Sistema ganha competitividade em regiões com alta densidade de edifícios, por causar menos poluição sonora e oferecer menor risco à estrutura de prédios vizinhos
Por: Altair Santos
A estaca helicoidal, que perfura o solo como um “saca-rolhas gigante”, é cada vez mais usada para as fundações de edifícios nos grandes centros urbanos. Sua competitividade se deve ao fato de produzir menos poluição sonora e também por oferecer baixo risco às estruturas de prédios vizinhos. Não significa dizer, porém, que o tradicional método que utiliza o bate-estacas esteja condenado. É o que o coordenador do curso de Engenharia Civil da Universidade de Goiás, Rodrigo Gustavo Delalibera, explica na entrevista a seguir. Confira:
Professor Rodrigo Gustavo Delalibera: "Cada sistema de fundação tem vantagens e desvantagens."
A execução de fundações de edifícios utilizando o sistema hélice-contínua já é predominante neste tipo de construção no Brasil?
O uso de estacas do tipo hélice-contínua monitorada foi desenvolvida nos Estados Unidos. No Brasil, esse tipo de estaca é usado desde 1987 e sua aplicação vem demonstrando grande crescimento principalmente em regiões metropolitanas, onde as vibrações provocadas pelos bate-estacas podem gerar patologias nas edificações limítrofes. É muito difícil afirmar que o sistema “hélice-contínua monitorada” seja predominante na construção de edifícios no país, pois a escolha de um sistema de fundações depende de muitas variáveis envolvidas, como: a intensidade dos esforços solicitantes nas fundações; a existência de edifícios limítrofes; a topografia do terreno; a disponibilidade de sistemas de fundações na região onde será construído o edifício; o custo das fundações, o perfil geotécnico do terreno, entre outros. Cabe ao engenheiro civil, fazer uma análise técnica e orçamentária e, assim, definir qual o tipo de fundação indicado para o edifício em análise. Contudo, pode-se afirmar que nas regiões metropolitanas, onde há grande densidade de construções e, para edifícios altos, o sistema de fundação hélice-contínua monitorada é competitivo.
A poluição sonora e o risco que a fundação pelo modelo bate-estaca pode trazer às edificações vizinhas são os principais motivos que têm estimulado a opção pelo sistema helicoidal?
Esse, sem dúvida, é o principal motivo da utilização desse sistema construtivo de fundações em regiões centrais das cidades. A vibração provocada pelo equipamento bate-estaca, ou até mesmo pelo equipamento utilizado para a construção de uma estaca tipo Franki, causa muita vibração. Essa vibração, geralmente afeta as construções vizinhas e, por muitas vezes, ocorrem o aparecimento de fissuras. Aconselha-se que a utilização de sistemas de fundações que geram vibrações no terreno, seja utilizada em regiões onde há poucas edificações.
As denominadas construções verdes substituíram definitivamente a fundação bate-estaca pela helicoidal?
Em situações onde não possam ser gerados vibrações e excesso de poluição sonora, a fundação tipo hélice-contínua monitorada é a mais indicada para edifícios altos. Contudo, para edifícios de médio porte, podem-se utilizar as estacas escadas com trado mecânico e as estacas tipo Strauss.
Isso não significa, no entanto, que a fundação bate-estaca esteja condenada a desaparecer.
Como disse anteriormente, para cada caso de construção, uma análise técnica e orçamentária deve ser feita. A utilização de fundações em estacas pré-moldadas de concreto (ou estacas de perfis metálicos ou até mesmo de madeira) tem seu espaço garantido no mercado. Em situações onde os esforços nas fundações têm valores considerados elevados e o nível de água impede a construção de outro tipo de fundação, uma alternativa é a utilização de estacas pré-moldadas.
Antes de fazer a opção por um ou outro sistema de fundação é preciso, então, observar as características geotécnicas do solo?
É de fundamental importância ter um prévio conhecimento do solo do local onde será construído o futuro edifício. Cito Pedro Donizete Zacarin: sem sondagem não existe fundação. No mínimo um ensaio a percussão simples com circulação de água (SPT, do inglês Standard Penetration Test) deve ser feito. O número de furos de sondagem é função da área projetada da edificação em planta sobre o terreno. O ensaio de SPT dará condições técnicas para que o engenheiro civil possa projetar uma fundação com segurança e economia. Atualmente, um ensaio denominado SPTT tem sido utilizado com maior frequência, pois por meio deste ensaio é possível ter parâmetros de maior precisão sobre o atrito lateral exercido pela estaca junto ao solo.
Quais fatores que determinam a escolha do tipo de fundação?
– O perfil geotécnico do terreno onde será construída a edificação.
– A intensidade das ações transmitidas pelos pilares às fundações.
– A profundidade do nível de água no terreno.
– A topografia do terreno.
– A existência de construções ao redor da futura edificação.
– A disponibilidade de fundações disponível no mercado.
– O custo da fundação.
Utilizar fundação feita pelo sistema hélice-contínua ou pelo sistema bate-estaca traz alguma alteração na estrutura do edifício em construção? Por exemplo, edifícios com andares altos carecem de um tipo de fundação diferentemente de outros?
A utilização de estacas hélice-contínua monitorada ou pré-moldada não acarreta mudança na superestrutura. Entende-se por superestrutura, os pilares, as vigas e lajes do edifício. O que muda é o projeto da infraestrutura. Dependendo do tipo de fundação a ser utilizada, o número de estacas por pilar poderá ser diferente. Desta forma, o elemento de ligação entre os pilares e as estacas, chamado bloco de coroamento ou bloco sobre estacas poderá ser diferente em ambos os casos.
Quais as vantagens e desvantagens de cada tipo de fundação?
Cada sistema de fundação tem suas vantagens e desvantagens. Neste texto vou me ater às fundações do tipo hélice-contínua monitorada e pré-moldada de concreto.
– Vantagens da hélice-contínua monitorada: alta produtividade; elevado grau de qualidade; possibilidade de execução muito próxima a divisa do terreno, evitando excentricidades entre as ações atuantes nos pilares e o centro das estacas; pode ser executada abaixo do nível de água; pode ser utilizada em qualquer tipo de solo; provoca pouca ou nenhuma vibração; apresenta baixa intensidade de barulho para sua execução.
– Desvantagens da hélice-contínua monitorada: necessidade de locais planos para locomoção dos equipamentos de execução; grande acumulo de solo retirado, exigindo remoção constante; número grande de estacas para ser competitiva com os demais sistemas disponíveis no mercado.
– Vantagens das estacas pré-moldadas de concreto: podem ser construída abaixo do nível de água; apresentam excelente resistência mecânica e geotécnica; podem ser construídas em qualquer tipo de solo, onde o SPT seja inferior a 25 golpes para diâmetros menores que 30 cm e 35 golpes para diâmetros maiores ou iguais a 30 cm; ótimo controle tecnológico dos materiais concreto e aço.
– Desvantagens das estacas pré-moldadas de concreto: produzem excessiva vibração e alta intensidade de barulho durante sua cravação; Dificuldade de transporte para estacas com comprimento maior que 12 m; Faz-se necessária emendar estacas quando o comprimento do fuste for maior que o comprimento de produção das estacas.
Quais normas regem a execução de fundações?
A norma para projeto e execução de fundações vigente no país é a “NBR 6122:2010 – Projeto e execução de fundações”. Porém, é necessária a utilização de outras normas como: NBR 6118; NBR 6484; NBR 6489; NBR 6502; NBR 7190; NBR 8681; NBR 8800; NBR 9061; NBR 9062; NBR 9603; NBR 9604; NBR 9820; NBR 10905; NBR 12069; NBR 12131; NBR 13208.
Os sistemas para executar fundações influenciam no tipo de concreto que se deve usar nas fundações?
Para cada tipo de sistema de fundação a ser utilizada faz-se necessário especificar a resistência característica à compressão do concreto (fck) mínima, a plasticidade do concreto (ensaio do tronco de cone – Slump Test), o consumo mínimo de cimento por metro cúbico e o módulo de elasticidade longitudinal do concreto aos 28 dias de idade.
Por exemplo, para a execução de uma fundação do tipo hélice-contínua monitorada é necessário que o concreto resistência característica à compressão igual ou superior a 20 MPa, slump igual a 22 cm ± 2 cm, fator água-cimento entre 0,53 e 0,56, consumo mínimo de cimento igual a 400 kg/m3, exsudação ≤ 1,0%, teor de ar incorporado ≤ 1,5 % e início de pega ≥ 3,0 horas.
No que hoje tecnologias como CAD e BIM determinam o tipo de fundação que deve ser usado numa edificação?
O advento de ferramentas computacionais tem permitido aos engenheiros uma melhor qualidade nos projetos civis de engenharia. Isso ocorre também nos projetos estruturais e de fundações. As modelagens computacionais permitem ao engenheiro analisar inúmeras possibilidade de esquemas estáticos e, assim, optar por um que apresente bom desempenho estrutural e economia na construção.
Fontes citadas pelo entrevistado
Manual de especificações de produtos e procedimentos ABEF, Ed. ABEF.
Fundações, teoria e prática, Ed. Pini.
Fundações por estacas, Cinta e Aoki, Ed. Oficina de textos;
Fundações, vol. 02, Velloso & Lopes, Ed. Oficina de textos.
Em área com grande densidade de edifícios, o sistema de fundação hélice-contínua monitorada tem se mostrado competitivo.
Sistema de estacas pré-moldadas de concreto: possuem resistência mecânica e geotécnica, mas causam vibração e poluição sonora.
Entrevistado
Rodrigo Gustavo Delalibera, coordenador do curso de Engenharia Civil do Campus Catalão da Universidade Federal de Goiás
Currículo
– Graduado em Engenharia Civil pela Faculdade de Engenharia de São José do Rio Preto
– Mestre em Engenharia Civil pela Escola de Engenharia de São Carlos-USP
– Doutor em Engenharia de estruturas pela Escola de Engenharia de São Carlos-USP
– Atualmente é professor-adjunto II da Universidade Federal de Goiás e coordenador do curso de Engenharia Civil do campus Catalão
Contato: dellacivil@gmail.com / dellacivl@yahoo.com.br
Crédito fotos: Divulgação
