ARTIGO DE REVISÃO
FERNANDES, Marcos Vinício [1], OLIVEIRA, Everton Narciso [2]
FERNANDES, Marcos Vinício. OLIVEIRA, Everton Narciso. Analise Comparativa Entre Fundações Superficiais Do Tipo Radier Armado E Protendido. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 03, Ed. 12, Vol. 03, pp. 106-121 Dezembro de 2018. ISSN:2448-0959
RESUMO
O radier é um tipo de fundação superficial ou rasa que tem sido bastante utilizada no Brasil em obras residenciais ou industriais, sua vantagem é que ela consegue ser feita em solos que tem baixa resistência ou tem altos índices de recalques diferenciais e também por seu custo-benefício que até a descoberta do radier era um problema quando a utilização de outros tipos de fundações nesse tipo de solo. Para a escolha de qual fundação utilizar e necessário observar se ela vai gerar custos reduzidos e menor prazo de execução, que é o que influência muito no orçamento da mesma. Com a crescente utilização de fundações tipo radier, obteve-se a necessidade de estudos mais aprofundados nas formas de melhorar seu desempenho. Nos Estados Unidos teve-se a ideia de utilizar protensão em radier é isso vem sendo difundido no Brasil desde 1996. Esse estudo detalha as vantagem e desvantagem de se utilizar radier protendido em comparação com o radier armado, que é o mais utilizado, por ser o primeiro a ser criado, porém devido à falta de normativa para protensão de radier no Brasil há um preconceito quando a sua execução e por isso existe pouca mão de obra qualificada.
Palavras-Chaves: Radier, Protensão, Fundação Rasa, Radier Armado
INTRODUÇÃO
Esta pesquisa tem o intuito de analisar de forma sucinta os tipos fundação radier empregados na construção civil de modo a citar e comparar o processo construtivo, detalhando o tipo de material utilizado para cada um dos casos.
Para PORDEUS (2007), a fundação é primordial de qualquer edificação, pois conduz para o solo todos os esforços gerados do peso próprio e também das cargas que atuantes na estrutura.
Conforme citado por DÓRIA (2007) que no Brasil não existe normatização para o tipo radier, no entanto, existem literaturas com ótima qualidade criada pelo American Concrete Institute (ACI) e pelo Post-Tensioning Institute (PTI).
De acordo com MARON et al (2016), visando encontrar uma fundação que atendesse aos quesito inovação e maior custo benefício algumas equipes de cálculo estrutural inventaram a fundação radier, contudo, se for executada sem estudo prévio do solo e do tipo de estrutura empregada pode gerar custos elevados, caso executado sem real necessidade, pois cada obra pode solicitar um tipo de fundação.
Segundo PORDEUS (2009), para a escolha do tipo de fundação é necessário um estudo prévio do solo, tipo de construção, nível de água e das limitações da construção. A principal coisa a se observar quanto a escolha e se a fundação escolhida vai gerar custos reduzidos e menor prazo de execução.
O presente estudo tem como objetivo aprimorar o conhecimento sobre radier armado e protendido no Brasil, pois existem diversos pontos que influenciam na escolha desse tipo de fundação. Posteriormente veremos como essa tecnologia foi empregada e onde se originou, obteve-se a necessidade de definir mediante bibliografias o que é um radier e exemplificar os tipos utilizados. Por fim fazer uma alusão sobre a comparação dentre os dois tipos existentes no mercado, o protendido e o armado. A interação solo – estrutura também será discutido, já que está tem papel primordial para a estabilização global da estrutura.
REFERENCIAL TEÓRICO
DEFINIÇÃO
Conforme foi citado por MARON et al (2016), as fundações do tipo radier são lajes de concreto armado, amparadas sobre o solo sem desnível, que tem o objetivo de aguentar as cargas dos pilares e paredes, alvenarias da edificação, e distribuir para o solo sem precisar escavar. A ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas – NBR 6122/2010 define o radier como um elemento de fundação superficial que abrange todos os pilares da obra ou carregamentos distribuídos.
Segundo VELLOSO & LOPES (2012), o radier é empregado quando a soma das cargas da estrutura é dividida pela tensão admissível do solo quando a soma das cargas da estrutura dividida pela taxa admissível do terreno ultrapassar a metade da área a ser construída, comumente é mais vantajoso economicamente unir as sapatas em um único elemento de fundação, que no caso se tornando uma laje.
Segundo DÓRIA (2007), quando o solo tem baixa capacidade de carga, há probabilidades de recalques diferenciais, assim como as sapatas são muito próximas ou quando a área da mesma for maior que a metade da área total da construção.
Evidenciado por ARAÚJO et al (2017), cita existir o radier armado que é feito com concreto armado como o próprio nome diz, e o protendido. O primeiro feito com armadura passiva, telas ou barras de ferro na concretagem, para proporcionar melhor distribuição dos esforços.
Devido ao sistema construtivo da fundação ser pouco explorada no Brasil, um dos especialistas voltados para a área de radier Fábio Albino de Souza, iniciou um livro para mostrar precauções que devem ser tomadas na execução do tipo de fundação superficial em questão, ele afirma que para o processo construtivo ser mais utilizado com menores preocupações é a criação de uma normativa para o radier, mesmo sendo citado na NBR 6122/2010.
MARON et al (2016), como exemplificar de forma mais fácil a compreensão na prática de como o radier funciona, faz a alusão de um solo com alto teor de umidade que vira barro devido as circunstâncias o que o torna menos resistente, colocando uma tábua sobre esse solo, a carga que foi colocada sobre o solo será absorvida, a fundação radier consiste nessa relação de carga e estrutura, uma única peça de concreto com aço que aguenta as cargas colocadas sobre ela, independente se o solo tem resistência.
BREVE HISTÓRICO DE RADIER PROTENDIDO
Conforme CAUDURO (2000), as estatísticas evidência que a utilização e desenvolvimento de radier protendido ocorreu na região sudoeste dos Estados Unidos, da Califórnia ao Texas. Por essa região apresentar elevada incidência de solos expansíveis, que no caso se expande com a presença de umidade, o que ocasiona a ruptura de lajes armadas comuns. Devido ao grande êxito com a utilização da técnica nos Estados Unidos, o Canadá também começou a empregá-la.
CAUDURO (2000), diz que a divulgação no Brasil começou em São Paulo (1996) em um seminário com o objetivo de atualizar sobre novas tecnologias empregadas na protensão de lajes convencionais para professores das Universidades Federais. Porém o processo construtivo feito em fundações tipo radier só começou efetivamente na cidade de Fortaleza-CE por engenheiros que decidiram implementar a nova tecnologia.
CAUDURO (2000), também cita que os benefícios da nova tecnologia são muito amplos, devido a simplicidade de execução, prazos e extrema redução de mão de obra o que melhora bastante a logística com isso ajudou a baixar seus custos e a antecipar a execução da obra. Também foi dispensada a impermeabilização convencional pois a laje protendida já tem impermeabilização própria com filme plástico é camada fina de areia.
Segundo MOURA (2000 apud DÓRIA, 2008), com a utilização de cordoalhas engraxadas em lajes apoiadas sobre o terreno que em inglês pode ser chamado de (slabs on ground) que podem ser empregadas em qualquer tipo de residências conforme solicitação de projeto, que teve início nos Estados Unidos e promove um leque de vantagens em relação a laje armada:
• desempenha papel de fundação; devido ser apoiada sobre toda a área construída, transmite de forma segura as cargas a terreno; sem que haja necessidade de grande resistência em um único ponto o que uniforme as cargas atuantes.
• como forma de minimizar custos com a execução de piso, a laje já faz a função da mesma e tem grande qualidade de piso acabado, estando quase pronto para receber o revestimento;
• os outros métodos convencionais de fundações superficiais ou rasas tem a necessidade e escavações e isso gera custos para o orçamento da edificação e também dispensa alicerces em alvenaria, baldrames e cintas, e também o piso conforme foi citado acima.
Neste trecho, relata-se sobre outros tipos de fundações e depois muda o sentido do conteúdo conforme o texto sublinhado.
INTERAÇÃO SOLO – ESTRUTURA
Conforme ZART (2016), a expressão solo-estrutura agrupa todos os tipos de construção que se apoiam no solo, pode ser qualquer tipo de edificação. Quando é feita a análise do solo em relação a estrutura, é dado o nome de análise de interação solo estrutura.
Para DÓRIA (2007), existem dois tipos de regiões no solo para estrutura, conforme visto na figura 1. A região I é considerada deformável e a II pode ser imaginada como rígida. Nesta situação a região I é vista como parte total do sistema estrutura.
Figura 1: Interação Solo – Estrutura
De acordo com ZART (2016), é necessário se atentar aos esforços atuantes no solo devido a estrutura, que são, o peso próprio da estrutura, do solo e das cargas que serão adicionadas sobre eles, pressão da terra e se houver nível de água deverá ser levado em consideração o empuxo hidrostático.
DÓRIA (2007), evidencia que os esforços que atuam na estrutura podem faze-la se movimentar em alguns milímetros. E quanto maior for sua rigidez, mais uniformes serão os seus recalques e sua movimentação horizontal será menor quando utilizado interfaces lisas ao invés de rugosas.
Figura 2: Elementos de laje submetida às tensões normais e cisalhantes
TIPOS:
RADIER ARMADO
Segundo ARAÚJO et al (2017), ele é mais empregado em obras de até 5 pavimentos. Há necessidade de colocar espaçadores plásticos para garantir o cobrimento mínimo. Superficialmente é necessário desempenar, acabadora mecânica de face e sarrafeamento, onde não pode ser muito liso, pois não possibilita a adesão da argamassa. A cura é feita com manta geotêxtil ou molhagem manual e pode durar mais de 72 horas.
De acordo com CARVALHO e FIGUEREDO FILHO (2013 apud JÚNIOR, 2016), que pode ser empregado o uso de concreto armado para melhorar o desempenho do radier. Esta tecnologia tem como base a utilização de concreto comum com adição de aço em seu interior, a posição do aço aumenta a resistência do concreto para que resista aos esforços solicitantes.
Segundo BASTOS (2006 apud SILVA et al 2014), o concreto armado é um material que responde bem as solicitações de compressão e pouco à tração (em torno de 10% da sua resistência à compressão. Devido a essa fragilidade do concreto a resistir aos esforços causados por tração, obteve-se a necessidade de adicionar um material que fizesse esse papel, que juntos se tornariam um material com alta resistência nos dois quesitos de solicitações. A composição criada foi o concreto e armadura, que são barras de aço, que são detalhadas mediante projeto e situações diversas de construção, nesse caso sua expressão se tornou o nosso famoso “concreto armado”, onde as barras da armadura resiste as tensões de tração e o concreto resiste as tensões de compressão.
Figura 3: Radier Armado
RADIER PROTENDIDO
Segundo DÓRIA (2007), o radier protendido é muito utilizado em edificações tipo PAR (Programa de Arrendamento Residencial), que teve início em Fortaleza-CE, empregado devido a sua simplicidade, rigidez, segurança, economia e rapidez.
De acordo com palestra ministrada pelo Eng. Fábio Albino de Souza a ASTM A416/A416M (2012) compreende os fundamentais grupos de cordoalhas de protensão na construção civil, que são as de relaxação normal e as de baixa relaxação frisando que as características mecânicas dependem da classe do material.
Figura 4: Radier Protendido
Para o Engº. Fábio Albino de Souza o radier protendido as cordoalhas mais utilizadas são de ½” (polegada), baixa relaxação e com tensão última de ruptura (fpu) de 1860 Mpa.
Figura 5: Cordoalha de Protensão
FARIA (2014), evidencia que desde a década de 50 vem sendo empregada a tecnologia de cordoalhas não aderentes em lajes protendidas, primeiramente com cabos engraxados em envoltos com papel. Depois criou-se uma proteção anticorrosiva, que envolve os cabos com um tubo de polietileno ou polipropileno que tem no seu interior graxa especial (cordoalhas engraxadas e plastificadas).
De acordo com DÓRIA (2007), o sistema mais empregado para o uso de protensão sem aderência, pois dispensa a necessidade de injeção de pasta de cimento, é utilizado então cordoalhas engraxadas para facilitar o trabalho.
Ainda de acordo com FARIA (2014), desde a descoberta de cordoalhas engraxadas ela vem sendo grandemente utilizada nas lajes planas lisas, pois controla de forma adequada as flechas e fissuração, com isso, faz com que a estrutura tenha um excelente desempenho. A protensão de lajes lisas tem altura reduzida é não apresentam vigas, o que possibilita ainda mais a compatibilização de projetos, tanto na área hidro sanitária como na elétrica, por tem maiores opções para a distribuição dos dutos, tubulações e também na disposição das paredes e divisórias.
FARIA (2014), cita as principais vantagens na utilização de concreto protendido, que são:
a – Em comparação com o concreto armado, há uma considerável economia em concreto e aço em função da utilização da seção transversal plena em serviço (protensão completa ou limitada) e da utilização de materiais mais resistentes. As lajes protendidas são mais esbeltas que as de concreto armado, possibilitando menor altura do edifício ou melhor aproveitamento da altura total, permitindo por vezes o acréscimo de um ou mais pavimentos;
b – Menores flechas que estruturas de concreto armado equivalente, sendo que as flechas devidas ao carregamento permanente podem ser completamente eliminadas;
c – Melhor controle da fissuração e melhor proteção do aço à corrosão;
d – As condições de serviço praticamente ficam inalteradas após a atuação de uma sobrecarga considerável, sendo que as fissuras temporárias praticamente se fecham após a remoção desta sobrecarga acima do previsto;
e – Maior resistência à fadiga, uma vez que as variações de tensões no aço são pequenas já que toda a seção de concreto trabalha;
f – A laje protendida vence vãos que seriam inviáveis de serem vencidos com concreto armado, acarretando maiores possibilidades arquitetônicas com menores restrições ao aproveitamento dos espaços, devido à maior distância entre os pilares. A FIG. 1.2 apresenta as relações entre espessura e vão para lajes cogumelo, em concreto armado ou protendido, com ou sem capitéis, para lajes com sobrecarga total de até 3 kN/m²;
g – Aumento da resistência à punção, obtida por traçado apropriado dos cabos;
h – Redução considerável no tempo de construção resultante da facilidade de execução das formas para lajes planas.
FARIA (2014), cita também as principais desvantagens na utilização de concreto protendido, que são:
a – Concreto de maior resistência exige maior controle, assim como os aços de maior resistência exigem cuidados com relação à corrosão.
b – Atenção especial deve ser dada ao posicionamento dos cabos já que desvios inadequados podem causar esforços não previstos.
c – As operações de protensão exigem equipamento e pessoal especializados para controle dos esforços aplicados e alongamento dos cabos.
Segundo CAUDURO (2000) é bom que seja colocado um filme plástico (e=0,15 mm) sobre a base para manter a água do concreto quando o mesmo for lançado, ajudar na impermeabilidade, diminuir o atrito da peça com o solo que atua junto com uma camada de areia que pode variar de acordo com o projeto de 5 a 10 cm, que ajuda a diminuir o efeito da capilaridade.
DIFERENÇAS ENTRE OS MÉTODOS CONSTRUTIVOS
Conforme citado por DÓRIA (2007), o concreto protendido obtém algumas vantagens na construção e acabamento em relação ao concreto armado, como por exemplo a utilização de uma menor espessura, redução na fissuração, rapidez na construção e maior impermeabilidade.
DÓRIA (2007) também evidência que o radier de concreto armado é o mesmo que uma protendido, salvo que os esforços de tração são evitados por armadura passiva favoravelmente disposta. Quando incide alguma carga sobre a peça, a mesma gera fissuração, o que faz o alongamento da armadura.
Segundo SOUZA (2013), para cada caso de radier há a necessidade de uma resistência a compressão do concreto, para o armado é utilizado 25 Mpa e no Protendido 30 Mpa. É ainda diz que o radier protendido gera até 30% menos custos em comparação com o armado.
MARON et al (2016), informa que a sustentabilidade pode ser executada de diversas maneiras na Engenharia Civil. Em especial as fundações exigem uma grande quantidade de materiais e isso pode elevar os custos da obra final, o início se dá pelo concreto. De acordo com o pesquisador e professor aposentado do MIT (Massachusetts Institute of Technology), Sidney Yip o concreto ira ser substituído com muita dificuldade pois ele tem custo baixo em relação aos outros materiais no mercado e é o mais utilizado no mundo, no máximo pode ser aprimorado, o que pode melhorar o seu custo-benefício e com isso ajudar na sustentabilidade.
DÓRIA (2007), conclui que no concreto armado a armadura só é tracionada quando há incidência de cargas, já no concreto protendido essa situação muda, devido a sua armadura ativa que é a mesma coisa de uma armadura passiva que foi previamente pré-alongada, se a necessidade incidência de cargas. Os dois tipos de concreto tem a mesma função que é resistir a tração, que é essencialmente o esforço que o concreto sozinho não resiste, com isso pode ser empregado armação de aço ou cordoalhas engraxadas para fazer esse papel. Desta forma a peça já é solicitada já na execução e não quando a peça se deforma.
METODOLOGIA
A pesquisa efetuada, pretende mostrar por meio de estudo bibliográfico a definição do radier que é classificado como um dos tipos de fundações superficiais ou rasas.
Obteve-se a necessidade de mostrar os tipos de materiais de cada um em especial o radier protendido, por ser uma tecnologia que pode ser considerada nova em relação ao concreto armado que já é o radier convencional. Fez-se a comparação da forma de trabalhabilidade de cada um em específico e os seus materiais utilizados e como eles trabalham em relação ao solo, estrutura e concreto. Feito também a comparação em quesitos de economia, qual dos dois tipos de fundação superficial seria o mais econômico.
Para tanto foi necessário um estudo aprofundado em referências bibliográficas publicadas e disponíveis em sites confiáveis, por mencionar todos os quesitos abordados na pesquisa de forma a correlacionar os itens, que no caso é a comparação entre radier armado e protendido e seus subitens.
CONCLUSÃO
Através do estudo comparativo entre radier armado e protendido, obteve-se resultados mediante pesquisas bibliográficas de que é necessário eu estudo particular de cada tipo de solo por meio de sondagem, para que seja feita a escolha ideal para cada tipo de edificação. O radier é um tipo que é muito bem empregado em solos colapsáveis e com baixa resistência, pois consegue distribuir as cargas por igual sobre o terreno, o que minimiza muito as patologias referentes a recalques dentre outros. Esse tipo de fundação superficial pode ser utilizada em até 5 pavimentos em obras residenciais e industriais. Após obter esse conhecimento sobre os benefícios do radier, teve-se a necessidade de conhecer os tipos disponíveis no mercado que são os armados ou protendidos, que de acordo com o estudo tem a mesma funcionalidade que é ajudar no desempenho do concreto que tem baixa resistência a tração, sendo assim a armação ou a protensão assumem o papel de dar ao concreto a resistência a tração, já que o concreto já desempenha muito bem a compressão. A diferença primordial dentre as duas opções é que o protendido já é previamente exposto a uma tração dos cabos, fazendo a peça já trabalhar a tração e o armado necessita de cargas atuantes sobre a laje armada para realmente estar trabalhando. Conforme alguns autores citados nesse estudo, é muito importante entender primeiramente do solo para escolher o tipo de fundação ideal para cada caso, no Brasil ainda há uma falta de mão de obra qualificada que entenda bem do processo de protensão em radiers, o que dificulta na sua aplicação, fazendo muitas vezes a escolha pelo radier armado devido a essa situação. Na questão da economia, algumas bibliografias informaram que o radier protendido consegue ser 30% mais barato que o radier armado, mas isso não julga para a sua utilização, devido ao que foi descrito acima, de não terem uma total confiança na execução do novo método construtivo.
Portanto o estudo foi primordial para conhecimento a conscientização do processo tratado em todo o estudo.
REFERÊNCIAS
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[1] Graduando em Engenharia Civil.
[2] Graduando em Engenharia Civil.
Enviado: Novembro, 2018
Aprovado: Dezembro, 2018
