O bloco de coroamento também chamado de bloco sobre estacas é um elemento estrutural elaborado com concreto armado, sendo moldado in loco, o que significa que o mesmo é construído no canteiro de obra. Sua principal atribuição é transmitir as cargas que chegam na estrutura para as fundações profundas na obra, que são as fundações do tipo estacas ou tubulões. Esse elemento estrutural é utilizado para distribuir as cargas da estrutura de maneira uniforme para cada estaca ou tubulão na fundação.
No que diz respeito as estacas, os blocos podem ser executados sobre várias estacas e o que vai definir a quantidade delas é a capacidade de carga de cada uma e a resistência do solo, que são fatores muito importantes na escolha do tipo da estaca e do dimensionamento do bloco de coroamento. Já no caso do tubulão, o bloco de coroamento é executado sobre um tubulão, se tornando um elemento de transição entre a estrutura e a fundação.
Classificação do bloco de coroamento
A classificação é algo fundamental, porque dependendo do tipo de bloco, o seu comportamento estrutural e método de dimensionamento serão diferentes, podendo ser:
Bloco de coroamento rígido
Como o próprio nome sugere, se trata de um elemento estrutural mais forte e não sofre deformação durante a sua aplicação dentro da obra. Com isso, a rigidez acaba não afetando na transmissão das cargas da estrutura para a fundação.
Sendo assim, esse tipo de bloco apresenta um comportamento estrutural que possui características como:
Estrutura trabalha a flexão em 2 direções, conforme a estrutura de laje, ou seja, com a carga chegando no bloco, o mesmo tende a deformar nas 2 direções;
A transmissão dos esforços da estrutura para as estacas acontece a partir de um fenômeno conhecido como "diagonal comprimida";
O carregamento que chega no bloco acaba concentrando uma força de tração na linha das estacas;
Além da estrutura sofrer flexão em 2 direções, podemos dizer a mesma coisa para o cisalhamento. Porém, a sua ruptura não acontece por tração diagonal, várias fissuras em várias diagonais, mas sim, por diagonal comprimida;
Para que o bloco seja considerado rígido, o ângulo da biela mais afastada deve apresentar um valor mínimo de 33,69°. Caso o valor do ângulo seja maior que 33,69°, temos um bloco rígido, caso contrário, consideramos o bloco como flexível.
Bloco de coroamento flexível
Diferente do bloco rígido, o flexível sofre deformação na presença de carregamento chegando da estrutura. Por essa razão, a transmissão das cargas não acontece de maneira uniforme para todas as estacas, o que torna mais complexo definir a distribuição dos esforços para cada uma.
A transmissão varia de acordo com a distância entre o ponto de carregamento no pilar e a estaca. Neste caso, as estacas mais distantes recebem menos carga, se forem comparadas com as estacas próximas ao pilar.
Com toda essa complexidade, essa distribuição de cargas nas estacas normalmente é realizada a partir de softwares que utilizam como método de cálculo os elementos finitos.
Com relação ao comportamento estrutural do bloco flexível, a NBR 6118:2014 cita que os profissionais da engenharia devem realizar uma análise mais completa sobre o bloco. Essa análise deve contemplar a distribuição dos esforços nas estacas, dos tirantes de tração e a verificação da punção.
Esta punção ocorre quando o pilar rompe o bloco por cisalhamento, ou seja, perfurando o bloco. De maneira simplificada, quando se aplica uma força elevada no lápis que está sobre uma folha de papel, o mesmo acaba perfurando o papel. É assim que acontece com o fenômeno da punção.
Método de dimensionamento do bloco de coroamento
Igual ao comportamento estrutural, o método de cálculo do dimensionamento é diferente para o bloco rígido e bloco flexível. Por isso, é necessário observar com atenção essa classificação, pois, a escolha é de grande importância para o melhor desempenho da estrutura.
Se tratando do bloco rígido com uso de 2 a 6 estacas, utiliza-se o método das bielas e tirantes. Inclusive, esse é o método indicado pela NBR 6118:2014 para o dimensionamento do bloco.
O método tem como base os estudos realizados por Blévot e Fremy, no ano de 1967, que consiste no modelo de treliças internas imaginárias, as quais são submetidas por ações de compressão, bielas, e tração, tirantes.
Agora, levando em consideração o bloco rígido com mais de 6 estacas, utiliza-se outro tipo de cálculo. O método foi definido pelo Comité Euro-international du Béton (CEB) e Fédération Internationale de la Précontrainte (FIB), em 1970, ou CEB-FIB (1970).
Esse método se baseia na teoria da flexão, na qual, devemos considerar tensões normais e tangenciais para a verificação da segurança da estrutura.
Até o momento, todos os métodos são realizados a partir de 2 estacas ou mais, pois o cálculo para 1 estaca é uma situação diferente.
O cálculo é feito a partir dos esforços de fendilhamento, que são esforços de tração transversais em relação à aplicação da carga, os quais, o bloco deve evitar.
Com relação ao bloco flexível, não existe um modelo específico para o cálculo do dimensionamento. Por isso, alguns autores dizem que o cálculo deve ser feito como se o bloco fosse uma sapata flexível, enquanto que para outros, como se fosse uma laje flexível.
Processo de execução do bloco de coroamento
O processo de execução de um bloco de coroamento geralmente possui 7 etapas que são:
1- Abertura de vala
Realiza-se uma abertura da vala que será o bloco de coroamento. É importante esclarecer que o processo da escavação deve seguir de acordo com as dimensões descritas no projeto de fundação.
Os equipamentos utilizados variam de acordo com o tamanho da estrutura. Para dimensões pequenas, a escavação pode ser realizada de forma manual, e no caso de grandes dimensões, pode-se utilizar equipamentos que realizam esse processo de forma mecanizada.
Por fim, é feito o apiloamento do solo, com o objetivo de compactar e regularizar o terreno, e assim, ir preparando o recebimento do lastro de concreto magro.
2- Preparação da cabeça das fundações
Durante a concretagem das fundações profundas, estacas ou tubulões, o concreto é lançado até atingir uma altura maior que a cota de arrasamento. Isso é feito, porque o concreto que fica no topo das fundações é de baixa qualidade. Sendo assim, nessa etapa, é realizado o corte desse excesso de concreto até a cota de arrasamento.
O nível do topo das fundações não deve ficar no mesmo nível que o solo escavado, mas sim, acima desse nível, normalmente sendo 5 cm acima do nível do fundo do bloco. Essa medida serve para ajudar na introdução do bloco de coroamento na fundação.
Em relação aos equipamentos, pode-se utilizar marteletes ou equipamentos hidráulicos, dependendo do tamanho e da quantidade de fundações existentes na obra. Além disso, é preciso ter cuidado na hora da preparação pois, o corte deve ser adequado, com o topo regular e plano para permitir transferência das cargas conforme previsto no projeto de fundação.
3- Execução do lastro de concreto magro
No fundo da vala é inserido uma camada fina de lastro de concreto magro, um tipo de concreto que não apresenta função estrutural, sendo utilizado 5 cm de espessura. Sua função é regularizar a superfície do terreno, além de evitar que o bloco de coroamento fique em contato com o solo, pois a umidade e as substâncias químicas presentes no solo podem reduzir a resistência da estrutura.
4- Montagem das formas
As formas podem ser feitas de madeira, aço, alumínio ou plástico. Essa montagem é realizada sobre o lastro de concreto magro. O objetivo delas é moldar a estrutura de concreto até atingir a resistência de projeto, além de evitar o desperdício dos materiais presentes no concreto, como os agregados e a água, que são essenciais para o alcance da resistência.
Durante a montagem, é utilizado sarrafo guia e gastalho para guiar no posicionamento das formas do bloco de coroamento. Já o travamento vertical pode ser realizado a partir de pontaletes, enquanto costuma ser utilizado vigas ou travamentos metálicos para o travamento horizontal.
E para finalizar essa montagem, utiliza-se tensores de amarração nas formas. Vale lembrar que a montagem das formas deve seguir de acordo com o projeto de fundação, seguindo as dimensões e distâncias calculadas.
5- Instalação das armaduras
Com a etapa de montagem das formas pronta, pode-se iniciar a instalação das armaduras na estrutura, seguindo conforme está descrito no projeto de fundação. Os cuidados são em com relação ao atendimento das especificações do projeto, ou seja, a quantidade, o tamanho e o espaçamento entre as barras de aço. Ainda, deve-se realizar uma limpeza nas armaduras também. Tudo isso para que o bloco tire o máximo de desempenho possível, sem causar problemas para a construção.
A instalação das armaduras pode ser realizada fora das formas em caso de blocos de pequenas dimensões. Caso contrário, a montagem deve ser feita dentro das formas, no local indicado no projeto.
Por fim, antes de iniciar a concretagem, é importante fazer uma inspeção na armadura, com o objetivo de observar se está tudo certo em relação ao projeto.
6- Concretagem do bloco de coroamento
A concretagem é realizada no local da obra, portanto, o concreto pode ser preparado no canteiro de obra ou vir pronto das empresas, utilizando o concreto usinado. Dessa forma, é necessário molhar as formas para que não tenham materiais que se misturem com o concreto, evitando que as formas absorvam a água do concreto, caso o material seja de madeira.
Outro cuidado que precisa ser observado é com relação ao deslocamento das armaduras durante o lançamento do concreto. Caso isso aconteça, deve-se interromper a concretagem, arrumar as armaduras na posição correta, e só assim, dar continuidade com a execução.
O lançamento do concreto deve ser contínuo para que não exista juntas de concretagem. Deve-se utilizar o vibrador de imersão, com o objetivo de evitar a formação de vazios no bloco. Tudo isso é feito para melhorar o desempenho da estrutura.
A concretagem é finalizada assim que o concreto cobrir toda a armadura e o valor desse cobrimento está presente no projeto de fundação. O cobrimento é importante para evitar que aconteça a corrosão do aço.
7- Retirada das formas
A retirada das formas deve ser realizada assim que o concreto atingir sua resistência de projeto. Também é necessário tomar alguns cuidados no momento da retirada das formas para que não cause grandes impactos no bloco.
Como a estrutura ficará em contato com o solo, é necessário realizar a impermeabilização do bloco, com o intuito de evitar a infiltração para seu interior.
Após essa etapa, o bloco de coroamento está pronto para receber o pilar e as cargas que chegam até a estrutura.
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Fonte: Escola Engenharia
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