Radier 1i331o

FUNDAÇÃO RADIER

Artur Von Rondon, Janio Oliveira, Marcionilia Moreira, Poliana Andrade, Tatiana Sales e Tayane Fernandes *

Resumo

O radier é um tipo de elemento de fundação superficial e se constitui numa placa rígida que recebe todas as cargas da edificação e as transmite uniformemente ao solo. A sua escolha é indicada quando, um prédimensionamento de sapatas considerando-se a capacidade de e do solo, resulta em dimensões tais que os elementos ficam muito próximos uns dos outros ou mesmo se interceptam; quando se deseja uniformizar os recalques e quando a área total de fundação ultraa metade da área de construção. É uma solução aplicável à maioria dos tipos de solo, pois como há distribuição uniforme da carga, o radier ite um solo com menor resistência do que aquela necessária para fundação em estaca, por exemplo. Esta solução apresenta vantagens como baixo custo e rapidez na execução, além de redução de mão de obra comparada a outros tipos de fundação superficiais ou rasas.

Palavras-chave: Radier, fundação superficial, laje, cargas, solo.

________________________________ * Alunos do curso de Engenharia Civil da PUC Minas – Unidade Barreiro

1. INTRODUÇÃO Pesquisadores apontam que a origem do termo Radier é romena, onde no ado foi muito utilizada nas fundações dos aquedutos. Uma definição mais atual, é a fornecida pela ACI 360R-10 (2010) que define radier como uma laje sobre solo cuja principal finalidade é ar as cargas aplicadas através da tensão issível de e do solo (capacidade do solo). Atualmente, o Brasil está um pouco atrás quando se fala em radier. Em outros países, a primeira opção a se avaliar é o radier; no Brasil, é a última opção. Isso, independentemente do porte da construção. Para estarmos inseridos e atualizados no mercado da construção civil é necessário que estejamos sempre atentos a: mudanças, novas tecnologias e ao rompimento de alguns mitos. Em relação a esses mitos podemos apontar o radier para ilustrar algumas situações que são bem comuns no cenário brasileiro. Geralmente o brasileiro usa o sistema radier apenas para edificações populares e de baixa carga, por julga-lo incapaz de exercer uma função mais complexa ou incapaz de ar cargas elevadas, o que não é verdade, pois se trata de um sistema eficiente trabalhando tanto com altas quanto baixas cargas, quando corretamente dimensionado e executado, obviamente. Outro mito que podemos ressaltar é o de que o sistema composto por estacas e vigas baldrames é mais econômico do que o radier. Provavelmente isso já foi verdade um dia quando há décadas atrás a disponibilidade do concreto usinado era escassa. Felizmente, aos poucos esse tipo de fundação vem ganhando seu espaço na construção civil brasileira, em Fortaleza, por exemplo, já foram executadas fundações tipo radier protendido com cordoalhas engraxadas, para edifícios residenciais de até 15 andares.

2. JUSTIFICATIVA No Brasil, laje sobre o solo (radier) é um sistema que recebe pouca atenção do ponto de vista estrutural como também em sua execução, e isso pode ser comprovado afirmando-se que até a presente data no Brasil não existe uma norma de laje sobre o solo. Quando utilizado, o sistema de laje sobre o solo para fundação é quase que totalmente empregado para edificações populares. Esse procedimento poderia ser ampliado para outros padrões de edificações, porém criou-se a cultura de que não é um sistema tão confiável como as fundações tradicionais (sapatas, estacas, etc). Com este trabalho, procura-se promover um maior conhecimento técnico no projeto e na execução para que essa alternativa ganhe mais espaço na construção civil brasileira, além de apresentar ao leitor as possibilidades pouco conhecidas do radier. Procuramos ainda destacar suas vantagens, desvantagens, descrever suas etapas de construção e apontar qual o tipo correto de radier para cada situação.

Texas. Essa região possui grande incidência de solos expansíveis, ou seja, que se expandem com o aumento da umidade, levando a fissura das lajes executadas em concreto armado. A partir do sucesso da utilização dessa técnica naquela região, seu uso expandiuse por todo o país, atingindo o Canadá. Num crescimento vertiginoso, é a principal destinação das cordoalhas engraxadas e plastificadas naquele país, superando em 50% o enorme mercado das lajes planas para edifícios. A divulgação desta tecnologia no Brasil começou em um seminário de atualização tecnológica sobre protensão, ocorrido em Embu - SP em julho de 1996, o processo finalmente decolou na cidade de Fortaleza – CE. A obra pioneira no Brasil foi a construção em Fortaleza, do primeiro radier protendido com cordoalhas engraxadas e plastificadas, para edifício residencial de grande altura, em agosto de 1999. A fundação do tipo radier em concreto protendido, é muito utilizada em edificações do tipo PAR (Programa de Arrendamento Residencial), geralmente edifícios com térreo e mais três pavimentos, por sua simplicidade, rapidez, segurança e flagrantes vantagens técnicas e econômicas.

3. HISTÓRICO Segundo Almeida (2001), em geral, considerando a situação atual da construção civil Brasileira, pode ser dito que o radier, recebe pouca atenção tanto durante a fase de projeto quanto durante a fase de construção. Como conseqüência, as recomendações que poderiam evitar muitos problemas são simplesmente ignoradas. Como dito anteriormente, não existe uma Norma Brasileira específica para projeto e execução de radiers. Entretanto, existem literaturas produzidas principalmente pelo American Concrete Institute (ACI) e pelo Post-Tensioning Institute (PTI). Conforme Cauduru (2000), o mercado do radier em concreto protendido empregando cordoalha engraxada iniciou seu desenvolvimento na região sudoeste dos Estados Unidos, da Califórnia ao

4. VANTAGENS DO USO DO RADIER Segundo Moura (2000), o emprego de lajes assentadas sobre o solo, destinadas a apoiar residências, galpões e mesmo edifícios de grande porte, tem sido muito comum nos Estados Unidos e apresenta vantagens bastante atraentes: •

a laje desempenha a função de fundação; por se estender em toda projeção da edificação, transmite de maneira segura as suas cargas ao solo, sem exigir dele grande resistência, já que os valores das tensões a serem equilibradas pelo solo ficam bastante reduzidas devido a uniformização das ações;

•

a laje já desempenha as funções de piso pronto, com excelente qualidade de acabamento, estando praticamente pronto para receber a pavimentação;

•

o construtor está dispensado de fazer escavações, alicerces em alvenaria de pedra, baldrames e cintas, além do piso;

•

Redução de execução;

•

•

mão-de-obra

na

execução muito pratica, sendo assim tendo uma grande agilidade na execução, reduzindo a mão de obra, e podendo assim satisfazer o cliente; economia, que é depois da qualidade e segurança, o ponto mais importante, ela pode reduzir o custo em até 30%, em comparação aos outros sistemas e fundações.

5. UTILIZAÇÃO O RADIER O radier geralmente é utilizado em obras de pequeno porte, mas conforme dito anteriormente, se corretamente projetado e executado, pode ar cargas mais elevadas. É aplicável a maioria dos tipos de solo, principalmente em solos fracos, cujas camadas resistentes se encontram a grandes profundidades. Além disso, também é executado em obras de fundação quando a área das sapatas ocuparem cerca de 70 % da área coberta pela construção ou quando se deseja reduzir ao máximo os recalques diferenciais. Em edificações cujas solicitações forem maiores, ou na impossibilidade ar recalques mínimos é necessário atravessar o estrato compressível. Diante desta situação, SANTOS (1997) destaca que as fundações em radier, também definidas por flutuantes, apresentam-se

como alternativa sob as solicitações propostas, entretanto necessitam de algumas das seguintes condições: •

Pré-adensamento da camada mole já comprovado, ou a ser executado por meio de aterros, quando houver disponibilidade de tempo, ou ainda através da retirada de parte do material superficial;

•

Estimativa dos recalques e compatibilidade entre os mesmos e a estrutura;

•

Homogeneidade verificada na resistência do material na profundidade de assentamento.

Este tipo de fundação é comum na cidade do México, onde são comuns radiers sobre profundas camadas de uma argila muito compressível. Esta circunstância acarreta recalques significativos, porém, relativamente uniformizados pelos radiers, conferindo estruturas “móveis” e seguras mediante controle constante. Neste sentido, salienta-se que a aplicação de radiers sobre solos moles, torna-se mais interessante à medida que esta camada é maior, aumentando a profundidade necessária ao emprego de fundações profundas.

6. TIPOS DE RADIER O tipo de solo influência diretamente na escolha do tipo de radier. Segundo o Engenheiro civil Fábio Albino de Souza, muitos casos de insucessos no Brasil com relação a radier foram cometidos por ignorar os tipos de solo e tentar implantar um método de outro país nas condições brasileiras. O projeto e o dimensionamento de um radier é metade cálculo estrutural e metade uma análise de solo. Não adianta conhecer 100% de análise estrutural e 0% de solo e também não adianta conhecer 100% de análise de solo e 0% de análise estrutural. Deve-se ter as duas coisas em

100%, ou seja, você tem que saber muito bem de análise estrutural e muito bem de solos.

necessária a colocação de agregado para deixar a superfície do piso plana.

Os radiers podem ser classificados quanto a sua geometriia, quanto à rigidez à flexão e quanto à tecnologia.

6.1. Quanto à geometria Classificam-se como lisos, com pedestais, nervurados e caixão. - Radiers lisos: tem a vantagem de ter grande facilidade de execução. Este é o tipo de radier que tem sido utilizado nas edificações que possuem até 4 (quatro) pavimentos.

Radier Nervurado. Fonte: Dória (2007)

Radiers em caixão: utiliza-se com a finalidade de ter uma grande rigidez e pode ser executado com vários pisos.

Radier em caixão. Fonte: Dória (2007)

Radier Liso. Fonte: Dória (2007)

6.2. Quanto a rigidez à flexão Radiers com pedestais ou cogumelos: aumenta a espessura sob os pilares e melhora a resistência à flexão e ao esforço cortante. Os pedestais podem ser superiores ou inferiores, tendo este último a vantagem de ser feita na escavação e deixar a superfície do piso plana.

São classificados em rígidos e elásticos. Os radiers rígidos são aqueles cuja rigidez a flexão é relativamente grande, portanto, o elemento estrutural pode ser tratado como um corpo rígido. Os radiers elásticos possuem menor rigidez e os delocamentos relativos da placa não são desprezíveis.

6.3. Quanto à tecnologia

Radier com pedestais ou cogumelos. Fonte: Dória (2007)

Radiers nervurados: executa-se com nervuras secundárias e nervuras principais, colocadas sob os pilares, podendo ser superiores ou inferiores. No caso de nervuras inferiores executa-se sobre a escavação, o que não acontece no caso das nervuras superiores, sendo

A tecnologia empregada na execução de radier é o concreto armado e o concreto protendido, com a utilização de cordoalhas engraxadas. A seguir serão apresentadas as vantagens de cada tecnologia. Radier em concreto armado: A especificação da resistência à compressão do concreto tem influência direta na determinação da espessura do radier e nas propriedades das superfícies

acabadas. A resistência à compressão também tem influência na deformação de retração, na deformação lenta e nas deformações devido à variação da temperatura ambiente. A determinação e a especificação dessa resistência são fundamentais para o desempenho estrutural do radier em concreto armado. Radier em concreto protendido: A simplicidade da execução é característica deste sistema no qual, as cordoalhas e seus órios requerem trabalho muito simples na obra. O sistema mais empregado é o de protensão sem aderência que não requer injeção de pasta de cimento, utiliza-se portanto cordoalhas engraxadas. Segundo Moura (2000), o emprego de cordoalhas engraxadas em lajes assentadas sobre o solo, destinadas a apoiar residências, galpões e mesmo edifícios de grande porte, tem sido muito comum nos Estados Unidos (onde são chamados de “slabs on ground”) e apresenta vantagens bastante atraentes: •

•

•

6.4. Radier estaqueado Radiers estaqueados são um tipo de fundação mista composta por dois elementos: um horizontal (o radier) e outro vertical (as estacas). A transferência das cargas estruturais ao solo se faz por três formas: pela base do elemento horizontal como nas fundações rasas e também ao longo do fuste e da ponta do elemento vertical como em fundações profundas. Esse tipo de solução para a fundação é adotado nos casos em que a capacidade de e do terreno para fundações rasas é de qualidade razoável mas onde os recalques totais e diferenciais esperados possam ser elevados. A introdução de algumas estacas sob o radier tem como objetivo reduzir os valores de recalque a níveis aceitáveis. Nestes casos, o número de estacas a ser utilizado é menor, tipicamente de três a quatro vezes, do que aquele correspondente à alternativa de fundação estaqueada convencional, ou seja, a redução é da ordem de 65 a 75% no número de estacas.

a laje desempenha a função de fundação; por se estender em toda projeção da edificação, transmite de maneira segura as suas cargas ao solo, sem exigir dele grande resistência, já que as tensões a serem equilibradas pelo solo ficam bastante diluídas; a laje já desempenha as funções de piso pronto, com excelente qualidade de acabamento, estando praticamente pronto para receber a pavimentação; o construtor está dispensado de fazer escavações, alicerces em alvenaria de pedra, baldrames e cintas, além do piso citado no item anterior.

Segundo o Concrete Society (2000), o concreto protendido pós tracionado possuias seguintes vantagens com relação ao radier em concreto armado: • • • •

menor espessuras das lajes; redução da fissuração; rapidez de construção; maior impermeabilidade

Esquema de projeto de estacas para redução de recalques diferenciais. Fonte: Randolph (1994).

7. PROJETO E EXECUÇÃO

Os radiers podem ser executados em concreto armado, em concreto reforçado com fibras ou em concreto protendido. Dependendo das características e da escala do projeto. Utiliza-se o Radier protendido quando a fundação rasa é comprida, acomodando mais de uma casa. Empregados em edificações mais altas com 14 pavimentos. Não se tornando viável para um radier de 5 a 6 metros. Já o Radier Armado é utilizado em construções mais baixas com no máximo 4 ou 5 pavimentos. Antes de começar a execução da base do radier, o solo deve estar precisamente nivelado. Deve-se fazer então a verificação in loco realizando ajustes a serem feitos no terreno caso seja necessário. Após a verificação da topografia do terreno são realizadas as agens das instalações elétricas, hidráulicas, e esgoto. Os trechos de agens das tubulações recebem o assentamento de cimento com areia. Segundo Marcelo Nogueira gerente da Rossi Engenharia, em prédios evita-se a agem de tubulação hidráulica sob o radier por motivos estéticos. Executandose um shaft horizontal sobre um radier rebaixado. Posteriormente ocorre o preparo da base. O radier tem uma camada de brita de aproximadamente 7 cm, que permite fazer o nivelamento fino do terreno e evitar o contato da armação com o solo. Pode-se usar brita 1 ou bica corrida compactada e pó de pedra. Sobre ela, coloca-se uma lona plástica, que ajuda na impermeabilização e não deixa que a nata do concreto fresco desça para a brita. O próximo o é a colocação das formas metálicas são vantajosas em projetos maiores com repetição de concretagens e ajudam a fixar a armação e a manter o distanciamento para o solo. Marcos Caracas, da Impacto Protensão, ressalta que, na montagem, os encontros e o travamento das peças têm que ser

verificados antes de prosseguir para a concretagem.

- Armadura: No radier de concreto armado, emprega-se tela metálica simples ou dupla, com ou sem reforço sob as paredes, Conforme a necessidade verificada pelo engenheiro projetista. Na amarração, deve-se atentar para o cobrimento mínimo das telas e o posicionamento das armaduras de arranque e dos ferros de para-raios. “O cobrimento deve ser garantido com espaçadores plásticos, treliças metálicas e caranguejos metálicos”, explica Marcelo Nogueira, da Rossi. A concretagem pode ser realizada através da bomba ou jerica. O nivelamento é garantido por meio de mestras metálicas. O acabamento superficial é obtido por sarrafeamento, desempenamento e acabadora mecânica de superfície. O acabamento não pode ser liso demais, porque a textura deve permitir a aderência de argamassa. - Cabos de protensão: Para realizar a execução dos radiers protendidos, são utilizadas cordoalhas plastificadas e engraxadas, dispostas em feixes com largura de 80 cm a 1 m - quanto maior a carga, mais estreita a malha. Nos encontros das cordoalhas, deve-se posicionar espaçadores para garantir sua elevação e fixação. Na Concretagem a equipe deve evitar pisar nas cordoalhas de protensão ou encostar nelas a ponta do vibrador, para não deslocá-la. Obs.: Deve-se verificar o nivelamento com nível laser, nos quatro cantos da fôrma. “Também é aconselhável conferir se os pontos de elétrica e hidráulica estão corretamente locados”, recomenda o engenheiro Nelson Gerab, da Civic. A cura do radier prontendido é feita com a aplicação continua de água em média sete dias, nesse período pode-se subir parte da alvenaria. Já o o radier de concreto armado pode durar mais de 72 horas.

8. CONCLUSÃO

ABSTRACT

O radier tem um futuro muito promissor no Brasil. Seu uso já é uma inovação por substituir as fundações mais tradicionais.

The raft is a type of surface foundation element and constitutes a rigid plate that receives all the loads of the building and uniformly transmitted to the ground.

A grande vantagem da fundação radier é que ela tem baixo custo e qualquer profissional capacitado pode executar esse tipo de trabalho sem qualquer tipo de dificuldade na operação. A economia dessa laje pode chegar a até 30% do preço final, se comparado a outros métodos. A laje radier também garante praticidade, redução da mão de obra necessária, além de eliminar a escavação e eliminar o contra piso da obra. O fato do radier ser uma peça inteiriça pode lhe conferir uma alta rigidez, o que muitas vezes evita grandes recalques diferenciais. Uma outra vantagem é que esta solução é aplicável a maioria dos tipos de solo, principalmente em solos fracos, cujas camadas resistentes se encontram a grandes profundidades, e que a utilização de estacas ou tubulões, por exemplo, poderiam tornar a obra inviável economicamente. Como explicitado no trabalho, o radier não é muito utilizado no Brasil, principalmente por aqui ter se espalhado a ideia de que esse tipo de fundação possui ‘limitadas’ funções estruturais, sendo ele mais utilizado em construções populares e de baixa carga. Porém, estudando um pouco mais o radier, percebe-se que existem grandes possibilidades oferecidas por esse método, como em Fortaleza, por exemplo, onde já foram executadas fundações tipo radier para edifícios residenciais de até 15 andares. Além disso não podemos deixar de levar em consideração que ainda há grandes possibilidades de aperfeiçoamento da técnica de execução deste método, o que poderia abrir ainda mais caminhos para a sua utilização em larga escala no país.

Its choice is indicated when a pre- sizing shoes considering the soil bearing capacity, resulting in dimensions such that the elements are very close to each other or intersect; when you want to standardize settlements and where the total area of foundation exceeds half of the construction area. It is one applicable to most types of soil solution because as there is uniform distribution of load, soil raft its a lower resistance than that necessary for the foundation of cutting, for example. This solution has the advantages of low cost and speed of execution, and compared manpower reduction to other types of surface or shallow foundation.

Keywords: Radier, shallow foundations , slab, loads , soil.

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