Ensaios Tecnológicos executados no
Viaduto Mauá e no Viaduto Nuno de Assis e
Sondagem de Terreno
Bauru-SP
00 13/10/2010 RT-1237-ET-01-REV00
Daniela David Claudius Barbosa Marco Juliani
Rev. Data Elaboração Verificação Aprovação N.ºdocumento
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00
Daniela David 13/10/2010
ÍNDICE
1 INTRODUÇÃO E OBJETIVOS .......................... ..................................................................................... 1
2 SONDAGEM DO TERRENO .................................................................................................................. 5
3 ENSAIO DE CARBONATAÇÃO .......................... .................................................................................. 7
3.1 Ensaio de Carbonatação no Viaduto Mauá ........ .............................................................................. 8
3.2 Ensaio de Carbonatação no Viaduto Nuno de Assis .................................................................... 11
4 ENSAIO DE ESCLEROMETRIA ......................... ................................................................................. 14
4.1 Equipamentos Utilizados ....................... .......................................................................................... 15
4.2 Resultados obtidos ............................ ............................................................................................... 15
4.2.1 Ensaio de Esclerometria no Viaduto Mauá ..... ............................................................................. 16
4.2.2 Ensaio de Esclerometria no Viaduto Nuno de As sis ............................................... ................... 17
5 ENSAIOS DE ULTRA-SOM ............................ ...................................................................................... 18
5.1 Equipamentos Utilizados ....................... .......................................................................................... 19
5.2 Resultados obtidos ............................ ............................................................................................... 19
5.2.1 Ensaio de Ultra-Som no Viaduto Mauá ......... ............................................................................... 20
5.2.2 Ensaio de Ultra-Som no Viaduto Nuno de Assis. ........................................................................ 22
6 ENSAIOS DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO E MÓDULO DE D EFORMAÇÃO .......................... 24
6.1 Ensaio de Compressão e Módulo de Deformação no Viaduto Mauá ...................................... .... 24
6.2 Ensaio de Compressão e Módulo de Deformação no Viaduto Nuno de Assis .......................... 25
7 CONCLUSÕES ..................................................................................................................................... 26
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 1 Daniela David 13/10/2010
1 INTRODUÇÃO E OBJETIVOS
A cidade de Bauru, situada na região central do estado de São Paulo, possui atualmente
cerca de 350 mil habitantes. Foi impulsionada por um grande crescimento desde a primeira
metade do século passado, quando era o principal pólo econômico da região. Tinha como
destaque a estrada de ferro Noroeste do Brasil – com o trecho inicial na cidade e que hoje
pertence à America Latina Logística − e a baldeação com a estrada de ferro Sorocabana e
com a Companhia Paulista de Estradas de Ferro. Além da malha ferroviária, Bauru é ligada a
importantes rodovias do estado e da região, destacando-se a SP-300 (Rodovia Marechal
Rondon), SP-225 (Rodovia Comandante João Ribeiro de Barros) e a SP-321 (Rodovia
Cezario José de Castilho). É neste contexto que se situam as obras de arte da cidade,
transpondo rodovias, ferrovias e interligando bairros da cidade.
O país, de uma forma geral, encontra-se uma situação de desenvolvimento consolidado o
que, conseqüentemente, gera aumento do tráfego para escoamento de produtos seja nas vias
rodoviária ou ferroviária. Muitas obras de arte, projetadas há alguns anos, apresentam hoje
capacidade aquém da demanda de fluxo e carga. Muitas vezes, em função desta demanda
pelo escoamento, a carga média diária supera as cargas previstas em projeto e estas
estruturas têm de ser submetidas a análises criteriosas para avaliar os efeitos desta
discordância. É comum a readequação destas estruturas em função da expansão do número
de faixas de tráfego e aumento da capacidade de toneladas por eixo.
A inoperância de uma determinada obra de arte gera prejuízos a todas as partes envolvidas,
seja o usuário ou o proprietário/responsável. É sobre estes aspectos que devem ser
planejadas atividades direcionadas para impedir que a sua estrutura ou parte dela atinja
estados limites que impeçam a sua utilização.
O desafio dos responsáveis pela malha viária dos estados e municípios é definir uma política
de atuação capaz de manter a mobilidade e fluidez dos deslocamentos. Para garantir o
deslocamento de pessoas e mercadorias, é necessário que as obras viárias passem por um
contínuo processo de análise, planejamento e readequação.
No caso particular em discussão, os viadutos Mauá e Nuno de Assis ligam o centro da cidade
de Bauru à Vila Falcão, na região Oeste, um dos bairros mais populosos da cidade, tornando
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 2 Daniela David 13/10/2010
naturalmente uma via de destacada importância. Estas obras de arte interligam a Avenida
Pedro de Toledo e as Ruas Campos Salles e Alfredo Maia transpondo duas linhas férreas da
América Latina Logística e o Ribeirão Bauru. Desde setembro de 2008, o viaduto Mauá e
parte do Viaduto Nuno de Assis encontram-se interditados, sendo todo o tráfego desta via
desviado a apenas duas faixas do viaduto Nuno de Assis, uma para cada sentido. Antes da
interdição o tráfego era realizado por duas faixas no sentido centro-bairro e duas no sentido
bairro-centro. .
Figura 1 − Vista aérea dos viadutos Mauá e Nuno de Assis e s ua localizaç ão transpondo a via férrea
O Viaduto Mauá (Figura 2a), construido durante a década de 1950 é formada por cinco
tramos isostáticos, constituídos por quatro vigas longitudinais, vinte e uma vigas transversais
e laje maciça. As vigas possuem alturas variáveis em dois tramos os quais estão em balanço
e servem de apoio, por meio de dentes Gerber, aos demais. Quatro pilares servem de apoio
aos tabuleiros na extremidade e estão interligados formando um muro de contenção de
aterro. Os demais apoios também são constituídos por quatro pilares unidos na parte
superior. Os aparelhos de apoio são compostos por pêndulos de concreto armado sobre cada
pilar. A estrutura é de concerto armado moldado in loco e o sistema estrutural típico de obras
de arte. Este viaduto tem aproximadamente 50,9 m de extensão e 8,4 m de largura.
Contíguo ao Viaduto Mauá, localiza-se o Viaduto Nuno de Assis (Figura 2b), sua
superestrutura é constituída por quatro tramos isostáticos formados por duas vigas
longitudinais de seção celular trapezoidal e unidas na parte superior pela laje de concreto. A
estrutura é apoiada dobre cinco apoios, todos com morfologia de pilar parede e, de forma
similar ao observado no Viaduto Mauá, os apoios de extremidade também servem de
contenção do terreno. A estrutura também foi executada em concreto armado e é um pouco
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 3 Daniela David 13/10/2010
mais recente, construída no final da década de 1960. Sua extensão é de 50,7 m e 14,8 m de
largura.
(a) (b) Figura 2 − Vista dos viadutos Mauá (a) e Nuno de As sis (b)
As duas estruturas apresentam uma série de anomalias e estado de conservação
comprometido com diversas patologias no concreto e aço. De forma geral, destacam-se:
� Desaprumo dos pilares;
� Deslocamento horizontal do topo dos pêndulos;
� Ruptura do muro de contenção formado pelos apoios de extremidade;
� Infiltração de água em diversos pontos da estrutura;
� Destacamento da argamassa de revestimento e do concreto;
� Eflorescência do concreto;
� Armaduras expostas e corroídas;
� Afundamento dos passeios e danos no pavimento;
� Presença de vegetação nas juntas de dilatação;
� Trincas nas transversinas;
� Fissuras nas lajes.
As patologias referentes ao concreto e aço, apesar de apresentarem estado bastante
avançado, são típicas e comumente observadas em obras de arte. É necessária a avaliação
do grau das patologias dos materiais a fim de intervir o mais depressa possível e evitar o
contínuo processo de degradação que pode reduzir a capacidade da segurança da estrutura.
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 4 Daniela David 13/10/2010
O mais preocupante é a situação dos elementos estruturais, principalmente aqueles que
apresentam trincas, ruptura da armadura, desaprumos e armadura com seção transversal
reduzida. Neste caso, provavelmente, as patologias surgiram em função de esforços
solicitantes não previstos em projeto.
Para avaliar a qualidade e resistência do concreto e do solo foram realizados ensaios
tecnológicos, como, sondagem do solo, extração e ensaios à compressão de corpos-de-
prova, de carbonatação, ultra-som e esclerometria do concreto Este relatório apresenta a
metodologia utilizada e os resultados obtidos.
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 5 Daniela David 13/10/2010
2 SONDAGEM DO TERRENO
A sondagem do terreno foi executada para que tivesse um maior conhecimento do solo onde
estão apoiadas as fundações dos viadutos, assim como o solo do encontro bairro. O método
usado foi a sondagem SPT, que consiste na cravação vertical de um cilindro amostrador no
solo, por meio de golpes de um martelo de aproximadamente 65 kg solto em queda livre de
uma altura de 75 cm. São anotados os números de golpes necessários à cravação do
amostrador em três trechos consecutivos de 15 cm sendo que o valor da resistência à
penetração (NSPT) consiste no número de golpes aplicados na cravação dos 30 cm finais.
Após a realização de cada ensaio, o amostrador é retirado do furo e a amostra é coletada,
para posterior classificação.
O ponto 1 de sondagem foi no encontro bairro no Viaduto Mauá. O solo se mostrou
predominantemente um aterro de areia fina pouco argilosa de coloração marrom
avermelhado. A camada abaixo, já com profundidade de 9,20 m, mostrou-se um solo de areia
fina pouco argilosa com coloração marrom avermelhado. A aproximadamente 11,0 m de
profundidade foi encontrada uma camada de concreto, provavelmente da fundação. Não foi
prosseguir com a escavação e não foi encontrado nível d’água.
O ponto 2 de sondagem foi entre o encontro bairro e a primeira linha de pilares do Viaduto
Mauá. A 60 cm de profundidade foi encontrado um aterro de areia fina pouco siltosa cinza.
Logo após essa camada, com profundidade de até 2,70 m, foi encontrado outro aterro, porém
de areia fina pouco argilosa marrom amarelado com entulho. A terceira camada de solo foi
encontrada uma areia fina pouco argilosa marrom claro, com SPT baixo, representando uma
baixa resistência deste solo. A quarta camada mostrou-se uma areia fina pouco argilosa
cinza, mais resistente que a camada anterior, entre 5,00 e 9,20 m de profundidade. Na quinta
e última camada foi encontrada uma areia fina pouco siltosa marrom amarelado, com um SPT
maior que 50 entre 9,20 e 15,07 m de profundidade, representando o tipo de solo mais
resistente. O nível d’água foi encontrado há aproximadamente 2,42 m de profundidade.
O ponto 3 de ensaio foi entre a terceira e quarta linha de pilares. Na primeira camada do solo
foi encontrado um aterro de areia fina pouco siltosa marrom amarelado de 0,80 m de
profundidade. Após o aterro, foi encontrada uma camada de 0,20 m de argila orgânica preta.
Na segunda camada foi encontrada uma camada de areia média pouco argilosa marrom
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 6 Daniela David 13/10/2010
amarelado com um SPT baixo, ou seja, pouca resistência. A quarta camada de solo mostrou-
se mais resistente, constituída de areia fina pouco argilosa cinza, entre 3,90 e 7,30 m de
profundidade. A última camada, a mais resistente (SPT maior que 50), é de areia fina pouco
siltosa marrom amarelado, chegando a 11,41 m de profundidade. O nível d’água foi
encontrado há, aproximadamente, 1,31 m de profundidade.
O relatório completo e detalhado se encontra no Anexo I.
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 7 Daniela David 13/10/2010
3 ENSAIO DE CARBONATAÇÃO
A carbonatação é um dos mecanismos mais decorrentes na deterioração do concreto
armado. O dióxido de carbono presente no ar penetra nos poros do concreto e reage com o
hidróxido de cálcio formando carbonato de cálcio e água. Este processo é acompanhado pela
redução da alcalinidade do concreto. Em um concreto homogêneo, a carbonatação progride
com a frente paralela à superfície, ou seja, mais exposto ao ar. Quando a frente de
carbonatação atravessa o cobrimento das armaduras, estas ficam despassivadas (devido à
perda de alcalinidade), permitindo o início da sua corrosão (desde que existam água e
oxigênio), comprometendo, deste modo, a durabilidade do concreto.
A taxa de carbonatação depende de vários fatores, particularmente da permeabilidade do
concreto (quanto mais permeável, maior será a taxa de carbonatação) e da umidade relativa
(a carbonatação ocorre mais facilmente quando a umidade relativa se situa entre 55% e
75%).
Utilizando o indicador da fenolftaleína, é possível determinar in situ a profundidade da frente
de carbonatação em superfícies recém-expostas. Conhecendo a posição da frente de
carbonatação em vários pontos de uma estrutura de concreto armado, é possível avaliar a
sua durabilidade e estimar a extensão das zonas a reparar.
Utilizando um borrifador com a solução alcoólica de fenolftaleína, molham-se as superfícies
internas do local de ensaio e observa-se a sua coloração. A zona carbonatada apresenta-se
incolor, e a não carbonatada deverá apresentar uma coloração rosada, sendo possível medir
a profundidade da frente de carbonatação na transição de uma zona para a outra. Na Figura
abaixo é possível observar o fenômeno da carbonatação depois de adicionada a solução de
fenolftaleína no corpo de prova.
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 8 Daniela David 13/10/2010
Figura 3 – Corpo de prova com a solução alcoólica d e fenolftaleína
O ensaio de carbonatação foi realizado no Viaduto Mauá e no Viaduto Nuno de Assis. Depois
de detectado o fenômeno, foi usado um paquímetro eletrônico para medir a profundidade
carbonatada. A seguir, é ilustrado por meio de fotos o ensaio de carbonatação nas estruturas.
3.1 Ensaio de Carbonatação no Viaduto Mauá
O ensaio de carbonatação no Viaduto Mauá foi realizado nos pilares e nos corpos de prova
extraído das vigas longarinas e transversinas. Na Tabela 1 estão apresentadas as
profundidades carbonatadas nos pilares.
Tabela 1 – Ensaio de Carbonatação nos pilares do Vi aduto Mauá
Localização Profundidade de Carbonatação
CP1 1,56 cm
P6 até a armadura, 4,00cm
P9 2,00 cm
P11 toda a argamassa, 2,5cm
Abaixo estão apresentadas as fotos de cada pilar com o ensaio de carbonatação.
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 9 Daniela David 13/10/2010
a) CP1 - todo o combrimento de argamassa
carbonatado
b) P6 - todo o combrimento de argamassa
carbonatado alcançando a armadura
c) P9 - todo o combrimento de argamassa
carbonatado
d) P11 - todo o combrimento de argamassa
carbonatado
Figura 4 – Pilares após a aplicação da solução de f enolftaleína
Na Tabela 2 estão apresentadas as profundidades carbonatadas nos corpos de prova
extraídos das vigas longarinas e transversinas.
Tabela 2 – Ensaio de Carbonatação nos corpos de pro va das vigas longarinas
Corpos de Prova Localização Dimensão (cm) Profundidade de Carbonatação (cm) CP1 VL4 14,25 1,45
CP2 VT2 19,5 2,70
CP3 VT11 20,3 6,00
CP4 VL2 23,1 0,00
CP5 VL3 11,26 4,20
CP6 VT8 21,00 4,20
Abaixo estão apresentadas as fotos de cada corpo de prova com o ensaio de carbonatação.
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 10 Daniela David 13/10/2010
a) CP1
b) CP2
c) CP3
d) CP4
e) CP5
f) CP6
Figura 5 – Corpos de prova após a aplicação da solu ção de fenolftaleína
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 11 Daniela David 13/10/2010
3.2 Ensaio de Carbonatação no Viaduto Nuno de Assis
O ensaio de carbonatação no Viaduto Nuno de Assis foi realizado no encontro bairro, pilares
e nos corpos de prova extraídos dos pilares e tabuleiro. Na Tabela 3 estão apresentadas as
profundidades carbonatadas no encontro bairro e pilares.
Tabela 3 – Ensaio de Carbonatação nos pilares do Vi aduto Nuno de Assis
Localização Profundidade de Carbonatação
CB não carbonatado
P1 1,00 cm
P2 superficialmente carbonatado
Abaixo estão apresentadas as fotos do encontro bairro e dos pilares com o ensaio de
carbonatação.
a) Encontro bairro
b) P1
c) P2
Figura 6 – Encontro bairro e pilares após a aplicaç ão da fenolftaleína
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 12 Daniela David 13/10/2010
Na Tabela 4 estão apresentadas as profundidades carbonatadas nos corpos de prova
extraídos das vigas longarinas e transversinas.
Tabela 4 – Ensaio de Carbonatação nos corpos de pro va dos pilares e tabuleiro
Corpos de Prova Localização Dimensão (cm) Profundidade de Carbonatação (cm)
CP1 CB 16,8 2,28
CP2 CB 17,3 3,73
CP3 P1 9,1 incolor
CP4 P1 8,8 1,99
CP5 P2 14,4 4,07
CP6 P2 11,8 2,55
CP7 Tabuleiro 1 -
Chanfro da viga caixão
14,1 0,00
CP8 Tabuleiro 1 -
Entre as vigas caixão
11,1 0,00
Abaixo estão apresentadas as fotos de cada corpo de prova com o ensaio de carbonatação.
a) CP1
b) CP2
c) CP3
d) CP4
Figura 7 – Corpos de prova após a aplicação da solu ção de fenolftaleína
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 13 Daniela David 13/10/2010
a) CP5
b) CP6
c) CP7
d) CP8
Figura 8 – Corpos de prova após a aplicação da solu ção de fenolftaleína
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 14 Daniela David 13/10/2010
4 ENSAIO DE ESCLEROMETRIA
O ensaio esclerométrico é um método não destrutivo que mede a dureza superficial do
concreto, fornecendo elementos para a avaliação da qualidade do concreto endurecido. O
valor obtido através do impacto do esclerômetro de reflexão sobre uma área de ensaio,
fornecido diretamente pelo aparelho, correspondente ao número de recuo do martelo,
denominado Índice Esclerométrico. Utiliza-se um gráfico, fornecido pelo fabricante, para
correlacionar a resistência à compressão com o índice esclerométrico.
Figura 9 – Gráfico do fabricante que correlaciona r esistência à compressão com o índice
esclerométrico
Para a realização deste ensaio foi delimitada uma área de 200 mm x 200 mm em cada
componente estrutural analisado. Em cada área foram aplicados 16 (dezesseis) impactos. Os
impactos foram uniformemente distribuídos conforme ilustra a
Figura 10. Foi realizado o ensaio de esclerometria em diversos elementos da estrutura,
incluindo longarinas e pilares.
200mm
200mm
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 15 Daniela David 13/10/2010
Figura 10 - Área para ensaio de pacometria
4.1 Equipamentos Utilizados
As características e o aparelho de esclerometria são apresentados na Tabela 5.
Tabela 5 – Características técnicas do esclerômetro
Marca: Matest
Tipo: N
4.2 Resultados obtidos
Pelo ensaio de esclerometria foi possível calcular a resistência do concreto à compressão. A
resistência média à compressão, fcm, foi calculada a partir do índice esclerométrico e, pela
expessão 1, foi possível obter a resistência característica do concreto, fck.
fck = fcm-1,65Sd (1)
Onde:
fcm = resistência média a compressão;
fck = resistência característica do concreto;
Sd = desvio padrão da resistência média a compressão de todos os elementos
analisados, igual a 5,66.
Com o valor do fck, determinado a partir da esclerometria, foi possível calcular o módulo de
elasticidade, Ec, pela expressão 2:
fck
5600
Ec
= (2)
Nas tabelas a seguir estão os resultados obtidos para cada grupo estrutural, pilares e
longarinas de ambos os viadutos.
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 16 Daniela David 13/10/2010
4.2.1 Ensaio de Esclerometria no Viaduto Mauá
O ensaio de esclerometria no Viaduto Mauá foi realizado nos pilares, nas vigas longarinas e
transversinas. A Tabela 6 e a Tabela 7 apresentam o índice esclerométrico, resistência
característica do concreto e o módulo de elasticidade dos locais onde foi realizado o ensaio.
Tabela 6 – Esclerometria nos Pilares
Pilares – Viaduto Mauá
Leitura Elemento
Esclerometria
Com a argamassa Sem a argamassa
I.E. fcm (MPa)
fck,est (MPa)
Ec (MPa) I.E. fcm
(MPa) fck,est (MPa)
Ec (MPa)
1 CP1 28,20 22 12,8 20.004 31,00 26 16,8 22.926
2 CP2 20,73 10 0,8 4.882 - - - -
3 CP3 26,33 19 9,8 17.495 - - - -
4 CP4 20,83 11 1,8 7.429 - - - -
5 CP5 26,29 19 9,8 17.495 - - - -
6 CP6 21,85 12 2,8 9.303 - - - -
7 CP7 26,62 19 9,8 17.495 - - - -
8 CP8 21,14 12 2,8 9.303 - - - -
9 P1 23,50 14 4,8 12.218 - - - -
10 P2 26,14 19 9,8 17.495 - - - -
11 P3 28,29 21 11,8 19.204 - - - -
12 P4 22,83 14 4,8 12.218 - - - -
13 P5 27,08 20 10,8 18.369 - - - -
14 P6 22,13 13 3,8 10.859 34,67 31 21,8 26.123
15 P7 22,00 13 3,8 10.859 31,00 26 16,8 22.926
16 P8 21,09 12 2,8 9.303 - - - -
17 P9 23,63 14 4,8 12.218 - - - -
18 P10 19,17 10 0,8 4.882 - - - -
19 P11 23,78 15 5,8 13.440 - - - -
20 P12 18,83 10 0,8 4882 26,80 18 8,8 16574
21 P13 24,43 16 6,8 14560 25,43 18 8,8 16574
22 P14 20,00 10 0,8 4882 - - - -
23 P15 24,36 16 6,8 14560 - - - -
24 P16 25,27 17 7,8 15600 - - - -
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 17 Daniela David 13/10/2010
Tabela 7 – Esclerometria nas Vigas Longarinas e Tra nsversinas
Vigas Longarinas e Transversinas – Viaduto Mauá
Leitura Elemento Esclerometria
I.E. fcm (MPa)
fck,est (MPa)
Ec (MPa)
1 VL3 46,6 46 36,8 33.953
2 VL12 42,0 45 35,8 33.488
3 VT11 42,5 46 36,8 33.953
4.2.2 Ensaio de Esclerometria no Viaduto Nuno de Assis
O ensaio de esclerometria no Viaduto Nuno de Assis foi realizado nos encontros bairro e
centro e nos pilares. A Tabela 8 apresenta o índice esclerométrico, resistência característica
do concreto e o módulo de elasticidade dos locais onde foi realizado o ensaio.
Tabela 8 – Esclerometria nos Encontros e Pilares
Encontros e Pilares – Viaduto Nuno de Assis
Leitura Elemento Esclerometria
I.E. fcm (MPa)
fck,est (MPa)
Ec (MPa)
1 CB 49,2 58 48,8 39.104
2 P1 48,6 57 47,8 38.701
3 P2 54,9 70 60,8 43.651
4 P3 46,4 53 43,8 37.045
5 CC 42,9 46 36,8 33.953
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 18 Daniela David 13/10/2010
5 ENSAIOS DE ULTRA-SOM
O aparelho de ultra-som mede o tempo empregado pelo impulso de ultra-som para efetuar o
percurso desde a sonda transmissora até a sonda receptora.
A velocidade que os pulsos ultra-sônicos atravessam um material contínuo depende de suas
propriedades elásticas e de sua densidade. A qualidade de alguns materiais é relacionada, às
vezes, à rigidez elástica. Desta forma, o ensaio de ultra-som é uma ferramenta de boa
aplicação na análise da qualidade do concreto, podendo ser utilizado para avaliar sua
homogeneidade, auxiliar na avaliação de sua resistência, acompanhamento das propriedades
ao longo do tempo, determinação da profundidade de fissuras e detecção de vazios.
O método usado foi o de Transmissão Direta. Este arranjo é o mais recomendado na
determinação da velocidade de propagação de ondas através do material, pois desta forma
as ondas são recebidas com maior intensidade. Os transdutores são posicionados em faces
opostas da estrutura da forma mais alinhada possível, conforme Figura 11.
E
R
Figura 11 - Transmissão Direta
O ensaio foi realizado em diversos pilares de ambos os viadutos.
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 19 Daniela David 13/10/2010
5.1 Equipamentos Utilizados
Foram realizados ensaios de ultra-som e esclerometria em diversos elementos da estrutura.
O aparelho de ultra-som possui as características dadas na
Tabela 9.
Tabela 9 – Características técnicas do aparelho de ultra-som
Fabricante: Matest
Modelo: C368
Resolução: 0,16 µsec
Alimentação: 12Volt D.C.
Consumo: 0,30A
5.2 Resultados obtidos
Pelo ensaio de ultra-som foi possível calcular o módulo de elasticidade e a resistência do
concreto à compressão.
A partir do ensaio de ultra-som, o módulo de elasticidade foi obtido pela expressão 1:
)1(
)21) (1(pVEd
2
ν−ν−ν+= (1)
Onde:
Ed = módulo de elasticidade dinâmico do concreto;
p = densidade do concreto, 2500kg/m3;
ν= coeficiente de poison, 0,2;
V = velocidade da onda ultrasônica.
Segundo Leslie e Cheesman (1949) a qualidade do concreto pode ser avaliada pela
velocidade na qual a onda ultra-sônica percorre a distância entre o transmissor e o receptor
de acordo com a Tabela 10.
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 20 Daniela David 13/10/2010
Tabela 10 – Qualidade do concreto e velocidade da o nda ultra-sônica
Velocidade da onda (m/s) Qualidade do concreto
Superior a 4500 Excelente
3500 a 4500 Bom
3000 a 3500 Regular
1500 a 3000 Geralmente ruim
Inferior a 1500 Ruim
Nas tabelas, a seguir, estão os resultados obtidos para cada grupo estrutural de ambos os
viadutos.
5.2.1 Ensaio de Ultra-Som no Viaduto Mauá
O ensaio de ultra-som no Viaduto Mauá foi realizado nos pilares e nos corpos de prova
extraídos das vigas longarinas e transversinas. A Tabela 11 e Tabela 12 apresentam a
velocidade de propagação da onda e o módulo de elasticidade calculado pela equação (1)
nas estruturas onde foi realizado o ensaio.
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 21 Daniela David 13/10/2010
Tabela 11 – Ultra-Som nos Pilares
Pilares – Viaduto Mauá
Leitura Elemento Ultra-som Qualidade do
Concreto Velocidade (m/s)
Ed (MPa)
1 CP1 2.888 18.763 Geralmente ruim
2 CP2 - - -
3 CP3 4.722 50.175 Excelente
4 CP4 10.301 2.389 Excelente
5 CP5 - - -
6 CP6 - - -
7 CP7 4.274 41.092 Bom
8 CP8 - - -
9 P1 4.507 45.703 Excelente
10 P2 4.369 42.955 Bom
11 P3 - - -
12 P4 2.289 11.785 Geralmente ruim
13 P5 4.894 53.888 Excelente
14 P6 4.760 50.973 Excelente
15 P7 2.748 16.991 Geralmente
ruim
16 P8 3.999 35.976 Bom
17 P9 3.681 30.479 Bom
18 P10 4.646 48.557 Excelente
19 P11 - - -
20 P12 2.423 13.213 Geralmente
ruim
21 P13 2.671 16.050 Geralmente ruim
22 P14 3.701 30.827 Bom
23 P15 2.200 10.891 Geralmente ruim
24 P16 - - -
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 22 Daniela David 13/10/2010
Tabela 12 – Ensaio de ultra-som nos corpos de prova das vigas longarinas e transversinas
Corpos de Prova Localização Dimensão (cm) Velocidade (m/s) Ec (MPa) Qualidade do Concreto
CP1 VL4 14,25 4.083,70 37.522 Bom
CP2 VT2 19,5 4.076,31 37.387 Bom
CP3 VT11 20,3 4.083,49 37.519 Bom
CP4 VL2 23,1 4.138,93 38.544 Bom
CP5 VL3 11,26 3.325,19 24.878 Regular
CP6 VT8 21,00 2.884,08 18.715 Geralmente
ruim
5.2.2 Ensaio de Ultra-Som no Viaduto Nuno de Assis
O ensaio de ultra-som no Viaduto Nuno de Assis foi realizado nos pilares e nos corpos de
prova extraídos dos pilares e tabuleiro. A Tabela 13 e Tabela 14 apresentam a velocidade de
propagação da onda e o módulo de elasticidade calculado pela equação (1) nas estruturas
onde foi realizado o ensaio.
Tabela 13 – Ultra-Som nos Pilares
Pilares – Viaduto Mauá
Leitura Elemento Ultra-som
Qualidade do Concreto Velocidade
(m/s) Ed
(MPa)
1 P1 – lado próximo ao
Viaduto Mauá 5.659 72.047 Excelente
2 P2 – lado próximo ao Viaduto Mauá
3.117 21.863 Regular
3 P3 – lado próximo ao Viaduto Mauá
4.885 53.682 Excelente
4 P1 – lado mais afastado ao Viaduto Mauá
4.396 43.471 Bom
5 P2 – lado mais afastado
ao Viaduto Mauá 3.842 33.214 Bom
6 P3 – lado mais afastado ao Viaduto Mauá
4.775 51.309 Excelente
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 23 Daniela David 13/10/2010
Tabela 14 – Ensaio de ultra-som nos corpos de prova dos pilares e tabuleiro
Corpos de Prova Localização Dimensão
(cm) Velocidade (m/s) Ec (MPa)
Qualidade do Concreto
CP1 CB 16,8 3.621 29.497 Bom
CP2 CB 17,3 3.526 27.973 Bom
CP3 P1 9,1 4.528 46.123 Excelente
CP4 P1 8,8 4.632 48.271 Excelente
CP5 P2 14,4 4.586 47.322 Excelente
CP6 P2 11,8 4.896 53.940 Excelente
CP7 Tabuleiro 1 -
Chanfro da viga caixão
14,1 3.406 26.100 Regular
CP8 Tabuleiro 1 - Entre
as vigas caixão 11,1 4.269 41.009 Bom
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 24 Daniela David 13/10/2010
6 ENSAIOS DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO E MÓDULO DE D EFORMAÇÃO
Para a realização destes ensaios foram extraídos corpos de prova de ambos os viadutos. Os
resultados e gráficos estão mostrados nos itens abaixo.
6.1 Ensaio de Compressão e Módulo de Deformação no Viaduto Mauá
Foram extraídos sete corpos de prova do Viaduto Mauá. Os corpos de prova CP1, CP3, CP4
e CP6 estão divididos em A e B, pois foram extraídos da mesma estrutura. Os valores da
resistência à compressão e módulo de elasticidade estão apresentados na Tabela 15.
Tabela 15 − Propriedades mecânicas obtidas a partir do ensaio à compressão uniaxial dos corpos-de-prova de concreto extraídos da estrutura
Corpo de
Prova Localização fcm (MPa) fck (MPa) (MPa) Ec
CP1 A Viga Longarina 4 – VL4 43,2 33,9 18.486
CP1 B Viga Longarina 4 – VL4 34,8 25,5 22.000
CP2 Viga Transversina 2 – VT2 31,3 22,0 20.700
CP3 A Viga Transversina 11 – VT11 17,4 8,1 -
CP3 B Viga Transversina 11 – VT11 18,1 8,8 19.600
CP4 A Viga Longarina 2 – VL2 20,6 11,3 16.600
CP4 B Viga Longarina 2 – VL2 18,7 9,4 -
CP5 Viga Longarina 3 – VL3 23,8 14,5 -
CP6 A Viga Transversina 8 – VT8 21,3 12,0 18.534
CP6 B Viga Transversina 8 – VT8 20,6 11,3 -
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 25 Daniela David 13/10/2010
6.2 Ensaio de Compressão e Módulo de Deformação no Viaduto Nuno de Assis
Foram extraídos dez corpos de prova do Viaduto Nuno de Assis, para posterior averiguação
da resistência à compressão e módulo de deformação. Os valores da resistência à
compressão e módulo de elasticidade estão apresentados na Tabela 16.
Tabela 16 − Propriedades mecânicas obtidas a partir do ensaio à compressão uniaxial dos corpos-de-prova de concreto extraídos da estrutura
Corpo de
Prova Localização fcm (MPa) fck (MPa) (MPa) Ec
CP1 Encontro Bairro - CB 33,1 23,8 -
CP2 Encontro Bairro - CB 36,4 27,1 -
CP3 Pilar 1 – P1 22,6 13,3 33.100
CP3 A Pilar 1 – P1 31,3 22,0 24.200
CP4 Pilar 1 – P1 27,1 17,8 15.600
CP5 Pilar 2 – P2 38,1 28,8 -
CP6 Pilar 2 – P2 39,4 30,1 -
CP7 Tabuleiro 1 - Chanfro da viga
caixão 42,7 33,4 -
CP8 A Tabuleiro 1 - Laje 44,3 35,0 -
CP8 B Tabuleiro 1 - Laje 59,8 50,5 -
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 26 Daniela David 13/10/2010
7 CONCLUSÕES
Por meio da sondagem, SP-01,verificou-se que solo do encontro bairro é formado por um
aterro de areia fina com baixa resistência, aos 11m de profundidade foi encontrado uma
camada de concreto, provavelmente a sapata da cortina. A sondagem SP-02, realizada sob o
viaduto, indicou a existência de um aterro de areia fina nos 2,70m iniciais, em seguida, até 6
m de profundidade, areia fina pouco argilosa marrom claro, de baixa resistência, de 6 até 12m
areia fina pouco argilosa cinza, com resistência média. A resistência mais elevada, SPT>50,
foi encontrada entre 12 e 15m, onde a sondagem foi finalizada. A sondagem SP-03, realizada
sob o viaduto, mais afastada do rio, foi semelhante aos resultados obtidos no SP-02. A
resistência mais elevada, SPT>50, foi encontrada a 8 m de profundidade. Não é possível
realizar uma análise quantitativa da capacidade portante do solo e associar com a segurança
das fundações, pois esta análise deve ser realizada em conjunto com os elementos
estruturais de fundação.
Por meio do ensaio de carbonatação, principalmente nos corpos de prova, foi possível
observar que a camada carbonatada não atinge a profundidade da armadura na estrutura, em
ambos os viadutos. Isso garante que a despassivação das armaduras, de forma geral, não é
decorrente do processo de carbonatação do concreto e sim em função da exposição direta ao
ambiente agressivo em conseqüência do destacamento da camada superficial do concreto.
No ensaio de esclerometria foi possível observar a diferença da dureza superficial entre os
pilares do Viaduto Mauá com argamassa e sem argamassa, o que era de se esperar. Os
valores mais baixos, obtidos nos elementos revestidos com argamassa não podem ser
levados em consideração para análise da estrutura. No Viaduto Nuno de Assis o ensaio de
esclerometria foi realizado no encontro bairro e nos pilares. Como o ensaio de esclerometria
leva em conta somente a dureza superficial, as propriedades mecânicas encontradas
serviram apenas como orientação e não como resultados a ser utilizado na verificação
estrutural, destacando-se a uniformidade dos valores obtidos.
Por meio do ensaio de ultra-som de transmissão direta foi possível obter a qualidade do
concreto. Alguns pilares do Viaduto Mauá apresentaram qualidade “geralmente ruim”,
provavelmente devido à influência da camada de argamassa. Já nos corpos de prova
extraídos das vigas longarinas o ensaio de ultra-som se apresentou satisfatório, com a
qualidade do concreto “bom”. No Viaduto Nuno de Assis, tanto os pilares quanto os corpos de
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 27 Daniela David 13/10/2010
prova, a qualidade do concreto se mostrou satisfatória, ficando entre “bom” e “excelente”.
Estes resultados indicam para uma qualidade inferior do concreto da estrutura do Viaduto
Mauá em comparação com o da estrutura do Viaduto Nuno de Assis.
O ensaio de resistência à compressão resultou em resistências próximas à 20 MPa para o
Viaduto Mauá, e aproximadamente 35 MPa para o viaduto Nuno de Assis. Já o módulo de
elasticidade foi aproximadamente 19 MPa para o viaduto Mauá e 24 MPa para o Viaduto
Nuno de Assis. Na Tabela 17 está o resumo dos resultados.
Tabela 17 – Resumo das propriedades mecânicas das e struturas de ambos os viadutos
Viaduto Estrutura fcm (MPa) Ecm (MPa)
Mauá
Viga longarina 28,2
19,3 Viga transversina 21,7
Pilares 21,7
Tabuleiro 21,7
Nuno de Assis Pilares 32,6
24,3 Tabuleiro 48,9
Para a análise da capacidade portante dos elementos estruturais foram sempre considerados
os valores a favor da segurança, ou seja, aqueles com valores mais baixos.
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 28 Daniela David 13/10/2010
ANEXO I
Laudo da Sondagem do Terreno
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 34 Daniela David 13/10/2010
ANEXO II
Corpos de Prova do Viaduto Mauá
Elaboração Data RT-1237-ET-01-REV00 41 Daniela David 13/10/2010
ANEXO III
Corpos de Prova do Viaduto Nuno de Assis
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