DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A. 1/170 DFA...

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1 DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A. Estruturas de Contenção 1/170 Principais tipos de estruturas de contenção: Muros de gravidade (não armados - peso próprio anula tracções) Muros de betão armado em consola (com ou sem ancoragem) Muros de betão armado c/ contrafortes (em geral não ancorados) Muros tipo Berlim (painéis de betão armado ou madeira, em geral ancorados ou escorados, com função resistente) Materiais que não resistem a tracções Muros com H < 6m Muros com H > 6m Acima do NF em zonas urbanas (ex: caves) Utilização indicada Paredes moldadas em betão armado (em geral ancoradas ou escoradas, com função resistente e impermeabilizante) Cortinas de estacas tangentes ou secantes (alternativa a paredes moldadas em terrenos pedregosos) Muros de gabiões (muro de gravidade constituído por cestos, em rede metálica, preenchidos com seixo ou pedra britada) Muros de terra armada (ele. de betão armado, ancorados através de armaduras de aço galvanizado ou alumínio) Cortinas de estacas prancha - perfis metálicos cravados (em geral ancoradas / escoradas ou encastradas) Cortinas de colunas de jet grouting (com ou sem armaduras - perfis) Abaixo do NF em zonas urbanas (ex: caves) Abaixo do NF em zonas urbanas (ex: caves) Quando o pré-esforço não seja importante Sol. flexível e ligeira – exige bom aterro tardoz Obras provisórias (com reutilização de perfis) Solos arenosos DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A. Estruturas de Contenção 2/170 Rotura da fundação (ver fundações superficiais e profundas) Flexão, corte e/ou punçoamento (ele. de betão armado ou metálicos) Verificação da segurança: Derrubamento (FS=ΣM estab / ΣM instab ), FS (**) = 2,0 (solos coerentes) 1,5 (solos incoerentes) • Deslizamento (FS=[ΣF vert xtanδ]/ Estados limites últimos Estados limites de utilização ΣF horiz ), FS (**) = 1,5 Deformabilidade do coroamento (*) tardoz c/ talude horiz., caso contrário adoptar Teoria M-B I p I a , I o Impulsos - Teoria de Rankine (despreza atrito parede-solo) (**) - situações temporárias ou acção sísmica dividir por 1,4 σ δ Estados limites últimos Estados limites de utilização δ δ>5x10 -5 H δH δ max hor. para solos n.c. Impulso em repouso: k o = [1-sin(φ)] (*) , δ max horiz. < 5x10 -4 H estrutura não se deforma Impulso activo: k a = [1-sin(φ)]/[1+sin(φ)] (*) , δ max horizontal > 0,001H, estrutura impulsionada pelo terreno Impulso passivo: k p = [1+sin(φ)]/[1-sin(φ)] (*) , estrutura impulsiona terreno δ DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A. Estruturas de Contenção 3/170 Relação entre os impulsos e o movimento do muro (I) no muro Etd i C Movimentos necessários para o desenvolvimento de um estado de equilíbrio limite activo (terrenos não coesivos medianamente densos) – EC7: • rotação em torno do topo: 0,02H Movimento do muro na direcção do terreno Movimento do muro na direcção da escavação Pressão Estado activo Estado passivo A B P a P p P o δ>0,001H Estado repouso H δ<5x10 -4 H δ • rotação em torno do pé: 0,005H • translacção: 0,001H H DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A. Estruturas de Contenção 4/170 Relação entre os impulsos e o movimento do muro (II) Solo incoerente P a W Δ Movimento H cot β W Movimento do muro na direcção da escavação para solos incoerentes Estado activo Solo incoerente a W R R φ β - φ β P a H τ DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A. Estruturas de Contenção 5/170 Relação entre os impulsos e o movimento do muro (III) W Δ Movimento H cot β Movimento do muro na direcção do terreno para solos incoerentes Estado passivo P p W R β + φ Solo incoerente R φ β P P τ H DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A. Estruturas de Contenção 6/170 Impulsos em solos com coesão e atrito 2c ka h t H lt h t = 2c /(γ ka) Solo (c – φ) Fissura de tracção H Distribuição de tensões H C = 2h t H C –altura teórica da escavação auto-portante γ H ka – 2c ka 2c ka = γ H C ka – 2c ka

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DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

1/170

Principais tipos de estruturas de contenção:Muros de gravidade (não armados - peso próprio anula tracções)Muros de betão armado em consola (com ou sem ancoragem)Muros de betão armado c/ contrafortes (em geral não ancorados)Muros tipo Berlim (painéis de betão armado ou madeira, em geral ancorados ou escorados, com função resistente)

Materiais que não resistem a tracçõesMuros com H < 6mMuros com H > 6mAcima do NF em zonas urbanas (ex: caves)

Utilização indicada

Paredes moldadas em betão armado (em geral ancoradas ou escoradas, com função resistente e impermeabilizante)Cortinas de estacas tangentes ou secantes (alternativa a paredes moldadas em terrenos pedregosos)Muros de gabiões (muro de gravidade constituído por cestos, em rede metálica, preenchidos com seixo ou pedra britada)Muros de terra armada (ele. de betão armado, ancorados através de armaduras de aço galvanizado ou alumínio)Cortinas de estacas prancha - perfis metálicos cravados (em geral ancoradas / escoradas ou encastradas)

Cortinas de colunas de jet grouting (com ou sem armaduras - perfis)

Abaixo do NF em zonas urbanas (ex: caves)Abaixo do NF em zonas urbanas (ex: caves)Quando o pré-esforço não seja importanteSol. flexível e ligeira –exige bom aterro tardozObras provisórias (com reutilização de perfis)

Solos arenosos

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• Rotura da fundação (ver fundações superficiais e profundas)

• Flexão, corte e/ou punçoamento (ele. de betão armado ou metálicos)

Verificação da segurança:

• Derrubamento (FS=ΣMestab/ ΣMinstab),FS (**) = 2,0 (solos coerentes)

1,5 (solos incoerentes)• Deslizamento (FS=[ΣFvertxtanδ]/

Estados limites últimos Estados limites de utilização

( [ ]ΣFhoriz),FS (**) = 1,5

• Deformabilidade do coroamento

(*) t

ardo

z c/

talu

de h

oriz

., ca

so

cont

rári

o ad

o pta

r Te

oria

M-B

Ip

Ia, Io

Impulsos - Teoria de Rankine (despreza atrito parede-solo)(**) - situações temporárias ou acção sísmica dividir por 1,4

σ

δ

Estados limites últimos

Estados limites de utilização

δ

δ>5x10-5Hδ∼0

H

δ max hor. para solos n.c.

• Impulso em repouso: ko = [1-sin(φ)] (*), δ max horiz. < 5x10-4 H

estrutura não se deforma

• Impulso activo: ka = [1-sin(φ)]/[1+sin(φ)] (*), δ max horizontal > 0,001H,

estrutura impulsionada pelo terreno

• Impulso passivo: kp = [1+sin(φ)]/[1-sin(φ)] (*), estrutura impulsiona terreno δ

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Relação entre os impulsos e o movimento do muro (I)

no m

uro

E t d i

CMovimentos necessários para o desenvolvimento de um estado de equilíbrio limite activo (terrenos não coesivos medianamente densos) –EC7:• rotação em torno do topo: 0,02H

Movimento do muro na direcção do terreno

Movimento do muro na direcção da escavação

Pres

são

Estado activo

Estado passivo

A

B

Pa

Pp

Po

δδ>0,001H

Estado repouso

H δ<5x10-4H

δ

ç p ,• rotação em torno do pé: 0,005H• translacção: 0,001H

H

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Relação entre os impulsos e o movimento do muro (II)

Solo incoerente PaW

Δ

Movimento

H cot β

W

Movimento do muro na direcção da escavação para solos incoerentes

Estado activo

Solo incoerente a

W

R

R

φ β - φ

β

Pa

H

τ

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Relação entre os impulsos e o movimento do muro (III)

W

Δ

Movimento

H cot β

Movimento do muro na direcção do terreno para solos incoerentes

Estado passivo

Pp

W

R

β + φ

Solo incoerente

R

φ

β

PP

τH

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Impulsos em solos com coesão e atrito2c ka

ht

H lt

ht = 2c /(γ ka)

Solo (c – φ)

Fissura de tracção

H

Distribuição de tensões

HC = 2ht

HC – altura teórica da escavação auto-portante

γ H ka – 2c ka

2c ka = γ HC ka – 2c ka

2

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Impulsos:

φ, γi

Teoria de Rankine (impulsos estáticos, despreza atrito parede-solo)Teoria de Muller-Breslau (M-B) (impulsos estáticos, contabiliza atrito parede-solo: δ)

IaV Ia

2

h

ka = cosec (β) sin (β-φ)sin (β + δ) + sin (φ + δ) sin (φ - i)

2

kaHhγ1

IaH

Teoria de Mononobe - Okabe (impulsos dinâmicos - sismo, a partir da Teoria de M-B)

δ

βα

h

kaHsc

βmáx = 0,16 α, coef. sísmico (Artº 31.2 REBAP)

α, coef. de sismicidade (Artº 29.2 REBAP)

Parâmetros sísmicos (ch, cv):ch = β e cv = [ch /3]

θ sup= arctg [ch/(1-cv)] acel. baixo p/ cima: -cvks

sup= [(1-cv) sin2(β+θ)/ cos(θ)sin2(β)] k’a

θ inf = arctg [ch/(1+cv)] acel. cima / baixo: +cv ks

inf= [(1+cv) sin2(β+θ)/ cos(θ)sin2(β)] k’a

ΔksHsup =(ksH

sup- kaH)ΔksV

sup =(ksVsup - kaV)

ΔksVinf = (ksV

inf + kaV)ΔksH

inf = (ksH inf- kaH)

ΔksH

θ

sin (β - i) c/: cosec(β) = 1/sin (β)kaH = ka sin (β+δ) IaH = 0,5 kaH γ h2 IscH= kaH h sckaV = kaH [1 / tg (β+δ)] IaV = 0,5 kaV γ h2 IscV= kaV h sc

(diagrama de impulsos triângular invertido)imposição da rotação θ: k’a = ka, com β’= β+θ e i ‘= i+θ

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Impulsos “equivalentes” em paredes escoradas (Terzaghi)

Real

Situação real (obtida experimentalmente)

Solos incoerentes Solos coerentes

duros e molesSolos coerentes

rijos e fissurados

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Impulsos em função das condições de vizinhança da escavação:Impulsos - Manual Canadiano de Fundações

d

Tipo de impulso em função da distância da

edificação ao muro

Ip= [kp/FS] γ z’ I = k γ z

z σz = k (γ z +sc)

z’

h

k = [ka+ko]/2, se 0,5h < d < h

k = ko , se d < 0,5h

k = ka - se forem tolerados deslocamentos

FS = 1,5 - sit. provisórias3,0 - sit. definitivas

coef. de impulso k:

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Modos Limites de Rotura por Estabilidade Global (EC7)

Modo de rotura que é evitado através de soluções que minimizem as deformações da contenção

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Modos Limites de Rotura de Fundação de Muros não ancorados (EC7)

Modo de rotura que é evitado através da verificação da capacidade de carga e do deslizamento

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Modos Limites de Rotura Rotacional de Cortinas (EC7)

Modo de rotura que é evitado através do incremento da ficha da cortina no terreno

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Modos Limite de Rotura Estrutural de Estruturas de Contenção (EC7) - I

Para cada estado limite último deve ser demonstrado que as resistências podem ser mobilizadas no terreno e na estrutura com deformações compatíveis com a funcionalidade da estrutura

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Modos Limite de Rotura Estrutural de Estruturas de Contenção (EC7) - II

Para cada estado limite último deve ser demonstrado que as resistências podem ser mobilizadas no terreno e na estrutura com deformações compatíveis

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Estados limites de utilização - derrubamento e deslizamento:

w1

w

φ1, γ1Isc

sc

φ2, γ2h

F dA MA sentidow1 (B3+B5/2) estab. vertical

w2 (B1/2) estab. vertical

w (B 2B /3) estab. vertical

Nota: diagramas de impulsos para soluções não escoradas

• Derrubamento - rotação em torno de A:FS = [ΣMestab/ ΣMinstab] > 1,5 (s. incoerentes) ou

2,0

w3

w2

Ip

Iaφ2, γ2h

hs kahγ1 kasc(kp/3)hpγ2

hp

A Fvtan(δ)

B1

B3 B5 B2

h/3 h/

2hp /3

δ (ângulo de atrito solo-sapata)<φ

w3 (B1-2B2/3) estab. vertical

Ia (h/3+hs) instab. horizontal

Isc (h/2+hs) instab. horizontal

Ip (hp/3+hs) estab. horizontal

ΣMestab=(w1dAw1+w2dA

w2+w3dAw3)

ΣMinstab=(IadAIa+IscdA

Isc-IpdAIp)

ΣFv=(w1+w2+w3)ΣFh=(Ia+Isc-Ip)

• Deslizamento - base da sapata:FS = [ΣFvtan(δ) / ΣFh] > 1,5

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16/170Verificação da segurança:E.L. Último de Instabilidade do Fundo da Escavação por “heaving” (deslizamento profundo do tipo rotacional em solos argilosos)

o

Fissuras

Base da escavação

Pare

de

Pare

de

Rio

Rebaixamento NF

Drenos verticais

FS =(Nb Cu) / (γH + q)10

987654

Nb

H/B

B

H

B/L=1

B/L=0

B/L=0,5

NF

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17/170Verificação da segurança:

E.L. Último de Instabilidade do Fundo da Escavação por erosão interna “piping”

Fissuras

p p g(associado a processos de fluxo de água em solos arenosos)

Pare

de

Base da escavação

NF

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18/170Verificação da segurança:

E.L. Utilização –Assentamento dos edifícios vizinhos por rebaixamento do nível freático

Fissuras

Pare

de M

olda

da

Pare

de M

olda

da

Base da escavaçãoLentículas de areia

NFinicial

NFfinal

4

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19/170Verificação da segurança: E.L. Utilização –Assentamento dos edifícios vizinhos por variação da cota do nível freático

NF final

Sentido do fluxo

Base da escavação

NF finalNF inicial

Pare

de M

olda

da

Pare

de M

olda

da

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20/170Verificação da segurança: E.L. Ultimo – Perda de resistência das fundações dos edifícios vizinhos por variação da cota do nível freático

Edifício pré-existente

Posição inicial do NF

Posição modificada do NF

Fluxo da água

Areia siltosa

Argila rijaEstacas madeira

Zonas de corrosão

Paredes moldadas

Estação Metro de construção recente

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21/170Verificação da segurança: E.L. Ultimo – Deformação da parede abaixo da cota de escavação

Argila lodosa

D f ã b i d

• Situação que provoca assentamentos à superfície

• Situação que só pode ser Deformação abaixo da

cota final de escavação por falta de mobilização

do impulso passivo

200mm

Cortina flexível

pcorrigida incrementando a rigidez da cortina ou tratando o solo abaixo da cota de escavação

Maciço rochoso

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22/170Verificação da segurança: E.L. Ultimo – Rebaixamento do nível freático

Solos arenosoLiquefacção por inadequada

metodologia de rebaixamento do NFg

Solos argilosos

Válvula de alívio

Material drenante

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Efeitos da vegetação na variação da cota do nível freático

PrimaveraOutono

Rebaixamento máximo do nível freático

PrimaveraOutono

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Muros de gravidade:Dimensões correntes (a confirmar em cada situação particular):

Em geral com secção transversal trapezoidal, com base alargada de forma a permitir a redução de tensões transmitidas ao terreno.

>0,201) Escavação2) Execução da sapata de

fundação

Processo construtivo

Muros não ancorados

>0,20

Materiais que não resistem a tracções: betão simples ou pedra

Utilização

H

0,3 a 0,4 H

fundação3) Execução da parede, com as

duas faces cofradas (solução em betão armado)

4) Aterro do tardoz, com drenagem do mesmo (solução drenada)

H

0,3 a 0,4 H

Incorporação de algumas armaduras de forma a reduzir as dimensões

Muro de semi-gravidadeMuro de blocos de cimento

Muro de pedra

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Muros de betão armado em consola:Dimensões correntes ( a confirmar em cada situação particular):

Solução condicionada pela deformabilidade do coroamento>0,20

1) EscavaçãoProcesso construtivo

>0,5

0 Valeta de pé de taludeMaterial drenante

B4

Muros em geral não ancorados

Muros com altura inferior a 6 a 7mUtilização

H2) Execução da sapata

de fundação3) Execução da parede,

com as 2 faces cofradas. Se possível a parede deverá ter espessura constante

4) Aterro do tardoz com material drenante e drenagen do mesmo (através de geodreno ou bueiros)

>

H/12 a H/10B3 B5

>0,5

50

>0,2 Geodreno

Bueiros 1

B2

B1

Montagem de um muro em consola pré-fabricado

B3 = (H/10) a (H/8)

B5 = (H/12) a (H/10)

B2 = [(2/5) a (2/3)] H

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Muros de betão armado em consola : Zona betonada

Zona por betonarMuro em consola com sapata em “degrau”, antes da realização do aterro a tardoz

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Muros de betão armado em consola - pré-fabricados:

Base betonada em obra

Fundação betonada em obra

Fundação betonada em obra

Armadura complementar da base

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Muros de betão armado com contrafortes:Dimensões correntes ( a confirmar em cada situação particular):

Solução a considerar como alternativa ao muro em consola>0,20

1) Escavação2) Execução da sapata de fundação

Processo construtivo

>0,5

0

Valeta de pé de talude

Material drenanteContraforte

Alçado B4

Muros em geral não ancorados

Muros com altura superior a 6 a 7mUtilização

H

B1

3) Execução da parede e contrafortes, com as 2 faces da parede cofradas. Se possível, a parede deverá ter espessura constante

4) Aterro do tardoz com material drenante e drenagen do mesmo (através de geodreno ou bueiros)

H/12 a H/10B3 B5

>0,5

>0,2

Bueiros

>0,2

[(1/3) a (2/3)]H; min 2,5m

Contraforte

PlantaOs contrafortes podem ser interiores (situação geral) ou exteriores

Geodreno

>0,2 >0,5

B2

B3 = (H/10) a (H/8)

B5 < 0,4 (em geral)

B1 = [(2/5) a (2/3)] H

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Muros de betão armado com contrafortes :

Fase de colocação do terreno e do sistema de drenagem a tardoz

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Muros de betão armado com contrafortes - pré-fabricados:

Ti t é

Vista frontal

Rótula selada com argamassa

Tirante pré-fabricado

Base betonada em obra

Fundação betonada em obra

Armadura complementar da base

6

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Estruturas de contenção – soluções com recurso a geotêxteis

Função de reforço

Função de separação

Função de filtragem

Função de drenagem

Devido à sua resistência à tracção e à sua ductilidade, reforçam os solos brandos

Pelas suas características geométricas e porosas permite a separação de materiais com diferentes granulometrias

Devido às suas características de porosidade, permite a passagem de água sem arrastamento de finos

Devido às suas características drenantes permite a absorção e a drenagem de água

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Estruturas de contenção – soluções com recurso a geotêxteis

Sacos de geotêxteis preenchidos com material arenoso para prevenção de assoreamento de areias em zonas costeiras

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Estruturas de contenção – soluções de drenagem

Tubo geodreno –

drenagem do terreno em

profundidadep

Tela drenante: drenagem no paramento do tardoz

Junta tipo “water-stop” –impermeabilização de juntas estruturais e construtivas

Dreno

Solo arenoso

Tardoz mal compactado

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34/170

Muros tipo Berlim (est. flexíveis em betão armado (def.) ou madeira (prov.)):

1) Execução de furos e colocação e selagem de perfis metálicos ou microestacas

Processo construtivoAcima do NF em zonas urbanas em t t í ti édi /b

Utilização:

Painéis em betão armado ou madeira, apoiados lateralmente em perfis metálicos ou microestacas e, em geral, ancorados ou escorados, com função resistente de: fundação (transmissão de cargas verticais)

suporte (acomodação de impulsos horizontais)

de perfis metálicos ou microestacas2) Execução da viga de coroamento3) Escavação, betonagem e eventual

ancoragem ou escoramento dos painéis primários do 1º nível, deixando banquetas nas zonas dos painéis secundários

4) Remoção das banquetas e execução dos painéis secundários do 1º nível, de forma idêntica aos painéis primários

5) Execução da parede até à cota de fundação, adoptando, em cada nível, os procedimentos descritos em 3 e 4

6) Escavação e execução das sapatas dos painéis correspondentes ao último nível

terrenos com características médias/boas

Viga de coroamento

Painéis primários

Painéis secundários

1º nível

2º nível

3º nívelsapata

perfis

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35/170Muros tipo Berlim (est. flexíveis definitivas em betão armado) –Faseamento Construtivo I/II

Fase I: colocação Fase II: execução da

Fase III: escavação e montagem das armaduras dos

Fase IV: betonagem e tensionamento das ancoragens dos painéis

1º nível 1º nível

Fase I: colocação dos perfis verticais

Fase II: execução da viga de coroamento

armaduras dos painéis primários

ancoragens dos painéis primários

Fase V: escavação e montagem das armaduras dos painéis secundários

1º nível 1º nível 2º nível

Fase VI: betonagem e tensionamento das ancoragens dos painéis secundários

Fase VII: escavação e montagem das armaduras dos painéis primários

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36/170Muros tipo Berlim (est. flexíveis definitivas em betão armado) –Faseamento Construtivo II/II

2º nível

Fase VIII: escavação e montagem das armaduras

2º nível Sapata

Fase IX: betonagem e tensionamento das ancoragens Fase X: escavação e montagem dasmontagem das armaduras

dos painéis secundários

Fase XI: betonagem dos painéis primários

Fase X: escavação e montagem das armaduras dos painéis secundários

Fase XI: betonagem dos painéis secundários da sapata

Sapata Sapata Sapata

tensionamento das ancoragens dos painéis primários

Fase X: escavação e montagem das armaduras dos painéis primários

7

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37/170Muros tipo Berlim (estruturas flexíveis definitivas em betão armado):

Rotura por incumprimento do

faseamento construtivo

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38/170Muros tipo Berlim (estruturas flexíveis definitivas em betão armado):

Rotura por incumprimento do faseamento construtivo

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39/170Muros tipo Berlim (estruturas flexíveis definitivas em betão armado):

Rotura por incumprimento do faseamento construtivo

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40/170Muros tipo Berlim (estruturas flexíveis definitivas em betão armado):

Paredes inclinadas e verticais

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41/170Muros tipo Berlim (estruturas flexíveis definitivas em betão armado):

Soluções com perfis exteriores à parede: maior deformabilidade vertical

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42/170Muros tipo Berlim (est. flexíveis provisórias com perfis metálicos e pranchas de madeira) – Faseamento Construtivo

Fase I: colocação

Fase II: colocação dos perfis horizontais da viga de distribuição do Fase III: execução das

Fase IV: escavação sintonizada com colocação de pranchas de madeiraFase I: colocação

de perfis verticaisviga de distribuição do 1º nível

Fase III: execução das ancoragens do 1º nível

de pranchas de madeira entre perfis verticais

Fase V: colocação dos perfis horizontais da viga de distribuição do 2º nível

Fase VI: execução das ancoragens do 2º nível

Fase VII: escavação sintonizada com colocação de pranchas de madeira entre perfis verticais

8

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43/170

Solução escorada Solução ancorada junto à linha férrea

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44/170Muros tipo Berlim (estruturas flexíveis e provisórias com perfis metálicos e pranchas de madeira):

Solução ancorada

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45/170Muros tipo Berlim (estruturas flexíveis e provisórias com perfis metálicos e pranchas de madeira):

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46/170Muros tipo Berlim (estruturas flexíveis em betão armado):

Soluções mistas: madeira (zona superior) e betão

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47/170

Paredes moldadas ou barretas em betão armado:Painéis, sem continuidade horizontal, executados a partir da superfície, com recurso a lamas que evitam o desmoronamento das valas e, em geral, ancorados ou escorados, com funções:

resistente fundação (transmissão de cargas verticais) suporte (acomodação de impulsos horizontais)

impermeabilizante: corta ou diminui a percolação

Equipamento de escavação

Dimensões correntes dos painéis: • 0,4; 0,6; 0,8 e 1,0m (espessura)• 2,5 a 6,0 m (largura)

Processo construtivo

Abaixo do NF em zonas urbanas, em terrenos escaváveis com o equipamento disponível

Utilização:

Bar

reta

s

Os painéis de parede podem ser pré-fabricados

1-Execução dos muretes guia

2-Escavação, sendo a vala estabilizada com lamas

3-Colocação das armaduras

4-Betonagem, de baixo para cima (tubos “tremie”)

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48/170

3 4

1

2

Paredes Moldadas:1 - Escavação com “grab”

hidráulico2 - Tubos junta 3 - Colocação de armaduras4 - Betonagem com tubo

“tremie”

9

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49/170

Paredes Moldadas – Faseamento (I)

Fase inicial da escavação com “grab” hidráulico (aplicável a solos brandos e isentos de material pedregoso ) junto aos muretes guia

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50/170

Paredes Moldadas – Faseamento (II)

Escavação com “grab” hidráulico: aplicável a solos brandos, isentos de materiais pedregosos

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51/170

Paredes Moldadas – Faseamento (III)

Betonagem através de tubo tremie com vista do funil no respectivo coroamento

Preparação das armaduras

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52/170

Paredes Moldadas – Faseamento (IV): colocação de armaduras

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53/170

Paredes Moldadas – Barretas em “T”

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54/170

Paredes Moldadas – Rotura pelas juntas

10

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55/170

Paredes Moldadas – Rotura pelas juntas

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56/170

Paredes Moldadas – Rotura pelas juntas

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57/170

Paredes Moldadas – Rotura pelas juntas

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58/170

Paredes Moldadas – Faseamento (IV): vistas da parede após escavação

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59/170

Paredes Moldadas Pré Fabricadas

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60/170

Paredes Moldadas Pré Fabricadas

11

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61/170

Paredes Moldadas Pré Fabricadas

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62/170

Paredes Moldadas Pré Fabricadas

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63/170

Paredes Moldadas Pré Fabricadas

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64/170

Paredes Moldadas Pré Fabricadas

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65/170

Paredes Moldadas – Escavação com grab hidráulico – solos brandos

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66/170

Paredes Moldadas – Escavação com grab hidráulico em recintos cobertos com pé direito mínimo de 6m – solos brandos

Grab para escavação de paredes

Grab para furação de estacas

moldadas

12

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67/170

Paredes Moldadas – Escavação com fresa hidráulica - maciços rochosos

Solução de rodas cortantes dentadas

Dentes móveis

Caixa de sucção

Placa anti-

choque

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68/170

Paredes Moldadas – Escavação com fresa hidráulica - maciços rochosos

Solução de rodas cortantes com tricones

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69/170

Rodas dentadas

Paredes Moldadas – Escavação com fresa hidráulica - maciços rochosos

Rendimentos de escavação em rocha

Resistência à compressão MPa

Rodas com tricones

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Paredes Moldadas – Escavação com fresa hidráulica - maciços rochosos

1 – Fresa hidráulica

2 – Bomba

3 – Desarenisador

4 – Tanque bentonite

5 – Bomba centifugadora

6 – Material escavado

7 – Bomba centifugadora

8 – Central de bentonite

9 – Silo de bentonite

10 – Água

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71/170

Paredes Moldadas – Escavação com fresa hidráulica - maciços rochosos

Controlo de verticalidade através de inclinómetros electrónicos e placas guiadoras, incorporados no equipamento de escavação

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72/170

Cortinas de estacas tangentes ou secantes:Estacas em betão armado, executadas a partir da superfície, com eventual recurso a lamas que evitam o desmoronamento dos furos e, em geral, ancoradas ou escoradas, com funções:

resistente fundação (transmissão de cargas verticais) suporte (acomodação de impulsos horizontais)

impermeabilizante: corta ou diminui a percolação (estacas secantes)

P t ti ít l

Abaixo do NF em zonas urbanas (ex: caves), em terrenos difíceis de escavar, ou onde o equipamento se revela mais indicado

Utilização:

Exemplo de estacas secantes

1) Estaca armada2) Estaca não armada (ou

coluna de jet-grouting)

Processo construtivo: ver capítulo relativo a fundações profundas

Tardoz

Equ

ipam

ento

par

a ex

ecuç

ão d

e es

taca

s

Cortina com estacas tangentes

Poço com cortina de estacas tangentes

1

2

13

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73/170

Soluções de cortinas de estacas tangentes:

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74/170

Cortinas de estacas tangentes revestidas com betão projectado

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75/170

Cortinas de estacas tangentes com vigas de distribuição ancoradas:

Maior capacidade de redistribuição de esforços

Cabeça dos geodrenos

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76/170Cortinas de estacas tangentes com vigas de distribuição:

Maior capacidade de redistribuição de esforços

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77/170Cortinas de estacas tangentes com estacas ancoradas:

Menor capacidade de redistribuição de esforços

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78/170

Cortinas de estacas tangentes – soluções de revestimento (I):

Execução de 1º revestimento com betão projectado

14

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79/170

Cortinas de estacas tangentes – soluções de revestimento (II):

Execução de 2º revestimento com tela

drenante

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80/170

Cortinas de estacas tangentes – soluções de revestimento (III):

Execução de 3º revestimento com betão

armado cofrado

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Muros de gabiões:

1) Execução da sapata de fundação2) Montagem dos vários níveis de gabiões 3) Aterro do tardoz com material drenante

Processo construtivo

Muros de gravidade de elevada permeabilidade e flexibilidade, constituídos pela sobreposição de cestos, em rede metálica, pré-fabricados e preenchidos com seixo ou pedra britada.

3) Aterro do tardoz com material drenante. A drenagem é feita através dos gabiões

• Economia de mão de obra e de prazo de execução

• Excelente integração ambiental

• Terrenos permeáveis, onde é importante a drenagem

Utilização

Em muros de grande altura, a deformabilidade pode ser atenuada:

• injectando os blocos inferiores com calda de cimento

• substituindo os blocos inferiores por muretes

• Pedra: γ>22 kN/m3

com dimensões entre 10 a 25cm

• Rede metálica: galvanizada com φ<3.0mm, reforçada nos bordos

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82/170

Muros de gabiões: Solução passiva do tipo “muro de gravidade drenado”

Importância da colocação de um geotêxtil a tardoz como forma de evitar a “lavagem” de partículas finas

Solução versátil e, em geral, de fácil instalação

O material de enchimento não deverá conter partículas argilosas

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83/170

Mur

os d

e ga

biõe

s:

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84/170

Muros de gabiões:

15

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Muros de gabiões:

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86/170

Muros de gabiões:

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87/170

Muros de gabiões:

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Muros de gabiões:

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Muros de terra armada:

1) Execução da fundação, em geral uma pequena sapata2) Montagem do 1º nível do muro, com colocação das

escamas correspondentes

Processo construtivo

Solução que resulta da ancoragem de elementos de betão armado individuais que constituem o muro (escamas), através de armaduras de aço galvanizado ou alumínio, que resistem por tracção ao atrito mobilizado entre as mesmas e o solo

Escamas

escamas correspondentes3) Execução do aterro correspondente ao 1º nível, em

que a respectiva compactação não deve danificar as armaduras e escamas já colocadas

4) Repetição das etapas 2) e 3) até atingir o coroamento

• Solos com fraca capacidade de carga, pois as cargas verticais transmitidas são pequenas

• Solução flexível e ligeira • Obrigam à execução de aterro

controlado no respectivo tardoz

Utilização Especificações• Solo - aterro controlado com resistência por atrito:

não conter matéria orgânica, turfa, argilas e elementos agressivos para as armaduras, sendo necessário respeitar restrições às dimensões das partículas

• Armaduras - resistência à tracção e mobilização de atrito:deverão apresentar capacidade para mobilizar o atrito, resistir à tracção e ser tratadas contra a corrosão

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90/170

Muros de terra armada:

Vista da fase construtiva

Escamas pré-

Aterro arenoso

Tirantes galvanizados e de faces rugosas

fabricadas

16

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Cortinas de estacas prancha:

1) Cravação dos perfis a partir da superfície2) Escavação da frente da cortina, com

eventual ancoragem ou escoramento

Processo construtivoh

be

b he

Lackawanna

Larssen

Solução provisória escorada

Cortina que resulta da cravação de perfis metálicos, em geral:

• Em Portugal, é uma solução adoptada, em geral, apenas em obras provisórias, onde é possível a reutilização dos perfis

• Obras marítimas (ex: ensecadeiras e cais), onde a versatilidade do equipamento e da solução constitui uma vantagem

Utilização

eventual ancoragem ou escoramento

a) Cortina ancorada ou escorada

b) Cortina encastrada, estabilidade garantida pelo comprimento de encastramento (ficha - f)

Funcionamento

f

Ip Ia ou Io

0,65

kaγ

H

(are

ias)

Ia ou Io

escorada

Solução definitiva

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Cortinas de estacas prancha :

rros

ão

Pormenor das juntas Trat

amen

to p

or p

intu

ra a

nti-c

or

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93/170

Cortinas de estacas prancha – exemplos de aplicação:

Ensecadeira Muro ala no acesso a um viaduto

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94/170

Cortinas de estacas prancha – exemplos de aplicação:

Ensecadeira

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95/170

Cortinas de estacas prancha: cravação por percussão com recurso a bate-estacas e martelo

Martelo

Capacete

Estaca prancha

Batente

Fase

amen

to d

a cr

avaç

ão

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Cortinas de estacas prancha – aspectos construtivos:Cravação por ordem inversa para evitar empenamento das estacas

Cravação por ordem directa podendo determinar o empenamento dasempenamento das estacas

Direcção da cravação

Viga de guiamento das estacas prancha Perfil de fixação e apoio da viga

17

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97/170

Cortinas de estacas prancha: cravação por vibração com recurso a “vibro-fonceur”:

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Cortinas de estacas prancha – cravação com viga de guiamento

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99/170

Cortinas de estacas prancha – cravação com viga de guiamento

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

100/170

Cortinas de estacas prancha – cravação com viga de guiamento

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101/170

Cortinas de estacas prancha

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

102/170

Corpos de Jet Grouting como ele. de contenção - Projecto

E.L. Último Resistência estrutural - flexão composta: σ = N/A+-M/w

Compressão: σc < 2MPa (comb. rara de acções)

Quantificação de impulsos: Teoria de Coulomb com δ’ = ∅’

E.L.Ultimo de Capacidade de carga do terreno:

Ponta: σc < 2MPa (comb. rara de acções)Atrito lateral: L > NxF.S. / (πx∅xτc-s), método Bustamante

Tracção: σt < 0,3MPa (comb. rara de acções)

E.L.Utilização: deformação horizontal (igual a estacas)

L

τ c-s

σc

18

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103/170

Corpos de Jet Grouting como estrutura de contenção

P.I. ao Caminho de Ferro, Telemark, Noruega – Solução de encontros em cortina de colunas

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104/170

Corpos de Jet Grouting como estrutura de contenção

Fase I – Execução das colunas, a partir da superfície

F II E ã

P.I. ao Caminho de Ferro, Telemark, Noruega – Solução de encontros em cortina de colunas

Fase II – Execução do tabuleiro, betonado contra o terreno

Fase III –Escavação até à cota final

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105/170

Corpos de Jet Grouting como estrutura de contenção

P.I. ao Caminho de Ferro, Telemark, Noruega – Solução de encontros em cortina de colunas

Vista do aspecto final das colunas dos encontros

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106/170

Jet Grouting - Solução de cortina de colunas

5,7m

0,0m

Cortina de colunas de jet grouting

Área escavadaArmazéns

Muro cais

Rio

-14,3m

-8,3m

-2,0m

Aluvião

MiocénicoAreias

Enrocamento

Aterro arenoso

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Jet Grouting - Solução de cortina de colunas

Trabalhos de furação e injecção

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Jet Grouting como contenção - comparação com soluções tradicionais

Jet grouting como contenção - comparação com solução de estacas prancha

Vantagens Limitações4Maior facilidade de furação e maior

rendimento4 Reduzida resistência para esforços

de tracçãorendimento

4 Diminuição do impulso horizontal

de tracção

4 Não reutilizável

Jet grouting como contenção - comparação com soluções de betão armado

Vantagens Limitações4Maior facilidade de furação e maior

rendimento

4 Diminuição do impulso horizontal

4Maior estanqueidade

4 Reduzida resistência para esforços de tracção

4Menor esbelteza

4Menor capacidade de carga

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109/170

Ancoragens e escoramentos:Soluções provisórias ou definitivas: Objectivos:

Bolbo de selagem1 C b d

ObturadorA

A

1

123

Ancoragem - constituição

Escoramentos - processo construtivo: ajustamento e aperto (podem ser pré-esforçados)

deformabilidade esforços

Estabilização:

Ancoragem vertical para subpressões

2 - Placa de apoio

4 - Cabo com cordões (máx 7)

1 - Cabeça da ancoragem

3 - Maciço de apoio 1 - Calda de selagem2 - Bainha3 - Injecção de protecção

Corte A-A

1

2

3 4Ancoragem - execução

Fase I - furação Fase III - injecção de protecção Fase V - tensionamento do cabo

Fase II - inserção do cabo Fase IV - injecção de calda Fase VI – protecção da cabeça

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110/170

Tipos de Ancoragens – vida útil

• Ancoragens provisórias: vida útil máxima de 2 anos

• Ancoragens “definitivas”:Ancoragens definitivas : vida útil mínima de 2 anos

As ancoragens definitivas apresentam maiores exigências de:• Protecção contra a corrosão

• Instrumentação

• Acessibilidade para retensionamento e/ou substituição

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111/170

-con

stitu

ição

PorcaMesa

Negativo (zona laje)

mp.

livr

e

mp.

livr

e

CunhasMesa

Negativo (zona laje)

Bainha lisa

Tipo

s de

Anc

orag

ens Bainha lisa

Obturador

Varão nervurado

Com

Com

p. se

lage

m

Com

Com

p. se

lage

m

Calda de preenchimento

Espaçadores

Anc

orag

ens d

e co

rdõe

s

Anc

orag

ens d

e va

rão

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112/170

Tirantes ao solo: ancoragens e pregagens – aplicações em geotecnia

Ancoragens para equilíbrio de sistemas estruturais

Pregagens para estabilização de escavações em túnel

Ancoragens para travamento de estruturas de contenção

Ancoragens e pregagens para estabilização de taludes

Ancoragens e microestacas / pregagens para transmissão ao terreno de forças de tracção e de compressão

Ancoragens e microestacas / pregagens para resistência a subpressões

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113/170

Ancoragens: aspectos a considerar no seu dimensionamento

• Condições geológicas -geotécnicas existentes na área de intervenção

• Durabilidade da ancoragem, i l i d i id d í iincluindo a agressividade química do terreno e do meio envolvente

• Plataforma de trabalho para o equipamento

• Nível de tensão permitido

• Condições de transporte e de manuseamento

• Factores económicos

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114/170

Modos Limites de Rotura por Arranque de Ancorgens (EC7)

• a), b) e c): ancoragens activas

• d): ancoragens passivas (tipo placa)

20

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115/170115/145

FissurasE.L. Último de Resistência à Flexão e/ou Corte da parede da contenção

Verificação da segurança:

Pare

de

Base da escavação

NF

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116/170116/145

E.L. Último de Resistência à Tracção das Ancoragens

Verificação da segurança:

Pare

de

Base da escavação

Nível intermédioNF

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117/170

Modos Limite de Rotura Vertical de Cortinas (EC7)• Devem ser contabilizados

valores de cálculo máximos das forças verticais, em particular as componentes verticais das ancoragens

• Este fenómeno pode ser• Este fenómeno pode ser controlado através do incremento do comprimento de selagem dos perfis verticais (contenção “Berlim”) ou da ficha no terreno (paredes moldadas, cortina de estacas, estacas prancha)

• Necessário verificar se a cortina também irá desempenhar a função de fundação da estrutura

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118/170

Rotura por incumprimento do faseamento

construtivo econstrutivo e insuficiente

capacidade de carga vertical

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119/170

Verificação da segurança de Ancoragens – EC7, EN1537 – Anexo D:

• P < 0,65 Ptk, ao longo da vida útil da ancoragem, com Ptk = valor característico da carga de rotura do cordão (ex: aço 1670/1860 – Grade 270k c/ 0,60”, Ptk = 260 kN)

• Po < 0,60 Ptk, condição a aplicar à força de tracção de blocagem (Po)

• [Ed = γ P ] < [Rid = Rik / γR], com 0,8< γd <1,1; Rk =Ptk e γR > 1,35 – Resist. interna

Resistência à tracção da armadura

[Ed γq Po] [Rid Rik / γR], com 0,8 γd 1,1; Rk Ptk e γR 1,35 Resist. interna

• Ls > N x FS / (π x α x d x τcalda-solo)

N – carga de dimensionamentoFS – Factor de segurançaα – coeficiente expansibilidaded – diâmetro da furaçãoτcalda – solo – tensão de atrito calda-

solo

Capacidade de carga do terreno – Método de Bustamante

• [Rad = Rak / γm] > Rid, com [Rak = Ram / ζ] ; ζ (função nº ensaios prévios) e γm = 1,25 (ancoragens provisórias) ou 1,50 (ancoragens definitivas) – Resistência externa

Fluência da ancoragem – interface terreno / calda

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120/170

min = [1,5m; Planta

D

Alçado

Hmin = 5m

min = 4 D

min = 4 D

D

α = 45 - φ/2

α

Verificação da segurança de Ancoragens:

• Llivre final = Llivre das cargas estáticas x ( 1 + 1,5 x α), incremento de L em zonas sísmicas

Corrosão de cunhas0,15 H]

Plantaç do

• Fluência do solo e da calda de cimento• Blocagem da ancoragem – dispositivos de amarração• Deformação da cabeça da ancoragem• Relaxação do aço da armadura.• Atrito desenvolvido pelas armaduras da ancoragem dentro da bainha.• Deformações provocadas pela componente vertical da ancoragem.• Efeito de grupo.• Fenómenos de corrosão a médio e longo prazo.

Perdas de carga em ancoragens

de cunhas e cordões

21

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

121/170

Ancoragens – aspectos construtivos Equipamento de furação sobre plataforma suspensa em grua

Preparação das ancoragens

Tensionamento das ancoragens

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122/170

Cabeças das ancoragens de cordões

Cunhas

1 e 2 - Mesa da ancoragem3 - Chapa de apoio das cunhas (“estrela”)4 - Cunhas

Aço [MPa]

φ [“]

Fyd [kN]

Ftk [kN]

1670/1860 0,50 167 186

A[mm2]

1001670/1860 0,60 234 2601401670/1860 0,62 251 269150

Aço 1670/1860 = Grade 270k (ASTM 416)

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123/170

Cabeças das ancoragens de cordões: chapas, mesas e estrelas

Chapa

Estrela para 7 cordões Mesas

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124/170

Cabeças das ancoragens de varão

P o r c a s e x ta v a d a

M e s a d e a p o io d a a n c o ra g e m Porca sextavada Placa de apoio da ancoragem Aço

[MPa]φ

[mm]Fyd

[kN]Ftk

[kN]

835/1030 26,5 460 568835/1030 32,0 671 828835/1030 36,0 850 1048

900/1030 26,5 496 568900/1030 32,0 724 828900/1030 36,0 916 1048

1080/1230 26,5 595 6781080/1230 32,0 868 9891080/1230 36,0 1099 1252

500/550 40,0 628 691500/550 50,0 982 1080500/550 63,5 1758 2217

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125/170

• A formação do bolbo de selagem da ancoragem de forma a que a força aplicada na armadura possa ser transmitida ao terreno

Injecção de ancoragens – funções (EN1537):

• A garantia de protecção da armadura da ancoragem contra a corrosão

• O alargamento das paredes do furo na zona do comprimento de selagem da ancoragem, de forma a aumentar a sua capacidade de carga

• O tratamento do terreno nas imediações na zona de selagem da ancoragem, de forma a limitar a perda de calda

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126/170Ancoragens – Injecção IRS com tubo manchete (TM) e obturador duplo

1 – Furo

2 – Tubo TM com válvulas manchete

3 – Válvula manchete

4 – Obturador (zona superior)

5 – Tubo injector

6 – Calda de cimento com presa já ganha, pois a injecção é realizada das válvulas inferiores para as superiores

7 – Terreno tratado pela injecção

O sistema de injecção IRS é o que permite a realização de injecções mais controladas e mais eficazes

22

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127/170

Ancoragens – obturadores

Tubo injector

Obturador superior

• Injecção IRS

• Injecção IGU

Obturador simples – a colocar na transição da zona do comprimento livre para o comprimento de selagem

Tubo injector com obturador duplo – permite injecção tipo IRS

Obturador inferior

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128/170Tipos de injecção Esqueleto do bolbo de selagem após injecção por fracturaçãoa) Injecção de permeação:

tratamento do terreno por preenchimento dos vazios com calda de cimento a pressão moderada a alta (adoptada em geral em ancoragens e microestacas)

b) Injecção de fracturação: melhora as características do terreno por injecção de calda de cimento a alta a muito alta pressão que induz primeiro a fracturação do terreno, e determina depois o preenchimento das mesmas fissuras pela calda de cimento

c) Injecção de compensação: permite compensar assentamentos através do empolamento do terreno por aumento de volume, provocado por injecção tipo permeação

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129/170

Ancoragens – acessórios Bombas hidráulicas para accionamento dos macacos

Macaco para tensionamento das ancoragens

Central de mistura de calda de cimento

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

130/170

Ancoragens – acessórios

Equipamento de furação de pequeno diâmetro (inf. a 300mm)

Furação à rotação sem vibrações: carotagem

Furação à rotação com trado

Furação à rotopercussão com martelo

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131/170

Ancoragens – Ensaios de Carga Todas as ancoragens executadas numa obra devem ser ensaiadas

Tipos de ensaios (EN1537):

• Ensaios prévios (EP): em i t i

Ensaio prévio de uma ancoragem

ancoragens experimentais

• Ensaios de verificação -recepção detalhados (ERD): em ancoragens a incorporar na obra, em geral as instrumentadas com células de carga

• Ensaios de recepção simplificados (ERS): em ancoragens a incorporar na obra

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

132/170

Ancoragens – Ensaios de Carga (EN 1537)

Car

ga d

e en

saio

Pp

Car

ga d

e en

saio

Pp

Deslocamento

Pa

% C

a

Método 1 Método 2

Deslocamento

% C

Pa

23

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

133/170

Ancoragens – Ensaios de Carga (EN 1537 – Anexo E)

Pt0,1k

Pp

Pt0,1k

ão d

eP t

0,1k

o de

P t0,

1k

Pp

Método 3DeslocamentoDeslocamento

Ensaio Prévio

Ensaio de Recepção DetalhadoFo

rça

aplic

ada

em fu

nçã

Forç

a ap

licad

a em

funç

ão

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134/170

Ancoragens – Ensaios de Carga (EN 1537 – Anexo E)Desloc. de fluência - α

mar

de

fluên

cia

Método 3

Determinação da carga crítica, Pc e da carga limite de fluência, Ra, a partir dos dados obtidos num ensaio realizado segundo o método 3

Determinação do deslocamento de fluência, α, a partir dos dados de um ensaio de ancoragens, realizado segundo o método 3

Carga aplicadaD

eslo

c. n

o pa

tam

Tempo

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

135/170Ancoragens provisórias de cordões

Chapa de apoio da estrela

Estrela para

Cordões protegidos por bainha lisa de

polietileno na zona do comprimento livre

Tubo de injecção

C ld dp

cravação das cunhas

Calda de cimento

Espaçadores e centralizadoresCaracterísticas de 1 cordão

Tipo de aço

1670/1860

1670/1860

Diâmetro

0,60”

0,62”

Secção

140mm2

150mm2

Carga rotura

260 kN

279 kN

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136/170Ancoragens definitivas de cordões com dupla protecção

Bainha de polietileno corrugada

Produto anticorrosão

Estrela para cravação das

cunhas

Cabeça protecção

Calda de cimento

Espaçadores e centralizadores

g

Chapa de apoio da estrela

Cordões engraxados e protegidos por bainha de polietileno (PE) liso

na zona do comprimento livre

Cordões engraxados com produto anti-corrosão

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137/170Ancoragens definitivas de cordões com isolamento eléctrico

Anel de

Cabeça protecção

Estrela para cravação das

cunhasChapa de apoio

da estrela

Anel isolante

Tamponamento

Bainha lisa em polietileno de alta densidade (HDPE)

Cordões engraxados e protegidos por bainha PE

Bainha corrugada em HDPE

Calda de cimento

Espaçadores e centralizadoresVálvulas de

protecção

Anel de redistribuição

de cargasBainha corrugada em HDPE

Dispositivos para a cabeça da ancoragem

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

138/170Ancoragens definitivas de varão

Chapa de apoio da estrela

Porca de plásticoPorca do

varãoCabeça protecção

em plásticoChapa de apoio

Produto anticorrosão Dispositivos para a cabeça da ancoragem

Varão nervurado

Calda de cimento

Bainha lisa

Bainha corrugada

Espaçador

Cabeça

cabeça da ancoragem

24

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

139/170Ancoragens provisórias de varãoPorca de plásticoPorca do

varãoCabeça protecção

em plástico

Chapa de apoio

a) b) c)

Exemplos de centralizadores: a) – ancoragens provisórias; b) – ancoragens definitivas - solos; c) – ancoragens definitivas - rochas

Bainha lisa

Varão nervurado

Espaçador

Conector de troços de varão

Obturador na transição para o comprimento de selagem

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

140/170

Instrumentação e Observação de Estruturas de Contenção

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

141/170

Inclinómetros (desloc. horizontais)

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

142/170Instrumentação e Observação: Inclinómetros (desloc. horizontais)

Unidade de leitura

Calha inclinométrica

Torpedo

Calda de preenchimento do espaço anelar

Uniões dos troços de calha inclinométricaC

alha

in

clin

ómet

rica

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

143/170Instrumentação e Observação: Inclinómetros (desloc. horizontais)

Deslocamentos [mm]

Prof

undi

dade

[m]

Torpedo

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

144/170Instrumentação e Observação: Inclinómetros

Inclinómetros sub verticais

25

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145/170

Calha inclinométrica flexível em ABS

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

146/170Instrumentação e Observação: Extensómetros de varas com ancoragem cimentada

Varas

Tubo revestimento das varas

Terreno

DeflectómetroBase de apoio

Cabeça das varasPlaca de nivelamento

(medição deslocamentos verticais a uma determinada profundidade)

Cabeça tripla de leitura mecânica, pode ficar embutida numa caixa com tampa de protecção

Ancoragens dos extensómetros

Cabeça de 5 varas e deflectómetros

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

147/170Instrumentação e Observação: Extensómetros de varas com ancoragem cimentada(medição deslocamentos verticais a uma determinada profundidade)

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

148/170Instrumentação e Observação: Piezómetros (medição do nível de água – N.A.)

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

149/170Instrumentação e Observação – Piezómetro de tubo aberto simples (medição do N.A. num determinado troço)

Material de preenchimento:

Tubo piezométrico

Tampa de protecção do tubo piezométrico

Maciço de encabeçamento (cimento)

Material de preenchimento: calda de bentonite + cimento

Isolamento da câmara piezométrica

Maciço filtrante Câmara piezométrica

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

150/170Instrumentação e Observação – Piezómetro de tubo aberto duplo (medição do N.A. em dois troços)

Piezómetro com duas câmaras piezométricas

Tubo piezométrico

Maciço filtrante

Tampa de protecção do tubo piezométrico

Maciço de encabeçamento (cimento)

Material de preenchimento: calda de bentonite + cimento

Isolamento da câmara piezométrica

Câmara piezométrica

Base do filtro (calda de cimento)

26

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

151/170

a) Piezómetros crepinados em toda a altura

b) Piezómetros de câmara simples

c) Piezómetros de câmara dupla

Instrumentação e Observação: Piezómetros (medição N.A.)

Nível de Água (N.A.)

Maciço filtrante

Ranhuras

Parede do furo não entubada

Calda de cimento

Rolhão de bentoniteParede do furo

Rolhão de bentonite

Parede do furo não entubada Piezómetro

Parede do furo não entubada

Altura N.A. = 19m (equivalente ao NF). Pressão piezométrica = N.A., apenas nestas condições

Altura piezométrica do nível A = 11m, pressão piezométrica = 110 kN/m2

(1,1 kg/cm2)

Pressões piezométricas:• Piez. 1: 50 kN/m2 (0,5kg/cm2)• Piez. 2: 10 kN/m2 (0,1kg/cm2)

Maciço filtrante

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

152/170Instrumentação e Observação –Piezómetro com tomada de pressão e entrada para limpeza e/ou medição de níveis

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

153/170Instrumentação e Observação –Piezómetro com tomada de pressões e saída alternativa para medição de caudais

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

154/170Instrumentação e Observação: Células de Pressão Total (medição de tensões)

Unidade leitura

Mercúrio

Elemento de transmissão do sinal

Célula pressão total

Transdutor de pressão (pneumático, hidráulico ou eléctrico)

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

155/170Instrumentação e Observação: Células de Carga em Ancoragens (medição da variação de carga nas ancoragens)

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

156/170Instrumentação e Observação: Células de Carga em Ancoragens (medição da variação de carga nas ancoragens)

Leitura eléctrica

Leitura manométrica

Leitura manométrica

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DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

157/170Instrumentação e Observação – Alvos Topográficos (medição de deslocamentos tridimensionais)

Alvos no interior de um TúnelEstação total manual

Alvos topográficos

Estação total robotizada

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

158/170Instrumentação e Observação: Alvos Topográficos (medição de deslocamentos tridimensionais)

A ligação à estrutura pode ser realizada por chapa ou varão

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

159/170Instrumentação e Observação – Réguas de nivelamento topográfico de superfície (medição desloc. verticais)

Régua topográfica numa fachada

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

160/170Instrumentação e Observação – Marcas de nivelamento topográfico de superfície (I) (medição de deslocamentos verticais)

Marca topográfica no pavimento

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

161/170Instrumentação e Observação: Marcas de nivelamento topográfico de superfície (II) (medição deslocamentos verticais)

Marcas de nivelamento em aterro

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

162/170

Bench-Mark: marca de referência, a instalar em local não perturbado pela obra

Instrumentação e Observação –Marcas Topográficas de nivelamento de superfície

28

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

163/170Instrumentação e Observação: Fissurómetros (medição da evolução da abertura de fissuras)

Fissurómetro mecânico tipo “Tell Tale”

(movimentos no plano perpendicular às paredes)

Fissurómetro mecânico tipo “Tell Tale”

(movimentos dos cantos de paredes)

Fissurómetro mecânico tipo “Tell Tale”

(movimentos entre paredes e pavimentos)

Fissurómetro mecânico tipo “Tell Tale”

(fissuras standard)

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

164/170Instrumentação e Observação: observação de um fissurómetro do tipo “standard”

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

165/170Instrumentação e Observação: Sistema de nivelamento hidráulico em estruturas (medição de deslocamentos verticais)

1 - Datalogger2 - Estabilizador de correnteNH - Célula de nivelamento hidráulico

- Tubo hidráulico- Cabos de ligação ao datalogger

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

166/170Instrumentação e Observação: Sistema de nivelamento hidráulico em estruturas (medição de deslocamentos verticais com grande precisão)

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

167/170Instrumentação e Observação: Tiltmeters (medição inclinações)

Tiltmeter portátil

Unidade de leitura portátil

p

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

168/170Instrumentação e Observação: Tiltmeters (medição de inclinações)

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DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

169/170Instrumentação e Observação: Extensómetros (medição de extensões)

Strain Gauge

Armadura

DFA Estruturas – Estruturas de Edifícios de B.A.Estruturas de Contenção

170/170

HO

os

+

Inclinómetros4x

Túnel M.L

2x

2x

2x 2x

2x

2x

2x 2x

2x

2x

2x

2x

2x 2x

2x

Avenida

rdim

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7

Exemplo de uma Planta de um Plano de Instrumentação e Observação

EDIF

ÍCIO

VIZ

INH

(12

piso

s el

evad

o5

cave

s)

3x

Marcas topográficas4x

2xCélulas de cargaRéguas topográficasAlvos topográficos2x

2x2x

2x

2x 2x 2x 2x

2x

2x

Rua

Jar

Piezómetro

Edifício antigo com 5 pisos elevados