Contenção monitorada

Obra de torre comercial na Avenida Paulista, em São Paulo, emprega paredes-diafragma e estacões intercalados com colunas de solo-cimento. Proximidade do metrô exige rigoroso controle de recalques.

As obras das fundações da Torre Matarazzo, localizada na Avenida Paulista, estão caminhando a passos largos no terreno que abrigava a antiga mansão da família. O empreendimento, idealizado pela Cyrela Commercial Properties e pela Camargo Corrêa Desenvolvimento Imobiliário, é composto pela torre de escritórios triple A, de 22 mil m² de área privativa total, e pelo Shopping Cidade São Paulo, com 17,5 mil m² de área bruta locável.

Para abrigar os sete subsolos da Torre Matarazzo
e do Shopping Cidade São Paulo, escavação
 de aproximadamente 9 mil m² e 25 m
 de profundidade movimentou cerca de 250 mil m³ de terra .

A fase de execução de fundações deve durar 15 meses, quase um terço do cronograma total da obra, planejado para 47 meses. O terreno de 12 mil m² localiza-se na confluência das Ruas São Carlos do Pinhal, Pamplona e Avenida Paulista. A escavação, com cerca de 25 m de profundidade, abrigará sete subsolos e tem exigido planejamento criterioso, além de cuidados redobrados devido à proximidade do túnel da Linha 2 - Verde do Metrô de São Paulo, e à preocupação com a segurança do intenso fluxo de pessoas na avenida. A logística abrangeu desde a mobilização dos equipamentos, que só podem chegar à obra à noite e entrar em funcionamento de dia, até o fornecimento de aço e concreto em horários especiais, de acordo com as exigências da Companhia de Engenharia de Tráfego (CET). Por isso, foi realizado um estudo profundo da execução desde 2009.

Resumo da obra

Torre Matarazzo e Shopping Cidade São Paulo
Realização: Cyrela Commercial Properties e Camargo Corrêa Desenvolvimento Imobiliário
Construção: Cyrela
Área privativa (Torre Matarazzo): 22 mil m²
Área bruta locável (Shopping Cidade de São Paulo): 17,5 mil m²
Área do terreno: 12 mil m²

Contenção junto à Rua Pamplona tem
estacões de  1,20 m de diâmetro intercalados
 com colunas executadas com injeção
 de calda de cimento a alta pressão
 sem ar comprimido, técnica conhecida
 como Chemical Churning Pile (CCP)

A primeira fase das obras de infraestrutura consistiu na execução de cerca de 10 mil m² de paredes-diafragma. Nas divisas com a Rua São Carlos do Pinhal e o prédio vizinho, as paredes moldadas in loco, com clam shell, formam lamelas de 3,20 m, com 40 cm de espessura. Na face da Avenida Paulista, as lamelas medem 2,5 m, com 50 cm de espessura. O clam shell escavou paredes entre 30 m e 35 m de profundidade, sempre posicionado na parte superior do terreno. Em seguida, teve início a escavação da caixa do subsolo com uma área de 9 mil m², cuja movimentação foi de cerca de 250 mil m³ de terra.

CCP e estacões 

No entanto, na divisa da lateral com a Rua Pamplona, inicialmente foi projetada uma parede-diafragma com 1 m de espessura, em função das cargas concentradas nos pilares resultantes dos grandes vãos das lajes exigidos nesse tipo de empreendimento corporativo. Porém, o elevado volume de concreto fez com que fosse adotada uma outra técnica. A solução foi executar estacões, ou estacas escavadas justapostas, com 1,20 m de diâmetro, para formar a parede de contenção, cujos espaços vazios foram preenchidos com colunas de Chemical Churning Pile (CCP) de 80 cm de diâmetro.

A técnica consiste em utilizar perfuratrizes com bomba para injeções de calda de cimento a alta pressão (400 bar a 900 bar) por meio de jatos horizontais a uma velocidade de cerca de 250 m/s. Em função do movimento de rotação do equipamento, mesmo sem escavação prévia, o solo se desagrega e se mistura com a calda de cimento, criando um composto de solo-cimento na forma de colunas com seção circular, com alta resistência e estanqueidade, impermeabilizando o solo. Essa nata é injetada com bicos de 2 mm a 3 mm de diâmetro na terra. A técnica de CCP permite a execução de colunas de diâmetro médio entre 40 cm e 80 cm sem a utilização de ar comprimido (característica do jet grouting, indicado para colunas de diâmetro médio entre 90 cm e 180 cm).

Durante a execução das colunas, o jato funciona como destruidor do terreno, criando uma 'sopa'. O equipamento perfura o solo na descida e, quando sobe, libera a nata de cimento. O excedente que extravasa é recolhido para ser destinado a um bota-fora ou para outra utilização", explica Milton Golombek, diretor da Consultrix, empresa responsável pelo projeto de fundações da Torre Matarazzo. Segundo Golombek, essa solução foi concebida para suportar as cargas concentradas dos pilares da torre, que estarão posicionados sobre essa cortina, com valores da ordem de 3 mil a 4 mil toneladas cada. O coroamento dessa parede foi realizado com uma viga de grandes proporções. "Podemos dizer que as estacas são quase justapostas, pois há uma distância pequena entre elas. Tivemos ainda uma forte preocupação em garantir o prumo desses estacões, que, no final, ficaram com a verticalidade perfeita", destaca ele.

Solução competitiva 

Segundo Clovis Salioni, presidente da Associação Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundações e Geotecnia (Abef) e diretor-superintendente da Geosonda, empresa responsável pela execução das fundações, as técnicas de estacas escavadas com CCP ou jet grouting já são soluções bem conhecidas no Brasil e no mundo. "Porém, é pouco usual em empreendimentos imobiliários. Essa técnica geralmente é empregada em obras de grande porte, como metrô. Mas revelou-se uma solução competitiva em termos de custos e prazo". A opção pelas estacas escavadas com CCP também se deve ao solo do terreno, composto de sessões de limonita (minério de ferro), que formam lâminas bem duras, com camadas de 20 cm até 80 cm de espessura.

	Clique na imagem para ampliar
Tirantes da parede de contenção na divisa com a Avenida Paulista foram executados em ângulos diferentes, com cuidado para não interferirem no túnel do metrô	Detalhe - estacas escavadas e CCP

Central de produção de calda de cimento

O CCP gerou colunas com 22 m de profundidade, impedindo o fluxo de água do terreno, além da função de contenção. Segundo Salioni, o solo local é bom e o lençol freático fica a 12 m de profundidade. O túnel do metrô está na lateral da obra e passa no leito da Avenida Paulista. Porém, as fundações do prédio são bem mais profundas (até 49 m) que os túneis, que estão a 20 m de profundidade. Por esse motivo, foi necessário contratar instrumentação remota durante as obras de infraestrutura para monitoramento de toda a região. "Foi realizado um mapeamento detalhado do subsolo, com farta documentação do trecho, para impedir qualquer surpresa", explica Salioni. Para a execução dos estacões, a Geosonda está utilizando equipamentos como a perfuratriz de 90 toneladas equipada com haste telescópica. O primeiro passo é a escavação com um fluido à base de polímeros que promove a sustentação e a impermeabilização do solo, em substituição à lama bentonítica. Depois, é colocada a madeira e feita a concretagem por bombeamento de baixo para cima, ao mesmo tempo em que o fluido é bombeado. Esse fluido não polui o solo como a bentonita, que promove a sua impermeabilização permanente. Quando a terra é retirada e levada para o bota-fora, acaba prejudicando a drenagem. A nova solução, biodegradável, é formulada com cadeias de carbono que se desfazem em pouco tempo, mantendo as mesmas características da bentonita. O empreendimento tem ao todo 289 estacas escavadas. De acordo com Salioni, o ritmo da obra é a execução de até dois estacões por dia. "Há o cuidado com o controle de ruídos dos equipamentos, dotados de câmara de isolamento acústico. Os guindastes dão apoio ao trabalho. A distância entre os estacões varia de acordo com o trecho. É um mar de estacas, com blocos de fundação de até 66 mil toneladas. Há blocos tão grandes que parecem até radiers", descreve Salioni.

Próximo à Rua Pamplona e também abaixo do túnel, estão locados tirantes inclinados, que evitam proximidade com essas estruturas. O comprimento dos tirantes chega a 40 m.Tirantes monitorados 

Devido à proximidade com túneis do metrô, a obra está passando por monitoramento constante de recalques do pavimento asfáltico da Avenida Paulista. Também estão sendo registrados os deslocamentos provocados pela escavação da obra e a convergência com o túnel do metrô. Tanto que para evitar qualquer risco desse tipo, nos dois "cantos" da parede-diafragma na divisa com a Avenida Paulista foi utilizado escoramento metálico robusto para substituir os tirantes.

A instalação seguiu uma sequência que se inicia com a perfuração baseada no comprimento total do tirante, executando os furos com uma perfuratriz de 10 t a 15 t. Depois, são instalados os tubos de revestimento em PVC, que abrigam de 12 a 14 cabos de aço cada. Esses tubos são preenchidos, em parte, com calda de cimento, sob pressão. São deixados trechos livres de cimento para que cada tirante possa trabalhar de acordo com as determinações do projeto. A ancoragem dos tirantes é feita com protensão normal. No total, a obra conta com mais de 21 mil m de tirantes com capacidade entre 35 tf a 140 tf.

Salioni ressalta que tanto do ponto de vista técnico, quanto do cronograma, a obra está adiantada e atende às especificações. "O plano de ataque foi bom. Essa obra mostra que a engenharia de fundações no Brasil é altamente capacitada não só por parte do cliente, mas também por parte dos projetistas e executores", destaca Salioni.

Ficha técnica Desenvolvimento do projeto: Cyrela Commercial Properties/Camargo Corrêa Desenvolvimento Imobiliário; arquitetura: Aflalo & Gasperini; projeto de fundações: Consultrix; sondagens: Geocel; fundações e infraestrutura: Geosonda

Confira outras imagens da obra

Na face do terreno voltado para a Rua Pamplona, contenção foi feita com estacões intercalados com colunas de solo-cimento do tipo Chemical Churning Pile (CCP). Tirantes alinhados foram dispostos a 1,50 m de distância entre si

Detalhe de uma coluna de solo-cimento do tipo Chemical Churning Pile (CCP)

Solo do terreno apresenta ocorrências de limonita (minério de ferro), que formam lâminas bem duras, com camadas de 20 cm até 80 cm de espessura

Ângulo dos tirantes executados na parede diafragma junto à avenida Paulista foi cuidadosamente estudado para não  interferir no túnel do metrô

Pirâmide londrina

Com 306 m de altura, The Shard é o
edifício mais alto da Europa,
mas logo deve ser ultrapassado
por quatro torres atualmente em construção
em Moscou

Edifício mais alto da Europa emprega estrutura híbrida e soluções inovadoras para transporte vertical

RESUMO DA OBRA

The Shard

Altura: 306 m

Pavimentos: 72 públicos e 15 técnicos

Área construída: 126.712 m²

Inaugurado em julho, o edifício The Shard, torre de vidro que se destaca no horizonte de Londres, detém hoje o título de prédio mais alto da Europa, com 306 m de altura. Assinado pelo arquiteto italiano Renzo Piano, o projeto contempla um conjunto de uso misto - ou uma "cidade vertical", nas palavras do projetista - com escritórios, hotel, restaurantes e apartamentos residenciais, além de pavimentos técnicos e um mirante com vista panorâmica da capital inglesa.

A intenção do arquiteto era criar um edifício de uso estratificado de acordo com a altura dos pavimentos. O volume piramidal esbelto que Piano atribuiu à torre vai ao encontro dessa necessidade: nos pavimentos mais baixos, onde as lajes são mais generosas, ficam os ambientes de escritórios, que exigem espaços mais amplos e flexíveis; o trecho médio do edifício, com espaços medianos, foi destinado às instalações de restaurantes e um hotel cinco estrelas; nos últimos pavimentos, com lajes menores e vista mais nobre, ficam os apartamentos residenciais de altíssimo padrão.

Estrutura

Pilares metálicos são posicionados no
terreno para compor o núcleo de concreto, 
espinha dorsal da torre, tornando possível
sua execução ao mesmo tempo em
que avançassem as escavações dos subsolos

Para tornar viável a construção do The Shard, o projeto estrutural do escritório WSP Cantor Seinuk combinou sistemas construtivos diferentes, harmonizando as demandas de cada trecho da torre. O principal elemento da estrutura é um núcleo rígido de concreto moldado in loco com projeção de 22 m x 19 m e 244 m de altura, que garante a segurança relacionada às forças horizontais dos ventos e à estabilidade em situação de sismos. Ele abriga também as prumadas das instalações prediais, os elevadores e escadas de emergência.

A partir do núcleo, foram construídos os pavimentos. Até o 39º andar onde ficam os escritórios, os restaurantes e os espaços comuns do hotel, a estrutura reticulada é composta por vigas e pilares metálicos e lajes steel deck com concreto leve, que viabilizaram vãos de até 15 m entre a fachada e o núcleo de concreto.

Já nos pavimentos do trecho médio (40º ao 68º), onde ficam os quartos do hotel e os apartamentos residenciais, os pilares são de concreto moldado in loco de alta resistência, com fck variando de 65 MPa a 80 MPa, para minimizar as dimensões de sua seção. Nesses níveis, as lajes são protendidas, garantindo vãos de até 9 m e o adequado isolamento acústico entre os quartos do hotel e as unidades residenciais. A partir do 69º andar, onde ficam o mirante público e pisos técnicos, o edifício volta a ter estrutura metálica.

Construção invertida

As obras do edifício The Shard começaram em março de 2009 e deveriam ser concluídas antes da Olimpíada de 2012. Como em toda obra de edificações, as etapas de escavação do terreno e das fundações da torre constituíam atividades críticas no planejamento.

A solução encontrada para reduzir em quatro meses o cronograma de execução do empreendimento foi o método da construção invertida, em que as escavações dos três subsolos e o núcleo de concreto eram executados ao mesmo tempo. Primeiro, foi executada a contenção do terreno com estacas escavadas de 90 cm de diâmetro.

Depois, foram escavadas e concretadas as estacas de 1.500 mm de diâmetro a mais de 50 m de profundidade, encabeçadas por pilares metálicos. A precisão do alinhamento vertical é garantida por um sistema de medição a laser, e a estabilidade do conjunto por contraventamentos. Foi feita então a concretagem da laje do térreo, em concreto armado, e da seção inicial do núcleo estrutural da torre. Assim, os trabalhos de escavação dos três subsolos poderiam seguir durante a execução da superestrutura. Todos os trabalhos foram realizados com técnicas que minimizavam as vibrações para não causar danos às construções vizinhas - o canteiro é circundado por edifícios tombados pelo patrimônio histórico, linhas de metrô e redes de infraestrutura urbana.

A laje de fundo do terceiro subsolo, que sob o núcleo de concreto tem 3 m de espessura, precisava ser executada rapidamente para não atrasar a evolução da superestrutura. Em uma atividade contínua que durou 32 horas durante a Páscoa de 2010, foram aplicados cerca de 5,5 mil m³ de concreto, em uma operação que mobilizou cerca de 750 caminhões-betoneira.

No restante da estrutura, foram empregadas 26 diferentes dosagens do concreto, além de bombas de alta pressão, para atender às diferentes necessidades referentes às condições climáticas e à altura onde as concretagens eram realizadas.

1. Primeiro, foram executadas as contenções do terreno, as fundações e os pilares metálicos. Em torno da cabeça dos pilares foi executado o trecho inicial do núcleo de concreto

2. Após a concretagem da laje do térreo, inicia-se a escavação dos três subsolos em torno dos pilares devidamente contraventados. Ao mesmo tempo, segue a execução da superestrutura.

3. Quando as escavações terminam, finalmente é executado o trecho de subsolo do núcleo de concreto, que torna os pilares metálicos redundantes. A laje de fundo - que chega a ter 3 m de espessura - é executada de uma só vez, em uma operação que aplicou 5.500 m³ de concreto durante 32 horas ininterruptas.

Pilares periféricos

O projeto arquitetônico previa diferentes espaçamentos entre as colunas da fachada conforme a altura do edifício. Assim, no nível dos escritórios, o espaçamento entre os pilares inclinados seria de 6 m, reduzindo-se pela metade (3 m) nos andares dos restaurantes, hotéis e apartamentos e para 1,5 m nos pavimentos técnicos do topo da torre.

Transporte vertical de materiais e trabalhadores foi um dos grandes desafios da obra, que empregou a grua mais alta do Reino Unido

Para garantir a adequada transferência de carga, foi necessário projetar vigas de transição em diferentes pontos da estrutura, principalmente na porção média da torre. Nos pavimentos inferiores, os pilares tubulares foram preenchidos com concreto para aumentar sua rigidez.

Nesse trecho do edifício, o arquiteto também projetou uma extensão horizontal da torre que cria um pequeno volume anexo, chamado de backpack, para eventuais expansões dos escritórios. Além da descontinuidade na fachada, criou-se a necessidade de aumentar os vãos entre os pilares para garantir a flexibilidade de layout nos andares. Estruturas triangulares de transição nos pavimentos superiores foram projetadas para distribuir horizontalmente as cargas da fachada. O backpack conta com um núcleo secundário de concreto moldado in loco que assegura que eventuais esforços horizontais aos quais seja submetido não sejam transferidos para a torre principal, evitando movimentos de torção que pudessem afetar a estabilidade global.

Máquina alemã faz túnel do metrô do Rio

A entrega oficial do equipamento aconteceu na
fábrica Herrenknecht -
Tunnelling Systems,
localizada em Schwanau, na Alemanha

O Governo do Estado do Rio de Janeiro e a Concessionária Rio Barra, responsável pelas obras da Linha 4 do Metrô (Barra da Tijuca – Ipanema), receberam nesta quinta-feira, o Tunnel Boring Machine (TBM), ‘Tatuzão’. O equipamento vai perfurar os túneis subterrâneos da Linha 4 do Metrô de Ipanema à Gávea sem passar por baixo de edifícios. Também não haverá bate-estaca, explosões e aberturas de valas na superfície ao longo das ruas.

A entrega oficial do equipamento aconteceu na fábrica Herrenknecht, Tunnelling Systems, localizada em Schwanau, na Alemanha, com a presença do secretário de Estado da Casa Civil, Regis Fichtner, e representantes da RioTrilhos e da Concessionária Rio Barra.

- Este é um importante momento para o Rio de Janeiro porque damos um salto nesse grandioso projeto para a cidade, que é a Linha 4 do Metrô. Essa máquina foi construída com uma tecnologia muito avançada capaz de perfurar dois tipos diferentes de solo: rocha e areia. Graças ao equipamento será possível escavar todos os túneis do metrô na Zona Sul sem abrir buracos ao longo das ruas. Eles serão construídos por baixo das vias sem impacto na superfície – afirmou Regis Fichtner.

A chegada do ‘Tatuzão’ ao Brasil está prevista para o início de 2013. O equipamento será montado de março a agosto de 2013, quando deverá entrar em operação, partindo da Estação General Osório em direção à Gávea.

Com 2 mil toneladas e 120 metros de comprimento por 11,5 metros de diâmetro (o equivalente a um prédio de quatro andares), o ‘Tatuzão’ escava de 15 a 18 metros de túnel por dia, quatro vezes mais rápido que os métodos utilizados anteriormente no Rio de Janeiro. Inédito no Rio de Janeiro, trata-se do maior ‘Tatuzão’ da América Latina e o maior equipamento já utilizado em obras no Brasil. Ele será transportado de navio da Europa para o Rio de Janeiro em 20 contêineres e com outras 100 peças grandes soltas.

Ao mesmo tempo em que escava, o ‘Tatuzão’ instala imediatamente os anéis de concreto que formam o túnel. Esse é um método moderno, seguro e usado em todo o mundo. Graças a ele, nos 5,7 km de obras na Zona Sul, será necessário interditar apenas 500 metros de vias.

Mais de 200 profissionais brasileiros e alemães vão operar o ‘Tatuzão’ no Rio

A Linha 4 do Metrô terá 270 pessoas trabalhando exclusivamente para operar o TBM (‘Tatuzão’). Serão eletrotécnicos, mecânicos, operadores e encarregados, que se dividirão em três turnos. Três profissionais brasileiros estão sendo treinados na Alemanha, país onde a máquina foi construída e de onde virão outros 30 técnicos para trabalhar na operação e manutenção da máquina.

‘Tatuzão’ poderá ser usado na construção da linha Gávea-Centro

Durante o evento de entrega do TBM na Alemanha, o secretário Regis Fichtner informou que o Governo do Rio de Janeiro iniciou os estudos para fazer um termo de referência para a contratação de projeto de expansão do metrô que ligará a Gávea ao Centro, passando pelos bairros de Jardim Botânico, Humaitá e Laranjeiras. Projeto que poderá ser colocado em prática a partir de 2016.

- Queremos deixar esse projeto pronto e licitado para que, no futuro, quando terminar a obra da Linha 4, seja possível ao Governo do Estado utilizar o ‘Tatuzão’ nessa nova linha – disse Regis Fichtner.

Linha 4 do Metrô vai beneficiar mais de 300 mil pessoas por dia

A Linha 4 do Metrô do Rio de Janeiro (Barra da Tijuca – Ipanema) vai transportar, a partir de 2016, mais de 300 mil pessoas por dia e retirar das ruas cerca de 2 mil veículos por hora/pico. Com a nova linha, o passageiro poderá utilizar todo o sistema metroviário da cidade com uma única tarifa.

- O Governo do Estado está implantando a Linha 4 do Metrô porque é inquestionável a eficiência deste sistema de transporte e sua importância para o desenvolvimento do Rio de Janeiro. O metrô tem enorme capacidade de carregamento e traz efeitos benéficos para o trânsito e ao meio ambiente, retirando das ruas carros e ônibus. Trata-se da realização de um antigo sonho dos cariocas. A população do Rio de Janeiro será beneficiada pela obra, que vai integrar bairros e regiões da cidade com rapidez, comodidade e segurança – ressalta o secretário de Estado da Casa Civil, Regis Fichtner.

As obras foram iniciadas em junho de 2010 pela Barra da Tijuca e serão concluídas em dezembro de 2015, quando as seis estações (Nossa Senha da Paz, Jardim de Alah, Antero de Quental, Gávea, São Conrado e Jardim Oceânico) serão inauguradas. Já são mais de 3 mil metros de túneis escavados entre a Barra da Tijuca e Gávea. A nova linha, com aproximadamente 16 quilômetros de extensão, entra em operação no segundo semestre de 2016, após passar uma fase de testes.

Para garantir a eficiência do sistema e comodidade dos passageiros, serão comprados 17 trens para operar a Linha 4, com capacidade para transportar mais de 1 milhão de passageiros por dia, quando a demanda estimada para a Linha 4, em 2016, é de 300 mil usuários/dia. O intervalo entre as composições será de quatro minutos.

O metrô é o meio de transporte de massa mais ambientalmente correto porque retira veículos da rua, reduzindo a emissão de gás carbônico do ar que respiramos.