Colapso de Edifício

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SEMINÁRIO

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA Faculdade de Tecnologia - FT Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil - PECC

COLAPSO DE EDIFÍCIO POR RUPTURA DAS ESTACAS: Estudo das Causas e da Recuperação

Execução, Patologia e Reforço de Fundações – 2006/2 Profª.: Neusa Maria Bezerra Mota

Brasília, 30 de Setembro de 2006.

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ANTECEDENTES

CONDOMÍNIO ANÊMONA

Fachada do Condomínio: folheto de propaganda

• Edifício Residencial (Veraneio);

• Localizado em Ubatuba, S.P - Litoral Norte; • Lançamento : 1993 - Construtora e Incorp. Técnica Ltda. • Término: Março 2001 - R.P.A. Construtora e Incorp. Ltda. • Garagem no térreo e quatro andares de apartamentos;

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• 6 aptos por andar - total de 48 aptos = 3837m2;

DESCRIÇÃO ESTRUTURAL

FUNDAÇÃO

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Estacas Pré-Moldadas de Concreto Armado –  30cm; Profundidade de 25m, Cravadas por Marteles Mecânicos; Vigas Baldrame descarregam diretamente nas estacas; Pilares são unidos às Baldrames por meio de chumbadores.

Disposição das estacas, vigas-baldrame e pilares.

DESCRIÇÃO ESTRUTURAL

• ATERRO Foi realizado um trabalho na divisa de fundo do condomínio, com a finalidade de canalizar um córrego, que possibilitou a urbanização e a criação de uma rua no local; Para posicionar o edifício em uma altura segura de possíveis transbordamentos, seu nível foi elevado  2 metros, através de um aterro em toda a área delimitada pelo terreno;

Relevância desse aterro no processo que causou a ruptura das estacas da fundação.

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DESCRIÇÃO ESTRUTURAL

ESTRUTURA DE TRANSIÇÃO

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• Entre o Térreo e o Pavimento-Tipo; • Vigas de C. A. apoiadas nos Pilares-paredes; • Lajes c/ Nervuras Pré-Fabricadas, h=15cm.

Estrutura de Transição.

DESCRIÇÃO ESTRUTURAL

ALVENARIA ESTRUTURAL • Composta por blocos estruturais de concreto - 14 x 19 x 39cm; • Toda alvenaria foi construída de maneira reforçada, com amarrações nos cantos perpendiculares a cada duas fiadas e graute em alguns blocos;

Pilares-parede da obra abandonada nas proximidades

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DESCRIÇÃO ESTRUTURAL

ESTRUTURA DO PAVIMENTO TIPO

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• Lajes → placas pré-fabricadas protendidas tipo alveolar; • Três aptos. de cada lado do pavimento, um eixo de simetria;

• Paredes → Alvenaria Estrutural + Divisórias; • Algumas vidas de C.A. moldadas “in loco”.

Pavimento Tipo

HISTÓRICO DO DESABAMENTO

Em 17 de maio de 2001, o bloco “B” do condomínio em estudo sofreu desabamento parcial de sua estrutura, devido à ruptura do seu sistema de sustentação.

A

B

Panorama do edifício deslocado.

O conjunto cedeu aproximadamente dois metros até o momento em que a laje de transição do teto do andar térreo apoiou-se no solo, descarregando todo o peso sobre este último.

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2,0 m

HISTÓRICO DO DESABAMENTO

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A

B

Edifício recalcado apoiado sobre a superfície do térreo

HISTÓRICO DO DESABAMENTO

Além deste deslocamento vertical, ocorreram outras duas movimentações do conjunto: translação horizontal para o sentido dos fundos e pequena rotação no sentido anti-horário.

Deslocamento horizontal do edifício

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HISTÓRICO DO DESABAMENTO

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Alvenaria restante sem grandes avarias.

Com exceção do térreo, no qual evidenciou-se a completa destruição do pavimento, surpreendentemente os demais pavimentos da estrutura mantiveram-se íntegros, sem grandes fissuras ou avarias graves.

HISTÓRICO DO DESABAMENTO

Pela configuração do rompimento da laje de transição, pode-se afirmar que os pilares do térreo localizados próximos ao fundo do terreno cederam sem qualquer restrição ao conjunto do edifício, e não penetraram no interior do primeiro pavimento. Já os pilares da outra face da edificação não cederam, entretanto puncionaram a laje e penetraram no interior dos apartamentos. Pilar afundou junto com o edifício

Pilar do térreo no

interior do 1º. Pav.

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ESTUDO DAS CAUSAS DO COLAPSO

SOLO DE FUNDAÇÃO

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A base de sustentação do bloco “B” localizava-se inteiramente sobre o solo de pior qualidade.

ESTUDO DAS CAUSAS DO COLAPSO

CAUSA DA RUPTURA DAS ESTACAS

Perfil do solo sob o bloco “B”

• Sondagem → Camadas de solo com mínima capacidade de suporte e extrema compressibilidade.

• Nivelamento do piso utilizando mais aterro → serviu para agravar a situação, com o aumento do carregamento, acelerou-se o processo de adensamento que o solo já vinha sofrendo.

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ESTUDO DAS CAUSAS DO COLAPSO

• Com o aumento do carregamento do solo, ocorreram grandes tensões horizontais, que atuaram ao longo do fuste da estaca. Esse empuxo lateral é chamado de “Efeito Tschebotarioff”. • A pouca rigidez da estrutura de transição, localizada no pavimento térreo, também contribuiu para a efetivação do colapso.

Atuação dos pilares do térreo no colapso.

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ESTUDO DAS CAUSAS DO COLAPSO

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 Ficou evidente que o solo de fundação foi o principal responsável pela ocorrência do sinistro. O empuxo lateral no solo de fundação, devido ao peso excessivo do aterro, solicitou lateralmente os elementos de fundação.

ESTUDO DAS CAUSAS DO COLAPSO  Por ser muito mole, o solo não proporcionou resistência lateral às fundações nem restringiu seus deslocamentos horizontais, permitindo que elas perdessem a estabilidade e rompessem por flexo-compressão.

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ESTUDO DAS AÇÕES NA ESTACA

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VERIFICAÇÃO DO DIMENSIONAMENTO DAS ESTACAS

Sem considerar o Empuxo Lateral: -A armadura mínima é suficiente para suportar os esforços de flexo-compressão na estaca, provenientes da superestrutura.

Considerando o Empuxo Lateral: -Pelo Método de Tschebotarioff As = 57cm2, área da armadura longitudinal necessária para resistir o esforço de flexão atuante na estaca. ( 12  25mm) -Pelo

Método de Beer e Wallays

As = 43cm2, área da armadura longitudinal necessária para resistir o esforço de flexão atuante na estaca. ( 8  25mm)

PROJETO DA RECUPERAÇÃO ESTRUTURAL

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Logo após o acidente uma comissão formada pelos condôminos foi organizada. Com a posse do laudo técnico, o grupo optou por não demolir o prédio, e sim realizar sua recuperação estrutural. O escritório “Maffei Engenharia” foi contratado para realizar a tarefa de reerguer toda a estrutura desabada e recondicioná-la adequadamente para o uso dos proprietários. Bloco “B”

Primeiras Medidas Uma das medidas tomadas para estabilizar a estrutura foi compactar volumes de solo adjacentes à divisa, pelo lado de fora: com esse acréscimo de peso, conseguiu-se equilibrar a diferença de pressão exercida na fundação.

PROJETO DA RECUPERAÇÃO ESTRUTURAL

PROCESSO DE RECUPERAÇÃO

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O projeto prevê que para recuperar o bloco “B” seria necessário reerguê-lo o equivalente à altura de um pé direito. Essa tarefa seria executada com o auxílio de uma estrutura metálica provisória. Necessidade de fundação provisória para suportar os esforços solicitantes durante a elevação do edifício.

PROJETO DA RECUPERAÇÃO ESTRUTURAL

ESTRUTURA METÁLICA A estrutura será capaz de elevar o bloco desabado e sustentá-lo o tempo suficiente para que o pavimento térreo seja reconstruído. Após a recomposição de toda a sustentação definitiva de concreto armado no pavimento inferior, a estrutura auxiliar será desmontada. Os engenheiros estudaram diversas alternativas. Optou-se pelo modelo que apresentou ser mais viável tecnicamente e econômico.

Adotou-se 7 treliças compostas de cabos de alta resistência. Posicionamento da estrutura provisória

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PROJETO DA RECUPERAÇÃO ESTRUTURAL

Macaqueamento e Escoramento Após a montagem da estrutura provisória, começaria a fase de içamento do bloco desabado.

Para erguer o edifício seria acoplado, embaixo dos montantes da estrutura, 14 macacos hidráulicos de capacidade de 200tf.

Edifício posicionado na cota de origem

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PROBLEMAS DURANTE A EXECUÇÃO

Após o início das obras de recuperação, alguns problemas de natureza financeira inviabilizaram o projeto. Apesar da estrutura metálica auxiliar, item de maior custo do projeto, ter sido elaborada para ser a mais econômica possível, o orçamento inicial ficou aquém do necessário. Para tentar contornar tal problema, os responsáveis pela obra solicitaram um empréstimo de todos os perfis metálicos necessários, junto à “Companhia do Metropolitano de São Paulo”. Os responsáveis pela companhia, sensibilizados com o caso, concederam o pedido, mas houve uma grande demora na burocracia da aprovação do empréstimo. O tempo gasto nessa fase inviabilizou a continuidade do projeto e culminou com a necessidade de demolir o edifício, pois este já apresentava risco de desabamento total.

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CONCLUSÕES

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Comumente são notificados problemas decorrentes de recalques apresentados nas edificações! A interação solo-estrutura constitui um tema de difícil interpretação física, porém, os dois componentes estão intimamente relacionados. Sendo assim, não podem mais ser considerados isoladamente, como de costume. Estudo de casos, como o realizado neste trabalho, constituem um importante subsídio para o assunto, pois é através de experiências como essas que o meio técnico aprimora seus conhecimentos e torna-se cada vez mais apto para confrontar novos desafios.

BIBLIOGRAFIA

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SOUZA, E. G. (2003). Colapso de edifício por ruptura das estacas: estudo das causas e da recuperação. São Carlos. 115p. Dissertação (Mestrado) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo.