Muros de Arrimo

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Muros de Arrimo

  1. 1. EstruturasDimensionamento e Execução deCortinas do tipo Berlim série Estruturas arnaldo patrício ricardo teixeira 1ª edição / 2006
  2. 2. ApresentaçãoEste texto resulta, genericamente, o repositório da Monografia do Eng.º Arnaldo Patrício, orientadapelo Prof. Ricardo Teixeira.Pretende, contudo, o seu teor evoluir permanentemente, no sentido de responder quer àespecificidade dos cursos da UFP, como contrair-se ainda mais ao que se julga pertinente e alargar-se ao que se pensa omitido.Embora o texto tenha sido revisto, esta versão não é considerada definitiva, sendo de supor aexistência de erros e imprecisões. Conta-se não só com uma crítica atenta, como com todos oscontributos técnicos que possam ser endereçados. Ambos se aceitam e agradecem. João Guerra Martins
  3. 3. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimSUMÁRIOO presente trabalho propõe-se apresentar, de uma forma simples, directa e meramenteintrodutória, alguns tipos de contenção de terra ou suporte lateral. Na verdade, este trabalhoaborda principalmente, aspectos relacionados com o dimensionamento e execução de paredesde contenção do tipo “Berlim”, com fundamentos baseados em fontes bibliográficas eapontamentos da disciplina de Estruturas Especiais I e do Estágio realizado numa empresa deconstrução civil.O primeiro capítulo expõe vários tipos de paredes de contenção mais utilizados, com algumasobservações importantes para cada tipo, aprofundando mais os aspectos específicos relativosaos muros Berlim.No segundo capítulo são apresentadas metodologias de cálculo, expondo os tipos deestruturas a serem consideradas em conformidade com as teorias de base (Coulomb, Rankinee as envolventes de Terzaghi-Peck). visando as contenções do tipo Berlim. É tambémapresentado um modelo de cálculo utilizado na análise deste tipo de estruturas, acompanhadode um exemplo de aplicação.No terceiro capítulo é exposto um caso prático, que foi acompanhado durante a realização doEstágio curricular do autor. É demonstrada toda a envolvente relacionada com o faseamentoplaneado em projecto, com a real execução deste, referindo-se vários condicionamentosexistentes, devidos aos mais variados factores. Toda esta descrição é ainda acompanhada deuma reportagem fotográfica. I
  4. 4. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimA - ÍNDICEIntrodução ........................................................................................................................1Desenvolvimento ........................................................................................................... I-1Capítulo I: Tipos de Paredes de Contenção ............................................................... I-1I.1. Muros de Suporte ..................................................................................................... I-1I.1.1. Em consola ............................................................................................................ I-2I.1.2. Muro de gravidade ................................................................................................ I-3I.1.3. Muro ancorado ...................................................................................................... I-4I.1.4. Muro com lajes de atrito ....................................................................................... I-5I.1.5. Muros de contrafortes ........................................................................................... I-6I.2. Paredes Moldadas..................................................................................................... I-7I.2.1. Metodologia Construtiva....................................................................................... I-7I.3. Muros Berlim ........................................................................................................... I-9I.3.1. Metodologia Construtiva..................................................................................... I-12I.4. Cortina de Estacas .................................................................................................. I-16I.5. Outros tipos gerais de contenção............................................................................ I-17 II
  5. 5. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimI.5.1. Muros de suporte Mistos e Compósitos .............................................................. I-18I.5.2. Escavações Entivadas.......................................................................................... I-18I.5.3. Muro de Gabiões ................................................................................................. I-18I.5.4. Muro de Terra Armada........................................................................................ I-18Capítulo II: Metodologias de Cálculo..........................................................................II- 1II.1. Introdução ................................................................................................................II- 1II.2. Acções......................................................................................................................II- 2II.2.1. Pressões de Terras.................................................................................................II- 2II.2.2. Impulso das Águas................................................................................................II- 7II.2.3. Impulso de Sobrecargas Uniformemente Distribuídas .........................................II- 7II.3. Modelos de cálculo ..................................................................................................II- 8II.3.1. Introdução .............................................................................................................II- 8II.3.2. Modelo bidimensional ..........................................................................................II- 9II.3.3. Geometria..............................................................................................................II- 10II.3.4. Condições fronteira...............................................................................................II- 12II.3.5. Acções...................................................................................................................II- 13 III
  6. 6. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimII.3.6. Deformações .........................................................................................................II- 14II.3.7. Pressões no solo ....................................................................................................II- 15II.3.8. Esforços ................................................................................................................II- 16Capítulo III: Caso Prático ........................................................................................ III-1III.1. Introdução........................................................................................................... III-1III.2. Faseamento Planeado ......................................................................................... III-3III.3. Acompanhamento da obra .................................................................................. III-4ConclusãoBibliografia IV
  7. 7. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimB - ÍNDICE DE FIGURASFigura I. 1 - Muro de suporte em consola – Esquema de acções ................................... I-3Figura I. 2 - Muro de suporte de gravidade – Esquema de acções ................................. I-4Figura I. 3 - Muro de suporte ancorado .......................................................................... I-5Figura I. 4 - Muro de suporte com laje de atrito............................................................. I-6Figura I. 5 - Muro contraforte armado............................................................................ I-7Figura I. 6 - Fases de execução de paredes moldadas .................................................... I-9Figura I. 7 - Fases de execução do muro de Berlim ..................................................... I-16Figura I. 8 - Cortina de estacas ..................................................................................... I-17Figura II. 1- Muro de suporte com estrutura rígida .......................................................II-2Figura II. 2- Muro de suporte com estrutura flexível sem apoios intermédios .............II-5Figura II. 3- Muro de suporte com estrutura flexível com apoios intermédios .............II-6Figura II. 4– Modelo de cálculo para estrutura flexível com apoios intermédios .........II-6Figura II. 5 – Esquema de uma cortina Berlim com perfis embebidos .........................II-9Figura II. 6 – Malha de elementos finitos de parede ...................................................II-10Figura II. 7 – Materiais da parede................................................................................II-11 V
  8. 8. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimFigura II. 8 – Condições fronteira ...............................................................................II-12Figura II. 9 – Acções sobre a parede ...........................................................................II-13Figura II. 10 – Deformações da cortina.......................................................................II-14Figura II. 11 – Esforços de flexão ...............................................................................II-15Figura II. 12 – Esforços de flexão mx .........................................................................II-16Figura II. 13 – Esforços de flexão my .........................................................................II-17Figura II. 14 – Esforços de corte .................................................................................II-18Figura III. 1- Fases da obra.......................................................................................... III-1Figura III. 2- Contenção de terras provisórias com telas e betão projectado .............. III-2Figura III. 3- Parede de contenção prevista – Corte tipo............................................. III-3Figura III. 4- Demolições para a preparação da 2ª Fase de execução da obra ............ III-5Figura III. 5- Retirada de fios e tubagens e demolições das paredes interiores .......... III-6Figura III. 6- Reforço do pórtico do portão antes da demolição total da laje.............. III-7Figura III. 7- Estrutura metálica de suporte da fachada (lado exterior) ...................... III-8Figura III. 8- Fixação da estrutura metálica de suporte da fachada (lado interior) ..... III-8Figura III. 9- Recepção e preparação de máquinas, acessórios e materiais................. III-9 VI
  9. 9. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimFigura III. 10- Perfuração de um dos furos para a colocação do perfil HEB120 ...... III-10Figura III. 11- Colmatação e preparação do local para a execução da viga de coroamento................................................................................................................................... III-11Figura III. 12- Preparação dos locais para a execução da viga de coroamento antes doabatimento da fundação ............................................................................................. III-12Figura III. 13- Fissura da fachada após o abatimento da fundação ........................... III-12Figura III. 14- Local onde ocorreu o abatimento da fundação e preenchimentosefectuados .................................................................................................................. III-13Figura III. 15- Perfuração de um dos furos para a colocação dos cabos da ancoragem................................................................................................................................... III-14Figura III. 16- Selagem dos cabos da ancoragem após colocação ............................ III-14Figura III. 17- Colocação dos cabos da ancoragem após injecção da calda.............. III-15Figura III. 18- Equipamentos para a aplicação do Pré-esforço ................................. III-16Figura III. 19- Faseamento real da execução do muro .............................................. III-17Figura III. 20- Armaduras de espera para o empalme com a armadura dos painéisprimários.................................................................................................................... III-18Figura III. 21- Pormenor superior da cofragem para betonagem de um painel comarmaduras de espera................................................................................................... III-19Figura III. 22- Equipamentos necessários à execução das ancoragens ..................... III-20 VII
  10. 10. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimFigura III. 23- Demolição da rampa do lado este e a execução rampa do lado sul ... III-21Figura III. 24- Escavação total até a cota inferior das sapatas do muro .................... III-22Figura III. 25- Armaduras de espera para o empalme com a armadura do painelsecundário.................................................................................................................. III-23Figura III. 26- Execução dos painéis primários e secundários do último nível deancoragem.................................................................................................................. III-24Figura III. 27- Cabos do 2º nível de ancoragem prontos a levar o pré-esforço......... III-24Figura III. 28- Início dos trabalhos da 2 ª Fase da obra............................................. III-25Figura III. 29- Fase final dos trabalhos de execução da parede tipo Berlim ............. III-25 VIII
  11. 11. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimC - SIMBOLOGIAMaiúsculas latinas BPerfil HEB - base do perfil metálico HEB. F - acção ou força concentrada H - altura (profundidade da escavação). HTerras - altura da escavação. IxPerfil - momento de inércia do perfil metálico. IxBetão - momento de inércia do elemento em betão. Ka – impulso activo Kwinkler - apoio de Winkler L - comprimento da laje Np - coeficiente adimensionalMinúsculas latinas b - largura da sapata. b,eq - largura eficaz da secção. cu -.coesão aparente. heq - altura equivalente. m - coeficiente redutor. p -impulso equivalente. q .- carga permanente. IX
  12. 12. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim qsuperfície .- carga permanente na superfícieMinúsculas gregas σv - tensão vertical. σ h - tensão efectiva da água. água σ hsobrec arg a - tensão efectiva da sobrecarga. φe - diâmetro da estaca γ - peso volúmico do solo γ solo -peso volúmico do solo y - profundidade . X
  13. 13. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimDESENVOLVIMENTOCapítulo I: TIPOS DE PAREDES DE CONTENÇÃOI.1. Muros de SuporteEstes tipos de estruturas de contenção de terras poderão ser constituídas por pedras, betãosimples ou armado, betão ciclópico, alvenarias de blocos de betão ou tijolos maciços etambém mistos.Os muros construídos em pedra, deverão ter as suas ligações através da utilização deargamassas que garantam a união das pedras e, consequentemente, a estabilidade local eglobal do muro.Nos muros constituídos por betão simples ou armado deve-se ter fundamentalmente ematenção a composição dos betões quanto a agressividade do terreno, da água, da atmosfera etambém satisfazer as especificações regulamentares. No seu fabrico, as cofragens, asarmaduras e a betonagem, deverão respeitar as regras gerais de qualidade e as condiçõesexigidas pelo projectista.No caso dos aos muros em betão ciclópico, não é muito convencional a utilização dearmaduras devido as dimensões das pedras incorporadas na betonagem, que poderão nãoassegurar a boa ligação entre o betão e as armaduras. É necessário ter muita atenção àsdimensões e ao volume máximo das pedras que serem incorporadas na betonagem, nãoesquecendo também da composição do betão por forma garantir a boa aderência com aspedras.Os muros constituídos por alvenarias de blocos de betão ou tijolos maciços, devem assegurarboas ligações internas em todas as direcções. Em ambos os materiais, as alvenarias do tipofurado nunca deverão ser utilizadas devido a forte possibilidade de se deformarem ou partiremmediante as pressões ou impulsos que estarão a actuar sobre eles. I-1
  14. 14. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimPara todos os tipos de muros, as sapatas devem garantir a adequada distribuição das tensõesno terreno e a estabilidade do muro, sendo que nos muros em alvenaria, só se poderáassegurar estas condições quando as sapatas são em betão ou betão armado, quando odimensionamento o justificar. Também é conveniente a execução do coroamento da partesuperior do muro limitando deformações, conseguindo uma maior durabilidade e qualidade.Os muros mistos poderão apresentar na sua fachada pedras ou elementos pré-fabricados,sendo a parte de trás constituída por betão simples. É necessário que estes elementos estejambem ligados para funcionarem como um conjunto e não causarem patologias no muro. Paragarantir essas ligações, é usual a utilização de pedras com profundidades desiguais edesencontradas e também varões de ligação.É de fundamental importância salientar que todos os tipos de muros com os diversos tipos demateriais a serem ou não utilizados, são fortemente condicionados por questões económicas,pelas características do terreno, localização, acessos, estruturas existentes e também pelaestrutura que virá a ser construída.I.1.1. Em consolaOs muros de suporte de betão armado em consola são executados quando a altura do muropermite obter deformações da sua extremidade superior compatíveis com as exigências deprojecto.A principal característica deste muro é seu funcionamento estrutural. A sua estabilidade emrelação ao derrube é garantida pelo peso do terreno sobre a área da sapata, situada atrás dotardóz do muro. A sua espessura é condicionada pela existência ou não de impulsos da água epela grandeza dos impulsos do terreno.Uma verificação importante é a análise da ligação entre o tardoz do muro e a sapata, uma vezque se trata de um ponto delicado sob o ponto de vista estrutural. I-2
  15. 15. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimEste tipo de solução, é adoptada quando se pretende uma estrutura de contenção definitivapara alturas de terras pouco elevadas. q Ka.q Ka.γsolo.H Figura I. 1 - Muro de suporte em consola – Esquema de acçõesI.1.2. Muro de gravidadeEste tipo de muro é, em geral, executado em betão não armado com agregado de grandesdimensões. O seu funcionamento estrutural é garantido à custa do seu peso próprio que, porum lado, garante o atrito entre a sua base e o terreno de fundação e, por outro lado, induz ummomento estabilizador de valor superior ao induzido pelos impulsos horizontais das terras.Esta solução de contenção é interessante quando se pretende evitar a utilização de armaduras.São exemplo disso as obras marítimas e portuárias, onde a presença dos sais conduz à rápidacorrosão das armaduras.I.1.3. Muro ancoradoOs muros de suporte de betão armado com ancoragens, são executados quando a altura daescavação é muito significativa e o terreno induz pressões elevadas, ou se pretenda o murotenha deformações compatíveis com as exigências de projecto. I-3
  16. 16. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim q Ka.q Ka.γsolo.H Figura I. 2 - Muro de suporte de gravidade – Esquema de acçõesDenomina-se de ancoragem uma armadura constituída por um entrançado de fios de aço dealta resistência (cabos), inserida no terreno com uma dada inclinação e profundidade previstasem projecto, envolvida em calda de cimento injectada a alta pressão (bolbo de selagem) nazona de amarração. Esta armadura, após tensionamento permite resistir de maneira eficienteàs pressões induzidas pelo terreno atrás da cortina. q F α Ka.q Ka.γsolo.H Figura I. 3 - Muro de suporte ancoradoTambém esta solução é adoptada quando se pretende uma contenção definitiva, respeitando ascondicionantes do local, nomeadamente a gestão do espaço subterrâneo onde se vão localizaras ancoragens, devendo em alguns casos ter-se em linha de conta a drenagem das águas,garantindo boa estanquidade. I-4
  17. 17. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimI.1.4. Muro com lajes de atritoTrata-se um tipo de estrutura de suporte, conceptualmente análoga, ao muro ancorado,residindo a principal diferença no facto do papel da ancoragem ser desempenhado por lajeshorizontais que funcionam com o atrito desenvolvido entre a superfície de betão e solosobrejacente e o solo subjacente.Este tipo de solução adoptada, além de ser definitiva, envolve custos mais elevados e maiornúmero de condicionamentos do que os muros ancorados, necessitando ter a área situada atardóz livre, para também ser possível realizar os movimentos de terras e a execuçãoascendente do muro (enquanto os muros ancorados executa-se de forma descendente).É de salientar, no entanto, que se trata de um tipo de contenção que possui como vantagemnão exigir de equipamentos especializados. Como tal este método é interessante para aresolução de situações pontuais de contenção de terras. Contudo, terá sempre quer serequacionado o seu custo e viabilidade face a uma solução ancorada. F = [σv.( tg Ø).2/3.L)] Figura I. 4 - Muro de suporte com laje de atrito I-5
  18. 18. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimI.1.5. Muros de contrafortesTrata-se de uma solução de contenção interessante quando o recurso a muros em consola nãoé viável face ao valor elevado das deformações induzidas pela altura de escavação.Este tipo de muro é armado em duas direcções contendo armaduras horizontais com oobjectivo de limitar as deformações diferenciais e diminuir a espessura necessária do muro. a) Vista Lateral b) Vista posterior Figura I. 5 - Muro contraforte armadoI.2. Paredes MoldadasO recurso a este tipo de estrutura justifica-se quando se pretende construir uma contençãoantes mesmo de se executar a escavação.Quando a profundidade da escavação assume valores elevados, é usual o recurso pontosintermédios de apoio, materializados por ancoragens pré-esforçadas. I-6
  19. 19. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimI.2.1. Metodologia ConstrutivaCom este tipo de solução pretende-se ter uma contenção definitiva do terreno, respeitando ascondicionantes do local, as características dos materiais constituintes, e garantindo a correctaexecução dos processos construtivos.O processo de execução pode ser resumido nas seguintes fases: Construção de muros guia em betão armado, que servirão como limite a ser respeitados durante as fases seguintes; Execução da escavação entre os muros guia com substituição do terreno por lamas bentoníticas ou introduzindo betão pobre, para evitar o fecho da abertura devido a desmoronamentos; Introdução da armadura (pré-montada) da parede na escavação realizada; Recuperação da lama bentonítica expelida aquando da introdução da armadura e do betão na cavidade, através da sua bombagem para uma central de reaproveitamento; Demolição dos muros guia e início da primeira fase de escavação no intradorso da parede betonada. Execução do primeiro nível de ancoragens, para minimizar deslocamentos da parede no sentido do interior da escavação; Escavação até ao segundo nível previsto em projecto; Execução do segundo nível de ancoragens; Repetição das etapas anteriores até à cota máxima de escavação prevista em projecto; Dependendo do tipo de utilização da obra, poder-se-á proceder à regularização da parede moldada. Poderão existir defeitos ou bolsas de betão quando ocorreu I-7
  20. 20. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim a substituição da betonite por betão, devendo ser corrigidos e colmatados os eventuais pontos de entradas de águas, evitando também que as armaduras entrem em processo de corrosão. Também na face exterior da parede, poderão existir esses mesmos defeitos, só que estes ficarão por corrigir. Lançamento do Betão Retirada da Bentonite FASE 1 FASE 2 FASE 3 a) Execução da betonagem de uma fase; b) Fases e ancoragens executadas. Figura I. 6 – Fases de execução de paredes moldadasI.3. Muros BerlimOs muros de Berlim são estruturas de contenção de terras constituídas por perfis metálicos,geralmente da série HE, cujo espaçamento é definido em função da altura, entre os quais secolocam pranchas de madeira ou painéis de betão armado.Este tipo de solução geralmente é usado quando se pretende uma contenção provisória derápida execução, podendo esta ser, ou não, reforçada com ancoragens de carácter provisório.Quando executada com pranchas de madeira ou painéis de betão armado, a cortina nãonecessita de cofragens e em contenções de carácter provisório, permite a recuperação dosperfis quando a contenção deixa de ser necessária. I-8
  21. 21. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimEm situações em nas quais a contenção tenha carácter definitivo podem-se executar os paneisde betão armado através da realização de betonagens “in situ” entre os perfis metálicos. Nestecaso o muro será uma parte integrante da estrutura que deverá garantir a contenção de terras eáguas, que em alguns casos deverá ser muito boa.Os equipamentos normalmente utilizados para a execução das ancoragens são: Equipamento de furação; Ferramentas diversas de furacão: varas, martelo de fundo de furo, martelo de superfície, “casing”, bits de furação; Bomba de injecção e misturadora de alta turbulência; Bomba de água (se necessário); Compressor; Macaco hidráulico e bomba de pré-esforço; Máquina de soldar.Simplificadamente, os materiais utilizados constituintes são: A) Elementos verticaisGeralmente, os elementos verticais são perfis metálicos em forma de “H” ou “I”, por vezesutilizadas secções circulares, sendo estes últimos menos utilizados por não terem uma formaque permita o apoio dos elementos horizontais, obrigando à fundição ou cravação de perfisadicionais, como, por exemplo, perfis em forma de “T” de modo a permitir o apoio daspranchas. B) Elementos horizontais I-9
  22. 22. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimOs elementos horizontais, são constituídos por pranchas em madeira para contenções de curtaduração, usando-se também com carácter mais duradouro pranchas metálicas ou em betãoarmado pré-fabricado (também conhecido como Paredes de Paris). Em alguns casos, tambémsão utilizados os perfis metálicos em forma de “H” ou “I” como elemento horizontal para umacorrecta amarração dos perfis verticais, mantendo a verticalidade e distância entre os perfis.Por vezes introduzem-se calços entre as pranchas e os perfis de modo a melhorar o contactocom o solo e reduzir os deslocamentos laterais. C) Elementos de fixação e as ancoragens.Quanto aos elementos de fixação (cabeça das ancoragens ou placas de distribuição), estespoderão ser de diversos tipos, porém tendo uma composição e resistência apropriadas àsforças e pressões que são aplicadas tanto em fase colocação como em fase posterior devendosuportar as acções impostas pelo terreno, podendo ou não ser agravadas na fase de colocação.As ancoragens, serão aplicadas no terreno por meio de cabos de aço, os quais deverão serapreciados os seguintes parâmetros: Características de resistência; Características de elasticidade; Características de fluência; Comportamento de relaxação.Para a selagem das ancoragens no terreno, serão utilizadas caldas de cimento (a base de águae cimento) apresentando características de viscosidade e rigidez suficiente baixas para quepossam ser injectadas, tendo como função: Ligar a armadura ao terreno na zona de amarração; Fornecer protecção contra a corrosão na zona de amarração; I-10
  23. 23. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim Preencher os vazios do terreno que possam consentir perda de calda envolvente, principalmente na zona de selagem.A calda de cimento é injectada de forma contínua e sem interrupções na zona de selagem, atéque seja obtida a pressão de injecção adequada (quando o terreno já não aceita calda e/ouquando a pressão atinge aproximadamente os 30 bar). O intervalo entre injecções, caso sejanecessário, deverá estar entre 12 e 24 horas.O equipamento de mistura da calda de cimento é de alta turbulência, para proporcionar auniformidade na qualidade da calda, devendo a mistura ser mantida em tanque agitadorenquanto decorre a injecção e a água utilizada ser introduzida antes da mistura e nunca emestágio posterior.O equipamento de pré-esforço é composto por um conjunto macaco/bomba hidráulico, sendoa carga aplicada por patamares e os alongamentos registados directamente sobre o êmbolo domacaco. A aplicação do pré-esforço nas ancoragens realiza-se normalmente 7 dias após aúltima operação de injecção e quando aplicado o aditivo acelerador de endurecimento dacalda de cimento, o tensionamento poderá ser aplicado cerca de 4 dias após essa data.As ancoragens provisórias serão desactivadas após o travamento definitivo da contenção.I.3.1. Metodologia ConstrutivaO processo de execução é semelhante a construção das paredes moldadas, com a diferençaque o muro irá ser executado conforme a escavação avança. Pode-se dizer que as paredesmoldadas em relação aos muros de Berlim conferem uma melhor qualidade e também ummaior custo.O processo de execução pode ser resumido nas seguintes fases e como mostra a Figura I. 7: Reconhecimento do local, implantação e piquetagem ou marcação das posições correctas onde serão colocados os perfis; I-11
  24. 24. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimFuração para colocação e selagem de perfis metálicos verticaisColocação e selagem dos perfis metálicos;Escavação da vala para execução da viga de coroamento;Execução da viga de coroamento;Escavação geral para execução do primeiro nível de painéis primários,deixando banquetas nas zonas correspondentes aos painéis secundários;A escavação é realizada de forma a deixar exposta apenas a áreacorrespondente à execução dos painéis primários acrescida do espaçonecessário à implantação dos varões de espera para os painéis secundários(laterais) e painel primário seguinte (cota inferior). Tal procedimento implica,nesta fase, a permanência de banquetas correspondentes aos painéissecundários que garantam a estabilidade da escavação;Execução dos painéis primários;Montagem da armadura dos painéis, seguida de cofragem e betonagem. Nazona inferior do painel é usual e aconselhável deixar os varões de espera dentrode uma caixa de areia, a qual após a escavação do nível seguinte, se desmoronapor acção da gravidade deixando visíveis os varões para amarração do painelseguinte;Execução de ancoragens e colocação de escoras nos painéis executados na faseanterior;Remoção das banquetas correspondentes aos painéis secundários e respectivaexecução;Uma vez garantida a estabilidade dos painéis primários, por intermédio dasancoragens e escoras, pode-se proceder à remoção das banquetas deixandotoda a plataforma ao mesmo nível. Fica assim concluída a escavação doprimeiro nível de painéis;Execução de ancoragens e colocação de escoras nos painéis secundários; I-12
  25. 25. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim Repetição, para cada um dos níveis de escavação previstos, e até à cota do fundo da escavação, das operações anteriormente referidas. Actualmente, no sentido de acelerar o processo construtivo descrito, a betonagem dos painéis pode ser realizada com o recurso a betão projectado.Na fase final de execução da contenção periférica há que realizar ou a sapata de fundação soba base das paredes de contenção Berlim, no caso de ser possível uma solução de fundaçãosuperficial, ou o maciço de encabeçamento de estacas, no caso de fundação profunda.Na figura seguinte apresenta-se um esquema do faseamento construtivo de uma paredeBerlim. ial lnic ta Co o çã va sca ae ld tua ac C ota a)1ª Fase da betonagem e escavação; I-13
  26. 26. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim l cia a lni t Co ão vaç ca a es ld tua ac ta Co b) Execução da 1ª ancoragem; ia l lnic o ta C o çã a va sc d ae tu al ac ta Co c)2ª Fase da betonagem e escavação; I-14
  27. 27. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim ial l nic C ot a o çã va s ca ae a ld ctu t aa Co d) 2ª Fase da ancoragem. Figura I. 7 - Fases de execução do muro de BerlimI.4. Cortina de EstacasEste tipo de estrutura de contenção assenta na hipótese da redistribuição de pressões queocorre entre as zonas menos rígidas e mais rígidas de um dado meio ou domínio, vulgarmentedesignada de “efeito de arco”.A solução consiste na cravação de uma linha de estacas com trado contínuo, cujo afastamentoentre faces pode oscilar entre zero (estacas tangentes) e o diâmetro das estacas (0).Afastamentos maiores não são recomendáveis devido às limitações inerentes ao “efeito dearco”.Após a colocação das estacas, executa se uma lâmina de betão com Malhasol, podendo aindaser feita uma viga de coroamento para uma melhor solidarização e estabilização das estacas. I-15
  28. 28. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimNo caso de se utilizarem ancoragens intermédias, pode ainda ser necessário utilizar vigasmetálicas de repartição. Betão Øe <Øe Viga de coroamento das estacas PAREDE MOLDADA ou MURO DE BERLIM hencastramento Figura I. 8 - Cortina de estacasI.5. Outros tipos gerais de contençãoTodos os tipos de estrutura de contenção de terras visto anteriormente, são justificáveisquando o talude não é aceitável, realizável ou ainda quando não é economicamente viável.Além destes, também há outros tipos de contenção que são utilizados com os mesmospropósitos, porém adoptados em situações especiais e/ou são poucos utilizados, vejamos:I.5.1. Muros de suporte Mistos e CompósitosSão muros constituídos por pedras ou por elementos pré-fabricados de betão que na facefrontal ficam à vista e na parte de trás é colocado betão simples, para permitir a ligação doselementos da parte frontal com o tardóz do muro. I-16
  29. 29. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimI.5.2. Escavações EntivadasAs entivações são geralmente de madeira ou de metal, tendo como objectivo principal escoraro terreno contra apoios fixos (geralmente estes apoios são as faces opostas do terrenoescavado), servindo como uma cofragem, quase sempre provisória.Em alguns casos, estas entivações podem fazer parte de um processo construtivo de contençãode terras, servindo como apoio ao andamento das operações de construção e garantido asegurança, evitando acidentes com os trabalhadores, tais como soterramentos.I.5.3. Muro de GabiõesEste método muito antigo e ainda muito utilizado é de fácil execução e aplicações poucocomplicadas. Em alguns casos estas gaiolas que aprisionam o material pétreo de grandedimensão são rectangulares e em outros cilíndricos. Estas são fabricadas por forma a garantirum boa robustez, utilizando-se para isso arames de aço galvanizado ou revestidos com PVCpara assegurar a sua resistência, permeabilidade e durabilidade.I.5.4. Muro de Terra ArmadaEm geral, este tipo de contenção é composta por um compósito na face externa que deverágarantir a forma pretendida para a obra e também permanecer flexível para que asdeformações do maciço (nível de elementos de paramento, o aterro e a camada de armadurascorrespondente) não lhe provoquem esforços secundários.O segundo material essencial são as armaduras tendidas, constituídas por bandas metálicascolocadas horizontalmente que são suficientes para mobilizar os esforços de atritoindispensáveis a estabilidade do conjunto. I-17
  30. 30. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimCapítulo II: METODOLOGIAS DE CÁLCULOII.1. IntroduçãoO cálculo e dimensionamento de estruturas de suporte, tal como as restantes estruturas podeser dividido no seguinte conjunto de procedimentos: 1. Pré-Dimensionamento 2. Quantificação de acções 3. Quantificação de esforços 4. Cálculo orgânicoOs pontos seguintes visam a apresentação, de forma sintética, dos principais aspectosrelacionados com a análise e dimensionamento deste tipo de estrutura.Para maior facilidade de compreensão, os conceitos teóricos serão acompanhados de umexemplo concreto de aplicação.II.2. AcçõesII.2.1. Pressões de TerrasI) Estruturas RígidasA quantificação de pressões de terras e o seu respectivo diagrama será feita a partir de teoriasde equilíbrio limite tais como a teoria de Coulomb e teoria de Rankine. II-1
  31. 31. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimSegundo a teoria de Rankine, e para um solo granular, o coeficiente de impulso activo, Ka,induzido pelo solo no tardoz de um muro rígido é dado por q 1 − sin φ ka = 1 + sin φ Ka.q Ka.γa.H Figura II. 1- Muro de suporte com estrutura rígidaEste coeficiente de impulso pode ser calculado para quantificar os impulsos devidos à pressãodas terras, assim como, devidos à aplicação de sobrecargas à superfície do terreno (Figura II. 1).Este coeficiente de impulso pode ser quantificado com base em teorias mais elaboradas, talcomo o método de Coulomb. Esta metodologia tem em linha de conta outros parâmetros, taiscomo o ângulo de atrito entre o solo e o tardoz do muro.II) Estruturas FlexíveisA quantificação das pressões de terras sobre estruturas flexíveis reveste-se, à partida, de umacomplexidade acrescida devido ao elevado grau de hiperestaticidade do problema deinteracção entre a estrutura e o solo. Em geral as pressões das terras a considerar obtêm-se deforma experimental a partir de envolventes baseadas em obras reais.A envolvente de esforços variam conforme as diferentes fases de execução, daí a utilizaçãodas regras do TERZAGHI-PECK; que define os impulsos equivalentes para o cálculo e nãoos impulsos reais. II-2
  32. 32. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimPara o caso de areia, a distribuição equivalente para o cálculo da carga máxima possível noapoio será: p = 0,65.γ .tg 2 ⎛ π − φ ⎞.H ⎜ 4 ⎝ 2⎟ ⎠Para o caso de argila, a distribuição equivalente para o cálculo da carga máxima possível noapoio poderá variar conforme a rigidez da argila, em que N p = γ .H cu , poderá ser rija(N p ≤ 3e4), mole (N p ≥ 6e8) e intermédia (4 < N p < 6) : a) Argila em geral rija: Esta argila com um comportamento ainda elástico, com deformações ainda pequenas, terrenos de elevada coesão, ou em escavações de pequena profundidade; a distribuição do impulso deverá ser usada quando o tempo da obra for pequena a deformação seja mínima: p = 0,2.γ .H a p = 0,4.γ .H b) Argila em geral mole: Esta argila com um comportamento já plástico, com grandes deformações e assentamentos da superfície do terreno, sendo estes de baixa coesão (c u ) = 10a30 KN m 2 e escavações de profundidade significativa; a distribuição do impulso será: ⎛ ⎞ p = γ .H ⎜1 − 4.m ⎝ Np ⎟ ⎠ Onde o coeficiente redutor (m) poderá variar: II-3
  33. 33. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim Máximo (m=1): fundo da escavação se situa em camada resistente; Mínimo (m=0,4): quando se trata de uma camada muito espessa, abaixo do fundo da escavação e sem melhoria da coesão com a profundidade e sem sinal de sobreconsolidadação da argila.II.2.1.1. Sem Apoios IntermédiosNas estruturas flexíveis em consola (ou cantilever) a quantificação das pressões de terras podeser efectuada com base na teoria de Rankine ou Mohr-Coulomb.Lembra-se, no entanto, que esta abordagem constitui uma aproximação, uma vez que se tratade uma estrutura flexível e, como tal, sujeita ao designado efeito de arco. Ka.q Ka.γa.H Figura II. 2- Muro de suporte com estrutura flexível sem apoios intermédiosEste efeito reside no facto de, na realidade, existir uma redistribuição de pressão da zona maisflexível da estrutura (longe da base da cortina) para a zona mais rígida (base da cortina)(Figura II. 2). II-4
  34. 34. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimII.2.1.2. Com Apoios IntermédiosNas estruturas flexíveis com apoios intermédios, materializados por ancoragens ou escoras, oerro decorrente da utilização das teorias de Rankine ou de Coulomb, deixa de ser aceitável. Diagrama real Fa1 Fa2 Diagrama de Rankine Figura II. 3- Muro de suporte com estrutura flexível com apoios intermédiosNeste tipo de estrutura de suporte, a diferença entre os diagramas de pressão, baseados nasteorias anteriormente referidas, e os que na realidade irão solicitar a estrutura é apreciável.Esta diferença é particularmente notória na forma do diagrama de pressões (Figura II. 3).Uma vez que a obtenção do diagrama real de pressões se reveste de grande complexidade, emgeral, opta-se pela adopção das envolventes de pressões desenvolvidas por Terzaghi e Peck. Diagrama real Envolvente Terzaghi Peck Fa1 Fa2 K Winkler Ka.γ.h Figura II. 4– Modelo de cálculo para estrutura flexível com apoios intermédios II-5
  35. 35. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimII.2.2. Impulso das ÁguasNo dimensionamento de estruturas de suporte deve ser tido em linha de conta o impulsoresultante da pressão de água atrás do tardoz.A evolução em profundidade da pressão horizontal devida à água, media a partir da cota donível freático é dada por: σ h = γ água ⋅ y águaII.2.3. Impulso de Sobrecargas Uniformemente DistribuídasA sobrepressão horizontal devida a uma sobrecarga à superfície pode ser quantificada, a partirde: σ h arg a = K a ⋅ q Superfície SobrecII.3. Modelos de cálculoII.3.1. IntroduçãoPara o cálculo dos esforços em estruturas de suporte podem ser utilizadas variadasmetodologias, desde a simples aplicação dos princípios fundamentais da estática até àutilização de modelos numéricos baseados em técnicas de elementos finitos, passando pelaaplicação da teoria da resistência dos materiais.A adopção de ou dada metodologia de cálculo é, em grande parte, condicionada por factoresque vão desde as especificidades da estrutura em estudo até ao tipo de meios de cálculoautomático disponíveis. II-6
  36. 36. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimAssim sendo, de uma forma genérica, podemos dividir os modelos de cálculo de estruturas decontenção flexíveis em dois tipos fundamentais: modelos unidimensionais e modelosbidimensionais.O primeiro deles, e talvez o mais comummente utilizado, consiste na análise de uma fatia daparede, cuja largura seja representativa da zona em estudo, através da sua divisão em barrascujas propriedades mecânicas sejam as homólogas que se obteriam reduzindo a referida fatiaao seu centro de gravidade. A principal desvantagem desta estratégia reside no facto de só seobter o comportamento da estrutura ao longo da sua direcção longitudinal.A segunda via de análise, apesar de aparentemente mais complexa, consiste numa análisebidimensional da estrutura. Neste modelo é possível obter as deformações e os esforços tantona direcção longitudinal (vertical) como na direcção transversal (horizontal).II.3.2. Modelo bidimensionalEste modelo utilizado consiste na divisão da zona da parede em análise em várias sub-regiões,formando desta maneira o que, no contexto da mecânica computacional, se designa de malhade elementos finitos. Para a realização dos cálculos, mais adiante apresentados, foi utilizada aplataforma de elementos finitos VIFEM [7].Atente-se à cortina Berlim apresentada na figura II.5. Trata-se de uma cortina de betãoarmado, reforçada com perfis metálicos HEB140, embebidos.II.3.3. GeometriaNa figura II.6 ilustra-se a malha de elementos finitos de laje adoptada para a simulação domódulo de parede representativoEste módulo resulta da meia distância entre ancoragens. Esta simplificação assenta nahipótese da parede possuir um grande desenvolvimento em planta. II-7
  37. 37. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim Perfil HEB Betão 3.002.00 Ancoragem3.003.50 Fundo da escavação1.50 b,eq Figura II. 5 – Esquema de uma cortina Berlim com perfis embebidos Figura II. 6 – Malha de elementos finitos de parede II-8
  38. 38. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimMateriaisSupondo que a parede é construída em betão da classe C20/25, reforçada por perfis metálicosHEB140, da classe Fe360 (Figura II. 7), obtemos as propriedades, resumidas no quadroseguinte:A simulação da espessura da parede na zona correspondente ao perfil metálico efectuou-seconsiderando uma altura equivalente à inércia real garantida pelo perfil metálico mais aespessura de betão. 1 1 ⎛ 12.I x ( Perfil + Betão ) ⎞ 3 ⎛ 12 ⋅ (0.00001509 + 0.00004567 ⎞ 3 h eq = ⎜ ⎟ =⎜ ⎟ = 0.1733m ⎜ B ⎟ ⎝ 0.14 ⎠ ⎝ Perfil HEB ⎠ Material E [GPa] ν h [m] 1 29.5 0.2 0.300 2 200 0.3 0.173 Figura II. 7 – Materiais da paredeII.3.4. Condições fronteiraAs condições fronteira rígidas e elásticas são definidas em função do tipo de ligação daestrutura ao exterior. II-9
  39. 39. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimAssim, na zona correspondente à mediatriz entre duas ancoragens, foram imposta umarestrição à rotação em torno do eixo vertical.Quanto à interface com o solo foi considerado um apoio elástico contínuo correspondente àrigidez garantida pelo solo, ou seja, um apoio de Winkler.Neste exemplo adoptou-se um coeficiente de Winkler igual 50000 kPa/m Figura II. 8 – Condições fronteiraII.3.5. AcçõesNas figuras seguintes pode observar-se as acções consideradas no cálculo da estrutura decontenção.Considerou-se que existirá drenagem das águas acumuladas atrás do tardoz do muro. Assim, apressão actuante sobre a cortina resulta apenas da pressão de terras dada pela expressão deTerzaghi para maciços do tipo arenoso. q = 0.65 ⋅ K a ⋅ γ solo ⋅ H terras = 0.65 ⋅ 0.265 ⋅ 18 ⋅ 11 = 34.1 kN / m 2 II-10
  40. 40. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim Figura II. 9 – Acções sobre a paredeOptou-se por introduzir as acções equivalentes à forças das ancoragens através de uma forçaconcentrada cujo valor corresponde à força de esticamento da ancoragem (600kN).II.3.6. DeformaçõesNas duas figuras seguintes pode-se observar-se as isocolorações correspondentes àsdeformações da cortina, bem como um corte representativo da evolução da deformação aolongo da altura.II.3.7. Pressões no soloEm proporção com as deformações obtidas, podem ser observadas as pressões de contactoentre a cortina e o solo.Pode-se observar a anulação das pressões nas zonas onde a cortina avança no sentido doafastamento do solo. II-11
  41. 41. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim Figura II. 10 – Deformações da cortina Figura II. 11 – Esforços de flexão II-12
  42. 42. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimII.3.8. EsforçosI) FlexãoOs esforços de flexão na direcção longitudinal no alinhamento dos perfis metálicos e na zonacorrespondente às ancoragens, são apresentados nas figura seguinte. Figura II. 12 – Esforços de flexão mxDe igual modo, são apresentados os esforços de flexão na direcção transversal na figuraseguinte.II) CorteOs esforços de corte correspondentes à direcção longitudinal, a mais condicionante, sãorepresentados nas figuras seguintes. II-13
  43. 43. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim Figura II. 13 – Esforços de flexão my Figura II. 14 – Esforços de corte II-14
  44. 44. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimCapítulo III: CASO PRÁTICOIII.1. IntroduçãoNeste capítulo procura-se expor um exemplo da execução de uma estrutura de contençãoflexível integrada numa obra real.A obra em apreço consiste na execução de um edifício situado na antiga zona conserveira daCidade de Matosinhos. Esta edificação destina-se a albergar lojas no piso do rés-do-chão eapartamentos nos pisos superiores, constituindo um total de quatro pisos.Foi previsto, em fase de projecto, que a obra deveria ser executada em duas fases (Figura III.1), devido a dificuldade em transferir os moradores para outros locais. Esta necessidadeadvinha do facto de ser necessário demolir todas as habitações antigas, armazéns e comérciosexistentes, mantendo-se apenas as fachadas principais. 1ª FASE 2ª FASE PLANTA DA COBERTURA Figura III. 1- Fases da obra III-1
  45. 45. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimA fim de se conseguir um melhor andamento da obra, optou-se por dividir a segunda fase emduas etapas (Figura III. 4). Na primeira parte conseguiu-se dar início às etapas de execuçãoconforme estavam definidas em fase de projecto (o restante do lado norte e metade do ladoeste). A segunda parte teve início quando se conseguiu deslocar os moradores da parterestante do lado sul, e os painéis primários e os secundários do primeiro nível de ancoragemsdo lado norte e da metade do lado este já estavam concluídos.Além destas condicionantes, o nível freático situava-se 1,5 m acima das fundações do edifícioa ser construído, exigindo maiores cuidados na execução dos últimos painéis primários esecundários.Durante a construção houve também necessidade de realizar contenções de terras provisórias(rede metálica com betão projectado - Figura III. 2), a fim de conter as terras da área dasegunda fase da obra. Esta necessidade adveio da falta de espaço para estabilizar a escavaçãocom um ângulo que garantisse a segurança em relação a desmoronamentos e deslizamentos deterras. Figura III. 2- Contenção de terras provisórias com telas e betão projectado III-2
  46. 46. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimUma vez que a obra implicava a realização de escavações até cerca de oito metros deprofundidade, foi prevista, no projecto original, a execução de uma parede tipo “Berlim”,reforçada com ancoragens provisórias. Figura III. 3- Parede de contenção prevista – Corte tipoA profundidade total da escavação inicialmente prevista em projecto era igual a 7.80 m,embora a altura total de parede executada tenha ficado pelos 7.30 m. Foram adoptados doisníveis de ancoragens pré-esforçadas, com afastamento vertical de 4.00 m e afastamentohorizontal variando entre os 2.40 m e os 2.60 m.III.2. Faseamento PlaneadoO faseamento construtivo inicialmente previsto no projecto constava dos seguintes passos: III-3
  47. 47. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim 1 - Reconhecimento do terreno de forma a permitir a definição de processos adequados para a remoção de eventuais obstáculos que interfiram com os trabalhos subsequentes; 2 - Preparação da plataforma de trabalho; 3 - Cravação de perfis verticais do tipo HEB160 e HEB180 de modo sequencial; 4 - Execução da viga de coroamento; 5 - Execução do 1º nível de ancoragens; 6 - Escavação do terreno correspondente aos painéis primários, até à profundidade de projecto; 7 - Colocação das armaduras nos painéis primários; 8 - Betonagem dos painéis primários; 9 - Realização do segundo nível de ancoragens nos painéis primários; 10 - Escavação do terreno correspondente aos painéis secundários, até à profundidade de projecto; 11 - Colocação das armaduras nos painéis secundários; 12 - Betonagem dos painéis secundários; 13 - Realização do segundo nível de ancoragens nos painéis secundários.III.3. Acompanhamento da obra Neste capítulo será feita uma descrição do desenrolar dos trabalhos previstos,realçando-se as diversas alterações relativamente aos projectos iniciais, resultantes dosvariados imprevistos ocorridos durante a fase de execução. III-4
  48. 48. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim Foram mencionados anteriormente, no ponto III.2, os processos previstos na fase deprojecto de execução da estrutura de contenção. Vejamos então como estas foram de factoexecutadas na obra em causa:1 – Reconhecimento do terreno de forma a permitir a definição de processos adequados para a remoção de eventuais obstáculos que interfiram com os trabalhos subsequentes; Figura III. 4- Demolições para a preparação da 2ª Fase de execução da obra Esta primeira fase (Figura III. 4), aparentemente simples, veio a revelar-se de maiorcomplexidade. Verificou-se a necessidade de realizar vários trabalhos preparatórios àdemolição, tais como: Remoção das telhas cerâmicas; Remoção das asnas em madeira; Corte e remoção das infraestruturas eléctricas, telefónicas e abastecimento de água (Figura III. 5); III-5
  49. 49. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim Figura III. 5- Retirada de fios e tubagens e demolições das paredes interioresDemolição das paredes interiores em alvenaria e dos muros em pedras de granito(Figura III. 5);Retirada das caixilharias em madeira e em alumínio;Remoção de portas, portões e reforço dos pórticos com perfis metálicos (Figura III. 6);Demolição dos pilares, das vigas e lajes maciças. Tomando-se cuidado na demoliçãodas vigas e das lajes, realizando-se primeiramente o corte dos varões ligados à fachadaa fim evitar que durante a demolição destas, ocorre-se a queda de alguma parte dasfachadas (Oeste e Sul);Fixação das estruturas metálicas de suporte da fachada principal do edifício sob vigasde fundação. Estas possuíam grande dimensão de forma a resistir às significativasacções do vento naquela zona (Figura III. 7 e Figura III. 8). III-6
  50. 50. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimFigura III. 6- Reforço do pórtico do portão antes da demolição total da laje Figura III. 7- Estrutura metálica de suporte da fachada (lado exterior) III-7
  51. 51. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim Figura III. 8- Fixação da estrutura metálica de suporte da fachada (lado interior)2 – Preparação da plataforma de trabalho;Nesta fase existiu sempre a preocupação de retirar todos os entulhos resultantes dasdemolições e proceder à preparação do local para execução das tarefas subsequentes, taiscomo a recepção de materiais e de máquinas, assim como a marcação dos locais onde seriamrealizados os furos para a colocação dos perfis da cortina (Figura III. 9).Revelou-se ainda necessário alterar os espaçamentos entre os perfis do lado norte, devido, porum lado, à existência de pilares que ajudavam a estabilizar a parede do armazém e, por outrolado, devido à difícil localização do último perfil da zona de transição entre o lado norte e olado este.Estas alterações repercutiram-se na mudança dos espaçamentos entre perfis que passaram de2.50 m de afastamento para valores compreendidos entre os 2.00m e 3.00m. III-8
  52. 52. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim Figura III. 9- Recepção e preparação de máquinas, acessórios e materiais3 – Cravação de perfis verticais HEB de modo sequencial;Havia sido prevista no projecto inicial a utilização de perfis da classe HEB160 e HEB180. Noentanto, a empresa que realizou a subempreitada assumiu uma alteração (mediante oreconhecimento do local e das condicionantes subjacentes) que consistiu na utilização deperfis HEB120, que também já haviam sido utilizados na 1ª Fase de execução da obra.4 – Execução da viga de coroamento;A execução desta fase revestiu-se de especiais cuidados, principalmente nas zonas de fronteiracom a fundação do armazém do lado norte e ao longo de toda fundação da fachada doedifício. Em algumas zonas foi mesmo necessário realizar o preenchimento ou colmatação do III-9
  53. 53. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlimterreno e das fundações antes da colocação das armaduras da viga de coroamento (Figura III.11). Figura III. 10- Perfuração de um dos furos para a colocação do perfil HEB120Ocorreu uma situação, durante a execução desta fase, que acarretou trabalhos e alterações noprojecto não previsto com alguma dimensão que, em parte, se deveu ao não cumprimentototal da ordem de escavação na execução da parede.Aquando da realização do corte das pedras da fundação da parte restante da fachada Sul(Figura III. 12), com o objectivo de permitir a colocação das armaduras da parede, deu-se umabatimento parcial da fundação da parede da fachada e, consequentemente, o aparecimento deuma fissura (Figura III. 13). III-10
  54. 54. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim Figura III. 11- Colmatação e preparação do local para a execução da viga de coroamentoFigura III. 12- Preparação dos locais para a execução da viga de coroamento antes do abatimento da fundação III-11
  55. 55. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim Figura III. 13- Fissura da fachada após o abatimento da fundaçãoForam tomadas, de imediato, medidas para evitar o agravamento do abatimento, utilizando-seprincipalmente betão no preenchimento dos vazios existentes sob fundação (Figura III. 14),conseguindo-se desta maneira a estabilização do conjunto.5 – Execução do 1º nível de ancoragens;O processo de execução das ancoragens compreendeu as seguintes fases: Perfuração; Colocação dos cabos; Selagem; Aplicação do pré-esforço. III-12
  56. 56. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim Figura III. 14- Local onde ocorreu o abatimento da fundação e preenchimentos efectuadosA perfuração para a colocação de ancoragens foi executada com o ângulo de 25º (Figura III.15), tal como definido no projecto de execução. Figura III. 15- Perfuração de um dos furos para a colocação dos cabos da ancoragem III-13
  57. 57. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimA colocação dos cabos que foi feita de duas maneiras distintas. A primeira dela corresponde àcolocação dos cabos antes da injecção da calda de cimento. Figura III. 16- Selagem dos cabos da ancoragem após colocação . Figura III. 17- Colocação dos cabos da ancoragem após injecção da calda III-14
  58. 58. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimA segunda metodologia consistiu na injecção da calda de cimento antes da colocação doscabosEsta última opção foi a mais utilizada por ser mais prática e garantir uma melhor injecção dacalda de cimento.As aplicações dos pré-esforços foram feitas após sete dias a selagem dos cabos de ancoragempor forma evitar a obrigatoriedade em realizar nova perfuração em caso de cedência do bolbode selagem (Figura III. 3). a) Macaco hidráulico b) Bomba de pré-esforço Figura III. 18- Equipamentos para a aplicação do Pré-esforço Fontes: Figura a) - http://www.tensacciai.it/ing/equ_centr_tes.htm Figura b) - http://www.tensacciai.it/ing/ptseries.htm6 – Escavação do terreno correspondente aos painéis primários, até à profundidade deprojecto;Uma vez mais, tentou-se seguir as indicações do projecto, tendo sempre em atenção as águasresultantes do nível freático. Foi necessário que a escavadora realizasse o trabalho com muitacautela a fim de evitar a retirada de terras em excesso, podendo a terra no tardoz da paredeservir de cofragem. Em alguns casos, foi necessário escavar manualmente a fim de evitar aretirada de terras em excesso que pudesse conduzir à ocorrência de pequenos deslizamentos. III-15
  59. 59. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimÉ importante salientar, que a execução do muro, foi realizada processualmente em quatroníveis (Figura III. 19). A sequência de execução dos muros em cada nível, foi realizada tendoinício na construção de um painel primário, deixando a área ao lado para a execução do painelsecundário, só avançando para este, após a betonagem de todos os painéis primários dorespectivo nível. Estes processos foram seguidos sucessivamente para os quatro níveis, até acota final de escavação. ial nic Viga de coroamento e tal Co 1º Nível de ancoragem 1º Nível de painéis sem ancoragem 2º Nível de ancoragem 2º Nível de painéis sem ancoragem o çã va s ca LEGENDA: ae a ld a ctu Painéis Primários ta Co Painéis Secundários Figura III. 19- Faseamento real da execução do muro7 – Colocação das armaduras nos painéis primários;Após a escavação da área correspondente e suficiente para a execução dos painéis primáriosdo segundo nível de ancoragem, seguiu-se a colocação das armaduras. III-16
  60. 60. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimVerificou-se a necessidade de deixar no interior da “gaiola” formada pelas armadurasprincipais, os varões indicados no projecto que só deveriam ser amarrados “in situ”, devido àcomplexidade e dificuldade de execução. Foi também necessário deixar as armadurasdevidamente preparadas para a futura colocação das armaduras dos painéis secundários,através da execução de “empalmes”. Figura III. 20- Armaduras de espera para o empalme com a armadura dos painéis primários8 – Betonagem dos painéis primários;Em geral, as terras existentes no tardoz da parede serviram como cofragem desta face, devidoà grande dificuldade existente em colocar uma cofragem nesta zona. Para a colocação dobetão, foi construída “in situ” uma cofragem rampeada na zona superior, por forma a permitira colocação e a vibração do betão eficazmente (Figura III. 21). Nesta mesma figura, podemosainda observar, as armaduras de espera deixadas para o posterior empalme com a laje de piso. III-17
  61. 61. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim Figura III. 21- Pormenor superior da cofragem para betonagem de um painel com armaduras de esperaExistiram situações, no entanto, em que houve necessidade de desviar as águas que surgiamnas zonas de trabalhos e colocar cofragens perdidas para a betonagem da parede, por formaevitar grandes perdas de betão.A fim de evitar a penetração excessiva de betão no terreno, nas zonas onde este apresentavapouco consistência ou grandes vazios optou-se por colmatar o terreno com entulhos. Com istoconseguiu-se evitar falhas ou cedências do terreno, principalmente quando os trabalhos eramexecutados na proximidade do nível freático.9 – Realização do segundo nível de ancoragens nos painéis primários;.Seguiu-se os mesmos passos da execução do 1º nível de ancoragem (5º passo), sendo que,desta vez, os cabos foram colocados após a injecção de calda de cimento (selagem). III-18
  62. 62. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimNa verdade, a perfuração dos painéis primários e secundários para a colocação e selagem doscabos foram realizados em simultâneo. Já a execução dos pré-esforços, também foi efectuadada mesma forma, após os sete dias da selagem dos cabos. Isto porque toda a estrutura deveriatrabalhar em conjunto, de forma evitar rupturas na estrutura.Devido às condicionantes de espaço e andamento dos trabalhos, ao fim da realização de todasas perfurações, colocação e selagem dos cabos e aplicação dos pré-esforços em cada nível deexecução do muro, a empresa que realizava a subempreitada deveria retirar-se do local daobra. Isto era necessário, devidos os trabalhos de movimentos de terras e das operações deconstrução do muro, os quais se tornavam impossíveis de realizar com todos os equipamentosde execução das ancoragens no local. Figura III. 22- Equipamentos necessários à execução das ancoragens III-19
  63. 63. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim10 – Escavação do terreno correspondente aos painéis secundários, até à profundidade deprojecto;Os procedimentos utilizados para a execução dos painéis secundários, seguiram os mesmosprocessos mencionados e explicados na Figura III. 19.Houve também a preocupação de definir a estratégia a adoptar para a remoção das terras nasfases finais de escavação, devido a profundidade e à necessidade de se executar rampas para oacesso dos camiões. Conforme o andamento dos trabalhos de ancoragem, as rampas eramconstruídas e demolidas nos lados este e sul (após a demolição de uma parte da fachada Sul),ou seja, as terras resultantes da demolição de uma rampa constituíram o material utilizado narampa seguinte. Figura III. 23- Demolição da rampa do lado este e a execução rampa do lado sulNeste processo construtivo, apesar da presença de águas, e devido à consistência do terrenono tardoz do muro, não foi necessária uma especial preocupação com a execução faseada dos III-20
  64. 64. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlimpainéis. Isto aconteceu principalmente no último nível de execução do muro, como mostra aFigura III. 24, em se executou toda a escavação necessária para a execução dos últimospainéis e da sapata de fundação do muro, sem a ocorrência de problemas.Ainda na mesma figura pode-se observar que a execução do último nível do muro, foirealizada a escavação do terreno referente as áreas dos painéis primários e dos painéissecundários, de forma contínua, avançando a construção de uma ponta a outra. Figura III. 24- Escavação total até a cota inferior das sapatas do muro11 – Colocação das armaduras nos painéis secundários;Os procedimentos correspondentes a este processo seguiram as mesmas indicações epreocupações definidas no ponto sete.12 – Betonagem dos painéis secundários;Este processo seguiu os procedimentos definidos no ponto oito, salientando-se a necessidadede execução da bombagem de águas existentes devido à proximidade com cota do nível III-21
  65. 65. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlimfreático. Esta necessidade, repetiu-se muitas vezes, principalmente na execução do últimonível do muro, tanto na colocação como na betonagem dos painéis primários e secundários Figura III. 25- Armaduras de espera para o empalme com a armadura do painel secundário . Figura III. 26- Execução dos painéis primários e secundários do último nível de ancoragem III-22
  66. 66. Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim13 – Realização do segundo nível de ancoragens nos painéis secundários.Para finalizar o acompanhamento da obra, vejamos a seguinte comparação entre asfotos correspondentes à fase inicial e à fase final da execução do muro da 2ª Fase daobra: Figura III. 27- Cabos do 2º nível de ancoragem prontos a levar o pré-esforço Figura III. 28- Início dos trabalhos da 2 ª Fase da obra III-23
  67. 67. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimFigura III. 29- Fase final dos trabalhos de execução da parede tipo Berlim III-24
  68. 68. Dimensionamento e execução de paredes de contenção BerlimBIBLIOGRAFIA[1] BOWLES, Josefh E. (1997). Foundation Analysis and Design (Fifty edition). (s.l), MC GRAW-HILL.[2] CAPUTO, Homero Pinto Caputo. (1994). Mecânica dos Solos e suas Aplicações (Volume 2). (6ª edição). Livros Técnicos e Científicos Editora (LTC).[3] Centraline di tesatura. Disponível em http://www.tensacciai.it/ing/equ_centr_tes.htm. [Consultado em 15 de Novembro de 2004].[4] COELHO, Silvério. (1996). Tecnologia de Fundações (1ª edição). Amadora, Escola Profissional Gustavo Eiffel (EPGE).[5] FERNANDES, Manuel de Matos. (1994). Mecânica dos Solo (I Volume). Porto, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP).[6]"PT" Series Stressing Jacks. Disponível em http://www.tensacciai.it/ing/equ_centr_tes.htm. [Consultado em 15 de Novembro de 2004].[7] TEIXEIRA, Ricardo. (1999 - 2002). Visual Interface for the Finite Element Method (VIFEM). [Programa de Cálculo]

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