2-Inspeccao de Estruturas

2- INSPECÇÃO DE ESTRUTURAS

ACÇÕES NA ESTRUTURA CAUSAS DA DETERIORAÇÃO

DETERIORAÇÃO ANOMALIAS

INSPECÇÃO SINTOMAS (indícios)

DIAGNÓSTICO DETERMINAÇÃO DAS

PROJECTO DE REPARAÇÃO PROJECTO DE REFORÇO

ACÇÕES DE REPARAÇÃO E/OU REFORÇO

TIPOS DE INSPECÇÕES

INSPECÇÕES PERIÓDICAS – são realizadas no âmbito de um programa de manutenção da estrutura (inspecções proactivas).

São em geral inspecções visuais e pouco profundas, com vista a detectar indícios de anomalias, ou anomalias de fácil detecção e diagnóstico.

Os relatórios das inspecções periódicas podem recomendar acções de manutenção ou pequenos trabalhos de reparação, ou propor a realização de inspecções especiais.

INSPECÇÕES EXCEPCIONAIS OU ESPECIAIS - resultam de recomendações de inspecções visuais ou de denúncias de utentes (inspecções reactivas).

Têm em vista a analisar anomalias importantes, determinar as suas causas (diagnosticar), e a recomendar a elaboração de projectos de reparação e/ou reforço.

Nestas inspecções pode ser necessário utilizar meios de inspecção e ensaio dos materiais e da estrutura ou elaborar a análise da estrutura com vista a quantificar a sua capacidade resistente.

INSPECÇÃO DE ESTRUTURAS

NÍVEIS DE INSPECÇÃO

1. INSPECÇÃO VISUAL - levantamento exaustivo das anomalias, com identificação e medição da abertura de fendas, detecção de corrosão das armaduras e suas causas, ...

2. LEVANTAMENTO DIMENSIONAL - caso não exista projecto devem ser efectuados desenhos de dimensionamento da estrutura. Se existir projecto, deverá ser efectuada a comprovação da geometria realmente executada.


3. EXECUÇÃO DE ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS SIMPLES:

• Resistência e uniformidade do betão: esclerómetro, ultra-sons, pull-off, pull-out.

• Corrosão: profundidade de carbonatação (com soluto de fenolftaleína), índice de cloretos, humidade do betão, resistividade eléctrica, potencial eléctrico.

• Detecção de delaminação e de ocos no interior: som de resposta ao impacto com o martelo.

• Constituição química do betão: ensaios químicos ao cimento, aos inertes (inertes reactivos que possam provocar a reacção com o álcalis do cimento).


4. CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS - caso não existam documentos relativos ao controle de qualidade dos materiais aplicados em obra deverão ser efectuados os seguintes ensaios não destrutivos:

• CARACTERIZAÇÃO DO BETÃO - ensaio de carotes extraídas do betão para quantificação da:

Resistência à compressão

Porosidade

Permeabilidade à água e ao ar

Absorção e água

Resistência ao gelo/degelo

• CARACTERIZAÇÃO ARMADURAS ORDINÁRIAS - extracção e ensaio à tracção de provetes das armaduras.


5. LEVANTAMENTO DAS ARMADURAS - se existir projecto, deverão ser comprovadas das armaduras executadas. Caso não exista projecto, deverá ser efectuado o levantamento das armaduras.

A inspecção das armaduras pode ser efectuada recorrendo a:

• Magnetómetro (FerroScan da Hilti, por exemplo),

• Radiografia ou

• Demolição localizada.

6. INSPECÇÃO ÀS FUNDAÇÕES

• Executar estudos geotécnicos (sondagens e ensaios geotécnicos) para caracterizar os solos de fundação.

• Conhecer a história dos movimentos de terras e alterações dos solos na vizinhança das fundações da estrutura: escavações, descompressão de terrenos, construções adjacentes, execução de muros de contenção, ancoragens ao solo, deslizamentos ou rotações de muros próximos, movimentos de taludes.

• Investigar alterações de linhas de água, lençóis freáticos, roturas de canalizações de esgotos ou outras, etc..


7. AVALIAR AS CARGAS APLICADAS - avaliar as cargas aplicadas à estrutura e conhecer a história das acções a que a estrutura foi sujeita:

• sismos, • sobrecargas excessivas, • acção do fogo, • tipos de utilização, etc.

8. ANÁLISE DO PROJECTO - análise do projecto da estrutura (se houver projecto) e contactar o projectista para esclarecer eventuais dúvidas, nomeadamente, confirmar se a estrutura foi executada de acordo com o projecto fornecido ou se houve alterações posteriores.

É frequente existirem grandes diferenças entre o projecto de licenciamento, arquivado nos serviços camarários, e o projecto de execução, ou terem sido efectuadas alterações ao projecto de execução durante a obra que não constam do projecto de licenciamento.


9. ANÁLISE DOS DOCUMENTOS DA OBRA - análise dos documentos da obra e contactos com o empreiteiro para esclarecer quaisquer dúvidas na sua interpretação: • livro de obra, • actas das reuniões de obra, • elementos de pormenorização e preparação de obra, • documentos de controle de qualidade tais como o controlo

dos betões, dos aços das armaduras ordinárias e dos aços de pré-esforço,

• telas finais, etc..

10. ANÁLISE DE OUTROS DOCUMENTOS - análise dos documentos relativos a:

• manutenção da estrutura,

• relatórios de inspecção periódicas ou excepcionais anteriores,

• reparações ou reforços já realizados.

11. ANÁLISE DA CAPACIDADE RESISTENTE ESTRUTURA - análise da capacidade resistente estrutura, com a modelação do comportamento estrutural (modelação numérica para as acções verticais e horizontais, “push-over analysis”, análise não linear, modelação dos danos estruturais, etc.)

12. ENSAIOS DE CARGA


RELATÓRIO DA INSPECÇÃO

1. INTRODUÇÃO

Identificação da obra e das razões que justificaram a inspecção. Identificação do dono da obra.

Definição do nível da inspecção.

Indicação da data do projecto e da construção (idade da obra). Identificação dos autores do projecto e do empreiteiro.

2. DESCRIÇÃO DA ESTRUTURA

Descrição detalhada da estrutura (tipo estrutural, materiais).

Apresentação do levantamento da estrutura.

3. DESCRIÇÃO DA FUNÇÃO DA ESTRUTURA E DO AMBIENTE ENVOLVENTE

Tipo de utilização:

• Em edifícios - escritórios, habitação, etc.,

• Em pontes - tipo de tráfego

Agentes agressivos: humidade, temperatura, exposição solar, proximidade do mar, exposição a cloretos ou outros produtos químicos.

4. LEVANTAMENTO DAS ANOMALIAS

Levantamento exaustivo das anomalias com a sua identificação (e quantificação, se possível) e localização em plantas e alçados, e com registo fotográfico.

5. APRESENTAÇÃO DOS ENSAIOS E DOS SEUS RESULTADOS


6. ANÁLISE DOS RESULTADOS DOS ENSAIOS E DAS ANOMALIAS

Análise dos resultados dos ensaios e diagnóstico das anomalias:

• relação causa ⇒ efeito, ou acção ⇒ anomalia.

7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

Conclusões com a avaliação final da estrutura

Recomendações relativamente a trabalhos de manutenção, reparação e/ou reforço.

Medidas urgentes se necessário: • evacuação de edifícios, • escoramento, • redução de cargas, etc..

PROJECTO DE REPARAÇÃO

PROJECTO DE REFORÇO ESTRUTURAL

INSPECÇÃO VISUAL DE PONTES

As inspecções visuais simples têm como objectivo caracterizar em termos estruturais e de durabilidade os diferentes elementos da obra.

1. DESCRIÇÃO DA OBRA 1.1. DESCRIÇÃO GERAL

i. Localização ii. Função (ponte, viaduto, passagem superior ou inferior, rodoviária,

ferroviária, pedonal, canal, etc.), vãos, comprimento, gabarito. iii. Tipo estrutural (descrição geral) iv. Dono da Obra v. Descrição do projecto (data, peças escritas e desenhadas, etc.) vi. Identificação do projectista vii. Data da construção viii. Identificação do empreiteiro e subempreiteiros, ix. Identificação da fiscalização x. Número de faixas de rodagem, vias (largura), passeios (constituição e

largura), 1.2. INFORMAÇÕES ESPECÍFICAS

i. Elementos relativos à construção (actas de reuniões, projectos de alteração, pormenores construtivos, livro de obra, telas finais, etc.)

ii. Tipo estrutural

Superstrutura – tabuleiro (laje, carlingas, longarinas, .....) Infraestrutura – pilares, encontros (perdidos, aparentes), fundações (directas ou indirectas).

iii. Materiais, acessórios (apoios, monitorização permanente,etc.) iv. Topografia v. Geotecnia vi. Trabalhos de manutenção, reparação, alteração ou de reforço efectuados

(elementos relativos ao projecto, construção, fiscalização, etc.) vii. Guarda rodas, guarda corpos, acrotérios, lancis dos passeios, drenagem

(tubos de queda, rede de drenagem, grelhas, sumidouros, ralos, etc.) viii. Serviços que atravessam a ponte (água, esgotos, gás, electricidade,

telefone, TV cabo, redes de dados, etc.) 1.3. LEVANTAMENTO GEOMÉTRICO Peças desenhadas:

Planta de Localização Planta de Implantação Plantas Alçados Cortes

2. INSPECÇÃO 2.1. ELEMENTOS ESTRUTURAIS Lajes, vigas, carlingas, longarinas, pilares, vigas de estribo, muros de testa, muros de ala, muros de avenida, fundações, acrotérios, protecções de taludes, lajes de transição, etc..

i. Profundidade de carbonatação com fenolftaleína ii. Ensaio de esclerómetro iii. Mapeamento de fendas e medição das aberturas iv. Detecção de deformações excessivas ou anormais, deslocamentos,

assentamentos diferenciais ou globais, rotações, vibrações anormais, deslizamentos ou escorregamentos

v. Corrosão: manchas de óxido de ferro, armaduras sem recobrimento ou com recobrimento reduzido, corrosão aparente, fendas ou delaminação do betão (localizada ou generalizada) devido à corrosão do aço, .....

vi. Deterioração do betão: deterioração por acções mecânicas, deterioração por acções químicas

vii. Plantas, fungos, etc.. viii. Erosão dos taludes ix. Descalçamento das fundações

2.2. ELEMENTOS NÃO ESTRUTURAIS E APOIOS i. Apoios: funcionamento, lubrificação, limpeza (lixo, areias, vegetação, etc.) ii. Juntas estruturais iii. Guarda rodas (em betão, metálicos, corrosão, quebrados, ligações

desaparafusadas, etc.) iv. Guarda corpos (em betão, metálicos, corrosão, quebrados, ligações

desaparafusadas, etc.) v. Iluminação (postes, candeeiros, lâmpadas, etc.) e redes eléctricas

(alimentação da iluminação, rede de terra, etc.) vi. Pavimento da faixa de drenagem vii. Pavimento dos passeios

2.3. ENVOLVENTE i. Protecções de taludes ii. Rede de drenagem iii. Vedações iv. Serviços afectados pela construção (água, esgotos, gás, electricidade,

telefone, TV cabo, redes de dados, etc.) v. Sinalização rodoviária, ferroviária, pedonal, etc.

PONTE FERROVIÁRIA SOBRE A RIBEIRA DO FARELO INSPECÇÃO REPARAÇÃO E REFORÇO

Introdução - Na linha do Algarve, entre Portimão e Lagos (ao Km 338,540), foi construída em 1922 uma ponte ferroviária sobre a ribeira do Farelo. Trata-se da primeira ponte ferroviária em betão armado construída em Portugal. Esta obra de arte é constituída por uma superestrutura em betão armado e encontros em alvenaria de pedra. A superestrutura é formada por dois arcos com

tímpanos fechados com paredes de betão armado, e tabuleiro inferior. A superestrutura tem 25m de comprimento e 5.64m de largura. Deterioração superficial - A obra apresentava uma fendilhação generalizada, tipo pele de crocodilo, a qual é realçada pelos fungos e sujidade que se acomula e por eflorescências esbranquiçadas. Eram visíveis bastantes fungos no alçado Norte e na viga transversal do apoio Oeste, devido a deficiências de drenagem do tardoz desta viga. O reboco encontrava-se descolado da base em largas áreas no coroamento dos arcos. Foi observada corrosão

activa nas armaduras em zonas localizadas. Observaram-se fendas com aberturas pouco significativas do ponto de vista da resistência mas com alguma importância na durabilidade da obra. Foi possível identificar reparações com argamassas de duas idades diferentes.

PONTE SOBRE A RIBEIRA DO FARELO

Caracterização do betão - Foram retirados apenas alguns corpos de prova (7 carotes), com os quais é possível ter um valor de referência para a resistência do betão à compressão. Da análise visual das carotes de betão pode-se concluir que se trata de um betão compacto, com inertes de calcário rolado de dimensão inferior a 25mm. Nas zonas das carotes as armaduras têm recobrimentos de cerca de 50 mm, incluindo a espessura do reboco

PONTE SOBRE A RIBEIRA DO FARELO Os ensaios de carbonatação revelam um bom estado do betão nas zonas expostas à acção solar (profundidade de carbonatação de 5mm), mas alguma penetração da carbonatação nas zonas onde o reboco se desligou do betão, e em especial nas superfícies inferiores do tabuleiro. A profundidade de carbonatação é, no

entanto, sempre bastante inferior ao recobrimento das armaduras.

O teor de cloretos no betão é em geral alto (entre 0.19% e 0.47% do peso de cimento para profundidades entre 0mm e 60mm), diminuíndo com a profundidade. Os valores máximos são tangentes ao valor crítico (0.40%) quando se atinge a profundidade das armaduras. Em certos pontos, onde as

armaduras são mais superficiais, é possível que estas tenham sido atacadas pela acção dos cloretos. Foi efectuada uma campanha com o esclerómetro sobre a superfície rebocada, manifestando alguma uniformidade nos valores obtidos nas zonas de reboco

uivalentes a um betão da classe B35.

retiradas, são varões lisos sem corrosão activa.

aparentemente ligado ao betão. Dos ensaios de compressão das carotes conclui-se que o betão possui características mecânicas eqCaracterização do aço - As armaduras têm um valor característico da tensão de cedência de 250 MPa. As armaduras observadas, quer nas carotes quer nas amostras

PONTE SOBRE A RIBEIRA DO FARELO Trabalhos de reparação: 1 - Descasque de todo o reboco; 2 - Nas zonas onde foi detectada corrosão activa das armaduras: remoção do betão para expor as armaduras corroídas até 10mm para além destas; limpeza e protecção anti-corrosiva das armaduras; reconstrução com betão ou argamassa não-retráctil.

3 - Reposição dos rebocos com argamassa não-retráctil ou com betão de reparação, em função da espessura a repor; 4 - Melhoramento do sistema de drenagem do tabuleiro e do tardoz das carlingas dos apoios; 5 - Impermeabilização do tabuleiro; 6 - Pintura com uma emulsão acrílica destinada a controlar a penetração da humidade e a carbonatação, e recobrir as fendas com menor abertura; 7 - Limpeza dos aparelhos de apoio.

Trabalhos de reforço: Como medida de reforço considerou-se o pré-esforço das carlingas, resolvendo o problema da fendilhação e as questões relacionadas com a durabilidade que a fendilhação exagerada pode causar.

O sistema de reforço concebido melhora o comportamento aos estados limites últimos de resistência, em especial de flexão. No entanto, não é possível garantir os estados limites de resistência para o comboio regulamentar, ficando garantida a segurança para um comboio de cargas com 89% e 77% do comboio regulamentar, para a flexão e para o esforço transverso, respectivamente. O pré-esforço foi realizado com barras tipo Macalloy com 26.5mm de diâmetro, bainhas em PVC rígido, e respectivas ancoragens. As bainhas são injectadas com calda e as zonas de ancoragem são seladas com betão não retráctil.

PONTE FERROVIÁRIA

CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS

• ARMADURAS

• BETÃO

LEVANTAMENTO DAS ARMADURAS

LEVANTAMENTO DO NÍVEL DE CORROSÃO DAS ARMADURAS

• INSPECÇÃO VISUAL

• CLORETOS

• CARBONATAÇÃO

ENSAIOS DE CARGA

VERIFICAÇÃO DA SEGURANÇA

• OBRA EXECUTADA EM 1922 EM BETÃO ARMADO

• ARCO COM 25m DE VÃO E TABULEIRO INFERIOR

VISTA INTERIOR DO ARCO

OESTEESTE

OESTEESTE

VISTA EXTERIOR DO ARCO

B

A D

C

E e FG e H

Localização das carotes extraídas.

ANÁLISE DAS CAROTES

CORRECÇÕES

D

h

Hd

CAROTE

D

H=2D

CILINDRO

RELAÇÃO H/D ARMADURAS CURA E BETONAGEM ......

Geometria Armaduras CAROTE L/D Fcil/Fcarot

[mm] h [mm] [mm] h [mm] k A 0.96 0.79 9.5 37 12.7 25 1.12 B 1.11 0.83 9.5 14 1.02 C 1.21 0.86 12.7 35 1.06 E 1.39 0.90 1.00 F 1.39 0.90 1.00 G 1.31 0.88 1.00 H 1.96 1.00 1.00

Relação entre a carote e o provete cilíndrico standard com L/D = 2.0:

Fcil. = 2.05 D L+1.

Fcarot. ................... para carotes cortadas na horizontal

Fcil. = 1.845 D L+1.

Fcarot. ................... para carotes cortados na vertical

Para ter em conta o aumento de resistência devido à presença de armaduras:

K = 1 + 1.5 h

D Lφ∑

onde h é a distância da armadura à base do provete mais próxima, e é o diâmetro do varão.

Provetes cilíndricos Fensaio F fi

CAROTE kN kN MPa A 329.00 289.94 42.7 B 353.00 300.08 44.2 C 201.00 183.79 27.1 E 260.00 234.14 34.5 F 194.00 174.92 25.8 G 123.00 108.59 16.0 H 240.00 238.85 35.2

fmédio 32.2 O limite inferior do valor médio, tendo em conta o número de provetes ensaiados (n), deve ser estimado pela seguinte expressão:

fmédio,inf = fmédio 1 12%−

n

fmédio,inf = 30.7 MPa

Este valor deve ser corrigido para ter em conta as diferentes condições de betonagem, vibração e cura entre a estrutura e os provetes cilíndricos: fcm,cil. = 1.3 fmédio,inf fcm,cil. = 39.9 MPa

O valor característico em cilindros é dado por: fck = fcm (1-1.64 ) = 0.75 fcm para =15% fck,cil. = 29.9 MPa

O valor característico em cubos é: fck,cubo = fck,cil. /0.8 fck,cubo = 37.4 Mpa

ENSAIOS DE CARGA Locomotiva da Série 1800.

A B C D E F

178001825018650 kg187641873618100 kg

2036205720576380205720572036

14608

18680mm

P = 110 300 kg

FRENTE RECTAGUARDA

A B C D E F

Locomotiva com o eixo B ao centro da ponte.

VT2

A B C D E F

Locomotiva com o eixo B sobre a VT2.

Posições da locomotiva nos ensaios estáticos.

ENSAIOS ESTÁTICOS

EXTENSÕES EXTENSÕES NAS

SITUAÇÃO NA SUPERFÍCIE DO BETÃO [E-6] INCLINAÇÃO DESLOCAMENTOS [mm] ARMADURAS [E-6]

T2.1 T2.1 VPN P45º mm/m 0 (Sul) 1 (Norte) 2 (VT) 3 (VL) 0 1

1º ENSAIO

Em vazio 0 0 0 0 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000

Comboio a meio vão -1 -1 4 3 0.21 1.606 1.734 0.313 0.090

Comboio sobre a viga VT2 -1 0 4 4 0.786 0.778 0.643 0.075

Em vazio 5 7 3 4 0.012 0.026 0.167 0.014

2º ENSAIO

Em vazio 0 0 0 0 0.000 0.000 0.000 0.000 0 0

Comboio a meio vão -1 0 0 0 1.647 1.741 0.310 0.098 14 14

Comboio sobre a viga VT2 -4 -2 1 1 0.871 0.803 0.710 0.090 10 10

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00Defl. 0 - 10km/h

mm

tENSAIO 1

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00Defl. 0 - 10km/h

mm

tENSAIO 2

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00Defl. 0 - 80km/h

mm

tENSAIO 3

Deslocamentos na VP Sul.

-0.20

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40Defl. 1 - 10km/h

mm

tENSAIO 4

-0.200.000.200.400.600.801.001.201.401.60

Defl. 1 - 75km/h

mm

tENSAIO 5

Deslocamentos na VP Norte.

-0.20

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00Defl. 2 - 10km/h

mm

tENSAIO 6

-0.100.000.100.200.300.400.500.600.700.80

Defl. 2 - 80km/h

mm

tENSAIO 7

Deslocamentos na VT.

-5

0

5

10

15

20

25Extensómetro - 10km/h

E-6

tENSAIO 8

-5

0

5

10

15

20


E-6

tENSAIO 9

-10

-5

0

5

10

15

20


E-6

tENSAIO 10

-5

0

5

10

15

20

25


E-6

t

ENSAIO 11

Extensões nas armaduras

PONTE RODOVIÁRIA

CARACTERIZAÇÃO DO BETÃO

LEVANTAMENTO DO NÍVEL DE CORROSÃO DAS ARMADURAS

• INSPECÇÃO VISUAL

• RESISTIVIDADE

• POTENCIAL ELÉCTRICO

• TEOR DE HUMIDADE

ANOMALIAS EM PONTES

PONTE DA VALA

NOVA

BENAVENTE 1954

CORROSÃO NAS ARMADURAS DE LIGAÇÃO DO MONTANTE DA GUARDA AO TABULEIRO E NAS ANCORAGENS DO PRÉ-ESFORÇO TRANSVERSAL.

DETERIORAÇÃO DOS APOIOS MÓVEIS: FALTA DE LUBRIFICAÇÃO E CORROSÃO, COM DANIFICAÇÃO DO BETÃO ADJACENTE.

INSPECÇÃO DE EDIFÍCIOS DE BETÃO ARMADO As inspecções visuais simples têm como objectivo caracterizar em termos estruturais e de durabilidade os diferentes elementos da obra. 1. DESCRIÇÃO DA OBRA 1.1. DESCRIÇÃO GERAL

i. Localização ii. Função (habitação, parquamento de veículos ligeiros ou pesados, serviços,

escolas, etc.), número de pisos acima e abaixo do solo, geometria e dimensões em planta.

iii. Tipo de estrutura e materiais usados (descrição geral) iv. Dono da Obra v. Descrição do projecto (data, peças escritas e desenhadas, etc.) vi. Identificação do projectista vii. Data da construção viii. Identificação do empreiteiro e subempreiteiros, ix. Identificação da fiscalização

1.2. INFORMAÇÕES ESPECÍFICAS i. Elementos relativos à construção (actas de reuniões, projectos de alteração,

pormenores construtivos, livro de obra, telas finais, etc.) ii. Tipo estrutural

lajes vigadas, lajes fungiformes, elementos pré-moldados, paredes resistentes, ..... muros de contenção periférica das caves, fundações (directas ou indirectas).

iii. Geotecnia iv. Trabalhos de manutenção, reparação, alteração ou de reforço efectuados

(elementos relativos ao projecto, construção, fiscalização, etc.) 1.3. LEVANTAMENTO GEOMÉTRICO Peças desenhadas: Planta de Localização; Planta de Implantação; Plantas; Alçados; Cortes

2. INSPECÇÃO 2.1. ELEMENTOS ESTRUTURAIS Lajes, vigas, escadas, pilares, paredes, muros de contenção, etc., tendo cuidado particular nos elementos exteriores: varandas, cornijas, pérgulas, etc. (25% das anomalias são em elementos exteriores aos edifícios)

i. Profundidade de carbonatação com fenolftaleína ii. Ensaio de esclerómetro iii. Mapeamento de fendas e medição das aberturas. Monitorização da sua

evolução (instalação de fissurómetros ou de testemunhos de gesso) Tipos de fendas em estruturas de betão armado:

• Resultantes de esforços - flexão, esforço transverso, tracção, compressão, torção, punçoamento

• Resultantes de cargas localizada - compressão

• Resultantes de deformações impedidas – assentamentos de apoios, retracção, variações de temperatura, deformação plástica do betão logo após a betonagem

• Resultantes de tensões internas – de comprimentos de emenda de armaduras insuficientes, de falta de comprimento de amarração, compressões excessivas em zonas de ancoragens de pré-esforço

iv. Detecção de deformações excessivas ou anormais, deslocamentos, assentamentos diferenciais ou globais, rotações, vibrações anormais. Em particular perda de verticalidade dos pilares, paredes e muros, e de horizontalidade das lajes e vigas, desnivelamento entre elementos adjacentes a juntas estruturais.

v. Corrosão: manchas de óxido de ferro, armaduras sem recobrimento ou com recobrimento reduzido, corrosão aparente, fendas ou delaminação do betão (localizada ou generalizada) devido à corrosão do aço, .....

vi. Deterioração do betão: deterioração por acções mecânicas, deterioração por acções químicas

vii. Plantas, fungos, etc. viii. Investigar descalçamento das fundações. Conhecer a história dos

movimentos de terras e alterações dos solos na vizinhança das fundações da estrutura: escavações, descompressão de terrenos, construções adjacentes, execução de muros de contenção, ancoragens ao solo, deslizamentos ou rotações de muros próximos, movimentos de taludes. Investigar alterações de linhas de água, lençóis freáticos, roturas de canalizações de esgotos ou outras, etc..

2.2. ELEMENTOS NÃO ESTRUTURAIS E APOIOS i. Juntas estruturais ii. Fendilhação ou esmagamento em paredes de alvenaria, fendilhação em

tectos ou em pavimentos rígidos(mosaicos, massames, etc.) são, em regra, sintomas de deformações excessivas nas vigas ou lajes, ou de assentamentos diferenciais de apoios.

DESCALÇAMENTO DE FUNDAÇÕES DE EDIFÍCIOS

POR ESCAVAÇÃO ADJACENTE

A escavação para construção de caves de um novo edifício adjacente a um edifício já construído, situação 1, pode ser executada por “contenção tipo Berlim” ou com recurso a paredes moldadas. Nestes método de escavação e contenção das terras é frequente, ou quase inevitável, o aparecimento de anomalias em edifícios vizinhos com estrutura de alvenaria. O processo de “contenção tipo Berlim”, por exemplo, consiste na escavação faseada do terreno, situação 2 esquematizada na Figura 2, seguido da construção de muros contra o terreno e ancorados com tirantes da aço de alta resistência contra o terreno adjacente, situação 3. As ancoragens no terreno são concretizadas com a

execução de bolbos nas extremidades dos tirantes realizados com injecção de calda de cimento a pressões da ordem de 5kg/cm², ou seja 50ton/m², situação 3. Os tirantes são posteriormente tensionados por forma a pressionar o muro contra as terras a conter, situação 4.

Uma vez estabilizado o primeiro nível de muros é escavado um segundo nível mais abaixo, repetindo o processo descrito, situação 5 e 6. Este processo tem várias variantes, podendo, por exemplo, serem utilizados perfis metálicos previamente cravados no solo, no plano do muro, para suporte deste durante as várias fases da construção.

Figura 1 – Situação inicial do edifício.

Figura 2 – Escavação e execução do primeiro nível do muro de contenção.

As dimensões dos painéis de betão armado, a profundidade de cada nível de escavação, o afastamento e a inclinação das ancoragens e a força a introduzir nos tirantes, são alguns dos parâmetros a considerar no projecto deste tipo de obra, em função das condições locais (tipo de solo, construções adjacentes, etc.). Finalmente

são construídas as lajes dos pisos, as quais têm também a função de escorar os muros de contenção, podendo-se então desactivar as ancoragens por corte das cabeças na extremidade junto ao muro, situação 7. Como se referiu, é corrente este tipo de obras causar danos no edifícios adjacentes, em especial se estes possuírem estruturas com pouca ductilidade como é o caso dos edifícios de alvenaria. As fases de escavação, situações 2 e 5, provocam a descompressão dos solos vizinhos, causando assentamentos diferenciais verticais das fundações da construção existente, e a fendilhação das paredes, quer no plano paralelo ao muro quer das paredes perpendiculares a este.

Figura 3 – Escavação e execução dos restantes níveis do muro de contenção e situação final (7).

As fases de injecção da calda de cimento para execução do bolbo de ancoragem no terreno, introduzem tensões ascendentes muito elevadas (≈50ton/m²), causando subida dos pavimentos e das fundações afastadas do muro em execução, situação 3. O tensionamento dos tirantes vai também provocar forças ascendentes no solo que agravam a situação anterior, situação 4.

ESCAVAÇÕES DE “RISCO”

ESCAVAÇÃO DE “RISCO” EM TERRENOS ARENOSOS

ROTURA DOS TERRENOS ADJACENTES, DANOS NO PAVIMENTO BETOMINOSO DA ESTRADA, E

EVENTUALMENTE, NAS INFRAESTRUTURAS ENTERRADAS

FENDAS E TESTEMUNHOS DE GESSO EM PAREDES DE ALVENARIA DE PEDRA

CÂMARA MUNICIPAL DE OEIRAS

INSPECÇÃO VISUAL E LEVANTAMENTO

DA PONTE SOBRE A RIBEIRA DE BARCARENA

NA RUA CALVET DE MAGALHÃES

EM CAXIAS

Agosto de 2003

INSPECÇÃO VISUAL E LEVANTAMENTO DA PONTE SOBRE A RIBEIRA DE BARCARENA EM CAXIAS


ÍNDICE DAS PEÇAS DESENHADAS

Nº DESIGNAÇÃO

1 LEVANTAMENTO DA PONTE – PLANTAS, ALÇADOS, CORTES E PORMENORES

2 REGISTO FOTOGRÁFICO DAS ANOMALIAS – FOTOGRAFIAS DE VISTAS SUPERIORES AO NÍVEL DO TABULEIRO

3 REGISTO FOTOGRÁFICO DAS ANOMALIAS – FOTOGRAFIAS DE VISTAS INFERIORES AO NÍVEL DO TABULEIRO



ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 1 2. DESCRIÇÃO DA OBRA ................................................................................................ 1

2.1. DESCRIÇÃO GERAL ......................................................................................................... 1 2.2. INFORMAÇÕES ESPECÍFICAS ........................................................................................ 1 2.3. SOLUÇÃO ESTRUTURAL ................................................................................................. 2 2.4. LEVANTAMENTO GEOMÉTRICO..................................................................................... 2

3. INSPECÇÃO .................................................................................................................. 3 3.1. ASPECTOS GERAIS.......................................................................................................... 4 3.2. TABULEIRO........................................................................................................................ 4 3.3. ENCONTROS..................................................................................................................... 8 3.4. PAVIMENTO RODOVIÁRIO............................................................................................... 8 3.5. PASSEIOS.......................................................................................................................... 8 3.6. JUNTAS ............................................................................................................................ 10 3.7. GUARDA-CORPOS.......................................................................................................... 11 3.8. SISTEMA DE DRENAGEM .............................................................................................. 11 3.9. RIBEIRA............................................................................................................................ 11 3.10. OUTROS ASPECTOS...................................................................................................... 11

4. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES...................................................................... 12 4.1. CONCLUSÕES................................................................................................................. 12 4.2. RECOMENDAÇÕES ........................................................................................................ 13



1. INTRODUÇÃO O presente relatório refere-se à inspecção visual e levantamento da Ponte sobre a Ribeira de Barcarena, na Rua Calvet de Magalhães em Caxias. Este trabalho foi solicitado pelo Departamento de Infra-estruturas Municipais da Câmara Municipal de Oeiras.

O objectivo do presente trabalho é, com base em inspecções visuais simples e em alguns ensaios de campo não destrutivos, caracterizar em termos estruturais e de durabilidade os diferentes elementos da obra, e produzir peças desenhadas com a definição geométrica da obra.

O relatório consta de um capítulo inicial com a descrição da obra, um segundo capítulo em que é feito o relato da inspecção visual, com a apresentação dos resultados dos ensaios efecuados e das anomalias detectadas, e um último capítulo com conclusões e recomendações relativas aos trabalhos de manutenção a levar a efeito na ponte.

2. DESCRIÇÃO DA OBRA

2.1. DESCRIÇÃO GERAL A ponte em análise estabelece a ligação, sobre a Ribeira de Barcarena, entre o Bairro Dr. Francisco Sá Carneiro e Caxias. Trata-se de uma ponte rodoviária, com uma função também importante para o tráfego pedonal.

É uma estrutura de um só vão, em laje de betão, apoiada em dois encontros constituídos unicamente por muros de testa em betão simples. O tabuleiro é enviesado, fazendo o eixo da obra com o eixo da ribeira um ângulo de cerca de 74º.

A largura do tabuleiro é de 8.70m e o vão livre entre faces dos encontros é de 14.20m. O gabarito (distância entre a face inferior do tabuleiro e o fundo da ribeira) é de 4.0m.

A faixa de rodagem é constituída por duas vias com 3.05m de largura, existindo ainda dois passeios com 1.20m de largura cada.

Não existe projecto da obra arquivado e desconhece-se a identidade dos seus autores, mas existe, no entanto, a informação, dos serviços camarários, de que a construção data de 1978.

2.2. INFORMAÇÕES ESPECÍFICAS São ainda de realçar os seguintes aspectos particulares da ponte:

A ponte tem guarda-corpos em estrutura de aço, mas não possui nem guarda-rodas nem acrotérios.

Não foram observados indícios de trabalhos de manutenção ou de reparação, ou de alterações posteriores à construção.

Existem sete tubagens de serviços diversos que atravessam a ribeira suspensas em ambos os bordos da laje do tabuleiro, e na zona descarregam no leito da ribeira diversos colectores de esgotos.

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Não existe iluminação dentro do perímetro estrito da obra, nem outros equipamentos eléctricos.

2.3. SOLUÇÃO ESTRUTURAL Como se referiu, a estrutura é constituída por uma laje em betão armado pré-esforçado, que vence o leito da ribeira num único vão de 14.2m (entre faces interiores dos apoios). A laje tem cerca de 0.55m de espessura, a qual reduz junto aos passeios para um valor médio de 0.40m. A largura total do tabuleiro é de 8.70m e o seu comprimento é de 15.20m entre juntas estruturais.

Nas imediações da ponte as margens da ribeira estão delimitadas por muros de contenção em betão (ver fotografia 121) e o seu leito está protegido por lajes de betão.

Fotografia 121 – Vista geral de Sul da ponte.

Os encontros são do tipo de gravidade, em betão simples, constituídos por muros de testa que estão no prolongamento dos muros de contenção das margens da ribeira.

Não existe qualquer informação quanto às lajes de transição, nem se observa qualquer deformação no pavimento rodoviário que indicie anomalias nesta estrutura.

2.4. LEVANTAMENTO GEOMÉTRICO Em anexo apresentam-se peças desenhadas com:

Planta de Localização

Planta Alçado lateral e alçados dos encontros Pormenores da geometria do tabuleiro e da estrutura dos guarda-corpos.

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3. INSPECÇÃO As inspecções foram realizadas nos dias 2, 4 e 11 de Agosto de 2003.

No dia 4 de Agosto, de manhã, foi efectuada a inspecção com o auxílio de uma unidade móvel de inspecção de pontes, permitindo o fácil acesso à parte inferior do tabuleiro e aos encontros. Para esta inspecção foi solicitada autorização ao Departamento de Insfraestruturas Municipais da C. M. de Oeiras e solicitada a presença de dois agentes da Polícia de Segurança Pública para controlo do tráfego.

Durante as inspecções à ponte as condições climatéricas foram de céu limpo, temperaturas altas (às 11 horas da manhã do dia 4/8 registou-se 30ºC no local) e humidade relativa baixa (±60%).

Fotografia 212 – Utilização de uma unidade móvel de inspecção de pontes.

Durante a inspecção foram efectuados ensaios de dureza superficial do betão do tabuleiro e dos encontros em 10 pontos, com o auxílio de um esclerómetro. Foram também efectuados, nos mesmos pontos, ensaios para determinação da profundidade de carbonatação do betão.

Enquanto que os primeiros ensaios permitem avaliar a ordem de grandeza da resistência do betão e a sua homogeneidade em diversos pontos da ponte, os ensaios para determinação da profundidade de carbonatação permitem avaliar a capacidade do betão em proteger as armaduras contra a corrosão. Nestes últimos ensaios foi utilizada fenolfetaleína para identificar as zonas do betão com pH alto, portanto zonas em condições para a protecção eficaz das armaduras contra a corrosão.

Nas figuras 1 e 2 apresenta-se a localização dos pontos de ensaio no tabuleiro e nos encontros, respectivamente. No Quadro 1 indica-se a profundidade de carbonatação nos

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10 pontos ensaiados, e nos Quadros 2 a 3 os resultados dos ensaios com o esclerómetro. Os resultados destes ensaios são analisados nas secções seguintes.

3.1. ASPECTOS GERAIS O tráfego rodoviário observado é do tipo urbano, de intensidade média, quanto ao tráfego pedonal, este pode-se classificar como intenso.

No dia 4 de Agosto, a lâmina de água no fundo da ribeira tinha uma espessura entre 0.10m e 0.20m.

Não foi possível inspeccionar as fundações, não se tendo observado quaisquer indícios de anomalias causadas por mau funcionamento das fundações.

Também não são visíveis aparelhos de apoio, não havendo indícios de que, caso existam, haja mau funcionamento dos mesmos.

3.2. TABULEIRO Embora não se observem deformações permanentes no tabuleiro, este apresenta vibrações incómodas à passagem de veículos pesados. Este fenómeno não parece trazer inconvenientes graves para o funcionamento da obra.

A superfície inferior da laje foi observada com detalhe, tendo-se anotado a ausência de fendas estruturais.

Junto aos tubos de queda o betão apresenta-se bastante degradado, com delaminação nalguns pontos e corrosão em armaduras, estando algumas já expostas. É de realçar o facto de no ensaio de carbonatação efectuado mais próximo de tubos de queda a profundidade do betão carbonatado é bastante superior aos restantes (ver ponto Pt6 no Quadro 1).

Fotografia 174 – Ensaio de carbonatação no ponto Pt6, betão degradado e delaminado na

proximidade de um tubo de queda.

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Figura 1 – Localização dos pontos de ensaio no tabuleiro.

Quadro 1 - Profundidade de carbonatação [mm]

Encontros Tabuleiro Localização

a Poente a Nascente a Poente ao centro a Nascente

Ponto Pm1 Pm2 Pm3 Pm4 Pt1 Pt2 Pt3 Pt5 Pt4 Pt6

[mm] 12 15 20 16 20 8 17 8 11 30

Com excepção das zonas vizinhas aos tubos de queda, o betão da superfície inferior do tabuleiro apresenta-se compacto, sem poros, com a superfície sem grandes irregularidades nem rebarbas. Com excepção do ponto Pt6 já referido, a profundidade de carbonatação é inferior ao recobrimento das armaduras.

Os resultados dos ensaios com o esclerómetro nos seis pontos do tabuleiro confirmam a boa qualidade do betão do tabuleiro.

No bordo do tabuleiro a Sul existe uma armadura exposta, como se pode observar na fotografia seguinte.

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Quadro 2 – Ensaio de esclerómetro no tabuleiro.

ENSAIO DE ESCLERÓMETRO Data do ensaio: 04-08-2003 Resistência superficial do betão Esclerómetro tipo Controls C0181/N Obra: Ponte sobre a Ribeira de Barcarena na Av. João de Freitas Branco, em Caxias

Tabuleiro Localização a Poente ao centro a Nascente

Ponto Pt1 Pt2 Pt3 Pt4 Pt5 Pt6 Inclinação do esclerómetro α=+90º α=+90º α=+90º α=+90º α=+90º α=+90º

Nº da leitura Leitura Leitura Leitura Leitura Leitura Leitura 1 61 64 56 62 54 50 2 60 61 49 58 52 58 3 58 65 58 56 50 58 4 60 66 56 59 46 54 5 62 62 48 63 54 60 6 64 62 48 63 56 59 7 57 60 51 62 57 58 8 60 61 50 62 46 62 9 61 64 60 62 57 61 10 58 63 60 61 59 52 Rm 60.1 62.8 53.3 60.8 54.3 58.8

fcm (MPa) 70.0 70.0 65.6 70.0 67.6 70.0 fck,cubos (MPa) 62.0 62.0 57.7 62.0 59.7 62.0

fck (MPa) 52.7 52.7 49.0 52.7 50.7 52.7

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Fotografia 166 – Armadura exposta numa aresta do tabuleiro e betão degradado junto a um

tubo de queda.

Existem elementos e suporte das tubagens que foram instalados de forma deficiente. De facto as buchas de ligação foram posicionadas muito próximo do bordo do betão, quebrando as arestas e colocando em risco a durabilidade do betão e a segurança das tubagens.

Fotografia 171 – Elemento de suporte da tubagem instalado de forma deficiente.

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3.3. ENCONTROS Como se referiu, os encontros são em betão simples, não sendo de referir quaisquer anomalias. Os ensaios de carbonatação realizados perdem o interesse dada a inexistência de armaduras. Ainda assim, pode-se constatar que a profundidade de carbonatação é em geral reduzida.

Dos ensaios realizados com o esclerómetro também se pode concluir tratar-se de um betão de boa qualidade.

JUSANTE MONTANTE

Figura 2 – Localização dos pontos de ensaio nos encontros.

3.4. PAVIMENTO RODOVIÁRIO O pavimento rodoviário encontra-se em bom estado de conservação.

3.5. PASSEIOS Os passeios têm um pavimento em mosaico anti-derrapante e lancis em calcário.

Os passeios encontram-se, de uma forma geral, em bom estado, necessitando apenas de reparação o pavimento do passeio Sul.

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Quadro 3 – Ensaio de esclerómetro nos encontros.

ENSAIO DE ESCLERÓMETRO Data do ensaio: 04-08-2003 Resistência superficial do betão Esclerómetro tipo Controls C0181/N Obra: Ponte sobre a Ribeira de Barcarena na Av. João de Freitas Branco, em Caxias Encontros

Localização Poente Nascente Ponto Pm1 Pm2 Pm3 Pm4

Inclinação do esclerómetro α=0º α=0º α=0º α=0º

Nº da leitura Leitura Leitura Leitura Leitura 1 55 48 44 47 2 57 47 40 56 3 50 48 38 46 4 53 47 30 53 5 52 57 40 52 6 55 50 46 44 7 48 45 50 49 8 52 53 40 48 9 56 44 32 55 10 50 50 40 53 Rm 52.8 48.9 41.1 50.4 fcm (MPa) 64.6 57.1 42.6 60.0 fck,cubos (MPa) 56.9 49.6 35.4 52.5 fck (MPa) 48.4 42.2 30.1 44.6

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Fotografia 104 – Estado do pavimento do passeio Sul.

3.6. JUNTAS As juntas de transição entre o tabuleiro e a estrada são em chapa metálica. A junta a Nascente encontra-se danificada, necessitando de reparação.

Fotografia 103 – Estado da junta a Nascente.

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3.7. GUARDA-CORPOS Os guarda-corpos, embora não apresentem corrosão significativa, a pintura está bastante degradada.

Fotografia 308 – Estado da pintura dos guarda-corpos.

3.8. SISTEMA DE DRENAGEM Os tubos de queda são em tubo de aço de secção circular, a qual foi ovalizada na extremidade inferior, possivelmente para facilitar a sua inserção entre as armaduras do tabuleiro. Os tubos de queda apresentam corrosão na sua extremidade inferior.

Os tubos de queda estão entupidos, tendo alguns tubos varões de aço no interior, em resultado de uma possível tentativa gorada para os desentupir.

3.9. RIBEIRA Existe lixo acumulado no fundo da ribeira, em especial na vizinhança da ponte.

3.10. OUTROS ASPECTOS Não existe sinalização rodoviária ou pedonal relacionada com a obra.

A Norte da ponte, junto ao encontro Nascente a calçada encontra-se levantada e a necessitar de ser reposta.

Existe uma fenda, sem significado estrutural, na ligação de um muro ao encontro Poente (ver fotografia 114).

A ponte e as margens da ribeira encontram-se vedadas com guardas ou redes de arame. No entanto, junto à escada metálica de acesso ao leito da ribeira, situada a Sul do encontro Nascente, falta uma vedação. Embora já a alguma distância da ponte, um

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pouco mais a Sul, na margem Nascente a vedação em rede encontra-se danificada. A falta destas vedações cria o risco de queda para a ribeira do elevado número de crianças que vivem na vizinhança, pelo que se recomenda a reposição destas vedações.

Fotografia 157 –Tubo de queda entupido com varão de aço no interior.

4. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES No presente capítulo apresentam-se as conclusões relativas à inspecção e levantamento da ponte sobre a Ribeira de Barcarena em Caxias e expõem-se recomendações de actuação para efeitos de manutenção da obra.

4.1. CONCLUSÕES A ponte sobre a Ribeira de Barcarena em Caxias é uma construção de finais dos anos 70 do século passado, tendo aproiximadamente 25 anos de idade. Esta obra aparenta ter sido executada com qualidade e com base num bom projecto.

No entanto, observaram-se as seguintes anomalias:

degradação do betão na face inferior do tabuleiro, nas zonas dos tubos de queda;

quebra da junta a Nascente;

falta de manutenção da pintura dos guarda-corpos metálicos;

falha de pavimento no passeio a Sul;

calçada levantada na zona a Norte junto ao encontro Nascente;

falta de vedações a Sul junto ao encontro Nascente;

deficiência da drenagem por entupimento dos tubos de queda.

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4.2. RECOMENDAÇÕES Recomenda-se que sejam executados os seguintes trabalhos de manutenção:

a. Remoção do lixo existente no fundo da ribeira na vizinhança da ponte.

b. Desentupimento dos tubos de queda e alteração do sistema por forma evitar a degradação do betão envolvente e facilitar a limpeza dos tubos.

c. Reparação das armaduras corroídas e saneamento do betão na face inferior do tabuleiro, na vizinhança dos tubos de queda.

d. Reparação das armaduras expostas junto ao bordo do tabuleiro.

e. Substituição de alguns suportes das tubagens por forma a evitar a degradação do betão, saneamento e reparação do betão danificado.

f. Execução de vedação na margem Nascente, a Sul da ponte.

g. Reparação da calçada na margem Nascente, a Norte da obra.

h. Reparação da junta a Nascente.

i. pintura dos guarda-corpos.

Lisboa, Agosto de 2003

Válter José da Guia Lúcio

(Eng. Civil, insc. O.Eng. nº 16660)

JUSANTE MONTANTE

MONTANTE JUSANTE

1

JUSANTE

MONTANTE

ALÇADO SUL

PLANTA

CORTE A-B

ESC.: 1/100

ESC.: 1/100

ESC.: 1/100

PLANTA DE LOCALIZAÇÃOESC.: 1/2000

ESC.: 1/20

PORMENOR 1

ALÇADO - ESC.: 1/100GUARDA METÁLICA TIPO 1

SECÇÃO TIPO - ESC.: 1/20GUARDA METÁLICA TIPO 1

ALÇADO PARCIAL - ESC.: 1/20GUARDA METÁLICA TIPO 1

ALÇADO - ESC.: 1/100GUARDA METÁLICA TIPO 2

ALÇADO PARCIAL - ESC.: 1/20GUARDA METÁLICA TIPO 2

SECÇÃO TIPO - ESC.: 1/20GUARDA METÁLICA TIPO 2

CORTE C-DESC.: 1/100

2-Inspeccao de Estruturas

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