Departamento de Construção Civil - dcc.ufpr.br§ão.pdf · Muro de Arrimo Definição: Elemento...

Disciplina: Construção Civil 1 Universidade Federal do Paraná

Departamento de Construção Civil

Grupo de Materiais de Construção 1 Prof. Dr. Marcelo Medeiros

Sistemas de Contenções:




Indústria automobilística

nacional

Década de 60 Prédios não tinham subsolo

Incentivo ao desenvolvimento:

Introdução




Década de 80 Já era usual os prédios

terem até 2 subsolos

Com mais carros tornou-se

necessário escavar mais Intersepção do lençol freático

Incentivo ao desenvolvimento:

Introdução




O desenvolvimento dos materiais foi

fundamental para a evolução das contenções

Concreto projetado com fibras

Telas metálicas

Armação manual EX 1:

Introdução




Conceito era baseado no peso próprio

Surgem os tirantes

Importante: Terras urbanas

m2 – preço muito alto

Esbeltez

EX 2:

O desenvolvimento dos materiais foi

fundamental para a evolução das contenções

Introdução




Sistemas de contenção de taludes mais modernos

evitam perda de área e permitem escavações

mais profundas.

É preciso considerar:

• Custo

• Prazo

• Esbeltez

Introdução




As tecnologias mais modernas propiciam maior

produtividade, melhor aproveitamento do

terreno e escavações mais profundas e

seguras.

Introdução




Essas obras de contenção, necessárias em locais de

topografia acidentada, representam sempre um elevado

ônus no orçamento total da obra.

Diante disso, é importante a realização de uma análise

detalhada de qual tipo de contenção atende do ponto

de vista técnico, além de satisfazer também quanto ao

aspecto econômico.

Introdução




Muro de Arrimo

Definição:

Elemento estrutural que apresenta a função de

conter um determinado maciço de terra que possa

vir a desmoronar se deixada com o talude livre.




Muro de Arrimo

Detalhes:

• É a solução mais comum para segurar um

barranco.

• A função do muro de arrimo é substituir a terra que

foi removida para a feitura de um platô.




Muro de Arrimo

Muro de a r r imo




Muro de Arrimo

Cor te Ter reno na tu ra l




Muro de Arrimo




Muro de Arrimo

Terreno removido exercia uma

pressão sobre o maciço




Muro de Arrimo

Região ficou solta e pode

desbarrancar




Muro de Arrimo

Muro de

arrimo

Deve exercer pressão ≥ a da terra que foi

removida




Muro de Arrimo

Detalhes




Muro de Arrimo

Muro de a r r imo




Gravidade

+

Flexão

Muro de gravidade

Gabiões

Flexão com contrafortes

Tipos de contenção

Concreto

Flexão





Parede diafragma

Outros métodos:

Perfis com pranchada

Solo grampeado

Muro de arrimo segmentado




Muro de gravidade - Concreto

x x x x x x x x x x x x x x


momento

> Tendência ao

tombamento!!!







momento



< Tendência ao

tombamento!!!






momento

± 40 a 50 % de H

H

Economicamente viáveis

para:

H < 5 ou 6 m

Princípio: Peso Próprio



Em geral:

Secção trapezoidal








Se for usada esta configuração, recomenda-se fazer uma

pequena inclinação no talude (2 graus com a vertical).

88 graus

Motivo:

Evitar desconforto para o usuário




Muro de Gravidade - Gabiões

Gaiolas de aço galvanizado cheias com pedras de

granulometria superior a malha


Degraus para fora







Formato Prisma retangular

Uso Muros de barragens, contenções e canalizações

Comprimento (m) 1,5; 2; 3 ou 4

Altura (m) 0,5 ou 1 m

Largura (m) 1






No caso de muros de grande

altura:

Gabiões mais baixos na base

(altura = 0,5m): maior rigidez e

resistência.






Para muros muito longos:

Gabiões com comprimento de

até 4 m podem ser utilizados

para agilizar a construção.






Aço galvanizado

• Galvanização dupla

• Pode ter revestimento

de PVC




Degraus para dentro


Pode ser assim?






Principais vantagens:

• Grande flexibilidade (permite que a estrutura se acomode

a recalques diferenciais);

• Permeabilidade.






• Forma de L

• Anti-econômicos para alturas > 5 a 7 m

• Concreto armado

Muro de Flexão





Resistem aos empuxos por flexão, utilizando parte

do peso próprio do maciço.

Muro de Flexão


São estruturas mais esbeltas que os muros de

gravidade convencionais.





momento Muro de Flexão


50 a 70% de H

H




Muro de Flexão






momento

Muro de Flexão com Contrafortes


Contraforte

Compressão





momento



Contraforte

Tração




Técnica em que o reforço do maciço é

obtido através da inclusão de

elementos metálicos:

Grampos

Solo Grampeado


Resistentes à tração e

momentos fletores.




O método construtivo:

• Corte do solo de acordo com a

geometria do projeto (exceto se for

para reforçar taludes);

• Colocação da linha de

chumbadores (grampos);

Solo Grampeado





O método construtivo:

• Aplicação do revestimento de concreto projetado;

• São feitos drenos profundos de paramentos e canaletas

conforme o projeto ao longo do talude.

Solo Grampeado





Introdução dos grampos

no maciço:

• Por cravação direta de

elementos metálicos (diâmetros entre 12,5 a 38 mm)

Solo Grampeado





Introdução dos grampos

no maciço:

• Através de pré-furos

(diâmetros entre 75 a 150 mm),

seguidos pela introdução de

barras metálicas e

preenchimento do furo.

Solo Grampeado





Tipo de perfuratriz:

Depende da área de trabalho,

profundidade e diâmetro do

furo.

Solo Grampeado





O método de perfuração

deve permitir estabilidade da

cavidade perfurada até que a

injeção da calda de cimento

seja concluída.

Solo Grampeado





Após a perfuração:

Instalação e fixação de nervuras metálicas, de fibra de vidro

ou similares.

Metálica: Mais comum

Precisa de tratamento anticorrosivo adequado

(resina epóxica ou calda de cimento)

Solo Grampeado





Dispositivo centralizadores:

Garantir recobrimento

contínuo e constante do

grampo com a calda de

cimento.

Solo Grampeado





Usualmente, reserva-se o uso de

resinas para materiais rochosos

e calda com elevado teor de

cimento para solos.

Material de enchimento:

Solo Grampeado





Detalhe da cabeça do

grampo

Solo Grampeado





Para a instalação:

Preencher o furo com o

material injetado e

introduzir a barra

Solo Grampeado





Para a instalação:

Outra alternativa: injetar

a calda de cimento após

a instalação da barra

Detalhe: pode precisar

de tubulação acessória.

Solo Grampeado





O revestimento do talude é um ponto muito importante nesta

técnica

Solo Grampeado


Garante a estabilidade do

sistema em conjunto com

os chumbadores




Tela soldada:

Oferece ao concreto

projetado uma armação

muito prática e eficiente

É necessário uma perfeita

compactação para evitar

o efeito sombra (vazio

atrás da tela)

Camadas: 1 ou 2

Solo Grampeado





Concreto projetado

Espessura 5 a 20 cm

Elevadas resistências iniciais:

até 10 MPa em 10 horas

Alto teor de cimento

Adições: Sílica ativa (5 a 10%)

Aditivos

Solo Grampeado





Drenos:

• Drenagem profunda

• Drenagem de superfície

Solo Grampeado





DHP (drenos sub-horizontais profundos)

• Resultantes da instalação de tubos plásticos de 1½” a 2”

drenantes, em perfurações no solo de 2 ½” a 4”.

• Comprimento de 6 a 18 m.

• Tubos perfurados e recobertos por manta geotêxtil ou por

tela de nylon

Solo Grampeado





Drenos de superfície (Barbacãs):

• Cavidade (cerca de 40 x 40 x 40 cm) - preenchida com

material granular (areia) - tendo como saída um tubo de PVC

drenante com inclinação descendente (dreno pontual)

• Canaleta de pé ou dreno linear.

Solo Grampeado





Esquema

Solo Grampeado





Solo Grampeado





Década de 50 e 60

Execução da linha 1 (Azul) do metrô de SP;

Foi o grande propulsor das contenções no Brasil;

Grande investimento em pesquisa e técnicas construtivas.

Revolucionou!!!


Parede diafragma escavada com lama bentonítica





Parede diafragma

escavada com

lama bentonítica




Uso: quando as escavações internas de uma obra

interceptam o lençol freático e materiais arenosos.

Objetivo: evitar que estas escavações internas ao terreno

ocorram com o fluxo constante de água para dentro da obra,

eliminando-se o rebaixamento do lençol freático nas regiões

anexas à escavação e melhorando as condições de

estabilidade dos solos contidos no interior da obra.






A sequência executiva compreende as fases de:

a) Preparo e instalação do canteiro;

b) Execução das paredes guias;


110 cm

Paredes guias

de concreto






c) Posicionamento da diafragmadora;


Clam Shell






Escavação:

- Espessura entre 30 e

120 cm

- Largura de 2,50 ou

3,20 m






d) Escavação do painel com a diafragmadora e

preenchimento da escavação com lama bentonítica

previamente preparada;

Objetivo da lama bentonítica: evitar desbarrrancamento da

parte interna da cava.







Lama bentonítica:

Mistura de água com a bentonita em pó em proporções

adequadas ao desenvolvimento do serviço.

Bentonita?

Bentonita: Argila com predominância de

montmorilonita, que é um argilomineral expansivo

Para solos mais finos que areia média, é usual a concentração

de bentonita de 4%.






Características da lama bentonítica:

Antes da escavação Antes da concretagem

Densidade ≥ 1,03 g/cm3 Densidade ≤ 1,1 g/cm3

Viscosidade ≥ 30s Viscosidade ≤ 90s

pH entre 7 e 11 pH entre 7 e 11

Teor de areia ≤ 3% Teor de areia ≤ 3%

A lama pode ser reciclada desarenando-a ou misturando com

lama nova para que atinja os parâmetros acima especificados.






e) Colocação da armadura dentro do painel cheio de lama;


Armaduras ou gaiolas: Armadura dos painéis

previamente montadas.


• Atentar para a limpeza da base da escavação com a retirada de detritos

remanescentes;

• Efetuar a substituição da lama bentonítica por outra que apresente as

características estabelecidas.





f) Concretagem submersa do painel.


Tubo de concretagem ou tubo tremonha:

Tubos metálicos, de diversos comprimentos, acoplados entre

si, utilizados para concretagem submersa, dotados em sua extremidade

de um funil.

O tubo tremonha deve ficar embutido no concreto ao menos 1,50 m.








Características do concreto:

- Resistência â compressão mínima de 20 Mpa, aos 28 dias

- Consumo de cimento mínimo de 400 kg/m3

- Brita 1

- Slump entre 18 e 22 cm

- Não utilizar cimentos CPIII, cimento ARI, pó de pedra ou

aditivos retardadores de pega






g) Preenchimento da escavação com placa pré-moldada:

- Procedimento alternativo da concretagem no local

- Após escavação, troca-se a lama por coulis (mistura de

cimento com lama bentonítica, com 100 a 200 kg de

cimento por m3 de lama);

- Concreta-se o fundo da escavação e coloca-se a placa

embutindo-a no concreto.






g) Preenchimento da escavação com

placa pré-moldada:

- A placa pode ser de CA ou CP, maciça

ou vazada, com encaixe macho-fêmea.

- A estanqueidade é obtida pelo coulis

formado entre a mureta-guia e a placa

pré-moldada


Joppert Jr., 2007






h) Escavação do centro;







i) Içamento do equipamento.





Parede diafragma com estacas secantes

Características:

- Não necessita de lama bentonítica para

execução

- Eliminação da mureta-guia

- Penetra em materiais de grande resistência,

como argila dura e rocha gnaisse

- Ausência de desbarrancamento durante a

escavação das estacas, devido ao revestimento

das estacas aliado à utilização do trado helicoidal

contínuo








a) Perfuração: máx. de 17,5m

- Perfuratriz de hélice contínua

- Possui “cabeça dupla” que possibilita perfuração

encostada na divisa e o recorte de peças de concreto.

“Cabeça dupla”: composta por um tubo de revestimento que

gira no sentido anti-horário e um trado helicoidal que gira

no sentido horário, de modo que o tubo de revestimento

perfura e o trado helicoidal limpa a parte interna da

perfuração.




Parede diafragma com estacas secantes b) Concretagem

- Preenchimento das estacas com argamassa fluida com

slump > 28 cm e fck entre 18 e 25 MPa

c) Armação

- As estacas da 1a fase não são armadas, apenas

argamassadas. As peças são implantadas deixando-se

a previsão para as estacas da 2ª fase, que são armadas

e devem recortar as estacas argamassadas.

- É possível o uso de perfis I de aço em todas as

estacas para maior estruturação da parede.






Obtido pela cravação de perfis metálicos estruturais

(laminados ou soldados), junto às divisas do terreno a ser

escavado: cravação com bate-estaca de queda livre.

Perfis também podem ser utilizados como fundações,

servindo de apoio às lajes periféricas da edificação.

Pequena espessura final do arrimo (~35 cm), baixo custo

final e boa velocidade de execução.






Após a cravação dos perfis, a escavação é executada

simultaneamente à colocação dos pranchões entre os perfis

e a divisa do terreno;

Os pranchões podem ser de madeira ou placas de CA;

O trecho pranchado fica em balanço e o restante do perfil

enterrado no solo;

Os perfis têm comprimento de 12 m e resistência de

escoamento entre 250 e 350 Mpa.






Sistema construtivo estrutural que possui

assentamento por encaixe rápido e versátil.







Materiais de reforço






Permite a construção de muros de diferentes

configurações estéticas ou funcionais.






Ranhuras dimensionadas para atender três níveis de recuo

entre fiadas.

• faces inclinadas de 90, 80 ou 70°

com a horizontal






Sistema de drenagem

Preencher as cavidades do

bloco com material drenante,

que conduzirá a água para

um dreno implantado na parte

inferior do muro







Dois tipos: geogrelhas ou geotêxteis

Sua escolha se baseia:

• Tipo de solo utilizado como aterro;

• Capacidade de suporte do solo de fundação;

• Configurações geométricas da contenção;

• Cargas solicitantes do sistema.






Mas o que são geotêxteis e geogrelhas?






Mas o que são geogrelhas e geotêxteis?






É interessante usar os dois tipos de materiais de reforço

na mesma contenção.

• Geogrelhas na parte inferior (material mais rígido e

resistente)

• Geotêxteis na parte superior da contenção.





Materiais utilizados no sistema:



a) Aterro

Pode ser o solo local

Exceto os com alta concentração de pedregulhos e entulhos

que possam danificar os elementos de reforço.






b) Reforço

Geotêxteis - muros baixos (h < 4 m de altura) ou nas

inclusões superiores de muros altos

Geogrelhas - na base e inclusões inferiores/intermediárias de

muros altos (h > 4 m)







b) Reforço

A combinação de ambos pode ser viável, se adequadamente

projetada, no sentido de minimizar o custo da contenção e

facilitar a execução.







c) Contenção

Blocos segmentados de concreto

d) Fixação dos blocos

Pinos de aço CA-50, f1/4“ (6,3 mm), com comprimento de 30

cm, posicionadas nas ranhuras dos blocos.






f) Fundação

Areia adensada ou brita 2 lançada sobre solos de fundação

de boa capacidade de suporte - SPT > 5 golpes.

Substituição ou melhoria do solo quando o solo de fundação

possuir baixa capacidade de suporte - SPT < 4 golpes.






SPT ?

Standard Penetration Test”

“Teste de Penetração Padrão”

Índice de compacidade do

solo usado mundialmente






Golpe = 65 kg caindo em queda

livre de 75 cm de altura.

SPT ?

Índice SPT = n. de golpes para 30 cm






SPT ?






Dados gerais:

1 - Construído simultaneamente:

Assentamento dos blocos até uma determinada altura (duas

a três fiadas) e logo a instalação do material de reforço e

compactação da camada de solo nos espaçamentos

especificados






Dados gerais:

2 - Os blocos trabalham como fôrma para preenchimento

das camadas de aterro

3 - O lançamento das camadas do aterro deve ser feito

com retroescavadeira, pá-carregadeira, ou outro sistema

mecanizado.






Dados gerais:

4 - A compactação das camadas do aterro deve ser feita com

rolo compactador ou aparelho tipo sapo, atingindo grau de

compactação de no mínimo 90% do Proctor Normal






5 - Em muitos casos, não há

necessidade de compactação

pesada próxima à face do

muro (até 1 m de distância).

Nesta zona, a compactação

pode ser manual.

Dados gerais:






1) Preparação da base e valeta de assentamento

Sequência de execução:

Escavação da valeta de

drenagem e assentamento

dos blocos






Posicionamento dos elementos de drenagem no interior da

valeta (por exemplo, tubos-dreno, geotêxtil, etc.).








Preenchimento da valeta com o material de fundação

(por exemplo, brita 2) até o nível de assentamento da

primeira fiada de blocos.








2) Primeira fiada de blocos


• Feito apenas por justaposição;

• Não necessita de argamassa de

rejunte;

• Cuidado especial deve ser

tomado em relação ao nível e

prumo dos blocos.







Prumo?







3 - Próximas fiadas de blocos


Posicionar os pinos de aço CA-

50, h=30 cm, f1/4“ (6,3 mm) nas

ranhuras posteriores de cada

bloco da primeira fiada

(Os pinos são guias e esperas

dos blocos das fiadas superiores)






• Preencher as aberturas

posteriores de cada bloco com

material drenante.


• Preencher também os espaços

formados entre blocos com

material drenante.

Seqüência de execução:








- Encaixar as ranhuras do bloco da

fiada superior no pino de espera da

fiada logo abaixo.

- Posicionar os pinos para espera da

próxima fiada na ranhura posterior.

- Repetir o pocedimento para as

outras fiadas.







4 – Assentamento de blocos em curva

Remover aletas na posterior do bloco,

permitindo articulação entre dois blocos.

Utilizar talhadeira.






Seqüência de execução:


Amarração







5 – Execução do solo reforçado

• Geogrelha

• Geotêxtil

Cada um possui particularidades de instalação

durante a execução do sistema de solo reforçado.








• Diversos níveis de resistência à ruptura e módulos de

deformação.

• Compostos por materiais distintos

• Conferir as suas características com as especificações de

projeto.

• Geogrelha • Geotêxtil








• Geogrelha

Logo abaixo da primeira

fiada de geoblocos

A fixação é feita através

dos próprios pinos de

travamento dos geoblocos








Inicia-se o assentamento dos blocos até a altura do

espaçamento especificado

Por exemplo: se o espaçamento é igual a 40 cm, então

assentam-se duas fiadas de geobloco.

• Geogrelha







Inicia-se a compactação do solo

- Em camadas de 20 cm até atingir o topo do

espaçamento especificado.

- Posiciona-se uma nova camada de geogrelha e o

processo se repete até a última camada.


• Geogrelha








• Geotêxtil Envelopamento da camada

de solo compactado.

• Envelopamento não garante ligação entre a face e o aterro.

• Prever instalação de uma faixa de geotêxtil (de ligação) com

aproximadamente 1 m de largura ancorada aos pinos de

fixação dos blocos.







• Geotêxtil

Detalhe da faixa de

geotêxtil de ligação








Após o geotêxtil de ligação, inicia-se o assentamento das

fiadas que servirão de fôrma para o envelopamento com

geotêxtil.








Estender o geotêxtil com o devido comprimento de ancoragem (L)

Deixar a outra extremidade

livre para compor o retorno do

sistema de envelopamento




• Compactação das camadas de terreno sobre o geotextil





• Camadas de 20 cm de altura até

o espaçamento especificado.








Executa-se o retorno do geotêxtil para o interior do aterro,

conferindo o efeito de envelopamento

Geotêxtil

de ligação








Detalhe do retorno do geotêxtil

para o interior do aterro.








Posicionar os pinos e o

geotêxtil de ligação e repetir

os passos até a última

camada.








Geotêxtil de ligação

Envelopamento

com geotêxtil






Algumas vantagens:

• Solução bastante versátil

• Baixo custo

• Grande apelo estético.

• Simples execução

• Rapidez de execução

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