Bloco de Coroamento: o que é, método de cálculo e execução

Veja o que é o bloco de coroamento, sua classificação, seu método de dimensionamento e o seu processo de execução passo a passo.

O bloco de coroamento ou bloco sobre estacas é um elemento estrutural de concreto armado, que é moldado in loco, ou seja, no próprio canteiro de obra. Sua função é transmitir as cargas que chegam na estrutura para as fundações profundas na obra, que são as fundações do tipo estacas ou tubulões.

Os blocos de coroamento são utilizados para distribuir as cargas da estrutura de maneira uniforme para cada estaca ou tubulão na fundação.

No caso de estacas, os blocos podem ser executados sobre diversas estacas e o que vai definir a quantidade delas é a capacidade de carga de cada uma e a resistência do solo, que são fatores muito importantes na escolha do tipo da estaca e do dimensionamento do bloco de coroamento.

No caso de tubulão, o bloco de coroamento é executado sobre um tubulão, se tornando um elemento de transição entre a estrutura e a fundação.

Classificação do bloco de coroamento

O bloco de coroamento pode ser classificado como bloco rígido ou bloco flexível. Essa classificação é muito importante, pois dependendo do tipo de bloco, o seu comportamento estrutural e método de dimensionamento será diferente.

Bloco de coroamento rígido

O bloco rígido, como o próprio nome já sugere, não sofre deformação durante a sua aplicação dentro da obra. Com isso, a rigidez acaba não afetando na transmissão das cargas da estrutura para a fundação.

Dessa maneira, esse tipo de bloco apresenta um comportamento estrutural que possui as seguintes características:

• A estrutura trabalha a flexão em 2 direções, igual a estrutura de laje. Ou seja, com a carga chegando no bloco, o mesmo tende a deformar nas 2 direções.
• A transmissão dos esforços da estrutura para as estacas acontece a partir de um fenômeno conhecido como “diagonal comprimida”.
• O carregamento que chega no bloco acaba concentrando uma força de tração na linha das estacas.

• Além da estrutura sofrer flexão em 2 direções, podemos dizer a mesma coisa para o cisalhamento. No entanto, a sua ruptura não acontece por tração diagonal (várias fissuras em várias diagonais), mas sim, por diagonal comprimida.
• Para que o bloco seja considerado rígido, o ângulo da biela mais afastada deve apresentar um valor mínimo de 33,69°.

A figura abaixo ilustra como deve ser verificada o valor desse ângulo:

Onde:

• a – distância entre as estacas mais afastadas na direção considerada;
• ap – dimensão do pilar na direção da face considerada;
• d – distância entre a face do pilar e o eixo de centro das estacas mais afastadas;
• ht – altura do bloco de coroamento;
• emb – altura do embutimento da estaca no bloco de coroamento;
• Yc,g – distância do topo da estaca até o centro de gravidade do feixe de armaduras;
• d_útil – altura útil do bloco de coroamento;
• α – ângulo da biela.

Caso o valor do ângulo seja maior que 33,69°, temos um bloco rígido, caso contrário, consideramos o bloco como flexível.

Bloco de coroamento flexível

O bloco flexível, ao contrário do bloco rígido, sofre deformação na presença de carregamento chegando da estrutura. Por causa disso, a transmissão das cargas não acontece de maneira uniforme para todas as estacas, o que torna mais complexo definir a distribuição dos esforços para cada uma.

A transmissão varia de acordo com a distância entre o ponto de carregamento no pilar e a estaca. Neste caso, as estacas mais distantes recebem menos carga, quando comparadas com as estacas próximas ao pilar.

Devido a essa complexidade, essa distribuição de cargas nas estacas geralmente é realizada a partir de softwares que utilizam como método de cálculo os elementos finitos.

Com relação ao comportamento estrutural do bloco flexível, a NBR 6118:2014 cita que devemos realizar uma análise mais completa sobre o bloco. Essa análise deve contemplar a distribuição dos esforços nas estacas, dos tirantes de tração e a verificação da punção.

A punção é quando o pilar rompe o bloco por cisalhamento, ou seja, perfurando o bloco.

Para simplificar, imagine um lápis sobre uma folha de papel. Quando aplicamos uma força elevada no lápis, o mesmo acaba perfurando o papel. Isso é o fenômeno da punção.

Por fim, conforme explicamos anteriormente, para que o bloco seja considerado flexível, o ângulo da biela mais afastada deve ser menor que 33,69°.

Método de dimensionamento do bloco de coroamento

Assim como o comportamento estrutural, o método de cálculo do dimensionamento é diferente para o bloco rígido e bloco flexível. Por isso, devemos observar com atenção sobre essa classificação, pois a escolha é de grande importância para o melhor desempenho da estrutura.

No caso do bloco rígido com uso de 2 a 6 estacas, utilizamos o método das bielas e tirantes. Inclusive, esse é o método recomendado pela NBR 6118:2014 para o dimensionamento do bloco.

O método tem como base os estudos realizados por Blévot e Fremy, no ano de 1967, que consiste no modelo de treliças internas imaginárias, as quais são submetidas por ações de compressão (bielas) e tração (tirantes).

A figura a seguir apresenta esse modelo das bielas (linhas pontilhadas) e tirantes (linhas contínuas):

Já para bloco rígido com mais de 6 estacas, utilizamos outro tipo de cálculo. O método foi definido pelo Comité Euro-international du Béton (CEB) e Fédération Internationale de la Précontrainte (FIB), em 1970, ou CEB-FIB (1970).

Esse método tem como base a teoria da flexão, em que devemos considerar tensões normais e tangenciais para a verificação da segurança da estrutura.

Até agora, percebemos que todos os métodos são realizados a partir de 2 estacas ou mais, pois o cálculo para 1 estaca é uma situação diferente.

O cálculo é feito a partir dos esforços de fendilhamento, que são esforços de tração transversais em relação à aplicação da carga, os quais o bloco deve evitar.

Com relação ao bloco flexível, não existe um modelo específico para o cálculo do dimensionamento.

Na literatura, existem autores comentando que o cálculo deve ser feito como se o bloco fosse uma sapata flexível, enquanto que para outros, como se fosse uma laje flexível.

Processo de execução do bloco de coroamento

O processo de execução de um bloco de coroamento geralmente possui 7 etapas que são:

1. Abertura de vala

Na primeira etapa, realiza-se uma abertura da vala que será o bloco de coroamento. É importante salientar que o processo da escavação deve seguir de acordo com as dimensões descritas no projeto de fundação.

Os equipamentos utilizados variam de acordo com o tamanho da estrutura. Para pequenas dimensões, a escavação pode ser realizada de forma manual, e no caso de grandes dimensões, pode-se utilizar equipamentos que realizam esse processo de forma mecanizada.

Por fim, realiza-se o apiloamento do solo, com o objetivo de compactar e regularizar o terreno, e assim, preparando o recebimento do lastro de concreto magro.

2. Preparação da cabeça das fundações

Durante a concretagem das fundações profundas (estacas ou tubulões), o concreto é lançado até atingir uma altura maior que a cota de arrasamento.

Isso é feito, pois o concreto que fica no topo das fundações é de baixa qualidade. Sendo assim, nessa etapa, realizamos o corte desse excesso de concreto até a cota de arrasamento.

O nível do topo das fundações não deve ficar no mesmo nível que o solo escavado, mas sim, acima desse nível (geralmente 5 cm acima do nível do fundo do bloco). O motivo é para ajudar na introdução do bloco de coroamento na fundação.

Em relação aos equipamentos, podemos utilizar marteletes ou equipamentos hidráulicos, dependendo do tamanho e da quantidade de fundações existentes na obra.

Além disso, devemos tomar cuidado no momento da preparação pelo motivo de que o corte deve ser adequado, com o topo regular e plano para permitir transferência das cargas conforme previsto no projeto de fundação.

3. Execução do lastro de concreto magro

No fundo da vala, coloca-se uma camada fina de lastro de concreto magro (geralmente 5 cm de espessura), que é um tipo de concreto que não apresenta função estrutural.

A sua função é regularizar a superfície do terreno, além de evitar que o bloco de coroamento fique em contato com o solo, pois a umidade e as substâncias químicas presentes no solo podem diminuir a resistência da estrutura.

4. Montagem das formas

As formas podem ser feitas de madeira, aço, alumínio ou plástico. Essa montagem é realizada sobre o lastro de concreto magro.

As formas têm objetivo de moldar a estrutura de concreto até atingir a resistência de projeto, além de evitar o desperdício dos materiais presentes no concreto, como os agregados e a água, que são essenciais para o alcance da resistência.

Durante a montagem, é utilizado sarrafo guia e gastalho para guiar no posicionamento das formas do bloco de coroamento.

O travamento vertical pode ser realizado a partir de pontaletes, enquanto que utilizamos vigas ou travamentos metálicos para o travamento horizontal.

E para finalizar essa montagem, utiliza-se tensores de amarração nas formas. Vale lembrar que a montagem das formas deve seguir de acordo com o projeto de fundação, seguindo as dimensões e distâncias calculadas.

5. Instalação das armaduras

Finalizada a etapa da montagem das formas, pode-se iniciar a instalação das armaduras na estrutura, seguindo conforme está descrito no projeto de fundação.

Os cuidados que são necessários ter é com relação ao atendimento das especificações do projeto, ou seja, a quantidade, o tamanho e o espaçamento entre as barras de aço. Ainda, deve-se realizar uma limpeza nas armaduras também.

Isso é feito para que o bloco tire o máximo de desempenho possível, sem causar problemas para a construção.

A instalação das armaduras pode ser realizada fora das formas em caso de blocos de pequenas dimensões. Caso contrário, a montagem deve ser feita dentro das formas, no local indicado no projeto.

Por fim, antes de iniciar a concretagem, é importante fazer uma inspeção na armadura, com o objetivo de observar se está tudo certo em relação ao projeto.

6. Concretagem do bloco de coroamento

A concretagem é realizada no próprio local da obra, sendo assim, o concreto pode ser preparado no canteiro de obra ou vir pronto das empresas, utilizando o concreto usinado.

Primeiramente, deve-se molhar as formas para que não tenham materiais que se misturem com o concreto, evitando que as formas absorvam a água do concreto, caso o material seja de madeira.

Outro cuidado que temos que observar é com relação ao deslocamento das armaduras durante o lançamento do concreto. Caso isso aconteça, deve-se interromper a concretagem, arrumar as armaduras na posição correta, e só assim, dar continuidade com a execução.

O lançamento do concreto deve ser contínuo para que não exista juntas de concretagem. Deve-se utilizar o vibrador de imersão, com o objetivo de evitar a formação de vazios no bloco. Tudo isso é feito para melhorar o desempenho da estrutura.

A concretagem é finalizada assim que o concreto cobrir toda a armadura e o valor desse cobrimento está presente no projeto de fundação. O cobrimento é importante para evitar que aconteça a corrosão do aço.

7. Retirada das formas

A retirada das formas deve ser realizada assim que o concreto atingir sua resistência de projeto.

É necessário tomar alguns cuidados no momento da retirada das formas para que não cause grandes impactos no bloco.

Como a estrutura ficará em contato com o solo, é necessário realizar a impermeabilização do bloco, com o intuito de evitar a infiltração para seu interior.

Finalizada essa etapa, o bloco de coroamento já está pronto para receber o pilar e as cargas que chegam até a estrutura.

No vídeo a seguir é possível visualizar todo o processo de execução de um bloco de coroamento.

Conclusão

Neste artigo, abordamos o conceito do bloco de coroamento, sua classificação e o método de cálculo para cada tipo, além do seu processo de execução. Com isso, esperamos que o texto tenha contribuído para o seu conhecimento acerca do tópico apresentado.

Se tiver alguma dúvida, não deixe de nos perguntas nos comentários!