.wordpress.com/2009/08/30/%20maestacas-secantes-uma-alternativa-a-parede-diafragma/

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ganhos de qualidade e produtividade através do uso de estaca

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