anÁlise comparativa de custos na execuÇÃo de muro de ... · de massa específica aparente...

16
1 ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE CONTENÇÃO PELO SOFTWARE EBERICK E PELOS MÉTODOS CONVENCIONAIS RESUMO Vencer as dificuldades que o terreno impõe são metas traçadas desde o início dos tempos. Nesse contexto, a Engenharia Civil se desenvolveu para fornecer condições de construção em lugares que impõem dificuldades topográficas. Dessa forma, o aperfeiçoamento da técnica e dos profissionais envolvidos na contenção de maciços tornou-se necessária, em especial, o muro de arrimo. Embora essas técnicas já estejam muito enraizadas na construção civil, muitas vezes elas esbarram na pouca experiência do profissional envolvido. Além disso, há diversas maneiras de elaboração dos cálculos, detalhes construtivos e levantamento de insumos necessários, apresentando, cada uma delas, diferentes características finais. Sob essa perspectiva, este trabalho visa o desenvolvimento dos cálculos de uma estrutura de arrimo e análise de valores aplicados no mercado, através de duas metodologias: uma segundo as bibliografias de Marchetti e Caputo; e a seguinte através da plataforma do software Eberick. O local utilizado como estudo foi um terreno localizado no condomínio Gran Royalle, em Montes Claros MG. A tipologia de arrimo escolhida foi a de muro por gravidade e os parâmetros do solo foram recolhidos in loco. Com a realização deste estudo, identificou-se que o Eberick apresenta maiores dimensões estruturais e maiores preços de execução, se comparados a metodologia manuscrita de cálculo. Sendo, portanto, mais indicado o dimensionamento dessas estruturas seguindo métodos manuais. Palavras-chave: muro de arrimo; dimensionamento; comparação. INTRODUÇÃO A necessidade do ser humano de construir em diferentes condições de terreno não é um desafio recente. Segundo Kinder e Hilgemann (1964) apud Pinto (2013), há registros de obras de contenção realizadas em tempos remotos, entre 3200 a 2800 a.C. na região da Mesopotâmia, mais precisamente na região sul, onde hoje se localiza o Iraque. Nesse contexto, a Engenharia Civil se desenvolveu para acompanhar e favorecer as mudanças requeridas pelo homem ao longo da história. Esses avanços trouxeram consigo a

Upload: others

Post on 08-Nov-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE ... · de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi retirada e levada ao

1

ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE

CONTENÇÃO PELO SOFTWARE EBERICK E PELOS MÉTODOS

CONVENCIONAIS

RESUMO

Vencer as dificuldades que o terreno impõe são metas traçadas desde o início dos tempos. Nesse

contexto, a Engenharia Civil se desenvolveu para fornecer condições de construção em lugares

que impõem dificuldades topográficas. Dessa forma, o aperfeiçoamento da técnica e dos

profissionais envolvidos na contenção de maciços tornou-se necessária, em especial, o muro de

arrimo. Embora essas técnicas já estejam muito enraizadas na construção civil, muitas vezes

elas esbarram na pouca experiência do profissional envolvido. Além disso, há diversas maneiras

de elaboração dos cálculos, detalhes construtivos e levantamento de insumos necessários,

apresentando, cada uma delas, diferentes características finais. Sob essa perspectiva, este

trabalho visa o desenvolvimento dos cálculos de uma estrutura de arrimo e análise de valores

aplicados no mercado, através de duas metodologias: uma segundo as bibliografias de Marchetti

e Caputo; e a seguinte através da plataforma do software Eberick. O local utilizado como estudo

foi um terreno localizado no condomínio Gran Royalle, em Montes Claros – MG. A tipologia

de arrimo escolhida foi a de muro por gravidade e os parâmetros do solo foram recolhidos in

loco. Com a realização deste estudo, identificou-se que o Eberick apresenta maiores dimensões

estruturais e maiores preços de execução, se comparados a metodologia manuscrita de cálculo.

Sendo, portanto, mais indicado o dimensionamento dessas estruturas seguindo métodos

manuais.

Palavras-chave: muro de arrimo; dimensionamento; comparação.

INTRODUÇÃO

A necessidade do ser humano de construir em diferentes condições de terreno não é um

desafio recente. Segundo Kinder e Hilgemann (1964) apud Pinto (2013), há registros de obras

de contenção realizadas em tempos remotos, entre 3200 a 2800 a.C. na região da Mesopotâmia,

mais precisamente na região sul, onde hoje se localiza o Iraque.

Nesse contexto, a Engenharia Civil se desenvolveu para acompanhar e favorecer as

mudanças requeridas pelo homem ao longo da história. Esses avanços trouxeram consigo a

Page 2: ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE ... · de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi retirada e levada ao

2

necessidade de se expandir e ocupar novas regiões, muitas das quais de difícil acesso (FREITAS

et al., 2014).

À vista disso, construção em locais com topografias acidentadas, tais como morros,

encostas e montanhas, se tornaram desafios a serem superados pelo ser humano. Desta forma,

a utilização de novas técnicas construtivas, tal qual a necessidade de aprimoramento dos

profissionais envolvidos, passaram a ser necessárias. Dentre as mais importantes técnicas,

destacam-se as estruturas de contenção, em especial, o muro de arrimo (PINTO, 2013).

Consoante a Pinto (2013), a aplicação da técnica de contenção e estabilização de relevos

irregulares tornou-se importante fator de estudo e aperfeiçoamento na esfera da construção

civil. A carência cada vez maior de espaços disponíveis às novas estruturas, sobretudo quando

se pensa em regiões muito urbanizadas com alta valorização da metragem quadrada, expandiu

ainda mais o aproveitamento dessas áreas de difícil concepção de edificações.

No Brasil, este método construtivo se desenvolveu consoante ao desenvolvimento

econômico e processo de urbanização passado pelo país, sobretudo nas últimas décadas. A

escolha de soluções de engenharia para idealização de muro de arrimo nas diversas áreas do

território brasileiro é justificado por vários aspectos, desde econômicos a climáticos e sociais

(PINTO, 2013).

Embora já muito enraizadas e diversificadas, as várias técnicas de construção de muro de

arrimo em território nacional esbarram muitas vezes nas limitações técnicas e de mão de obra

disponíveis. Outro aspecto relevante é a limitação que os estudantes e profissionais

principiantes possuem, justificados, em sua maioria, pela pouca experiência na elaboração de

contenção. Muitas vezes tais estruturas são superdimensionadas e construídas sem muito estudo

de concepção de projetos nesta esfera (ALVES, 2011).

Dessa forma, a escolha desse tema é oriunda da necessidade de embasamento técnico no

que tange ao dimensionamento deste tipo de estrutura e à possibilidade de contribuição

acadêmica, a fim de prover conhecimento quanto aos cálculos construtivos de muro de arrimo,

estrutura essa largamente utilizada na construção civil.

Segundo Vergutz et al. (2010), os projetos estruturais podem ser realizados tanto de

maneira manuscrita, com auxílio de métodos preestabelecidos, como os cálculos de empuxo

Rankine, ou por meio de pacotes computacionais, como o software Eberick, apresentando

mudanças no dinamismo da elaboração de projeto e, por vezes, diferentes precisões no

quantitativo de insumos.

Page 3: ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE ... · de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi retirada e levada ao

3

Optou-se, na elaboração dos cálculos e detalhamento construtivo, pelo método do muro

de arrimo por gravidade, amplamente utilizado na construção civil e aplicável, em especial, em

alturas não superiores a cinco metros (RANZINE E NEGRO, 1998).

Portanto, o objetivo deste trabalho é a elaboração de uma análise comparativa de

resultados obtidos pelo método proposto por Rankine e o software Eberick, realizando

levantamento de dados do quantitativo de materiais e custos de insumos necessários.

MÉTODOS

Levantamento de dados

O presente estudo foi realizado na cidade de Montes Claros - MG, localizada na parte

norte de Minas Gerais, ocupando uma área territorial de aproximadamente 3.583 km², entre

zona urbana e rural e fica a 418 km de Belo Horizonte (capital mineira). Segundo o IBGE

(2017), a cidade possui uma população de 402.027 habitantes.

O terreno estudado se localiza em condomínio residencial, situado na Rodovia Júlio

Garcia, 1205-1247 - Santo Expedito, Montes Claros – MG. O condomínio possui uma área total

de 749.842,23 m² com 505 lotes de dimensões a partir de 600m². Ele se encontra

aproximadamente a 7,3 km do centro da cidade.

A Figura 1 apresenta o terreno a ser contido através da construção do muro de arrimo.

Figura 1 – Terreno do condomínio escolhido como área de estudo.

Fonte: Autoria própria.

Page 4: ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE ... · de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi retirada e levada ao

4

Para o desenvolvimento do estudo, foram realizadas visitas in loco no segundo semestre

de 2017 e no primeiro semestre de 2018. Nessas visitas foram observadas as características do

terreno a ser estudado, recolhidas as informações obtidas através de sondagem do solo,

levantadas memórias fotográficas do local e analisado o perfil da edificação a ser construída.

Neste terreno, que possui 600 m², foi realizada a escavação do terreno. A área escavada

possui dimensões de 11 m x 20 m, com cota constante de -3,20 m ao longo de toda a escavação.

Dessa forma, a área destinada à construção do muro feita no subsolo da estrutura residencial.

Em conformidade com a NBR 7185 (ABNT, 1986), ainda in loco, realizou-se um ensaio

de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi

retirada e levada ao laboratório de mecânica dos solos da Faculdade de Ciências Exatas e

Tecnológicas Santo Agostinho – FACET, onde três amostras de 50 g foram pesadas em

balanças de precisão e postas em estufa para secagem e obtenção de massa específica, esta

usada como parâmetro de cálculo dos empuxos ativo e passivo encontrados no maciço

escolhido como objeto de estudo.

Foi recolhida uma cópia da sondagem à percussão (SPT), essa requisitada anteriormente

pelo proprietário do lote. Segundo o ensaio, o solo apresenta composição mista ao longo de sua

profundidade, com predominância até a cota da escavação, de argila concrecionada, não

plástica, rija a dura e de coloração vermelha. Estes dados foram utilizados como parâmetros de

cálculo dos empuxos ativo e passivo e, por conseguinte, da estrutura de arrimo como um todo

(PEREIRA FILHO, 2015).

O tipo de muro de arrimo escolhido a ser aplicado foi o por gravidade. A escolha justifica-

se pela sua boa aplicabilidade em alturas inferiores a 5 metros a serem contidas, além de grande

disponibilidade de material didático pertinente aos cálculos desta estrutura (MOLITERNO,

1994).

Após a adoção do método construtivo e levantamento de dados, foram feitos os cálculos

construtivos na plataforma Eberick e outros através da metodologia proposta pelas bibliografias

de Marchetti (2007) e Caputo (1987).

Metodologia proposta por Marchetti e Caputo

Procedeu ao recolhimento dos parâmetros do solo e das características físicas do terreno,

a elaboração do cálculos construtivos seguindo as bibliografias de Marchetti (2007) e Caputo

Page 5: ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE ... · de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi retirada e levada ao

5

(1987), utilizando o método proposto por Rankine no cálculo dos empuxos, de maneira

manuscrita.

Consoante ao proposto por Marchetti (2007) realizou-se o pré-dimensionamento,

adotando dessa maneira, a geometria que seria usada no dimensionamento manual.

Os cálculos dos empuxos (passivo e ativo), foram feitos seguindo as equações propostas

nas bibliografias de Caputo (1987), seguindo método proposto por Rankine. Os coeficientes de

empuxo ativo e passivo são encontrados através da Equação 1 e 2.

𝐾𝑎 = 𝑡𝑔² (45 - ϕ/2) (1)

Em que ka representa o coeficiente de empuxo ativo e tg, a tangente do ângulo de atrito.

𝐾𝑝 = 𝑡𝑔² (45 + 𝜙/2) (2)

Onde kp representa o coeficiente de empuxo passivo e tg, a tangente do ângulo de atrito.

Verifica-se o empuxo ativo pela Equação 3.

𝐸𝑎 = 𝛾 𝑥 𝐻 𝑥 𝐾𝑎 𝑥 𝐻/2. (3)

Em que:

𝐸𝑎 = empuxo ativo (KN/m);

𝛾 = peso específico do solo (KN/m³);

𝐻 = altura do maciço (m);

𝐾𝑎 = coeficiente de empuxo ativo.

O empuxo passivo é aferido pela Equação 4.

𝐸𝑝 = 𝛾 𝑥 𝐻 𝑥 𝐾𝑝 𝑥 𝐻/2. (4)

Onde:

𝐸𝑝 = empuxo passivo (KN/m);

𝛾 = peso específico do solo (KN/m³);

𝐻 = altura do maciço (m);

𝐾𝑝 = coeficiente de empuxo passivo.

Ainda com as informações provenientes dos cálculos de empuxo, foram feitos os cálculos

dos momentos provenientes dos mesmos. Os momentos decorrentes dos empuxos são

verificados pela Equação 5 e 6.

𝑀𝑡 = 𝐸𝑎 𝑥 𝑐 (5)

Mt representa o momento de tombamento (kN.m), Ea o empuxo ativo (kN/m) e c o centroide

de área.

𝑀𝑅𝐸𝑝 = 𝐸𝑝 𝑥 𝑎 (6)

Em que:

𝑀𝑅𝐸𝑝 = momento de resistente do empuxo passivo (KN.m);

Page 6: ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE ... · de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi retirada e levada ao

6

𝐸𝑝 = empuxo passivo (KN/m);

𝑎 = centroide de área (m).

Conforme Marcheti (2007), o muro de arrimo foi seccionado em 3 (três) seções, a fim de

identificação do peso e momentos totais da estrutura. Foi identificado o peso de cada seção,

utilizando como referência o peso específico do concreto ciclópico 2,2 t/m³. Após identificação

do peso, seus valores foram multiplicados pelos seus respectivos braços de alavanca,

encontrando-se seus momentos.

O peso total do muro é reconhecido através da Equação 7.

𝑃 = 𝛾 𝑥 𝐴 𝑥 𝐹𝑎𝑖𝑥𝑎 𝑑𝑒 1 𝑚 (7)

Na qual P é o peso do muro, 𝛾 o peso específico do solo e A, a área.

Após a identificação do peso, verifica-se os seus momentos através da Equação 8.

𝑀𝑅𝑚 = ∑〖 (𝑃 𝑥 𝑑) 〗 (8)

Em que:

𝑀𝑅𝑚 = momento resistente do muro (KN.m);

𝑝 = peso do muro (KN);

𝑑 = centroide de área (m).

Os muros são calculados com base em comprimentos de 1 (um) metro, identificando-se

o comportamento do mesmo em cada uma dessas faixas de comprimento.

Por fim, realizou-se nas verificações de segurança ao deslizamento, a segurança ao

tombamento e à ruptura do solo, em acordo com a NBR 11682 (ABNT, 2009). Primeiramente,

verificou-se a segurança ao tombamento com base na seguinte Equação 9.

𝐹𝑆 = 𝑀𝑅/𝑀𝑇 = (𝑀𝑅𝐸𝑝 + 𝑀𝑅𝑚)/𝑀𝑇 (9)

Em que:

𝐹𝑆 = fator de segurança;

𝑀𝑅 = momento resistente (KN.m);

𝑀𝑇 = momento de tombamento (KN.m);

𝑀𝑅𝐸𝑝 = momento resistente do empuxo passivo (KN.m);

𝑀𝑅𝑚 = momento resistente do muro (KN.m).

O fator de segurança para garantir resistência ao tombamento deve ser superior a 1,5 (um

e meio), de acordo com a NBR 11682 (ABNT, 2009).

Posteriormente, realizou-se verificação de segurança ao deslizamento seguindo a

Equação 10.

Page 7: ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE ... · de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi retirada e levada ao

7

𝐹𝑆 = 𝑆+𝐸𝑝

𝐸𝑎 =

𝑃 𝑥 𝑡𝑔𝜙+𝐸𝑝𝐸𝑎

. (10)

Onde:

𝐹𝑆 = fator de segurança;

𝑆 = força de atrito;

𝐸𝑝 = empuxo passivo (kN/m);

𝐸𝑎 = empuxo ativo (kN/m);

𝑃 = peso do muro (kN).

𝑇𝑔𝜙 = tangente do Angulo de atrito (Graus).

Para aferir a funcionalidade do muro no que tange ao deslizamento, o valor encontrado

de fator de segurança deve ser superior a 1,5 (um e meio), segundo a NBR 11682 (ABNT,

2009).

Finalmente, realizou-se a verificação de segurança quanto a ruptura do solo, dada pela

Equação 11.

Ϭ𝑚 = 𝑉

𝐵𝑥 (1 +

6𝑒

𝐵) (11)

Em que:

𝑒 = excentricidade;

Ϭ𝑚 = tensão máxima de ruptura do solo (kN/m²);

𝐵 = base do muro (m);

𝑉 = forças verticais atuantes (kN).

A NBR 11682 (ABNT, 2009) demanda que os valores encontrados de tensão máxima de

ruptura do solo (Ϭm) sejam inferiores à tensão admissível (Ϭadm) do mesmo. A tensão

admissível é dada pela Equação 12.

Ϭadm = 0,133 x N [1 + (0,3 X B

L)] (12)

Na qual:

Ϭadm = tensão admissível (KN/m²);

𝐵 = base do muro (m);

N = Índice de resistência a penetração ou N (SPT) do solo;

𝐿 = Comprimento ou maior dimensão da fundação

Metodologia no elaboração em software Eberick

Após as identificação dos parâmetros do solo a ser contido, tais valores foram colocados

em na plataforma Eberick. O software, largamente utilizado na construção civil, exige a

inserção do tipo de concreto a ser utilizado no muro, no caso, o concreto ciclópico. O valor do

peso específico conferido pelo programa foi de 2,4 t/m³ (VERGUTZ, 2010).

Page 8: ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE ... · de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi retirada e levada ao

8

O software por sua vez determina, ainda dentro de sua plataforma, a geometria da base

necessária para a aprovação quanto aos fatores de deslizamento, tombamento e ruptura do solo.

Apenas os dados largura do topo e altura da base foram determinadas pelo projetista. Dessa

forma, a fim de se obter homogeneidade quanto aos quantitativos financeiros, adotaram-se para

essas dimensões valores semelhantes aos das bibliografias citadas anteriormente.

As medidas e critérios adotados na elaboração dos cálculos e detalhamentos construtivos

elaborados no Eberick, são apresentados nas Figuras 2 e 3.

Figura 2 – Parâmetros adotados no Eberick.

Fonte: Autoria Própria.

Figura 3 – Dimensões de largura do topo e largura da base adotados no Eberick.

Fonte: Autoria própria.

Page 9: ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE ... · de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi retirada e levada ao

9

Uma vez que ambas as metodologias foram aplicadas no mesmo maciço, adotando-se a

mesma cota altimétrica e parâmetros do solo, a drenagem, a fim de uma análise comparativa,

foi descartada, posto que a mesma apresenta características semelhantes.

As dimensões dadas pelo Eberick e pela metodologia proposta pelas bibliografias de

Caputo (2007) e Marchetti (1987) nos deram o quantitativo em relação às faixas de um metro

de seu comprimento. Dessa forma, nos cálculos quantitativos, os valores dos insumos foram

multiplicados por seu comprimento total de 51 metros.

Os valores dos quantitativos encontrados foram calculados baseados no Sistema Nacional

de Pesquisas de Custos e Índices da Construção Civil (SINAPI, 2018), geridas pela Caixa

Econômica Federal e pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE,), sendo o

primeiro responsável pela base técnica e o segundo pela pesquisa mensal de preços.

As variações encontradas na comparação entre os resultados obtidos pelo software

computacional e pelo método proposto pelos autores Osvaldemar Marchetti (2007) e Homero

Caputo (1987), foram destacadas e contrapostas a fim da realização de análise pertinente ao

quantitativo dos materiais necessários à execução do projeto do muro de arrimo em questão.

Parâmetros do solo

A definição dos parâmetros do solo é de suma importância para a correta elaboração das

estruturas de contenção. Realizar os ensaios in loco e utilizar referências normativas dão maior

segurança quanto aos métodos construtivos de arrimo.

Realizou-se uma correlação entre o índice de resistência à penetração (N), da sondagem

a percussão (SPT) e granulometria do solo, a segunda com 2,67 micrômetros), com os valores

de coesão do solo (c), ângulo de atrito do solo (ϕ) e peso específico do solo (γ) (JOPPERT, 2008).

Além disso, através do ensaio de frasco de areia, foi possível identificar a saturação do

solo no valor de 12%. O valor de saturação foi utilizado também como dado de correlação da

tabela de Joppert (2008), a fim de se identificar o ângulo de atrito usado no dimensionamento.

A Tabela 1, que relaciona o N do SPT com peso específico das argilas, coesão do solo,

ângulo de atrito, foi elaborada considerando os dados apresentados por Joppert (2008).

Page 10: ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE ... · de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi retirada e levada ao

10

Tabela 1 - Variação do peso específico, coesão efetiva e ângulo de atrito do solo com o N do SPT

Tipo de Solo Descrição γ (kN/m³) c' (kPa) ϕ’ (º)

Argila Arenosa Dura 17 26 29

Argila

Arenossiltosa Dura 16 29 29

Argila Siltoarenosa Dura 15 31 28

Argila Siltosa Dura 15 36 27

Argila Dura 14 43 26

Fonte: Adaptado de JOPPERT (2008).

Utilizou-se de argila nos cálculos para obter os parâmetros de peso específico e ângulo

de atrito do maciço. A fim de calcular o muro sob uma solicitação de pior possibilidade, adotou-

se uma coesão nula do terreno. Dessa forma, a estrutura foi dimensionada para um caso

extremo, em que o empuxo ativo aja sobre o mesmo desde suas altimetrias iniciais.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Cálculos estruturais propostos por Marchetti e Caputo

Utilizando-se dos critérios estabelecidos por Marchetti (2007), no pré-dimensionamento,

adotou-se 200 centímetros como base do muro de arrimo. O topo, que corresponde à área

superior da estrutura, possui 40 centímetros totais. Por fim, ainda dentro do pré-

dimensionamento, a altura da base utilizada (lado interno da base) foi de 48 centímetros.

A Figura 4 apresenta a geometria do muro de arrimo por gravidade, calculada através de

Marchetti (2007).

Figura 4 – Geometria calculada do muro de arrimo por gravidade.

Fonte: Autoria própria.

Page 11: ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE ... · de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi retirada e levada ao

11

Os resultados encontrados mediante os cálculos de empuxo e seus respectivos momentos

são apresentados nas Tabela 2.

Tabela 2 – Resultados dos cálculos provenientes dos empuxos ativo e passivo

Tipo de Empuxo Coeficiente de Empuxo

(adimensional)

Resultado dos Empuxos

(kNm/m)

Momentos Provenientes

do Empuxos (kNm)

Ativo 0,39 36,97 45,35

Passivo 2,56 4,13 0,512

Os resultados encontrados nos cálculos de peso do muro e seus respectivos momentos são

dados pela Tabela 3.

Tabela 3 – Pesos e momentos encontrados na estrutura

Seções do

muro Peso do muro (KN/m) Centroide de área (m)

Momento proveniente

do muro (KN.m/m)

01 22 x 3,2 x 0,4 x 1 = 28,16 2 – (0,4/2) = 1,8 28,16 x 1,8 = 50,7

02 22 x ((1,60 x 3,2) /2) x 1 = 56, 32 (2/3) x 1,6 = 1,067 56,32 x 1,067 = 60,1

03 22 x 0,48 x 2 x 1 = 21,12 2/2 = 1 21,12 x 1 = 21,12

Total 105,60 131,92

No que tange às verificações de segurança, os resultados obtidos apresentaram aprovação

se considerados os fatores de segurança. Quanto ao tombamento, razão entre o momento

resistente e o momento de tombamento, foi de 2,92. Tal resultado ficou acima do 1,5, exigido

pela norma de estabilidade de taludes. Situação semelhante encontrou-se na verificação de

segurança quanto ao deslizamento. O resultado da equação apresentando foi de 1,51, valor

acima dos 1,5 exigidos pela NBR 11682 (ABNT, 2009).

Na verificação de segurança quanto à ruptura do solo, o resultado encontrado foi de 79,73

kPa. A norma acima citada recomenda que esse valor seja 2x (duas vezes) inferior à resistência

do solo. O valor encontrado é inferior à tensão admissível do solo de 274 kPa encontrada nos

cálculos propostos por Caputo (1987).

Vale ressaltar que, através das verificações de excentricidade, foi verificada não

existência de esforços de tração na estrutura. Logo, descartou-se a utilização de aço na

contenção e no levantamento dos insumos.

Page 12: ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE ... · de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi retirada e levada ao

12

Cálculos estruturais propostos pelo Eberick

Foram inseridas altura do maciço, que possui cota de 3,2 metros. Altura da base de 48

centímetros e largura do topo de 40 centímetros, ainda seguindo modelo proposto por Marchetti

(2007). As demais dimensões foram definidas pelo software e suas configurações operacionais.

A Figura 5 apresenta as dimensões conferidas pelo Eberick após fornecer todas as

informações necessárias.

Figura 5 – Representação esquemática das dimensões encontradas pelo software Eberick.

Fonte: Autoria própria.

O software, em sua própria plataforma, realiza as verificações de segurança, de

tombamento e de ruptura do solo, atualizando sua dimensão mediante à necessidade de

aprovação nessas verificações.

Os fatores de segurança quanto ao tombamento, ao deslizamento e à ruptura do solo

utilizados são semelhantes aos utilizados através das metodologias propostas por Caputo (1987)

e Marchetti (2007).

Comparação entre os quantitativos encontrados

Após a identificação da geometria do muro de arrimo de maneira manuscrita, seguindo a

metodologia de Marchetti (2007) e Caputo (1987), os resultado do quantitativo e valores

financeiros através desta metodologia foram expostos na Tabela 4.

Page 13: ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE ... · de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi retirada e levada ao

13

Tabela 4 – Quantitativo de material e preço de implantação segundo os cálculos manuscritos, utilizando-se a

SINAPI como referência (Data base: março/2018)

Item Código Uni. Quant.

Valor

Unitário

(R$)

Valor

Total (R$)

1.0 MURO DE ARRIMO

1.1 93358

Escavação mecânica a céu aberto, incluindo

carga, descarga e transporte, em solo de 1ª

categoria

M³ 59,50 10,41 619,40

1.2 94098

Preparo de fundo de vala com largura maior ou

igual a 1,5 m e menor que 2,5 m em local com

nível baixo de interferência

M² 112,20 1,89 212,06

1.3 96619 Lastro de concreto magro, aplicado em

fundações, espessura de 5 cm. M³ 102,00 17,66 1.801,32

1.4 92431

Montagem e desmontagem de forma com área

média das seções maior que 0,25m³, pé-direito

simples, em chapa de madeira compensada

plastificada, 10 utilizações.

M² 139,45 30,15 4.204,42

1.5 73843/001 Concreto ciclópico para muro de arrimo com

30% de pedra de mão M³ 244,80 272,02 66.590,50

1.6 93382 Reaterro manual de valas com compactação

mecanizada M³ 4,90 17,08 87,22

Total(1) 73.514,91 (1) Conforme explicado anteriormente, foi desconsiderado os custos referentes à drenagem.

Os valores e quantitativos encontrados através da identificação das dimensões da

estrutura de arrimo pelo software Eberick, são apresentados na Tabela 5.

Tabela 5 – Quantitativo de material e preço de implantação segundo o software Eberick, utilizando-se a SINAPI

como referência (Data base: março/2018)

Item Código Uni. Quant.

Valor

Unitário

(R$)

Valor

Total (R$)

1.0 MURO DE ARRIMO

1.1 93358

Escavação mecânica a céu aberto, incluindo

carga, descarga e transporte, em solo de 1ª

categoria

M³ 457,93 10,41 4.767,05

1.2 94098

Preparo de fundo de vala com largura maior

ou igual a 1,5 m e menor que 2,5 m em local

com nível baixo de interferência

M² 198,90 1,89 375,92

1.3 96619 Lastro de concreto magro, aplicado em

fundações, espessura de 5 cm. M³ 188,70 17,66 3.332,44

1.4 92431

Montagem e desmontagem de forma com área

média das seções maior que 0,25m³, pé-direito

simples, em chapa de madeira compensada

plastificada, 10 utilizações.

M² 195,33 30,15 5.889,20

1.5 73843/001 Concreto ciclópico para muro de arrimo com

30% de pedra de mão M³ 425,14 272,02 115.645,49

1.6 93382 Reaterro manual de valas com compactação

mecanizada M³ 4,90 17,08 87,22

Total(2) 130.098,42 (2) Conforme explicado anteriormente, foi desconsiderado os custos referentes à drenagem.

Page 14: ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE ... · de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi retirada e levada ao

14

Ao comparar os resultados estruturais obtidos em cada uma das metodologias analisadas,

notam-se maiores dimensões nos resultados apresentados pelo Eberick, em relação dimensões

apresentadas pelos cálculos sugeridos por Caputo (1987) e Marchetti (2007).

As diferentes dimensões, quando analisadas sob o ponto de vista financeiro, justificam

uma significativa diferença econômica entre o muro proposto por cada um dos métodos de

cálculo realizados. Houve um aumento superior a R$ 56 mil no preço encontrado pelo Eberick

em relação ao preço apresentado pelo cálculos manuscritos.

CONCLUSÃO

Observou-se, após comparação entre os resultados estruturais encontrados por cada um

dos métodos que, apesar do Eberick ser uma plataforma largamente utilizada pelos engenheiros

do dimensionamento de estruturas, o mesmo apresenta-se menos atrativo no tange aos

quantitativos financeiros.

O muro de arrimo, quando calculado pelo software, apresentou grande geometria

construtiva. As dimensões da base e, por conseguinte, a inclinação do muro encontrada, foram

significativamente superiores às encontrados pelos cálculos propostos por Marchetti (2007) e

Caputo (1987). Tais dimensões justificaram um acréscimo de quase 77% no valor final de

execução.

Em relação ao volume do concreto encontrado pelos diferentes métodos, há um claro

superdimensionamento da estrutura no método Eberick. As dimensões encontradas pelo método

de Marchetti se aproximam dos valores usualmente encontrados na aplicação da estrutura,

enquanto o software apresentou dimensões maiores, especialmente na base da estrutura, com

valor próximo a 4 (quatro) metros.

Tal discrepância poderia ser justificada pelo modelo de cálculo utilizado no programa

computacional, resultando em uma diferença significativa. É necessário, dessa forma, um

estudo mais aprofundado na metodologia de cálculo utilizada no algoritmo computacional.

Vale ressaltar, porém, que as observações aqui apresentadas são válidas para este estudo

específico. Uma análise de outro tipo de estrutura também é fator importante para determinação

correta da real causa das divergências, bem como uma análise e dimensionamento realizados

em outras versões do Eberick.

Outro fator de grande relevância é que, apesar do muro por gravidade ser indicado para

conter maciços com alturas inferiores a 5 metros de altura, o mesmo não é muito eficiente em

Page 15: ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE ... · de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi retirada e levada ao

15

regiões em que se busca bom aproveitamento do espaço disponível, posto que seu próprio corpo

ocupa significativo espaço em uma edificação. Dessa forma, ainda que utilizada a metodologia

bibliográfica manuscrita, recomenda-se a utilização do muro de arrimo por flexão, esse por sua

vez mais esbelto.

Sugere-se a realização de estudo comparativo semelhante entre os métodos executivos de

contenção por flexão para avaliar a relação de viabilidade financeira da substituição do cálculo

manual em relação a essa plataforma computacional.

Destarte, observa-se que este tipo de comparativo é fundamental para uma correta

aplicação de uma estrutura que é muito utilizada no campo da construção civil, como são as

estruturas de contenção. Adequar a metodologia de dimensionamento à situação presente na

prática auxilia numa redução dos custos de implantação sem perder a efetividade e bom

desempenho do muro de arrimo em si.

REFERÊNCIAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7185/1986: Solo –

Determinação da Massa Específica Aparente, “In Situ”, com Emprego do Frasco de

Areia. Rio de Janeiro: ABNT, 1986. Disponível em: <https://engenhariacivilfsp.files.word

press.com/2015/02/nbr-7185.pdf.> Acesso em: 07 mar. 2018.

______. NBR 11682/2009: Estabilidade de Encostas. Rio de Janeiro: ABNT, 2009.

ALVES, L. Estudo de Parâmetros Para Projeto de Muros de Arrimo em Alvenaria

Estrutural. 2011. 38f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) -

Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2011.

CAIXA ECONÔMICA FEDERAL (CAIXA). Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e

Índices da Construção Civil – SINAPI. Disponível em: <http://www.caixa.gov.br/site/

paginas/downloads.aspx#categoria_648>. Acesso em: 17 abr. 2018.

CAPUTO, H.P. Mecânica dos Solos e suas aplicações. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC. 1987.

488p.

PEREIRA FILHO, E. Relatório de Sondagem à Percussão (SPT) de Solo. Montes Claros:

AP&L. 2015. 3p.

Page 16: ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NA EXECUÇÃO DE MURO DE ... · de massa específica aparente através do método do frasco de areia. Uma amostra do terreno foi retirada e levada ao

16

FREITAS, A. H. C. et al. Cálculos Estruturais em Concreto Armado: Comparativo entre o

cálculo manual e com auxílio de software. Revista Pensar Engenharia. v.2, n. 2, p.1-4, jul.

2014.

IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística.Disponível em: <https://cidades.ibge.

gov.br/brasil/mg/montes-claros>. Acesso em: 11 abr. 2018.

JOPPERT Jr, I. Fundações e contenções de edifícios. 1. ed. São Paulo: Pini, 2008. 221p.

MARCHETTI, O. Muros de Arrimo. 1. ed. São Paulo: Blucher. 2007. 141p.

MOLITERNO, A. Caderno de Muros de Arrimo. 2. ed. rev. São Paulo: Edgard Blücher

Ltda, 1994. 194p.

PINTO, S. E. L. Retroanálise de Ruptura de Estrutura de Contenção em retangulões em

Belo Horizonte/MG. 2013. 241f. Dissertação (Mestrado) – Curso de Mestrado em Geotecnia

e Transportes, Universidade Federal de Minas, Belo Horizonte, 2013.

RANZINI, S. M. T.; NEGRO J, A. Fundações: teoria e prática. 2. ed. São Paulo: PINI,

1998. p. 417-515.

VERGUTZ, A. J.; CUSTÓDIO, R. Análise Comparativa de Resultados Obtidos de

Softwares de Dimensionamento de Estruturas de Concreto. 2010. 261f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Setor de Tecnologia e Exatas,

Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2010.