Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais

A SPETOS G EOTÉCNICOS DA C ONCEÇÃO E C ONSTRUÇÃO DE P AVIMENTOS I NDUSTRIAIS A NA M ARGARIDA A MORIM DE A RAÚJO N OVO Dissertação submetida para satisfação parcial dos requisitos do grau de M ESTRE EM E NGENHARIA C IVIL — E SPECIALIZAÇÃO EM G EOTECNIA Orientador: Professor Doutor Eduardo Manuel Cabrita Fortunato Coorientador: Engenheiro Pedro Manuel Moreira de Carvalho Amorim Neto JUNHO DE 2016 M ESTRADO I NTEGRADO EM E NGENHARIA C IVIL 2015/2016 D EPARTAMENTO DE E NGENHARIA C IVIL Tel. +351-22-508 1901 Fax +351-22-508 1446  [email protected] Editado por F ACULDADE DE E NGENHARIA DA U NIVERSIDADE DO P ORTO Rua Dr. Roberto Frias 4200-465 PORTO Portugal Tel. +351-22-508 1400 Fax +351-22-508 1440  [email protected]t  http://www.fe.up.pt Reproduções parciais deste documento serão autorizadas na condição que seja mencionado o Autor e feita referência a Mestrado Integrado em Engenharia Civil - 2014/2015 - Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2015. As opiniões e informações incluídas neste documento representam unicamente o ponto de vista do respetivo Autor, não podendo o Editor aceitar qualquer responsabilidade legal ou outra em relação a erros ou omissões que possam existir. Este documento foi produzido a partir de versão eletrónica fornecida pelo respetivo Autor. A meus Pais, Cristina e Carlos Tenho em mim todos os sonhos do mundo. Fernando Pessoa Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais i A GRADECIMENTOS A realização desta dissertação não teria sido possível sem a colaboração e incentivo de várias instituições e pessoas, às quais dedico os meus sinceros agradecimentos. Ao meu orientador, Professor Doutor Eduardo Manuel Cabrita Fortunato, pela partilha de conhecimentos e orientação disponibilizada. Ao Engenheiro Pedro Manuel Moreira de Carvalho Amorim Neto, meu co-orientador, pela oportunidade que me deu em descobrir um pouco mais da realidade do mundo do trabalho na engenharia, na empresa AdFGeo, por toda a partilha de conhecimento, pela compreensão e disponibilidade sempre presentes. À AdF, empresa que me acolheu de braços abertos e cujos colaboradores me receberam com simpatia e ajudaram a integrar num novo ambiente, em particular, à Engenheira Patrícia Brandão e ao Engenheiro Luís Branco pela preocupação demonstrada em integrar-me no núcleo da empresa, por partilharem comigo as suas experiências e conhecimento. À MIDAS IT que disponibilizou o software utilizado na presente dissertação e aos seus colaboradores que me prestaram suporte técnico quando foi necessário. Aos docentes da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto que de alguma forma ajudaram partilhando os seus conhecimentos e mostrando-se disponíveis sempre que possível. À Dra. Bianca Varandas por toda a força e incentivo que me deu, por nunca ter deixado de acreditar em mim e me ter ajudado a ultrapassar momentos mais difíceis ao longo desta fase de trabalho. À minha grande amiga Joana Fernandes pela amizade incondicional, pelo apoio constante, pela compreensão, paciência e força dadas ao longo de todo este percurso que foi partilhado com tantos momentos que irei para sempre recordar com carinho. Aos meus amigos Ivo Gonçalves, Tiago Carvalho, David Rocha, Diogo Lourenço, Jorge Santos, Celestino Alves e Daniel Pontes pelo apoio e amizade que sempre demonstraram. Estando uns mais distantes que outros, todos foram o meu suporte e me deram força para conseguir terminar esta etapa. Um especial obrigada a cada um deles. Aos meus irmãos, tios e primas que acreditaram em mim, que estiveram sempre presentes em todos os momentos, em especial, nos mais difíceis, e me apoiaram e incentivaram sempre ao longo deste percurso. Por fim, aos meus pais, Cristina e Carlos: À minha mãe por me ter dado alegria e força sempre, por estar ao meu lado em todos os momentos, por ser incansável e por ter percorrido este caminho comigo, durante as caminhadas mais planas e aquelas mais íngremes, obrigada por nunca teres largado a minha mão. Ao meu pai pela persistência, pelo apoio dado, diariamente, por ter lutado comigo ao longo deste percurso sem nunca deixar de acreditar em mim, sem nunca baixar os braços, sem nunca deixar que uma barreira de mais de 6 000 km de distância o impedisse de estar presente sempre. Obrigada por teres partilhado comigo todo o teu conhecimento, por sacrificares a tua vida para que eu possa estar hoje, aqui, a terminar um curso superior, e por todo o amor que não há distância que separe. Obrigada aos dois por me terem proporcionado as condições necessárias para eu ter chegado até aqui e por tudo aquilo que me têm dado ao longo de toda a minha vida que faz de mim o que sou hoje. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais ii Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais iii R ESUMO O adequado desempenho dos pavimentos industriais, relacionado com a sua capacidade de carga e com a regularidade geométrica da sua superfície, é um dos aspetos mais relevantes para que se possam movimentar cargas com equipamentos mecânicos e para que as mercadorias possam ser armazenadas de forma segura e ocupando o mínimo espaço possível. Assim, tem havido uma preocupação crescente no âmbito da conceção, construção e manutenção de pavimentos industriais. A presente dissertação tem como objetivo analisar alguns aspetos relativos a esses processos, em particular os que se relacionam com a funcionalidade e a estabilidade dessas estruturas. Procede-se à análise de um manual técnico que enquadra a conceção e construção de pavimentos industriais, sendo destacados alguns requisitos que esse documento estabelece no sentido de garantir o bom desempenho deste tipo de pavimentos. Recorre-se a um modelo numérico tridimensional de análise estrutural e a um conjunto de elementos de base relativos a um projeto de um pavimento, para proceder à verificação dos requisitos de funcionalidade e de estabilidade da solução proposta. Depois dessa verificação, é realizado um estudo paramétrico, fazendo variar a espessura dos elementos do pavimento, com o objetivo de comparar os resultados entre si e de avaliar os custos associados a cada uma das soluções analisadas. P ALAVRAS -C HAVE : pavimentos industriais, requisitos de funcionalidade, requisitos estruturais. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais iv Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais v A BSTRACT A proper performance of concrete industrial ground floors, is related to the load capacity and the geometric regularity of its surface. It is one of its most relevant aspects in order to be able to move loads using mechanical equipment and allowing goods to be stored safely and occupying the minimum possible space. Thus, there has been a growing concern in the design, construction and maintenance of concrete industrial ground floors. This thesis aims to analyze some aspects related to those proceedings, particularly the ones concerning the functionality and stability of those structures. It is performed the analysis of a technical manual that covers the design and construction of concrete industrial ground floors, highlighting some requirements that the document establishes to ensure the good performance of this type of flooring. Over a three-dimensional numerical model of structural analysis and a set of base elements obtained from a previously designed ground pavement, it is to carried out the verification of the requirements, that is, the functionality and stability of the proposed solution. Afterwards this verification, a parametric study is performed, involving the changing of the thickness of the floor layers in order to compare the results among them and to assess the costs associated with each analyzed solution. Keywords: industrial floors, functionality requirements, structural requirements. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais xii Figura 24 - Determinação de d2X. (adaptado de Concrete Society, 2014) ........................................... 32 Figura 25 - Representação bidimensional da geometria do terreno e pavimento ................................. 38 Figura 26 - Disposição das estantes na área de armazenamento ........................................................ 40 Figura 27 - Disposição das estantes no modelo de cálculo ................................................................... 41 Figura 28 - Dimensões dos empilhadores (IPQ, 2009) .......................................................................... 41 Figura 29 - Representação tridimensional das condições fronteira (5508 nós, 4576 elementos) ......... 42 Figura 30 - Esquema representativo do carregamento alternado de estantes ...................................... 43 Figura 31 - Esquema representativo do carregamento alternado e respetivas cargas ......................... 44 Figura 32 - Representação tridimensional de deslocamentos verticais devido ao carregamento de 40kN/m2 ................................................................................................................................................. 45 Figura 33 - Representação de deslocamentos verticais num alinhamento devido ao carregamento de 40kN/m2 ................................................................................................................................................. 46 Figura 34 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação de carga distribuída ............................................................................................................................................... 46 Figura 35 - Configuração de cargas concentradas no modelo .............................................................. 47 Figura 36 - Gráfico de deslocamentos verticais ao longo do alinhamento central (y=15,4), com carregamento total ................................................................................................................................. 48 Figura 37 – Alinhamentos e grelha de análise da propriedade E .......................................................... 49 Figura 38 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação do carregamento total das estantes ............................................................................................................ 50 Figura 39 - Gráfico de assentamentos verticais ao longo do alinhamento central (y=15,4), com carregamento alternado ......................................................................................................................... 51 Figura 40 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação do carregamento alternado das estantes .................................................................................................... 52 Figura 41 - Representação tridimensional dos deslocamentos verticais devido à carga rolante .......... 53 Figura 42 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação da carga rolante ..................................................................................................................................................... 54 Figura 43 - Influência da espessura da laje nas propriedades geométricas do pavimento (carregamento total): a) propriedade E; b) propriedade F ..................................................................... 56 Figura 44 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação do carregamento total das estantes, laje com espessura 0,15 m ............................................................... 57 Figura 45 - Influência da espessura da laje nas propriedades geométricas do pavimento (carregamento alternado): a) propriedade E; b) propriedade F ............................................................. 59 Figura 46 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação do carregamento alternado das estantes, laje com espessura 0,15 m ...................................................... 59 Figura 47 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação de cargas rolantes, laje com espessura 0,15 m...................................................................................................... 61 Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais xiii Figura 48 – Influência da espessura da camada de ABGE nas propriedades geométricas do pavimento (carregamento total): a) propriedade E; b) propriedade F.................................................... 63 Figura 49 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação do carregamento total das estantes e ABGE com espessura 0,20 m ........................................................ 63 Figura 50 - Influência da espessura da camada de ABGE nas propriedades geométricas do pavimento (carregamento alternado): a) propriedade E; b) propriedade F ........................................... 65 Figura 51 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação do carregamento alternado das estantes e ABGE com espessura 0,20 m ................................................ 65 Figura 52 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação de cargas rolantes e ABGE com espessura 0,20 m ............................................................................................... 66 Figura 53 – Variação do custo de construção do pavimento com a variação da espessura da laje ..... 68 Figura 54 - Variação do custo de construção do pavimento com a variação da espessura da camada de ABGE ................................................................................................................................................. 68 Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais xiv Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais xv Í NDICE DE T ABELAS Tabela 1 - Classificação de pavimentos quanto à utilização, segundo ANAPRE (adaptado de Cristelli, 2010) ........................................................................................................................................................ 6 Tabela 2 - Classificação de maciços terrosos quanto à compacidade (adaptado de Matos Fernandes, 2011) ...................................................................................................................................................... 13 Tabela 3 – Classes de pavimentos de áreas de movimento livre e valores dos percentis 95 permitidos para as propriedades E e F (adaptado de Concrete Society, 2014)...................................................... 31 Tabela 4Classes de pavimento em áreas de movimento definido e limites permitidos para as propriedades dZ, dX, d2Z e d2X (adaptado de Concrete Society, 2014). ............................................. 33 Tabela 5 - Intervalo de cotas e espessura dos horizontes do maciço de fundação .............................. 37 Tabela 6 - Parâmetros geotécnicos ....................................................................................................... 39 Tabela 7 - Propriedades do betão C25/30 utilizadas na modelação numérica ..................................... 39 Tabela 8 - Tipos e magnitude das sobrecargas ..................................................................................... 40 Tabela 9 - Tensões totais ....................................................................................................................... 47 Tabela 10 - Valores obtidos para a propriedade E e F para o carregamento total das estantes .......... 50 Tabela 11 - Valores obtidos para a propriedade E e F para o carregamento alternado ....................... 51 Tabela 12 - Valores obtidos para a propriedade E e F para o carregamento de cargas rolantes ......... 53 Tabela 13 - Propriedades E e F para o caso de carregamento total e laje com espessura 0,17 m ...... 55 Tabela 14 - Propriedades E e F para o caso de carregamento total e laje com espessura 0,16 m ...... 55 Tabela 15 - Propriedades E e F para o caso de carregamento total e laje com espessura 0,15 m ...... 56 Tabela 16 - Propriedades E e F para o caso de carregamento alternado e laje com espessura 0,17 m57 Tabela 17 - Propriedades E e F para o caso de carregamento alternado e laje com espessura 0,16 m58 Tabela 18 - Propriedades E e F para o caso de carregamento alternado e laje com espessura 0,15 m58 Tabela 19 - Propriedades E e F para o caso de cargas rolantes e laje com espessura 0,17 m ........... 60 Tabela 20 - Propriedades E e F para o caso de cargas rolantes e laje com espessura 0,16 m ........... 60 Tabela 21 - Propriedades E e F para o caso de cargas rolantes e laje com espessura 0,15 m ........... 60 Tabela 22 - Propriedades E e F para o caso de carregamento total e ABGE com espessura 0,30 m . 62 Tabela 23 - Propriedades E e F para o caso de carregamento total e ABGE com espessura 0,20 m . 62 Tabela 24 - Propriedades E e F para o caso de carregamento alternado e ABGE com espessura 0,30 m ............................................................................................................................................................. 64 Tabela 25 - Propriedades E e F para o caso de carregamento alternado e ABGE com espessura 0,20 m ............................................................................................................................................................. 64 Tabela 26 - Propriedades E e F para o caso de cargas rolantes e ABGE com espessura 0,30 m ....... 66 Tabela 27 - Propriedades E e F para o caso de cargas rolantes e ABGE com espessura 0,20 m ....... 66 Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais xvi Tabela 28 – Preços médios por metro cúbico de construção das camadas da estrutura de pavimento67 Tabela 29 - Custo de construção do pavimento em função da variação da espessura da laje ............ 67 Tabela 30 - Custo de construção do pavimento em função da variação de espessura da camada de ABGE ...................................................................................................................................................... 67 Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais xvii S IMBOLOGIA b – diâmetro da placa no ensaio SPT; c; c’ – coesão; coesão em tensões efetivas C E – coeficiente corretivo do resultado do ensaio SPT tendo em conta a energia; C D – coeficiente corretivo do resultado do ensaio SPT tendo em conta o diâmetro do furo de sondagem; C N – coeficiente corretivo do resultado do ensaio SPT tendo em conta a tensão efetiva vertical; C R – coeficiente corretivo do resultado do ensaio SPT tendo em conta o comprimento do trem de varas; dZ, dX - diferença de elevação, em milímetros, entre os centros das rodas dianteiras e a diferença de elevação, em milímetros, dos centros dos eixos dianteiro e traseiro; d 2 Z, d 2 X - variação em dZ e dX, respetivamente, em milímetros, ao longo de um movimento de 300 mm; E – módulo de elasticidade; Ev - módulo de deformabilidade determinado a partir do ensaio PLT; Ev1, Ev2 – módulo de deformabilidade no 1º e 2º ciclos de carregamento no ensaio PLT; fs – resistência lateral do ensaio CPT; I D – índice de compacidade k - módulo de reação na camada de base através do ensaio PLT; N – número de pancadas para cravar 30 cm o amostrador na 2ª fase do ensaio SPT; (N 1 ) 60 – Valor do resultado do ensaio SPT corrigido para um ratio de energia de 60% e para uma tensão efetiva vertical de 1 atmosfera; qc – resistência de ponta ou do cone do ensaio CPT; s – variação de assentamentos registada no ensaio PLT; X - distância entre o centro dos eixos dianteiro e traseiro dos equipamentos rolantes, em metros; Z – distância entre os pontos centrais das rodas dianteiras dos equipamentos, em metros; Z SLOPE - inclinação transversal do corredor entre os respetivos centros das rodas dianteiras do equipamento, em milímetros por metro. S IMBOLOGIA GREGA ɣ – peso volúmico; Δqs – variação de pressão de contacto aplicada no ensaio PLT; ϕ ou ϕ’ – ângulo de atrito em tensões totais e em tensões efetivas; Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais xviii σ f – componente normal da tensão de rotura; τ f – componente tangencial da tensão de rotura. S IGLAS ABGE – Agregado britado de granulometria extensa; AFNOR - Association Française de Normalisation; ANAPRE – Associação Nacional de Pisos de Revestimento de Alto Rendimento; BS – British Standard; BSI – British Standard Institution; CPT – Cone Penetration Test; CPTU – Piezocone Penetration Test; DM – Defined-movement areas; DP – Dynamic Probing test; DPSH – Dynamic Probing Super Heavy; EN – Norma Europeia; FM – Free-movement áreas; FWD – Falling Weight Deflectometer; ISO – International Standard Organization; NF – Norme Francaise; PLT – Plate Load Test; PVC – Policloreto de Polivinila S.A. – Sociedade Anónima; SPT – Standard Penetration Test; TR34 – Technical Report 34; VNA – Very Narrow Aisles. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 1 1 INTRODUÇÃO 1.1. E NQUADRAMENTO A produtividade da indústria e do setor da logística depende, entre outros fatores, dos equipamentos e das instalações que são utilizados. Nos últimos anos tem-se verificado um investimento significativo em projetos de unidades industriais, em particular de edifícios de armazém. Um dos aspetos mais relevantes para o adequado funcionamento destas estruturas é o desempenho dos seus pavimentos. De facto, para que se possam movimentar cargas com equipamentos mecânicos e para que as mercadorias possam ser armazenadas de forma segura e ocupando o mínimo espaço possível, é necessário que os pavimentos exibam adequada capacidade de carga e superfícies com geometria regular e sem inclinações excessivas. O estabelecimento dos requisitos estruturais e funcionais que permitem atingir estes objetivos está relacionado com as solicitações que se impõem a essas estruturas, com o tipo de organização do espaço e com os equipamentos utilizados. A prática corrente tem permitido criar padrões relativamente a esses aspetos, os quais auxiliam no estabelecimento dos requisitos. Assim, julgou-se oportuno avaliar a conceção estrutural de um pavimento industrial face a requisitos de funcionalidade estabelecidos num manual técnico e face às características mecânicas dos solos da respetiva fundação. 1.2. O BJETIVO A presente dissertação tem como objetivo analisar alguns aspetos relativos à conceção e construção de pavimentos industriais, em particular os que se relacionam com a funcionalidade e a estabilidade dessas estruturas. Para tal, recorre-se a elementos relativos a um projeto de um pavimento, os quais foram disponibilizados no âmbito da colaboração estabelecida entre a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto e a empresa AdFGeo - Consultores de Geotecnia, Lda. 1.3. E STRUTURA O presente trabalho é constituído por 6 capítulos, sendo este o primeiro, correspondente à Introdução. O capítulo 2, Considerações Gerais sobre Pavimentos Industriais, aborda a evolução do setor da construção de unidades industriais, apresenta uma breve caracterização de pavimentos industriais e refere a Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 2 constituição corrente deste tipo de pavimentos. Além disso, também são referidas questões relacionadas com a fase de prospeção geotécnica necessária para desenvolvimento do projeto, na qual são realizados diversos ensaios. Por fim, é feita uma breve apresentação das técnicas de melhoramento de solos que podem ser utilizadas para melhorar as condições de fundação deste tipo de estruturas. No capítulo 3, Requisitos de Pavimentos Industriais, procede-se à análise de um manual técnico que enquadra a conceção e construção de pavimentos industriais, sendo destacados alguns requisitos que esse documento estabelece no sentido de garantir o bom desempenho deste tipo de pavimentos. O capítulo 4, Caso de Estudo, faz referência ao software utilizado na presente dissertação e apresenta de modo detalhado o projeto em análise. No capítulo 5, Análise de Resultados, discutem-se os resultados obtidos na modelação estrutural atendendo aos requisitos estabelecidos no manual técnico anteriormente referido. O capítulo 6, Considerações Finais, faz um resumo das conclusões obtidas no estudo realizado e refere perspetivas de desenvolvimentos futuros. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 3 2 CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE PAVIMENTOS INDUSTRIAIS 2.1. I NTRODUÇÃO Atualmente, em Portugal, o sector da construção de unidades industriais, apesar de todas as adversidades, tem tido um comportamento contrário relativamente aos outros sectores da área. A indústria tem procurado investir nas suas instalações e cada vez mais procura apresentar níveis de produção mais elevados e competitivos. Esta necessidade de crescimento gera a necessidade de ampliação de espaços, ou mesmo criação de novas áreas industriais que apresentem características compatíveis com as exigências associadas ao nível de produtividade que se pretende atingir neste tipo de estruturas. A ocupação do território, cada vez maior, devido ao crescimento da população mundial ao longo dos anos, acompanhada de restrições ligadas a questões de carácter ambiental e urbanístico, têm feito com que a disponibilização de terrenos para novas construções se tenha tornado cada vez menor e os espaços para esse efeito se apresentem cada vez mais frequentemente com características geotécnicas menos competentes. Em qualquer obra de engenharia civil, quer sejam edifícios, infraestruturas de transportes, túneis, pontes ou barragens, há transferência de cargas ao solo subjacente, do qual se espera um comportamento adequado, ou seja, que garanta estabilidade e segurança das estruturas idealizadas. As cargas das estruturas que é necessário transmitir às respetivas fundações são, muitas vezes, superiores às que o terreno tem possibilidade de suportar, pelo que surge um problema frequente: terrenos com características de deformabilidade e resistência insuficientes. Nesse sentido, tem-se vindo a aplicar diferentes soluções consoante as condições encontradas no terreno. As soluções utilizadas passam geralmente por realizar transferências de carga para profundidades maiores, realizar a remoção do solo com características inadequadas e proceder à sua substituição por materiais controlados, alterar as características do solo existente, melhorando aquelas que vão interferir no seu desempenho, ou construir novas camadas sobre os terrenos existentes. No caso dos pavimentos, é usual construir camadas de solos selecionados ou de agregados britados de granulometria extensa, para apoio das camadas superiores, as quais, normalmente, são construídas com betão de cimento ou misturas betuminosas. Na presente dissertação são alvo de estudo pavimentos industriais, nomeadamente os seus requisitos funcionais e o comportamento do respetivo solo de fundação perante as solicitações a que estes estão normalmente sujeitos. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 10 tos da obra, uma vez que se podem evitar ou prever ocorrências desfavoráveis, antecipando o modo como se podem resolver ou contornar as mesmas. Anteriormente à visita de campo, onde se faz o reconhecimento de superfície do local, inicia-se a recolha de informação sobre o local, nomeadamente, de registos existentes relativos a geologia, geomorfologia, sismicidade, hidrologia, história do local, cartografia, relatórios de estudos ou ensaios préexistentes, e qualquer outro tipo de informação que possa ser relevante para o conhecimento do terreno e do seu comportamento. Caso seja útil e esteja disponível, também podem ser recolhidos dados relativos ao terreno envolvente. Por vezes torna-se fundamental compreender como é a envolvente da área de construção para que as atividades planeadas não venham a intervir com o terreno envolvente ou para garantir simplesmente o bom funcionamento das mesmas. Por vezes é possível também consultar imagens aéreas do terreno em questão, o que pode ser muito útil para o trabalho de reconhecimento a efetuar. Em princípio, quanto maior for o volume de dados relativos ao local, mais profunda poderá ser a sua caracterização preliminar. Após a fase de recolha e tratamento de informação é elaborado um programa de prospeção geotécnica. Para que sejam determinadas as propriedades intrínsecas e de estado dos solos e rochas é necessário recorrer a sondagens, ensaios in situ e laboratoriais. Estas atividades podem ser enquadradas por diversas normas internacionais, como por exemplo: BS EN 1997-1:2004 - Eurocode 7 – Geotechnical Design – Part 1 General Rules (BSI, 2004); BS EN 1997-2:2007 - Eurocode 7 – Geotechnical Design – Part 2 Ground Investigation and testing (BSI, 2007); BS 5930:1981 – Code of Practice for site investigations (BSI, 1981); BS 1377 - Methods of test for soils for civil engineering purposes – Part 1 to 9 (BSI, 1990). 2.3.1. S ONDAGENS As sondagens são um meio de investigação do terreno que podem permitir a recolha de amostras do solo. Podem distinguir-se três métodos de sondagens: sondagem de penetração, sondagem de furação à percussão e sondagem de furação à rotação. Nas sondagens de penetração não se conseguem obter amostras do solo, quer indeformadas quer remexidas, para análise. Geralmente, através de uma vara de aço de ponta cónica é penetrado o terreno por percussão, de modo contínuo ou não, por meio de macacos hidráulicos ou de simples martelos. À medida que se vai avançando na penetração do terreno vão sendo acopladas varas para acompanhar a profundidade que vai sendo atingida. Através deste tipo de sondagens investiga-se a maior ou menor resistência do terreno à penetração e não mais que isso, uma vez que não se retiram amostras do solo. As sondagens de furação à percussão podem ser utilizadas em todo o tipo de solos ou em rochas brandas. Esta técnica é executada por meio de ação de impactos repetidos de um trépano que cai em queda livre depois de posicionado acima da superfície do terreno. Na Figura 3 apresentam-se esquemas relativos à sondagem de percussão em termos gerais e peças utilizadas na execução desta técnica. É através da desagregação que vai ocorrendo à medida que se efetuam os impactos que depois se conseguem obter amostras remexidas. Segundo Matos Fernandes (2011), este processo baseia-se na técnica de desagregação por fadiga. De facto, o solo vai sofrendo impactos repetidos, desintegrando-se, sendo possível atingir sucessivamente profundidades maiores. O processo de extração da amostra é efetuado através da introdução de uma peça tubular denominada limpadeira que é colocada no furo. Depois da mesma estar preenchida com o solo, é retirada e obtém-se assim uma amostra remexida para análise. Em qualquer fase da furação é possível interromper a sondagem e executar a extração de amostras ou realizar ensaios in situ. Esta técnica apresenta vantagens associadas à sua simplicidade de execução e Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 11 adaptabilidade a situações correntes mas tem as desvantagens de necessitar de maiores meios humanos e mais tempo para a sua execução (Matos Fernandes, 2011). Figura 3 - Sondagem à percussão: a) esquema geral do ensaio; b) equipamentos; c) limpadeira. (Matos Fernandes, 2011) Por fim, as sondagens de furação à rotação conciliam o processo de furação e de amostragem, contrariamente ao que acontece com as sondagens de furação à percussão que executam estes processos de forma distinta e independente. As sondagens de furação à rotação têm por base a utilização de uma ferramenta abrasiva denteada denominada coroa, instalada na extremidade de um tubo amostrador (Matos Fernandes, 2011). O que acontece nesta técnica é que a extremidade do tubo vai conseguir perfurar o solo através da sua rotação e à medida que vai conseguindo alcançar maiores profundidades está em simultâneo a recolher uma amostra cilíndrica do terreno que fica no seu interior. Todo o processo de furação é acompanhado da injeção, a partir da superfície, de um fluido que ajuda na perfuração do terreno, no arrefecimento da coroa e na evacuação das partículas que se soltam no processo de furação. As sondagens são muitas vezes o meio de atingir determinadas profundidades para realizar os ensaios in situ e são, como já foi referido, técnicas que permitem estudar a constituição do terreno podendo, ou não, obter-se amostras do mesmo. 2.3.2. E NSAIOS I N S ITU A definição dos locais a investigar, a quantidade de ensaios a executar e os dados a recolher vão depender dos dados previamente existentes e das necessidades do projeto. A nível global, existe um conjunto de ensaios muito amplo que permite recolher os mais variados dados relativos ao terreno. Nesta dissertação serão alvo de análise apenas os ensaios mais frequentemen- Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 12 te realizados em Portugal, nomeadamente, o ensaio SPT - standard penetration test, o ensaio CPT - cone-penetration test, o ensaio DPSH - dynamic probing super heavy, o ensaio PLT - plate load test e o ensaio FWD – falling weight deflectometer. Os três primeiros são o tipo de ensaio que permite a caracterização do terreno em profundidade enquanto os últimos fazem uma análise em superfície. Para todos os ensaios referidos, com exceção do FWD, a norma europeia BS EN 1997-2:2007 (BSI, 2007) é o documento que dá indicações sobre os objetivos, requisitos e avaliação de resultados dos ensaios, referindo, eventualmente, outras normas aplicáveis especificamente para cada ensaio. 2.3.2.1. Ensaio SPT (Standard Penetration Test) O ensaio SPT é o ensaio in situ mais utilizado a nível mundial, apresenta custos reduzidos e o seu procedimento não é muito complexo. O SPT é aplicável desde argilas até cascalhos finos e rochas brandas, contudo, a nível prático, é preferencial a aplicação deste ensaio a solos arenosos. Não é aplicável a execução deste ensaio em argilas moles ou siltes. O meio de acesso a este ensaio é realizado através de um furo de sondagem, a partir do qual é possível obter amostras remexidas para ensaios de identificação. A execução do SPT tem como principal objetivo a determinação do índice de compacidade, I D, e o ângulo de resistência ao corte, ϕ’, de areias. Estes parâmetros não são medidos diretamente a partir do ensaio, mas sim estimados a partir dos resultados obtidos no mesmo. A norma europeia BS EN 1997-2:2007 (BSI, 2007) faz referência à norma BS EN ISO 22476:2005 - Geotechnical investigation and testing — Field testing, British Standards Institution – Part 3: Standard Penetration Test (BSI, 2005), que indica os métodos de execução do ensaio. Para realizar os procedimentos do ensaio SPT propriamente dito é necessário que seja executado, previamente, um furo de sondagem e que o fundo do mesmo seja limpo. Depois desse processo, um amostrador normalizado (Figura 4) é cravado no fundo do furo através de pancadas de um martelo de 63,5 kg que realiza uma queda de 76 cm sucessivamente em duas fases distintas. Na primeira fase, a cravação é feita com a penetração de 15 cm e na segunda é feita, sequencialmente, de 15 mais 15 cm, perfazendo no total 45 cm de profundidade de penetração atingida. A amostra remexida que se consegue obter é correspondente aos últimos 30 cm de penetração do ensaio, uma vez que os primeiros 15 cm servem para ultrapassar uma primeira camada de solo remexido. Em regra, a cravação do amostrador é efetuada com um espaçamento de 1,5 metros. Figura 4 - Amostrador normalizado de Terzaghi (Matos Fernandes, 2011) Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 13 O parâmetro medido neste ensaio consiste no número de pancadas realizadas para a penetração da segunda fase de cravação do ensaio, ou seja, dos 15 mais 15 cm, sendo indicado como N, o resultado obtido do ensaio. O número de pancadas dos primeiros 15 cm também é registado apenas por uma questão de registo de informação. Caso se atinjam as 60 pancadas na primeira fase de cravação ou o mesmo número seja atingido na segunda fase sem penetração de 30 cm, o ensaio é interrompido, registando-se a profundidade obtida de penetração (Matos Fernandes, 2011). A esta situação designa-se, geralmente, por “nega”. Ainda assim, pode ser determinado, por extrapolação, o número de pancadas que seria necessário para atingir uma profundidade de 30 cm, na segunda fase. Quando se finaliza o processo de cravação e se passa à remoção do amostrador, tem-se acesso à amostra remexida que irá permitir que um técnico proceda à sua análise para a definição da estratigrafia do terreno. O tratamento de resultados passa também pela correção do parâmetro medido no ensaio, uma vez que o SPT não é um ensaio verdadeiramente normalizado. De modo a normalizar a leitura obtida no ensaio SPT são feitas várias correções, uma vez que há diversas variáveis que influenciam o valor medido. Essas correções são realizadas através de coeficientes corretivos que, multiplicados pelo valor determinado no ensaio, N, conduzem ao resultado do ensaio normalizado e corrigido, (N 1 ) 60 . O valor do resultado do ensaio normalizado e corrigido é obtido através da equação 1, onde os coeficientes corretivos para a energia e para a tensão efetiva à profundidade do ensaio, C E e C N , são aceites de forma consensual, enquanto os coeficientes relativos ao trem de varas e ao diâmetro do furo, C R e C D , já não o são. Existem autores que consideram estes dois últimos coeficientes como unitários, enquanto outros realizam a correção considerando todos os coeficientes integrantes na equação (Matos Fernandes, 2011). (N  )  = C  C  C  C  N (1) Em função dos resultados obtidos nos ensaios SPT, é usual caracterizar os terrenos arenosos de acordo com o apresentado na tabela seguinte. Tabela 2 - Classificação de maciços terrosos quanto à compacidade (adaptado de Matos Fernandes, 2011) N.º Pancadas N (SPT) Compacidade Índice de compacidade (%) 0 - 3 Muito Solto 15 3 - 8 Solo 15 - 35 8 - 25 Medianamente compacto 35 - 65 25 - 42 Compacto 65 - 85 > 42 Muito compacto 85 -100 2.3.2.2. Ensaio CPT (Cone-penetration test) O ensaio do cone-penetrómetro holandês, CPT, é um ensaio in situ muito utilizado atualmente. Em relação ao SPT, este ensaio tem a vantagem de ser totalmente automatizado, ou seja, os resultados obtidos não dependem dos técnicos que executam o procedimento. Contudo, em relação ao ensaio SPT, este não permite a recolha de amostras pelo que se torna um ensaio puramente in situ. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 14 O CPT determina automaticamente parâmetros como a resistência de ponta, qc, e a resistência lateral, fs. Outros parâmetros podem ser estimados teórica ou empiricamente a partir dos medidos diretamente no ensaio. Tal como para o ensaio SPT, para o CPT, a BS EN 1997-2:2007 (BSI, 2007) refere os documentos normativos que orientam os procedimentos a efetuar durante o ensaio, nomeadamente, a BS EN ISO 22476-1:2012 - Geotechnical investigation and testing - Field testing - Part 1: Electrical cone and piezocone penetration tests (BSI, 2012a) e a BS EN ISO 22479-12:2012 - Geotechnical investigation and testing - Field testing - Part 12: Mechanical cone penetration test (BSI, 2012c). A execução do ensaio CPT recorre à cravação contínua no solo de uma ponteira de aço, por meio de um sistema hidráulico, que apresenta características que lhe permitem efetuar medições imediatas. A ponteira de aço é dotada de uma extremidade cónica e uma manga. Nessa extremidade está instalado um sistema que faz a leitura contínua da resistência de ponta, qc, e na manga é medida a resistência lateral atrítica, fs. Também existe um cone elétrico que contém sensores que fazem as mesmas medições e contém um filtro anelar adicional entre a ponteira do cone e a manga, como se pode verificar na Figura 5, que faz a medição da pressão na água dos poros. Esse cone denomina-se de piezocone e o ensaio de piezocone penetration test, CPTU. Figura 5 - Esquema da ponteira do CPT (Matos Fernandes, 2011) Este ensaio, pela sua leitura contínua de dados, permite detetar as várias camadas presentes no terreno em análise, mesmo as mais finas, que em outros ensaios poderiam não ser detetadas. Deste modo, a definição da estratigrafia do terreno apresenta uma reprodutibilidade de resultados muito boa. 2.3.2.3. Ensaio DPSH (Dynamic Probing Super Heavy) O ensaio DPSH é um ensaio in situ de maior aplicabilidade a terrenos arenosos e está inserido num grupo de ensaios denominados de ensaios com penetrómetros dinâmicos (dynamic probing test, DP). Este é um processo de prospeção já muito antigo e simples pelo que, ao longo dos anos, se foram criando variações do ensaio, dos quais se salienta, na presente dissertação, o ensaio considerado superpesado cuja massa que exerce força é superior a 60 kg. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 15 Na norma BS EN 1997-2:2007 é referido como documento a seguir para a prática deste ensaio a BS EN ISO 22476-2:2012 - Geotechnical investigation and testing — Field testing, British Standards Institution, Part 2: Dynamic probing (BSI, 2012b). Através do DPSH é determinado o número de golpes realizados com um martelo ou um pilão de massa em queda livre a partir de uma determinada altura sobre um batente com uma ponta cónica que vai sendo penetrado no terreno. Durante o ensaio não são recolhidas quaisquer amostras do solo mas é medido em tempo real o comprimento de penetração que vai sendo atingido, permitindo que, mais tarde, seja aferido o ângulo de atrito, ϕ’, e o módulo de deformabilidade, E. Este ensaio, pela sua simplicidade, rapidez e baixo custo pode ser conciliado com a aplicação de outros ensaios mais dispendiosos, permitindo uma adequada e económica caracterização do solo. Na Figura 6 pode observar-se um exemplo de um equipamento que realiza este tipo de ensaios. Figura 6 - Equipamento de execução do ensaio DPSH (adaptado de http://geocastrum.it/indagini_geotecniche.php) 2.3.2.4. Ensaio PLT (Plate Load Test) O ensaio de carga em placa, PLT, é um ensaio in situ utilizado quando se pretende caracterizar a deformabilidade de um terreno. Na norma BS EN 1997-2:2007 (BSI, 2007) são referidos documentos normativos específicos para este ensaio, nomeadamente, a BS EN ISO 22476-13:2012 - Geotechnical investigation and testing — Field testing - Part 13: Plate Load Testing (BSI, 2012d). O PLT consiste no carregamento de uma placa circular de aço e no registo dos assentamentos verificados, à medida que vai sendo aplicado o carregamento (Figura 7). É importante salientar que o ensaio Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 16 deve ser feito sobre uma superfície devidamente preparada, apresentado os requisitos de nivelamento e perturbação do terreno, exigidos nas normas já referidas. Figura 7 - Esquema simplificado do ensaio PLT (Matos Fernandes, 2011) Nos casos em que se analisam camadas de infraestruturas de transporte é habitual utilizar a norma de ensaio de carga francesa NF 2000 P94-117-1 (AFNOR, 2000). Segundo esta norma, a placa é submetida a dois ciclos de carga e descarga, correspondentes a pressões máximas, respetivamente, de 250 e 200 kPa. Através dos assentamentos registados, e considerando a teoria da elasticidade, determinam-se os valores do módulo (Ev) associados a cada um dos ciclos de carregamento, Ev1 e Ev2, considerando: Ev = 0,75 b  ∆   (2) em que: • ∆qs é a variação de pressão de contacto aplicada no ensaio; •  é a variação de assentamentos registada quando aplicada a variação de pressão ∆qs; • b é o diâmetro da placa. A partir da relação entre estes valores é também possível estimar o estado de compacidade do solo. Embora dependa das características granulométricas dos materiais, usualmente considera-se que um solo bem compactado deve apresentar valores desta relação inferiores a dois. A título de exemplo, na Figura 8 é apresentado um esquema tipo de registo de resultados de um ensaio PLT segundo a norma francesa NF-P94-117-1 (AFNOR, 2000), onde se consegue verificar que houve a execução de dois ciclos de carga. Os declives das retas correspondentes aos carregamentos traduzem a relação entre a variação de tensão e assentamentos, podendo-se aferir daí os valores dos módulos Ev1 e Ev2. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 17 Figura 8 – Esquema tipo de registo de resultados de um ensaio PLT segundo a norma francesa NF-P94-117-1 (AFNOR, 2000) 2.3.2.5. Ensaio FWD (Falling Weight Deflectometer) O ensaio FWD, ou defletómetro de impacto, é um ensaio in situ utilizado em pavimentos para avaliar o seu desempenho. Este ensaio consiste na aplicação, através de uma placa circular, de uma força de impulso resultante de uma massa que sofre uma queda de uma dada altura, havendo um registo das deflexões do pavimento em pontos diversos. A força aplicada pode ser diversa, dependendo do peso da massa que sofre a queda, da altura a que a mesma cai e do número de amortecedores aplicados ao sistema de ensaio. Quanto à medição das deflexões, esta é feita em vários pontos ao longo do pavimento, devido à existência de transdutores que registam os deslocamentos do pavimento durante o impacto. O equipamento utilizado para o procedimento, como se pode verificar na Figura 9, apresenta alguma complexidade e volume. Existe uma outra forma de realizar este ensaio, utilizando um defletómetro de impacto portátil, que efetua medições semelhantes, mas é mais fácil de manusear, o que torna o ensaio mais expedito e económico (Fortunato, 2005). Figura 9 - Esquema do Equipamento do ensaio FWD (Fortunato, 2016) O ensaio com o FWD não se apresenta normalizado. Contudo, existem referências que ajudam a aplicação deste procedimento e o validam como sendo um ensaio útil e de resultados fiáveis que tem vindo a ser aplicado em Portugal em diversos casos (Fortunato, 2005). A vantagem da aplicação deste ensaio relativamente ao PLT é que é de execução muito mais rápida, permitindo assim obter muita Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 18 informação de forma económica. Por outro lado, ao medir a deflexão em vários pontos, a distintas distâncias do centro da placa de carga, permite obter uma bacia de deflexões, a qual é particularmente útil no âmbito da retroanálise que pode ser realizada para obter os valores do módulo de deformabilidade de distintas camadas de um meio estratificado, como são os pavimentos. 2.4 T ÉCNICAS DE M ELHORAMENTO DE SOLOS É cada vez mais frequente surgir a necessidade de realizar obras de engenharia civil em solos pouco competentes que apresentam características inadequadas, à partida, para responder positivamente às exigências requeridas para os solos de fundação. Contudo, com o avanço das técnicas de melhoramento de solos, que têm vindo a ser cada vez mais utilizadas, é possível realizar construções sobre esses terrenos que, após intervenções adequadas se tornam aptos para servir de terreno de implantação de vários tipos de construções. Os solos podem ser melhorados através da adição de ligantes ou por colocação de inclusões discretas, as quais podem ter uma densidade espacial e profundidade diversas. Referem-se em seguida algumas das técnicas de melhoramento de solos que têm vindo a ser aplicadas em Portugal, em particular na construção de pavimentos industriais, nomeadamente: colunas de brita (vibrosubstituição); consolidação por geodrenos verticais, no que diz respeito a intervenções em profundidade; e geossintéticos, salientando-se a aplicação de geogrelhas. 2.4.1. T ÉCNICAS DE M ELHORAMENTO DE SOLOS EM PROFUNDIDADE 2.4.1.1. Colunas de Brita A execução de colunas de brita é uma técnica de melhoramento de solos que se baseia na inclusão no terreno de colunas de um material britado, com um certo espaçamento, de modo a melhorar algumas das suas características. A aplicabilidade desta técnica expande-se a todo o tipo de solos e não envolve, geralmente, remoção do material existente. A introdução do material granular de grande permeabilidade acelera a consolidação dos terrenos envolventes e induz-lhes uma compactação adicional o que conduz a uma melhoria das suas características geotécnicas. Para além disso, as colunas de brita, funcionam mecanicamente confinadas pelos solos envolventes (Figura 10), representando um acréscimo significativo da resistência ao corte e da rigidez global dos terrenos (Domingues, 2006). Figura 10 - Esquema de uma coluna de brita (Domingues, 2006) A inserção das colunas no terreno é feita, geralmente, por vibrosubstituição, que consiste na instalação das colunas no solo por meio de vibradores dimensionados para trabalhar em profundidade (Viana da Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 19 Fonseca, 2014). Esses equipamentos podem realizar a aplicação das colunas em meio seco ou meio húmido, consoante as condições encontradas no terreno. A diferença entre esses dois meios de aplicação reside na injeção de fluidos: por via húmida utiliza-se água e por via seca apenas o ar, tendo ambos a função de auxiliar o processo de introdução da sonda que irá colocar a brita no solo. Após ser atingida a profundidade desejada, o furo realizado vai sendo preenchido com o material britado à medida que a sonda executa um movimento ascendente e descendente, por patamares, de forma a criar um cilindro de material muito bem compactado, até se atingir novamente a superfície e estar criada a coluna de brita. Na Figura 11 podem verificar-se dois esquemas da instalação de colunas de brita por meio húmido e seco. Figura 11 - Método de instalação de colunas de brita em meio húmido e seco (Viana da Fonseca, 2014) A distribuição das colunas no terreno é realizada segundo um dimensionamento que tem como base a área de influência das colunas, o diâmetro das mesmas e os assentamentos aceitáveis definidos em projeto. Pretende-se sempre obter uma distribuição uniforme das colunas para que as mesmas possam desempenhar as suas funções de melhoramento do solo. Esta técnica assume o conjunto de colunas como uma malha que funciona como um todo, como um conjunto de células, em que a unidade é a coluna isolada. Se a malha não for regular e uniformemente distribuída podem não ser atingidos os objetivos da implantação das colunas e fica sem efeito a aplicação desta técnica. Como resultado do dimensionamento resultam distribuições de colunas com malhas triangulares, quadradas ou hexagonais (Assunção, 2010), como se pode ver esquematicamente na Figura 12. Figura 12 - Distribuição em planta de colunas de brita (Assunção, 2010) Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 26 Figura 16 - Inclinação do equipamento devido a desnivelamento (adaptado de Concrete Society, 2014) Os espaços de armazenamento, quando em fase de projeto, devem já ter previsto o tipo de equipamento que se vai utilizar para permitir que se tire o melhor partido do espaço disponível e se preparem as superfícies para o tipo de equipamento que vai circular sobre elas. Os veículos de transporte anteriormente descritos e as suas variantes existentes no mercado vão condicionar as características que se pretende obter num pavimento e os requisitos que lhes são exigidos. 3.3. R EQUISITOS E STRUTURAIS Os pavimentos industriais apresentam um sistema estrutural que integra uma laje de betão na sua camada superior, normalmente reforçada com armaduras convencionais, fibras de aço ou outro tipo de reforço. Esta camada é aquela que apresenta um maior número de exigências a nível de conceção e construção pelo que é muito importante que se faça uma escolha correta do tipo de betão a utilizar nesta camada. A escolha errada do tipo de betão a aplicar ou o modo como a laje é construída é muitas vezes a razão pelo qual surgem problemas relacionados com o desempenho da superfície. Uma vez conhecidas essas condições, o método de dimensionamento da laje torna-se igualmente importante em todo o processo de conceção e construção desta camada superior do pavimento. O dimensionamento da laje de betão considera que o peso próprio da laje, as sobrecargas aplicadas à mesma e os efeitos de retração e variações de temperatura são as ações principais a ser consideradas para efeitos de cálculo. Um dos potenciais problemas que se pode verificar nos pavimentos industriais está relacionado com o gradiente de temperatura ao longo da espessura da laje de betão, existindo uma tendência para que a Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 27 parte exposta da camada seque mais rapidamente que a base, proporcionando o desenvolvimento de esforços de flexão que provocam deformações, em particular, nos cantos e nos limites da laje. O TR 34, no que diz respeito às sobrecargas impostas ao pavimento, apresenta uma distinção entre sobrecargas devido a ações estáticas e a ações dinâmicas. Nos pavilhões industriais de armazenamento podem identificar-se diferentes tipos de cargas estáticas: cargas concentradas, cargas uniformemente distribuídas e cargas lineares. As cargas concentradas são geralmente críticas para o desenvolvimento do projeto e resultam da ação das bases das estantes, de equipamentos fixos que transmitem o seu peso ao pavimento por meio de apoios singulares ou mesmo de cargas dos empilhadores (ação concentrada descarregada através dos pneus do equipamento). Quanto às cargas uniformemente distribuídas, estas podem ter origem em maquinarias e equipamentos fixos com bases amplas, em blocos de paletes empilhadas, ou qualquer tipo de equipamento que assente no pavimento numa área relativamente ampla. As cargas lineares, por sua vez, podem resultar de paredes divisórias ou equipamentos instalados sobre carris, entre outras. As cargas dinâmicas estão, em geral, associadas à circulação dos equipamentos referidos anteriormente. 3.4. R EQUISITOS DA S UPERFÍCIE DO P AVIMENTO Como já foi referido no ponto relativo aos requisitos operacionais, o tipo de equipamentos que circulam dentro das áreas de armazenamento é altamente condicionante no que diz respeito às características que a superfície dos pavimentos devem apresentar. Existem equipamentos capazes de tolerar algumas irregularidades mas a maioria necessita de condições muito rigorosas para que possam ser manobrados e operados em segurança e com a rapidez desejada. Nesse sentido, o TR 34 apresenta dois critérios que devem ser analisados e o modo como os mesmos devem ser controlados. 3.4.1. P LANIMETRIA E N IVELAMENTO É importante esclarecer a diferença estabelecida pelo TR 34 entre planimetria e nivelamento. Planimetria diz respeito à variação da regularidade da superfície em curtas distâncias enquanto o nivelamento diz respeito à variação de cotas em longas distâncias. Os valores de distâncias utilizados para controlar estas características da superfície são, para a planimetria, a partir de um ponto de referência, 0,6 m, e para o nivelamento, 3 m. Na Figura 17 apresenta-se um esquema que permite compreender a distinção feita entre estes dois parâmetros. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 28 Figura 17 – Esquema elucidativo do Nivelamento e da Planimetria (adaptado de Concrete Society, 2014) 3.4.1.2. Áreas de movimento livre e áreas de movimento definido Para compreender melhor o modo como o TR 34 sugere que se controlem determinadas propriedades devem ser introduzidas duas definições relativamente à funcionalidade dos espaços. Neste guia, é feita uma distinção entre áreas de movimento livre (free-movement areas – FM) e áreas de movimento definido (defined-movement areas – DM). As primeiras são definidas como áreas em que as máquinas e equipamentos se podem movimentar livremente em qualquer direção enquanto as segundas estão restritas a caminhos fixos. Nas Figura 18 e Figura 19 podem observar-se dois exemplos destes dois tipos de áreas. Figura 18 - Áreas de movimento livre (FM) (adaptado de http://www.trovan.com/Applications/warehousing.html) Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 29 Consoante a função que uma determinada área desempenha dentro do espaço de armazenamento, poderão ser definidas, ou não, desde o início do projeto, as áreas de movimento livre e de movimento definido. Esse conhecimento prévio das condições de trabalho permite que se apliquem as medidas mais adequadas de tratamento do pavimento. Para garantir que os requisitos são cumpridos, existem parâmetros definidos pelo TR 34, descritos de seguida, que permitem avaliar a qualidade do pavimento construído. • Propriedades de controlo em áreas de movimento livre Quando se pretende analisar a qualidade das áreas de movimento livre são escolhidos determinados pontos representativos do pavimento para avaliação, uma vez que não seria possível testar toda a área desses espaços. As propriedades medidas para a inspeção da regularidade do pavimento em áreas de movimento livre são definidas pelo TR 34 como a propriedade E e a propriedade F. A propriedade E desempenha a função de controlar o nivelamento do pavimento, sendo efetuada a medida da diferença de elevação em milímetros diretamente entre pontos fixos distanciados de 3 m entre si. Esta medida é verificada em alinhamentos ortogonais entre si, como se indica na Figura 20. Quando se executa o controlo desta propriedade deve criar-se em todo o pavimento uma grelha de pontos espaçados de 3 m para que toda a superfície do pavimento seja inspecionada, sendo dispensadas de análise as zonas com uma distância menor ou igual a 1,5 m relativamente a locais onde se encontrem paredes, pilares ou outro tipo de elementos estruturais. Figura 20 – Verificação da propriedade E, grelha de 3 metros (Concrete Society, 2014). Figura 19 - Áreas de movimento definido (DM) (adaptado de http://www.wapshanghai.com/index.php?_m=mod_product&_a=view&p_id=174) Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 30 A propriedade F pretende controlar a planimetria do pavimento, verificando a alteração das inclinações entre alinhamentos definidos por pares de pontos afastados de 0,3 m. Em termos práticos, esta propriedade mede os assentamentos diferenciais numa distância pré-definida pelo TR 34, como se apresenta na Figura 21. A avaliação desta propriedade deve ser realizada ao longo de alinhamentos já definidos na grelha que se cria para a verificação da propriedade E, e deve ser executada num comprimento total em metros equivalente ao valor resultante da área total do pavimento em metros quadrados dividida por 10. Além disso, as verificações devem ser distribuídas uniformemente em secções pela área do pavimento, resultando em inspeções nas duas direções ortogonais com comprimentos totais iguais. Figura 21 - Exemplos de cálculo da propriedade F (Concrete Society, 2014) Para pavimentos novos a variação de altura de uma superfície analisada deve encontrar-se dentro dos limites de mais ou menos 15 mm relativamente a um plano de referência no qual tenha sido verificada a propriedade E. Quando a análise da regularidade do pavimento é realizada nas áreas de movimento definido, geralmente associadas a corredores extremamente estreitos, é o desempenho dos equipamentos que irão circular nessas áreas que vai ser mais afetado caso não se atinjam os níveis de exigência requeridos. No caso de indefinição do tipo de áreas nos projetos de pavimentos industriais, consideram-se todas como áreas de movimento livre. O TR 34 apresenta uma classificação para os pavimentos em função do seu tipo de utilização e limites para as propriedades de controlo para as respetivas classes. Na Tabela 3 podem verificar-se as classes existentes e os limites associados a cada uma delas. Nestas avaliações os limites impostos apresentam-se em função do percentil 95, isto é, há um limite superior para os valores das propriedades E e F, no presente caso, 95% dos casos devem apresentar valores inferiores aos indicados na tabela. Os locais de inspeção para as propriedades E e F devem ficar registados para o caso de ser necessário voltar a avaliar o comportamento do pavimento e poder comparar os valores obtidos. O TR 34 recomenda, para garantir desempenhos satisfatórios durante a operação, que se classifiquem os novos pavimentos construídos na classe FM2. No que diz respeito à avaliação da superfície, esta é realizada com recurso a níveis precisos para controlar a propriedade E e a equipas de operadores e equipamentos digitais especializados para controlar a propriedade F. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 31 Tabela 3 – Classes de pavimentos de áreas de movimento livre e valores dos percentis 95 permitidos para as propriedades E e F (adaptado de Concrete Society, 2014). Classe do Pavimento Utilização típica do pavimento Propriedade E[mm] F[mm] FM1 Onde os requisitos de nivelamento e planimetria são extremamente elevados. Máquinas de alcance operam a alturas superiores a 13 m sem mudança de direção. 4,5 1,8 FM2 Máquinas de alcance operam entre 8 a 13 m de altura sem mudança de direção. 6,5 2,0 FM3 Superfícies comerciais onde se aplica diretamente o pavimento. Máquinas de alcance operam até 8 m de altura sem mudança de sentido. Máquinas de alcance operam até 13 m de altura sem mudança de direção. 8,0 2,2 FM4 Superfícies comerciais onde se aplicam argamassas. Áreas comerciais e instalações fabris onde os equipamentos de transporte e manuseamento de mercadorias levantam mercadorias até 4 m de altura. 10,0 2,4 • Propriedades de controlo em áreas de movimento definido O controlo da regularidade deste tipo de área deve ser realizado quando já está estabelecido o local em planta das áreas de movimento definido e é realizado apenas nos caminhos onde irão circular os equipamentos, uma vez que não se justificaria fazer o controlo nas áreas complementares. Tal como para as áreas de movimento livre, também existem propriedades que devem ser medidas para permitir uma avaliação da regularidade do pavimento e uma classificação dos pavimentos em função da altura das estantes. As propriedades definidas para a avaliação da regularidade dos pavimentos em áreas de movimento definido são a propriedade Z, X, Z SLOPE , dZ, dX, d 2 Z e d 2 X. A propriedade Z corresponde à distância entre os pontos centrais das rodas dianteiras dos equipamentos, em metros. A propriedade X é definida pela distância entre o centro dos eixos dianteiro e traseiro dos equipamentos rolantes, em metros. A propriedade Z SLOPE é a inclinação transversal do corredor entre os respetivos centros das rodas dianteiras do equipamento, em milímetros por metro. As propriedades dZ e dX são, respetivamente, a diferença de elevação, em milímetros, entre os centros das rodas dianteiras e a diferença de elevação, em milímetros, dos centros dos eixos dianteiro e traseiro. Por fim, as propriedades d 2 Z e d 2 X são a variação em dZ e dX, respetivamente, em milímetros, ao longo de um movimento de 300 mm no caminho definido para as rodas circularem. Nas Figura 22, Figura 23 e Figura 24 apresentam-se esquematicamente as propriedades medidas, avaliadas nas áreas de movimento definido, e na Tabela 4 encontram-se definidos os limites permitidos para as mesmas. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 32 Figura 22 - Propriedades Z, X, dX e dZ (adaptado de Concrete Society, 2014) Figura 23 - Determinação de d 2 Z. (adaptado de Concrete Society, 2014) Figura 24 - Determinação de d 2 X. (adaptado de Concrete Society, 2014) Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 33 Tabela 4Classes de pavimento em áreas de movimento definido e limites permitidos para as propriedades dZ, dX, d 2 Z e d 2 X (adaptado de Concrete Society, 2014). Classe do Pavimento Altura do topo da viga da estante Z SLOPE dZ d 2 Z dX d 2 X Cálculo - mm/m Z x Z SLOPE dZ x 0,75 Valores fixos 2 x Z SLOPE x 1,1 Valores fixos DM1 Acima de 13m 1,3 Z x 1,3 Z x 1,0 2,9 1,5 DM2 8-13m 2,0 Z x 2,0 Z x 1,5 4,4 2,0 DM3 Até 8m 2,5 Z x 2,5 Z x 1,9 5,5 2,5 A avaliação da superfície é realizada ao longo do caminho das rodas dos equipamentos começando com o eixo de carga no primeiro apoio da primeira estante de um corredor. As propriedades são medidas por equipamentos digitais especiais que registam os dados de modo contínuo ou semi-contínuo. 3.4.2. R ESISTÊNCIA À ABRASÃO No documento TR 34 é feita uma referência à resistência à abrasão que a superfície dos pavimentos deve apresentar. Esta característica traduz a capacidade que uma superfície apresenta para resistir ao desgaste causado pela fricção, movimento de rodados, deslizamento, corte e forças de impacto. Este processo ocorre através do deslocamento e remoção de partículas ou fragmentos da superfície, criando irregularidades que impedem o bom funcionamento do pavimento. O processo abrasivo é complexo e pode resultar de situações diversas. O TR 34 faz referência a um teste que permite medir a resistência à abrasão de uma superfície de um pavimento. Esse teste é descrito na BS EN 13892-4:2002, Methods of test for screed materials. Determination of Wear resistance – BCA (BSI, 2002). O TR 34 indica que o mesmo deve ser executado quando o betão apresentar as condições de resistência requeridas, ou seja, pelo menos, 28 dias após a sua colocação. É sugerido também que se realize este teste uma vez por cada 4000 m 2 , sendo que o registo máximo obtido no ensaio deve ser inferior a 0,20 mm. Caso não se consigam encontrar as condições necessárias para a resistência à abrasão na superfície é sugerido que se faça a selagem por penetração de resinas e/ou se realize o polimento da superfície. 3.5. O UTROS REQUISITOS – P ROSPEÇÃO GEOTÉCNICA De acordo com o TR 34, as operações referentes à inspeção do solo devem seguir as indicações dadas pela BS NP EN 1997-1:2004, Eurocode 7 – Geotechnical design – Part 1 General rules (BSI, 2004) e é feita a recomendação de que deve ser um técnico qualificado o responsável pelo planeamento das operações a executar e pela interpretação dos respetivos resultados. Além disso, também é referido no documento que se devem realizar os ensaios apropriados para que todos os parâmetros relativos ao solo necessários para o projeto de dimensionamento da laje sejam determinados. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 34 Para o caso particular de pavimentos suportados unicamente pelo solo, que é o caso de estudo do presente trabalho, o TR 34 refere que no projeto seja medido o módulo de reação k na camada de base através do ensaio de carga em placa (PLT). Para o procedimento desse ensaio, devem ser seguidas as indicações referidas na BS NP EN 1997-2:2007 Eurocode 7 – Geotechnical design – Ground investigation and testing (BSI, 2007). Segundo o TR 34, quanto maior for o diâmetro da placa utilizada no ensaio, maior é a representatividade que se obtém nos resultados do ensaio PLT. Por este motivo, é sugerido pelo referido documento que se dê preferência à realização do ensaio com uma placa de 750 mm de diâmetro, caso contrário, será necessário aplicar fatores de conversão para obter os resultados pretendidos. Além disso, o documento também estabelece que o ensaio de carga deve ser realizado com uma placa que tenha no mínimo 300 mm de diâmetro e refere que a leitura dos valores de k deve ser feita quando se atinge um assentamento de 1,25 mm. Geralmente, estes ensaios devem ser executados com uma frequência mínima de um ensaio por cada 2000 m 2 de área de pavimento. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 35 4 CASO DE ESTUDO 4.1. I NTRODUÇÃO Na presente dissertação pretende-se realizar um estudo sobre o comportamento estrutural de um pavimento industrial quando submetido aos carregamentos típicos a que estas estruturas estão sujeitas e verificar qual o efeito da variação das espessuras das camadas do pavimento nesse comportamento. Serão considerados os requisitos estabelecidos no TR 34 e serão avaliados os custos associados às soluções estudadas. Uma vez que existem muitos tipos de atividades em pavilhões industriais, como já foi referido anteriormente no capítulo 2, esta dissertação irá incidir nos casos de áreas logísticas, caracterizadas especialmente pelo armazenamento de mercadorias em estantes e pelo movimento de equipamentos especializados para essas áreas. Para a realização das análises referidas foi necessário recorrer a um software adequado ao tratamento de problemas na área da geotecnia e que permitisse uma modelação tridimensional. Para o efeito foi selecionado o programa Midas GTS NX. No presente capítulo é feita uma apresentação do referido programa e descreve-se de forma detalhada o projeto em estudo, especificando, nomeadamente, os materiais considerados, a geometria do modelo e as diferentes solicitações. 4.2. P ROGRAMA M IDAS GTS NX O Midas GTS NX é um programa relativamente recente no mercado, em particular, na Europa, e foi recentemente adicionado ao conjunto de software que a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto disponibiliza aos seus estudantes. Existindo um acordo com representantes da empresa Midas IT em Espanha, foi possível realizar as análises previstas para o presente trabalho recorrendo ao programa referido. O software Midas GTS NX é um programa de análise tridimensional de elementos finitos que se foca especialmente na área de problemas geotécnicos e túneis (GTS – Geotechnical & Tunnel analysis System). O Midas GTS NX permite simular diferentes e consecutivas fases de construção. Esta capacidade é fundamental para conseguir executar de forma correta as análises pretendidas, podendo ser definidas em cada fase de construção as condições encontradas no cenário em análise. Em termos concretos das análises efetuadas, foi fundamental estabelecer, por exemplo, o estado de tensão inicial associado ao peso próprio do terreno e das camadas construídas, anulando os deslocamentos que daí decorrem. Deste modo, quando se procede à análise estrutural relativa ao efeito das solicitações exteriores, Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 42 Para a representação destas cargas no modelo, e uma vez que as velocidades atingidas pelos empilhadores são relativamente baixas, não provocando efeitos dinâmicos relevantes no pavimento, considerou-se que seria adequado aplicar um par de cargas distribuídas, representativas das cargas dos pneus dianteiros. Essas cargas foram aplicadas a 2,8 m de distância relativamente ao limite do modelo, na direção paralela aos corredores. Foi definido que o carregamento a avaliar se reduz a 0,20 m (comprimento considerado para a representação da carga do pneu) uma vez que se admite que o efeito do mesmo vai ser igual em qualquer parte do pavimento que seja avaliada com as solicitações referidas. Assim, a verificação do efeito das cargas descarregadas através da área de contacto dos pneus traduz o efeito geral que decorre de cargas rolantes. 4.6. M ALHA DE E LEMENTOS FINITOS Para a definição da malha de elementos finitos tirou-se partido da disponibilidade que o programa apresenta de criar automaticamente malhas que consideram condições impostas pelo utilizador, como a criação de geometrias específicas ou elementos com dimensões pré-definidas. É importante salientar que a definição da configuração da malha considerou a necessidade de aplicar no modelo cargas concentradas e cargas rolantes. No primeiro caso foram criados elementos na malha que incorporassem nós correspondentes aos pontos onde as bases das estantes transmitem as cargas ao pavimento para que no modelo se conseguissem aplicar essas cargas nos locais corretos, segundo a disposição definida na Figura 27. No segundo caso considerou-se que as cargas rolantes se moviam no centro dos corredores e os pontos de aplicação das cargas referentes aos pneus do equipamento seriam estabelecidos, de acordo com o que foi referido, numa área de pneu correspondente a 0,20×0,20 m 2 , considerando uma largura de 1,05 m entre pneus (dados relativos ao equipamento definido em projeto), resultando assim a inserção de nós nos locais respetivos da malha, considerando elementos com dimensões definidas. Em termos de condições de fronteira do modelo (Figura 29), considerou-se que estavam impedidos os deslocamentos horizontais dos nós dos planos verticais, na direção perpendicular a cada um desses planos. Nos nós da base do modelo foram impedidos os deslocamentos nas três direções ortogonais. Figura 29 - Representação tridimensional das condições fronteira (5508 nós, 4576 elementos) Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 43 5 ANÁLISE DE RESULTADOS 5.1. I NTRODUÇÃO No presente capítulo são apresentados e discutidos os resultados obtidos a partir da modelação descrita no capítulo anterior, criada através do programa Midas GTS NX. As análises realizadas focam-se nos pavimentos industriais, em particular, no caso de uma área de armazenamento com estantes. Foi efetuado o estudo de um projeto que é constituído por um pavimento construído diretamente sobre o solo e depois estudou-se qual o efeito da variação das espessuras das camadas do pavimento em termos de desempenho do mesmo e custo de construção. Consideram-se cargas distribuídas, cargas concentradas e cargas rolantes. Deve salientar-se que dentro dos casos de carga a estudar, inicialmente, colocou-se a hipótese de estudar também um caso de cargas concentradas alternadas ao longo das estantes. Pretendia-se avaliar qual o efeito no solo e no pavimento de existirem mercadorias colocadas alternadamente nas estantes. Contudo, após verificar como se iriam distribuir as cargas nessa situação, foi possível concluir que este caso de análise não passaria de uma situação de efeito equivalente à de análise de cargas decorrente do carregamento total das estantes, mas numa escala menor. Uma vez que as cargas devidas aos pés das estantes se distribuem segundo a disposição apresentada no capítulo anterior, simulou-se a seguinte situação de carregamento, esquematizada na Figura 30. Figura 30 - Esquema representativo do carregamento alternado de estantes Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 44 Uma vez analisada a disposição dos pés das estantes e tendo conhecimento de que o caso de análise de cargas concentradas devido ao carregamento total das estantes correspondente a uma situação de total ocupação do espaço de armazenamento, em que cada pé de estante sofre a ação de uma carga de 60kN e o central de 120 kN, o valor de carga que equivale a ter metade do espaço ocupado corresponde a 30 kN por pé de estante ocupada. Assim, aplicou-se 30 kN nas partes ocupadas das estantes, tendo sempre em consideração que o ponto central das mesmas equivale a dois pés de estante, resultando, como se pode verificar no esquema da Figura 31, numa situação similar à análise de cargas concentradas com estantes totalmente carregadas, mas com um valor menor. Uma vez que a configuração dos pés das estantes mostra que para dois setores seguidos ao longo de uma estante existe a partilha de dois pés na sua base, quando se simula a situação de cargas alternadas nas estantes, resulta uma distribuição de cargas igual à situação de total armazenamento. Figura 31 - Esquema representativo do carregamento alternado e respetivas cargas Uma vez que os requisitos impostos pelo TR 34 estão associados essencialmente a assentamentos diferenciais, as análises realizadas focaram-se nos efeitos a nível de deformações no solo e as verificações feitas para todas as variações criadas no modelo foram avaliadas segundo os termos impostos por esse documento. O objetivo foi verificar a relação que existe entre a variação das espessuras das diferentes camadas e os efeitos repercutidos no pavimento devido a essas variações. Em simultâneo, quando se verificou o estado de deformação do pavimento, realizaram-se análises relativas ao estado de tensão do solo de fundação. Para cada caso de estudo verificaram-se os valores do fator de segurança obtido para uma análise de tensões com base no critério de rotura de Mohr Coulomb, em particular, para a camada de solo de fundação, o horizonte G4. Esse critério de rotura assenta na seguinte relação: τ  = c + σ  tan ϕ (3) em que: • & ' é a componente tangencial da tensão de rotura, • c é a coesão, • ( ' é a componente normal da tensão de rotura, • ) é o ângulo de atrito ou ângulo de resistência ao corte. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 45 Em termos práticos, foram considerados diferentes valores adequados para fatores de segurança relativos aos diferentes tipos de carga, nomeadamente, 2,0 para cargas cíclicas (eixos de carga de equipamentos) e 1,4-1,5 para cargas estáticas (distribuídas ou concentradas). Avaliou-se ainda a variação do custo de construção das soluções testadas, em particular associado à variação das espessuras das camadas da estrutura do pavimento. 5.2. A NÁLISE DE RESULTADOS PARA O PAVIMENTO PROPOSTO NO PROJETO 5.2.1. A NÁLISE DE CARGA DISTRIBUÍDA A análise do caso de carga distribuída pretende avaliar o efeito de ações impostas ao longo de todo o pavimento, consideradas com o valor de 40 kN/m 2 . Em consequência desta solicitação, a estrutura solo-pavimento sofre, na superfície, um deslocamento vertical uniforme (como seria espectável em função do tipo de carregamento aplicado e das condições de fronteira) com um valor de 23 mm (Figura 32). Figura 32 - Representação tridimensional de deslocamentos verticais devido ao carregamento de 40kN/m 2 A avaliação dos deslocamentos verticais num alinhamento reto na direção x do modelo (Figura 33) comprova isso mesmo, não havendo lugar a qualquer verificação, pois de acordo com o TR 34 não está estabelecido um valor máximo de assentamento. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 46 Figura 33 - Representação de deslocamentos verticais num alinhamento devido ao carregamento de 40kN/m 2 Na sequência, foi realizada a verificação do estado de tensão da camada subjacente ao pavimento. Essa análise, como já foi referido, foi efetuada com base na verificação dos valores do fator de segurança obtidos a partir do programa calculados com base no critério de rotura de Mohr-Coulomb. Na Figura 34 apresenta-se um gráfico com escalas de cores que permite verificar os valores do fator de segurança na camada G4 do modelo. Figura 34 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação de carga distribuída Pela análise do gráfico com escala de cores verifica-se que o fator de segurança na camada do solo de fundação assume um valor da ordem de 1,7 o que se enquadra nos valores adequados para o caso de cargas estáticas, neste caso uma carga distribuída. De forma a confirmar a adequada utilização do programa de cálculo, calcularam-se à mão os valores da tensão vertical no terreno, associados à carga geostática (considerando a estratigrafia do terreno, as propriedades dos materiais e a existência de água à cota 99,4 m, de acordo com o que foi introduzido no programa), e comparam-se com os valores fornecidos pelo programa. Os valores da tensão obtidos na base do modelo foram de 666 kPa e 677,5 kPa, antes e depois de construir as camadas de pavimento, respetivamente. Após a aplicação da carga distribuída obtém-se um valor de 717,5 kPa. Na Tabela 9 apresentam-se os valores das tensões totais obtidos através do programa. Pode verificar-se que estes valores são semelhantes aos calculados. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 47 Tabela 9 - Tensões totais Fase de construção (Stages) Tensão total [kPa] Estado inicial -659 Construção do pavimento -670 Aplicação da carga distribuída -710 5.2.2. A NÁLISE DE CARGAS CONCENTRADAS – CARREGAMENTO TOTAL Como já foi referido no capítulo anterior, para a análise de cargas concentradas, foi necessário ter em conta a disposição das estantes no pavimento. Após a introdução desses dados foi possível avaliar o efeito das cargas concentradas, de 60 kN/pé de estante. Na Figura 35 apresenta-se a configuração do carregamento aplicado no modelo e pode verificar-se que foi simulada uma área de armazenamento com 5 pares de estantes (1,10 m cada estante) totalmente carregadas. Figura 35 - Configuração de cargas concentradas no modelo Inicialmente, realizou-se uma análise do pavimento relativamente aos deslocamentos verticais que este apresenta perante as solicitações impostas devido às estantes quando as mesmas estão todas carregadas. Na Figura 36 apresenta-se o gráfico dos deslocamentos verticais resultantes dessas ações ao longo de um alinhamento centrado no modelo, que corta o pavimento na direção perpendicular aos corredores. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 48 Figura 36 - Gráfico de deslocamentos verticais ao longo do alinhamento central (y=15,4), com carregamento total Da análise do gráfico pode verificar-se que ocorrem deslocamentos verticais ao longo de todo o pavimento podendo destacar-se as zonas por baixo das cinco estantes, onde se verificam assentamentos diferenciais maiores. Em termos gerais, o valor máximo obtido é de 8,7 mm e a variação enquadra-se entre esse valor e um mínimo de 5,6 mm. O máximo assentamento obtido verifica-se na zona central do pavimento e o mínimo acontece próximo dos limites do mesmo. Na direção paralela aos corredores, as cargas apresentam-se distribuídas ao longo dos alinhamentos das cinco estantes presentes no modelo, podendo verificar-se que a zona central é a mais afetada pela ação desse carregamento, sendo nesse ponto que se verifica um maior assentamento total. Em termos de análise segundo o TR 34, uma vez que se trata de um estudo de um pavimento genérico, numa área de armazenamento em que não são conhecidas as alturas atingidas pelas estantes ou os equipamentos a utilizar nas instalações, foi realizada uma análise que se faria para um pavimento classificado como FM2 (Free-movement), como é sugerido pelo documento referido, para que se obtenham as melhores condições de um pavimento capaz de se adaptar a diferentes tipos de funções. Uma vez considerado um pavimento de classe FM2, ter-se-ão de verificar duas propriedades apresentadas anteriormente no capítulo 3: a propriedade E e a propriedade F que se relacionam, respetivamente, com o nivelamento e com a planimetria do pavimento. Segundo o TR 34, no caso da propriedade E seria necessário realizar avaliações do pavimento ao longo de uma grelha de pontos afastados de 3 m em direções ortogonais, estendida por toda área do pavimento. É necessário verificar se 95% dos valores dos assentamentos diferenciais não ultrapassam 6,5 mm em pontos distanciados de 3 m. Quanto à propriedade F, é indicado que sejam realizadas investigações num comprimento total de aproximadamente 90 m (equivalente à área total do modelo divida por 10), 45 m em cada uma das direções ortogonais definidas pela grelha configurada para avaliar a propriedade E. No caso em estudo estabeleceu-se que seria suficiente avaliar as zonas do pavimento onde se verifiquem maiores deformações, assegurando análises nos locais onde potencialmente se podem verificar assentamentos diferenciais que não cumpram os requisitos impostos pelo TR 34. Na Figura 37 apresenta-se um esquema dos alinhamentos analisados para a propriedade E e a grelha definida para a realização dessa análise. A avaliação da propriedade F, como já foi referido, deve ser realizada ao longo dos alinhamentos definidos na grelha de análise da propriedade E e deve distribuir-se de forma uniforme ao longo da superfície do pavimento. A primeira condição foi seguida conforme as indicações no TR 34, contudo, a segunda foi simplificada de modo a conseguir obter dados suficientes representativos de uma inspeção -9,0 -8,0 -7,0 -6,0 -5,0 0 5 10 15 20 25 30 Assentamento vertical [mm] x [m] Estante 1 Estante 2 Estante 3 Estante 4 Estante 5 Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 49 completa. Assim, em vez de distribuir as análises de forma uniforme ao longo do pavimento, aproveitaram-se os alinhamentos definidos para avaliar a propriedade E e verificaram-se nos mesmos os valores da propriedade F. Uma vez que o programa permite obter os dados de modo rápido, a extensão total analisada para esta propriedade excede o que é indicado pelo TR 34, contudo, uma vez que se trata de uma análise teórica, optou-se por aproveitar todos os dados obtidos. Na Tabela 10 apresentam-se os resultados obtidos da análise das propriedades E e F ao longo dos 10 alinhamentos definidos, apresentando o valor máximo absoluto de cada propriedade obtido para cada alinhamento. Figura 37 – Alinhamentos e grelha de análise da propriedade E Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 50 Tabela 10 - Valores obtidos para a propriedade E e F para o carregamento total das estantes Alinhamento Propriedade E [mm] Propriedade F [mm] y [m] 9,40 1,7 0,5 12,40 1,7 0,8 15,40 1,7 0,8 18,40 1,7 0,8 21,40 1,7 0,5 x [m] 9,25 1,1 0,6 12,25 1,1 0,9 15,25 1,2 0,5 18,25 1,1 0,9 21,25 1,1 0,6 Pela análise dos valores obtidos, pode verificar-se qual a tendência do comportamento do pavimento segundo a direção paralela e perpendicular relativamente ao alinhamento das estantes e corredores. Verificando os valores obtidos para a propriedade E verifica-se que se obtêm valores maiores (1,7 mm) na direção X, perpendicular às estantes e corredores. No que diz respeito à propriedade F, verifica-se que os valores mais elevados são semelhantes em ambas as direções. No que diz respeito aos valores obtidos quer para a propriedade E quer para a propriedade F, os mesmos estão dentro dos limites impostos pelo TR 34, respetivamente, 6,5 mm e 2,0 mm. Além da análise de deformações foi realizada também uma análise do estado de tensão na camada do solo de fundação, tal como no caso de carga apresentado anteriormente. Na Figura 38 apresenta-se o gráfico com escala de cores obtido através do programa para a análise dos fatores de segurança nessa camada. Verifica-se que neste caso de carga obtêm-se diferentes valores para o fator de segurança no topo da camada do solo de fundação, o que seria de esperar atendendo ao tipo de solicitação. Apesar disso, o valor mínimo verificado, de aproximadamente 1,6, enquadra-se nos valores adequados para o tipo de carregamento em causa, isto é, cargas concentradas devidas ao carregamento total das estantes. Figura 38 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação do carregamento total das estantes Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 51 5.2.3. A NÁLISE DE CARGAS CONCENTRADAS – CARREGAMENTO ALTERNADO De seguida analisou-se o caso de cargas concentradas em que apenas se considerou o carregamento das duas estantes das extremidades do modelo e da central (designadas como estantes 1, 3 e 5). Tal como para o caso anterior, foram avaliados os deslocamentos verticais obtidos ao longo do pavimento, num alinhamento central perpendicular à direção das estantes e corredores. Na Figura 39 apresenta-se o gráfico obtido para o caso de carregamento das estantes alternadas, podendo verificar-se que os assentamentos totais são menores mas os diferenciais, à partida, apresentam-se maiores. Figura 39 - Gráfico de assentamentos verticais ao longo do alinhamento central (y=15,4), com carregamento alternado O valor máximo de deslocamento vertical é de, aproximadamente, 6 mm, nas zonas de carregamento que correspondem às estantes 1, 3 e 5 totalmente carregadas. Para verificar se o pavimento apresentava os requisitos mínimos necessários associados à regularidade da superfície do pavimento segundo o TR 34 foi realizada uma análise semelhante à do caso anterior de carregamento, tendo sido obtidos os valores absolutos para as propriedades E e F, os quais se apresentam na Tabela 11. Tal como no caso de carga anterior, verifica-se que para a propriedade E os valores são maiores na direção perpendicular às estantes e corredores, sendo que neste caso os valores são maiores que no caso anterior (2,5 mm). Ainda assim, os valores obtidos encontram-se dentro dos limites estabelecidos pelo TR 34. No que diz respeito à propriedade F, verifica-se que não há nenhuma direção preferencial onde aconteçam assentamentos diferenciais mais acentuados e os mesmos encontram-se dento do limite indicado pelo TR 34. Tabela 11 - Valores obtidos para a propriedade E e F para o carregamento alternado Alinhamento Propriedade E [mm] Propriedade F [mm] y [m] 9,40 2,4 0,4 12,40 2,5 1,1 15,40 2,5 1,0 18,40 2,5 1,1 21,40 2,4 0,4 x [m] 9,25 0,2 0,1 12,25 0,6 1,5 15,25 1,2 0,4 18,25 0,6 1,5 21,25 0,2 0,1 -6,5 -5,5 -4,5 -3,5 -2,5 0 5 10 15 20 25 30 Assentamento vertical [mm] x [m] Estante 1 Estante 2 Estante 3 Estante 4 Estante 5 Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 58 Tabela 17 - Propriedades E e F para o caso de carregamento alternado e laje com espessura 0,16 m Alinhamento Propriedade E [mm] Propriedade F [mm] y [m] 9,40 2,5 0,5 12,40 2,7 1,2 15,40 2,7 1,1 18,40 2,7 1,2 21,40 2,5 0,5 x [m] 9,25 0,2 0,1 12,25 0,7 1,6 15,25 1,4 0,5 18,25 0,7 1,6 21,25 0,2 0,1 Tabela 18 - Propriedades E e F para o caso de carregamento alternado e laje com espessura 0,15 m Alinhamento Propriedade E [mm] Propriedade F [mm] y [m] 9,40 2,6 0,5 12,40 2,8 1,3 15,40 2,8 1,2 18,40 2,8 1,3 21,40 2,6 0,5 x [m] 9,25 0,2 0,1 12,25 0,7 1,7 15,25 1,5 0,6 18,25 0,7 1,7 21,25 0,2 0,1 Na Figura 45, apresentam-se os gráficos que relacionam os valores das propriedades E e F com a variação da espessura da laje de betão. Pela análise dos gráficos obtidos conclui-se que existe uma relação clara entre a variação das propriedades e a espessura da laje de betão, verificando que à medida que se aumenta a espessura da mesma os valores das propriedades diminuem. Pode também verificar-se que nos alinhamentos paralelos às estantes e corredores (YY) os valores da propriedade E são maiores, o que permite concluir que no caso de carregamento alternado existe um maior desnivelamento ao longo dessa direção. Nos alinhamentos perpendiculares às estantes e corredores (XX) os valores da propriedade F são maiores, ou seja, ocorrem situações de irregularidades relativas à planimetria do pavimento com maior relevância nesta direção. Uma vez que os valores se encontram todos dentro dos valores limite impostos pelo TR 34, para este caso de carregamento e para os anteriores, não haveria qualquer problema em diminuir a espessura da camada da laje de betão. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 59 a) b) Figura 45 - Influência da espessura da laje nas propriedades geométricas do pavimento (carregamento alternado): a) propriedade E; b) propriedade F No que se refere ao estado de tensão do solo de fundação, na Figura 46 apresentam-se os valores dos fatores de segurança obtidos a partir do programa para o caso da laje com 0,15 m de espessura e o carregamento alternado das estantes. Neste caso, o valor mínimo do fator de segurança é de cerca de 1,34, portanto inferior ao valor mínimo que tinha sido considerado adequado. Figura 46 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação do carregamento alternado das estantes, laje com espessura 0,15 m 0,0 1,0 2,0 3,0 0,15 0,16 0,17 0,18 Propriedade E [mm] Espessura da laje [m] Alinhamento y Alinhamento x 0,0 0,9 1,8 0,15 0,16 0,17 0,18 Propriedade F [mm] Espessura da laje [m] Alinhamento y Alinhamento x Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 60 5.3.1.3. Análise de cargas rolantes As cargas rolantes, como já foi verificado no caso analisado inicialmente (laje de 0,18 m), apresentam valores relativos às propriedades E e F relativamente baixos. Nas tabelas seguintes apresentam-se os valores calculados destas propriedades nos casos relativos às espessuras de laje em análise. Verifica-se que não existe uma variação muito significativa dos valores das propriedades avaliadas pelo TR 34, pelo que não fará muita diferença considerar uma variação da espessura da laje. Tabela 19 - Propriedades E e F para o caso de cargas rolantes e laje com espessura 0,17 m Alinhamento Propriedade E [mm] Propriedade F [mm] y [m] 3,40 0,4 0,8 6,40 0,1 0,3 x [m] 6,45 0,3 0,0 9,45 0,3 0,0 Tabela 20 - Propriedades E e F para o caso de cargas rolantes e laje com espessura 0,16 m Alinhamento Propriedade E [mm] Propriedade F [mm] y [m] 3,40 0,4 0,8 6,40 0,1 0,3 x [m] 6,45 0,3 0,0 9,45 0,3 0,0 Tabela 21 - Propriedades E e F para o caso de cargas rolantes e laje com espessura 0,15 m Alinhamento Propriedade E [mm] Propriedade F [mm] y [m] 3,40 0,4 0,9 6,40 0,1 0,3 x [m] 6,45 0,4 0,0 9,45 0,3 0,0 No que se refere ao estado de tensão, como se constata na Figura 47, o valor mínimo do fator de segurança é de cerca de 1,9, o que, embora inferior a 2, pode ser considerado adequado. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 61 Figura 47 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação de cargas rolantes, laje com espessura 0,15 m 5.3.2. V ARIAÇÃO DA ESPESSURA DA CAMADA DE AGREGADO BRITADO DE GRANULOMETRIA EXTENSA ( ABGE ) Para além da variação da espessura da laje de betão presente na estrutura do pavimento, efetuou-se um estudo relativo à variação da espessura das camadas de ABGE presentes no mesmo. Uma vez que as mesmas apresentam propriedades iguais e apenas se diferenciam em duas camadas por motivos construtivos, para a realização da referida análise, considerou-se apenas uma camada de ABGE com uma espessura correspondente à soma das duas camadas. Anteriormente os cálculos foram realizados considerando uma espessura de 0,35 m (0,20+0,15). Avalia-se agora o comportamento do pavimento em outras duas situações, nomeadamente quando essa camada tem 0,30 e 0,20 m de espessura. 5.3.2.1. Análise de cargas concentradas – carregamento total Para a análise de cargas concentradas, com carregamento total das estantes, procedeu-se ao mesmo tipo de análise realizado para o mesmo caso de carga na análise de variação de espessura da laje de betão. Nas tabelas seguintes apresentam-se os valores absolutos para as propriedades E e F, considerando a camada de ABGE com 0,30 e 0,20 m de espessura. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 62 Tabela 22 - Propriedades E e F para o caso de carregamento total e ABGE com espessura 0,30 m Alinhamento Propriedade E [mm] Propriedade F [mm] y [m] 9,40 1,7 0,6 12,40 1,7 0,8 15,40 1,7 0,8 18,40 1,7 0,8 21,40 1,7 0,6 x [m] 9,25 1,1 0,6 12,25 1,1 0,9 15,25 1,2 0,5 18,25 1,1 0,9 21,25 1,1 0,6 Tabela 23 - Propriedades E e F para o caso de carregamento total e ABGE com espessura 0,20 m Alinhamento Propriedade E [mm] Propriedade F [mm] y [m] 9,40 1,7 0,6 12,40 1,7 0,8 15,40 1,7 0,8 18,40 1,7 0,8 21,40 1,7 0,6 x [m] 9,25 1,1 0,6 12,25 1,1 0,9 15,25 1,3 0,5 18,25 1,1 0,9 21,25 1,1 0,6 Na Figura 48 apresenta-se a variação dos valores máximos das propriedades E e F, em ambas as direções, com a espessura da camada de ABGE. Em termos gerais, a variação da espessura da camada de ABGE não apresenta muita influência na variação das propriedades E e F que avaliam o nivelamento e a planimetria da superfície do pavimento. Os valores obtidos encontram-se todos dentro dos limites estabelecidos pelo TR 34 e, por isso, para este caso de carga, não há impedimentos em termos de alteração da espessura da camada de ABGE do pavimento. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 63 a) b) Figura 48 – Influência da espessura da camada de ABGE nas propriedades geométricas do pavimento (carregamento total): a) propriedade E; b) propriedade F Os fatores de segurança na camada G4 do modelo com ABGE de 0,20 m de espessura e com o carregamento total das estantes são os que se apresentam na Figura 49. O valor mínimo é de cerca de 1,6, o que pode ser considerado adequado para este tipo de carga. Figura 49 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação do carregamento total das estantes e ABGE com espessura 0,20 m 5.3.2.2. Análise de cargas concentradas – carregamento alternado Os valores absolutos das propriedades E e F obtidos para verificar os efeitos a nível da superfície do pavimento no caso das cargas concentradas em carregamento alternado, quando se varia a espessura da camada de ABGE, são apresentados nas tabelas seguintes. 0,0 1,0 2,0 0,20 0,25 0,30 0,35 Propriedade E [mm] Espessura da camada de ABGE [m] Alinhamento y Alinhamento x 0,0 0,9 0,20 0,25 0,30 0,35 Propriedade F [mm] Espessura da camada de ABGE [m] Alinhamento y Alinhamento x Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 64 Tabela 24 - Propriedades E e F para o caso de carregamento alternado e ABGE com espessura 0,30 m Alinhamento Propriedade E [mm] Propriedade F [mm] y [m] 9,40 2,4 0,4 12,40 2,5 1,1 15,40 2,5 1,0 18,40 2,5 1,1 21,40 2,4 0,4 x [m] 9,25 0,2 0,1 12,25 0,7 1,5 15,25 1,2 0,4 18,25 0,7 1,5 21,25 0,2 0,1 Tabela 25 - Propriedades E e F para o caso de carregamento alternado e ABGE com espessura 0,20 m Alinhamento Propriedade E [mm] Propriedade F [mm] y [m] 9,40 2,5 0,5 12,40 2,6 1,2 15,40 2,6 1,1 18,40 2,6 1,2 21,40 2,5 0,5 x [m] 9,25 0,2 0,1 12,25 0,7 1,6 15,25 1,3 0,5 18,25 0,7 1,6 21,25 0,2 0,1 Na Figura 50 apresenta-se a variação dos valores máximos das propriedades E e F, em ambas as direções, com a espessura da camada de ABGE, para o carregamento alternado. Em termos gerais, a variação da espessura da camada de ABGE não apresenta muita influência na variação das propriedades E e F que avaliam o nivelamento e a planimetria da superfície do pavimento. Os valores obtidos cumprem os requisitos estabelecidos pelo TR 34 e, por isso, também neste caso de carga não há impedimentos em termos de alteração da espessura da camada de ABGE do pavimento. Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 65 a) b) Figura 50 - Influência da espessura da camada de ABGE nas propriedades geométricas do pavimento (carregamento alternado): a) propriedade E; b) propriedade F Na Figura 51 apresentam-se os valores dos fatores de segurança obtidos para a camada G4 do modelo, para a camada de ABGE de 0,20 m de espessura, considerando o carregamento alternado. Para este caso de carga, os valores mínimos do fator de segurança obtidos são de cerca de 1,4. Figura 51 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação do carregamento alternado das estantes e ABGE com espessura 0,20 m 0,0 0,1 0,2 0,3 0,20 0,25 0,30 0,35 Propriedade E [mm] Espessura da camada de ABGE [m] Alinhamento y Alinhamento x 0,0 0,1 0,2 0,20 0,25 0,30 0,35 Propriedade F [mm] Espessura da camada de ABGE [m] Alinhamento y Alinhamento x Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 66 5.3.2.3. Análise de cargas rolantes Nas tabelas seguintes apresentam-se os valores absolutos máximos obtidos para as propriedades E e F associados ao comportamento geométrico decorrente da ação das cargas rolantes para cada espessura da camada de ABGE analisada. Não se verifica variação significativa quer nos valores da propriedade E quer nos valores da propriedade F, podendo concluir-se que a variação da espessura da camada de ABGE não terá relevância no que se refere ao cumprimento do estabelecido no TR 34. Tabela 26 - Propriedades E e F para o caso de cargas rolantes e ABGE com espessura 0,30 m Alinhamento Propriedade E [mm] Propriedade F [mm] y [m] 3,40 0,4 0,8 6,40 0,1 0,4 x [m] 6,45 0,3 0,0 9,45 0,3 0,0 Tabela 27 - Propriedades E e F para o caso de cargas rolantes e ABGE com espessura 0,20 m Alinhamento Propriedade E [mm] Propriedade F [mm] y [m] 3,40 0,4 0,8 6,40 0,1 0,4 x [m] 6,45 0,3 0,0 9,45 0,3 0,0 Na Figura 52 apresenta-se o gráfico com escalas de cores relativo aos fatores de segurança obtidos na camada G4 do modelo devido à ação das cargas rolantes. Os resultados obtidos assumem valores de cerca de 1,9, o que se pode considerar aceitável, ainda que inferiores a 2. Figura 52 - Variação do fator de segurança na camada de solo de fundação sob ação de cargas rolantes e ABGE com espessura 0,20 m Aspetos Geotécnicos da Conceção e Construção de Pavimentos Industriais 67 5.4. A NÁLISE DOS CUSTOS DE CONSTRUÇÃO DAS DIVERSAS SOLUÇÕES DE PAVIMENTO No sentido de enquadrar o estudo realizado num dos objetivos principais para os quais a engenharia civil é praticada, otimização da utilização dos materiais de forma a obter projetos com o maior equilíbrio possível entre funcionalidade e custos de produção, procurou-se valorizar os custos por metro cúbico de volume construído com preços relativos às camadas da estrutura de pavimento. Neste caso em concreto, o projeto analisado recorreu à utilização de uma camada de betão armado com fibras para a laje de pavimento e agregado britado de granulometria extensa (ABGE) para a camada que lhe é subjacente. Na Tabela 28 apresentam-se os valores médios (incluindo custos de material, encargos de construção, etc.) dos preços por metro cúbico das camadas referidas. Tabela 28 – Preços médios por metro cúbico de construção das camadas da estrutura de pavimento Camada de pavimento Preço [€/m 3 ] Betão com fibras 120 Agregado britado de granulometria extensa 25 Após se ter verificado que, segundo os requisitos associados à regularidade do pavimento, não há problemas relevantes em realizar reduções da espessura da laje ou das camadas de ABGE, calcularam-se as variações de volume associadas aos casos analisados e estabeleceu-se uma relação entre a variação da espessura das camadas e o preço associado a cada uma delas. Na Tabela 29 e na Tabela 30 apresentam-se os dados relativos à análise realizada tendo sido considerados como referência os valores associados ao custo por m 2 do pavimento proposto no projeto, correspondentes a uma laje com 0,18 m de espessura e uma camada de ABGE de 0,35 m (0,20+0,15). Tabela 29 - Custo de construção do pavimento em função da variação da espessura da laje Espessura Custo [€/m 2 ] Variação de Custo [€] Custo/Custo da solução base [%] 0,18 21,6 0,0 100,0% 0,17 20,4 1,2 94,4% 0,16 19,2 2,4 88,9% 0,15 18,0 3,6 83,3% Tabela 30 - Custo de construção do pavimento em função da variação de espessura da camada de ABGE Espessura Custo [€/m 2 ] Variação de Custo [€] Custo/Custo da solução base [%] 0,35 8,8 0,0 100,0% 0,30 7,5 1,3 85,7% 0,20 5,0 3,8 57,1% A partir dos dados apresentados, produziram-se gráficos que mostram a relação entre a diminuição da espessura das camadas da estrutura do pavimento e o custo de construção associado, quando comparado com o custo da solução proposta. Esses gráficos apresentam-se nas Figura 53 e Figura 54. No caso do projeto em estudo, uma redução da laje até ao valor mínimo imposto pelo TR 34, 0,15 m, conduz a um custo de cerca de 83,3% do da solução inicial. A redução da variação da camada de ABGE para um valor de 0,20 m de espessura, por sua vez, corresponde a um custo de cerca de 57% do