PATOLOGIAS EM FUNDAÇÕES: UM ESTUDO DE REVISÃO SISTEMÁTICA

RESUMO

O presente artigo tem como intuito demonstrar um estudo de caso realizado sobre as patologias existentes em fundações por meio de uma revisão sistemática, com a caracterização de seus conceitos e tipos de fundações para a partir de então demonstrar os problemas e causas dos tipos decorrentes que podem acontecer nessas fundações e apresentar quais são os sistemas de soluções necessários para cada patologia.

Palavra-chave: Patologias, Fundações, Soluções

ABSTRACT

This article aims to demonstrate a case study conducted on the existing pathologies in foundations through a systematic review, with the characterization of their concepts and types of foundations to then demonstrate the problems and causes of the resulting types that can happen in these foundations and present which solutions systems are necessary for each pathology.

Keyword: Pathologies, Foundations, Solutions

INTRODUÇÃO

Com base em Do Carmo, (2003), fundação é o termo utilizado na engenharia como referência a um conjunto de elementos estrutural e ao maciço de solo, cuja funcionalidade é o suporte e transmissão de cargas ao solo, provenientes de obras de construção estruturais. Seu comportamento é influenciado por variados fatores, podendo ser em decorrência do projeto, a tipologia do solo, os procedimentos no decorrer da construção, além da movimentação pós-implantação e sua possível degradação.

Segundo Milititsky; Consoli; Schnaid, (2015) o valor empregado para a construção da fundação é variável, podendo representar de 3 a 6% do custo total da obra e em casos excepcionais, onde a fundação deve ter um suporte maior o valor pode atingir de 10 a 15% do custo. Por outro lado, quando não há efetiva execução da obra, o custo para a correção pode chegar, ou até mesmo superar o valor inicial da obra, pois o entendimento para as causas originárias das patologias é de difícil identificação, exigindo inúmeros ensaios e estudos de causas; quando a edificação já está em uso, deve-se realizar a evacuação e interdição imediata; afetando a autoestima dos envolvidos nas fases de construção. Algumas patologias podem ser encontradas na fase de construção e algumas medidas devem ser tomadas com a finalidades de garantia da segurança.

Revisão bibliográfica

Segundo Melhado et al. (2002) "Fundações são os elementos estruturais com função de transmitir as cargas da estrutura ao terreno onde ela se apoia" (AZEREDO, 1988) Deste modo como a estrutura distribui cargas ao terreno, para realizar um estudo de fundações é imprescindível o conhecimento e estudo do solo para saber a resposta e o comportamento deste solo que a fundação se encontra.

De acordo com a norma ABNT NBR 6122:1996 as fundações são divididas em duas diretrizes, a direta e a indireta, a direta é conhecida como fundação superficial e a fundação profunda é subdividida no seu interior como direta e indireta.

As Fundações superficiais também conhecidas como rasas têm como característica a transmissão de cargas uniformemente distribuídas por meio de pressão na base, são estruturas situadas abaixo das superestruturas. Ainda de acordo com a norma ABNT NBR 6122:1996 a profundidade de assentamento em relação ao terreno adjacente é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação.

Segundo Falconi et al. (2019) As fundações superficiais são divididas em quatro grupos, sendo eles a sapata, o radier, as vigas e os blocos. Dentro desses grupos há uma subdivisão explicando mais a fundo cada tema, porém neste presente trabalho serão citados apenas superficialmente pois este não é o foco do trabalho.

De acordo com a norma ABNT NBR 6118:2003 As sapatas são estruturas de concreto armado usadas para transmitir ao terreno as cargas de fundação.  Já o radier se assemelha a uma laje captando as cargas transmitidas pelos pilares. O bloco é indicado para obras caracterizadas como pequeno porte, nele diferentemente da sapata pode se utilizar concreto simples, não utilizando o concreto armado. As vigas são pilares alinhados a fundação.

Existem duas possibilidades para realizar o dimensionamento da fundação superficial, as duas utilizam os conceitos fornecidos ao longo do aprendizado da matéria, mas um utiliza o conceito   de pressão admissível e o outro o coeficiente de seguranças parciais. (NBR 6122:1996)

Já as Fundações profundas de acordo com os dados retirados da ABNT NBR 6122:1996 sua característica principal é que ela transmite a carga ao terreno pela base, por sua superfície lateral denominada resistência de fuste ou por uma combinação de ambas.

Segundo a ABNT NBR 6122:1996 as estacas são definidas como elemento de fundação profunda executado inteiramente por equipamentos ou ferramentas. As estacas são ramificadas em dois temas distintos, as moldadas in loco e as pré-moldadas, já a reação que essas estacas tem sob o solo são divididos em estaca com deslocamento ou sem deslocamento sendo elas as cravadas e escavadas. Já os tubulões são feitos de concreto com uma base larga e são divididos em a céu aberto e os de ar comprimido. A diferença entre os três tipos de fundações profundas está na forma delas, o caixão por exemplo é realizado segundo a ABNT 6122:1996 de forma prismática, concretado na superfície e instalado por escavação interna.

O critério de escolha entre qual fundação deve ser adotada se dá primeiramente pela profundidade do solo resistente depois pelo tipo de resistência que aquele solo apresenta e como a carga vai ser transmitida ao solo, o nível do lençol freático e por último, mas não menos importante os problemas que podem ter em torno, como o caso muitas vezes de vibrações excessivas. (CAMPOS,2015)

Dos variados problemas que podem ocorrer em uma edificação durante e depois de finalizada, sendo o custo de reparo muito mais elevado, são os referentes as fundações (ALONSO, 2019). Isso ocorre devido ao fato desses problemas serem complexos, portanto, exigem soluções onerosas, já que os reparos necessitam de mudanças na estrutura do edifício.

Segundo Milititsky, Consoli e Schnaid (2015), os maiores responsáveis pelos problemas de comportamento das fundações são as falhas de execução, o sucesso na concepção e construção de uma fundação não dependerá somente das condições de subsolo, de cálculo e projetos adequados, mas também de especificações precisas e detalhamento dos materiais e procedimentos assim como acompanhamento supervisionado e controle construtivo rigoroso.

As causas mais frequentes de patologias relacionadas a fundações estão associadas as investigações do solo, pelo fato do solo ser o meio que suportará as cargas transmitidas, desse modo, sua caracterização e comportamento são de suma importância para solução de qualquer problema (MILITITSKY; CONSOLI; SCHNAID, 2015).

A ABNT (NBR, 6484), diz que os ensaios de SPT (Standard Penetration Test) devem ser executados de forma padronizada, a fim de que não ocorrem falhas na execução dos projetos. A sondagem dos solos tem papel importantíssimo nas construções, pois é através dela que se obtém indicativos de densidade, consistência e resistência.

Outro fator são os efeitos que os recalques em fundações causam nas estruturas, os quais podem ser classificados em três tipos: danos visuais ou estéticos, que são os que apresentam riscos de qualquer natureza, danos que comprometem o uso e a funcionalidade e por fim, danos estruturais que colocam em risco a segurança dos usuários (MILITITSKY; CONSOLI; SCHNAID, 2015).

Com relação a vida útil do concreto, sua degradação pode ocorrer física ou quimicamente, desse modo, é necessário um controle de qualidade e acompanhamento do concreto utilizado em fundações. Visto que se trata de um sólido poroso, o principal agressor seria a água, que pode causar patologias referentes a porosidade além de servir como meio de transporte para outras substâncias mais agressivas.

Podemos subdividir os efeitos inerentes dos requalques na estrutura em 3 grupos sendo eles segundo Velloso & Lopes (2004):

• Danos estruturais – são os danos causados à estrutura propriamente dita (pilares, vigas e lajes).
• Danos arquitetônicos – são os danos causados à estética da construção, tais como fissuras, trincas em paredes e acabamentos, rupturas de painéis de vidro ou mármore, etc.
• Danos funcionais – são os causados à utilização da estrutura com refluxo ou ruptura de esgotos e galerias, emperramento das portas e janelas, desgaste excessivo de elevadores (desaprumo da estrutura), etc.

METODOLOGIA

Segundo Castro (2007):

A escolha do tipo de estudo depende da pergunta que se pretende responder. Tradicionalmente, a revisão sistemática é um estudo retrospectivo. Existe ainda a possibilidade de realizar a revisão sistemática com dados individuais (CASTRO, 2007).

Desse modo a metodologia empregada para desenvolvimento bibliográfico do projeto baseou-se no estudo de revisão sistemática, com o intuito de consultar toda literatura sobre patologias em fundações, a fim de sintetizar informações sobre os tipos, causas e reparos em patologias.

A pesquisa foi realizada através de documentos online, no período entre julho e agosto de 2021, através das plataformas online Google, Google Acadêmico, Scielo e Portal Capes. 

As palavras chaves escolhidas para iniciar a pesquisa: Patologias em fundações (resultados aproximadamente 286.000), causas de patologias em fundações (150.000 resultados), tipos de patologias em fundações (316.000 resultados) e reparos de patologias em fundações (90.400 resultados).

Os resultados obtidos das pesquisas online passaram por critérios de avaliação com o intuito de escolher aqueles que abrangem mais sobre o tema. Os critérios são: (i) avaliação de acordo com o que o assunto do resumo engloba, (ii) leitura do artigo para identificar o assunto central e (iii) comparação do tema deste trabalho com o assunto do artigo pesquisado.

De acordo com os critérios utilizados, foram selecionados artigos com informações referentes à definição de fundações, causas e tipos de patologias, bem como os reparos que devem ser realizados.

Dessa forma, foram selecionados tais artigos a fim de trazer bases consistentes ao trabalho e trazer de forma sucinta as melhores e mais relevantes informações. Com o intuído de explanar e esclarecer o tema proposto.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Feito a avaliação das condicionantes de serviços inerentes nas estruturas danificadas, iniciasse a seleção entre as alternativas economicamente viáveis, das técnicas adequadas e do material usado para a recuperação da estabilidade estrutural. Uma forma de identificação pode ser interpretada pelo diagrama indicativo dos passos a serem tomados para a intervenção de reparo.

Segundo Helene (1994) as técnicas podem ser classificadas da seguinte maneira:

Sistemas de reparo por repassivação da armadura

Enquadram-se aqui aqueles materiais em que o restabelecimento do equilíbrio químico ocorre pela repassivação da armadura, ou seja, reconstituição da peça estrutural com materiais à base de cimento, restabelecendo as condições de pH de modo a propiciar a formação novamente da camada de passivação nas armaduras corroídas.

Sistemas de reparo por barreira física sobre a armadura

São sistemas que têm como base o bloqueio do acesso dos agentes agressivos às armaduras. Por exemplo, pinturas de barras com materiais de base epóxi.

Sistemas de reparo por barreira física sobre o concreto

Materiais e sistemas que impedem o acesso de agentes agressivos às armaduras e ao concreto de cobrimento, procedendo um bloqueio externamente ao cobrimento de concreto. Encaixam-se nestes sistemas os revestimentos de argamassas poliméricas.

Sistemas de reparo por barreira química

São os materiais que atuam quimicamente no processo corrosivo. São os materiais e sistemas de reconstituição das seções estruturais, como as argamassas e concretos com adições, com propriedades de atuarem quimicamente no processo corrosivo, ou seja, aqueles com adição de inibidores de corrosão, como os nitritos, molibdatos e benzoatos.

Sistemas de reparo por proteção catódica

Compreendem os sistemas de proteção a partir da utilização de ânodos de sacrifício, seja utilizando imposição de corrente/potencial externo, buscando restabelecer as condições de potencial onde o metal está protegido, ou então utilizando pinturas metálicas, com utilização de zinco, por exemplo.

Cada sistema é mais adequado a uma situação, seja ela o estágio em que se encontra o processo corrosivo, ou a causa da corrosão. Vinculado à causa da manifestação do processo corrosivo, têm-se o teor e a quanto tempo o agente agressivo está atuando, determinantes quando da decisão de qual sistema e como utilizá-lo.

Em coerência com a apresentação realizada por Rilem (1993) em seu livro “Princípios Básicos de Reparo”, quando ocorre abordagem dos sistemas básicos de reparo da estrutura com corrosão das armaduras, há a necessidade de articulações com intuito da prevenção manifestação de corrosão, sendo esses procedimentos listados na sequência:

• Proteção contra corrosão por repassivação: incluem-se neste sistema os materiais utilizados para reconstituição de seções danificadas, buscando reestabelecer as condições iniciais da estrutura (são os sistemas de reparo de base cimento);
• Proteção contra corrosão a partir da limitação de parâmetros de mistura do concreto: como relação água/aglomerante e consumo de cimento, por exemplo;
• Proteção contra corrosão a partir do revestimento da armadura: enquadram-se aqui tanto as pinturas de bloqueio, como as de base epóxi, quanto as pinturas ativas, como as com zinco)
• Proteção eletroquímica: compreendem os sistemas que utilizam proteção catódica, remoção eletroquímica de cloretos e realcalinização (técnica que introduz uma solução alcalina no concreto, até a armadura, de modo a recuperar e prevenir a deterioração decorrente da carbonatação.

CONCLUSÃO

Com o desenvolvimento da construção deste estudo, pode-se constatar a importância da realização de um trabalho minucioso na construção de uma fundação estrutural com estudos prévios de geotecnia e dos materiais a serem utilizados.

Visto que o concreto utilizado se trata de um sólido poroso, seu principal agressor pode ser a água, que através da porosidade pode causar patologias, além de servir como meio de transporte para outras substâncias mais agressivas.

Também há a sapiência na necessidade de acompanhar a qualidade do concreto utilizado em fundações e o prazo de vida útil do concreto, pois a perda de propriedade pode ocorrer tanto em decorrência de processos físicos ou químicos.

REFERÊNCIAS

DO CARMO, Paulo Obregon. Patologia das construções. Santa Maria, Programa de atualização profissional – CREA – RS, 2003.

ALONSO, Urbano Rodriguez. Previsão e controle das fundações: uma introdução ao controle. 3. ed. Ed. Edgard Blucher: São Paulo, 2020.

CAMPOS, João Carlos. Elementos de fundações em concretos. 1. ed. [S. l.]: Oficina de textos, 2015. 55 p. Disponível em: http://ofitexto.arquivos.s3.amazonaws.com/Elementos-de-fundacao-em-concreto-DEG.pdf. Acesso em: 20 jul. 2021.

FALCONI, Frederico; CORREA, Celso N.; ORLANDO, Celso; SCHIMDT, Cristina; ANTUNES, William R.; ALBUQUERQUE, Paulo J.; HACHICH, Waldemar; NIYAMA, Sussumu (ed.). Fundações Teoria e prática. 3. ed. [S. l.]: Oficina de textos, 2019. 66 p. Disponível em: http://ofitexto.arquivos.s3.amazonaws.com/degustacao/fundacoes-teoria-e-pratica_deg.pdf. Acesso em: 21 jul. 2021. (Falconi et al. (2019)  (FALCONI et al., 2019))

FABRICIO, Marcio M.; ROSSIGNOLO, João A. Fundações. 1. ed. [S. l.: s. n.], 2002. Disponível em: http://www.profwillian.com/sistemas/apostila_fundacoes.pdf. Acesso em: 16 jul. 2021.

MELHADO, Silvio B.; SOUZA, Ubiraci E.L.; BARROS, Mercia M.S.B; FRANCO, Luiz Sergio; HINO, Mauricio Kenji; GODOI, Eduardo Henrique P.; HOO, Gregory kwan; SHIMIZU, Julio Y. Fundações. 1. ed. [S. l.: s. n.], 2002. Disponível em: https://banzoengenharia-com-br.webnode.com/_files/200000043-183c71936c/Tipos%20de%20Funda%C3%A7%C3%B5es.pdf. Acesso em: 19 jul. 2021.

MILITITSKY, Jarbas; CONSOLI, Nilo C; SCHNAID, Fernando. Patologia das Fundações – 2ª Edição. São Paulo: Oficina de Textos, 2015. 256p.

VELLOSO, Dirceu Alencar; LOPES, Francisco Resende. Fundações. 2. ed. [S. l.]: Oficina de textos, 2004. v. 1. Disponível em: https://issuu.com/ofitexto/docs/deg_fundacoeunico. Acesso em: 19 jul. 2021.

______. NBR 6122. Projeto e execução de fundações– Procedimento. Rio de Janeiro, 1996.

______. NBR 6118. Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro, 2003.

______. NBR, 6484. Solo - Sondagens de simples reconhecimento com SPT - Método de ensaio.

Figura 2: RILEM. Draft recomendation for repair strategies for concrete structures damaged by reinforcement corrosion. Materials and Structures, v. 27, 1994, p. 415-36.

HELENE, P. R. L. Pesquisa para normalização de materiais e sistemas de reparo de estruturas de concreto com corrosão de armaduras. (Relatório parcial de atividades ‒ Projeto temático Fapesp), São Paulo, 1994.

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO. 6ª EDIÇÃO. ed. RIO DE JANEIRO: LTC — Livros Técnicos e Científicos Editora Ltda., v. VOLUME 1, 2019.

Autoras: 

Ébila Kathryna Franco Ferreira

Mahany Garcia Toledo de Andrade