Controlo de Qualidade de Ancoragens Passivas e
                    Activas




                 Vítor Bruno Bodas Santa



    Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
                     Engenharia Civil




                             Júri

 Presidente: Prof. António Domingues Moret Rodrigues
 Orientador: Prof. Fernando António Baptista Branco
 Vogais: Profª. Teresa Maria Bodas de Araújo Freitas


                       Setembro de 2010
Resumo



Esta dissertação pretende aprofundar o conhecimento da actual situação portuguesa no
controlo de qualidade na fase de projecto, construção e ensaios de ancoragens activas e
passivas (pregagens).

O trabalho foi dividido em duas partes fundamentais. Na primeira abordam-se ancoragens
passivas, vulgarmente denominadas por pregagens. Na segunda, ancoragens activas.

 Pretende-se ainda estabelecer procedimentos de projecto e construtivos em conformidade
com a norma EN 1537 (1999), que abrange especificamente ancoragens em terreno, com o
objectivo de obter a qualidade desejável de modo a garantir a vida útil prevista das obras de
Engenharia.

Sendo a integridade física das ancoragens uma preocupação na garantia da vida útil, aborda-
se a problemática da corrosão, dos diversos tipos de corrosão e das classes de protecção das
ancoragens contra a corrosão.

É apresentada uma referência aos diferentes tipos de ensaios de carga, a realizar nas
ancoragens, bem como o número e tipo de controlo que as normas em vigor recomendam.

O trabalho teve como suporte, para além da bibliografia existente nesta matéria, todo o
acompanhamento de campo, registos de actividade e respectivos documentos de controlo de
qualidade da obra do Aproveitamento Hidroeléctrico do Baixo Sabor a cargo do consórcio
“Bento Pedroso Construções e Lena, ACE”.



Palavras-chave: ancoragens; pregagens; EN1537; controlo de qualidade.




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Abstract



The main purpose of this dissertation is to enlarge the knowledge of the actual Portuguese
situation in the quality control during the design, construction and testing of ground anchors and
soil nailing.

This work was divided in two major parts, soil nailing and ground anchors.

Another goal is also to establish the design and construction procedures compatible with the
European Standard EN 1537 (1999), which specifically embrace ground anchors, with the
purpose of achieve the desirable quality to ensure the design life time of engineering works.

In view of the fact that the physical integrity of anchors is a concern for guarantying their
lifetime, an evaluation is made of problems referred to corrosion, the types of corrosion and the
classes of protection of anchors against corrosion.

It’s presented reference to the different types of load tests, to be performed on anchors, as well
as the number and type of control required by the European Standards.

The present dissertation had as a support, in addition to the existing bibliography in this area,
field attendance (installation and testing phases) and quality control procedures in the
construction of Baixo Sabor Dam at the expense of “Bento Pedroso Construções e Lena, ACE”.



Keywords: ground anchors; soil nails; EN1537; quality control.




                                                                                                 ii
iii
Índice

Capítulo 1 – Introdução ................................................................................................................. 1
   1.1 – Enquadramento ................................................................................................................ 1
   1.2 – Objectivos ......................................................................................................................... 1

   1.3 – Organização...................................................................................................................... 2
PARTE I ......................................................................................................................................... 3
Capítulo 2 – Caracterização das ancoragens passivas ................................................................ 4
   2.1 – Introdução ......................................................................................................................... 4
   2.2 – Origens e evolução das ancoragens passivas ................................................................. 4

   2.3 – Propriedades das Pregagens ........................................................................................... 5
   2.4 – Investigação in situ e ensaio laboratoriais ........................................................................ 7

   2.5 – Análise das Pregagens ..................................................................................................... 7

      2.5.1 – Forças de Tracção nas Pregagens ............................................................................ 7
      2.5.2 – Análise de Estabilidade .............................................................................................. 8
      2.5.2.1 – Análise de Estabilidade Externa ............................................................................. 8
      2.5.2.2 – Análise de Estabilidade Interna .............................................................................. 9
   2.6 – Características das Pregagens ........................................................................................ 9

Capítulo 3 – Execução de Pregagens ......................................................................................... 11
   3.1 – Fluxograma do processo de execução de pregagens ................................................... 15

Capítulo 4 – Controlo de Qualidade e Monitorização ................................................................. 16
   4.1 – Introdução ....................................................................................................................... 16

   4.2 – Objectivo do controlo de qualidade ................................................................................ 16
   4.3 – Controlo de qualidade nos materiais .............................................................................. 16

   4.4 – Controlo de qualidade nas actividades ........................................................................... 17
   4.5 – Ensaio de Aferição .......................................................................................................... 17

      4.5.1 – Metodologia do ensaio ............................................................................................. 18
      4.5.2 – Sistema de aplicação de carga ................................................................................ 18
      4.5.3 – Leitura de deformações e cargas de tracção .......................................................... 19
      4.5.4 – Resultados dos ensaios ........................................................................................... 20
PARTE II ...................................................................................................................................... 21
Capítulo 5 – Caracterização das ancoragens activas ................................................................. 22
   5.1 – Origens e evolução das ancoragens activas .................................................................. 22
   5.2 – Constituição das ancoragens ......................................................................................... 24

   5.3 – Classificação das ancoragens ........................................................................................ 24

   5.4 – Componentes das Ancoragens ...................................................................................... 25

      5.4.1 – Aspectos gerais ........................................................................................................ 25
                                                                                                                                                iv
5.4.2 – Armadura de Ancoragem ......................................................................................... 26
     5.4.3 – Cabeça da Ancoragem ............................................................................................ 26
     5.4.4 – Centralizadores e espaçadores ............................................................................... 28
     5.4.5 – Composição da calda de injecção ........................................................................... 29
     5.4.6 – Resinas .................................................................................................................... 29
Capítulo 6 – Protecção contra a corrosão nas ancoragens ........................................................ 30
  6.1 – Introdução ....................................................................................................................... 30
  6.2 – Tipos de corrosão no aço de pré-esforço ....................................................................... 30
  6.3 – Requisitos do sistema de protecção contra a corrosão ................................................. 31

  6.4 – Classes de protecção contra a corrosão ........................................................................ 32

  6.5 – Sistemas de protecção contra a corrosão ...................................................................... 32

     6.5.1 – Ancoragens provisórias ........................................................................................... 32
     6.5.2 – Ancoragens definitivas ............................................................................................. 34
  6.6 – Protecção dos componentes contra a corrosão ............................................................. 38

     6.6.1 – Protecção do comprimento livre .............................................................................. 38
     6.6.2 – Protecção da armadura ........................................................................................... 39
     6.6.2.1 – Bainhas Plásticas .................................................................................................. 39
     6.6.2.2 – Mangas termo-rectrácteis ..................................................................................... 39
     6.6.2.3 – Junções das bainhas e selagens .......................................................................... 40
     6.6.3 – Protecção do comprimento de selagem .................................................................. 40
     6.6.3.1 – Calda de cimento .................................................................................................. 40
     6.6.3.2 – Resinas epoxídicas ............................................................................................... 41
     6.6.4 – Protecção da cabeça da ancoragem ....................................................................... 41
     6.6.4.1 – Protecção da zona interior .................................................................................... 41
     6.6.4.2. – Protecção da zona exterior .................................................................................. 41
Capítulo 7 – Execução de Ancoragens ....................................................................................... 43
  7.1 – Furação ........................................................................................................................... 43

  7.2 – Ensaio de Permeabilidade .............................................................................................. 44

  7.3 – Impermeabilização com pré-injecções ........................................................................... 45
  7.4 – Colocação de Armadura ................................................................................................. 46

  7.5 – Injecções ......................................................................................................................... 46
     7.5.1 – Injecção (injecção do bolbo de selagem) ................................................................ 47
     7.5.2 – Reinjecções (injecção do bolbo de selagem) .......................................................... 48
  7.6 – Controlo das caldas ........................................................................................................ 48
  7.7 – Tensionamento ............................................................................................................... 49

  7.8 – Acabamentos .................................................................................................................. 50
  7.9 – Fluxograma do processo de execução de ancoragens .................................................. 52


                                                                                                                                            v
Capítulo 8 – Controlo de Qualidade ............................................................................................ 53
   8.1 – Reconhecimento Geológico e Geotécnico ..................................................................... 54

   8.2 – Ensaios de Sistema ........................................................................................................ 55

   8.3 – Qualidade na fase de projecto ........................................................................................ 57
   8.4 – Qualidade na fase de construção ................................................................................... 59

   8.5 – Ensaios de controlo ........................................................................................................ 62
      8.5.1 – Ensaios de caldas .................................................................................................... 62
      8.5.2 – Ensaios de carga ..................................................................................................... 64
      8.5.2.1 – Tipos de ensaios de carga .................................................................................... 65
      8.5.2.2 – Cargas aplicadas nos ensaios .............................................................................. 66
      8.5.2.3 – Métodos de ensaio de carga preconizados pela EN1537 (1999) ......................... 67
      8.5.2.3.1 – Ensaio de carga com o método 1 ...................................................................... 67
      8.5.2.3.2 – Ensaio de carga com o método 2 ...................................................................... 68
      8.5.2.3.3 – Ensaio de carga com o método 3 ...................................................................... 70
      8.5.2.3 – Características de fluência obtidas dos ensaios de carga.................................... 71
   8.6 – Ensaios eléctricos ........................................................................................................... 72

      8.6.1 – Medição da resistência eléctrica I (ERM I) .............................................................. 73
      8.6.2 – Medição da resistência eléctrica II (ERM II) ............................................................ 75
   8.7 – Registos de obra ............................................................................................................. 76
Capítulo 9 – Monitorização e manutenção .................................................................................. 77
   9.1 - Monitorização .................................................................................................................. 77

      9.1.1 – Programa de monitorização ..................................................................................... 78
   9.2 – Manutenção .................................................................................................................... 79

Capítulo 10 – Considerações finais ............................................................................................ 80
Bibliografia ................................................................................................................................... 82
ANEXOS ........................................................................................................................................ 1
   Anexo 1 – Ficha de controlo de partes diárias .......................................................................... 2

   Anexo 2 – Estudo de composição de caldas de injecção ......................................................... 3
   Anexo 3 – Ficha de controlo de caldas de injecção .................................................................. 5
   Anexo 4 – Ficha de ensaios de tracção em pregagens ............................................................ 6

   Anexo 5 – Ficha de ensaios de Lugeon .................................................................................... 7

   Anexo 6 – Ficha de ensaio de aferição de ancoragem (EN1537, 1999)................................... 8

   Anexo 7 – Ficha de ensaio de recepção de ancoragem (EN1537, 1999) .............................. 11
   Anexo 8 – Ficha de acompanhamento e monitorização das células de carga ....................... 14
   Anexo 9 – Ficha de controlo de qualidade de pregagens ....................................................... 15
   Anexo 10 – Ficha de controlo de qualidade de ancoragens activas ....................................... 18



                                                                                                                                                vi
Índice de Figuras


Figura 1 – Força axial das ancoragens (FHWA A0-IF-03-017). ................................................... 7
Figura 2 – Superfície sem contenção, potenciamente instável (FHWA A0-IF-03-017) ................ 8
Figura 3 – Exemplos de malhas de pregagens (FHWA A0-IF-03-017) ...................................... 10
Figura 4 – Equipamento de rotopercussão destrutiva (ROC D7) ............................................... 11
Figura 5 – Tubo de injecção enrolado em espiral no varão de aço da preagagem .................... 12
Figura 6 – Selagem dos varões .................................................................................................. 13
Figura 7 – Pormenor da cabeça da pregagem ........................................................................... 14
Figura 8 – Macaco hidráulico instalado em pregagem ............................................................... 19
Figura 9 – Instalação dos deflectómetros de medida das extensões ......................................... 20
Figura 10 – Macaco hidráulico utilizado no ensaio de tracção ................................................... 20
Figura 11 – Barragem do Cheufras, na Argélia: a) Planta; b) secção transversal tipo (Pinelo,
1980). .......................................................................................................................................... 22
Figura 12 – Encosta das portas do sol, em Santarém: a) perfil transversal; b) evolução da
tracção em 4 ancoragens instrumentadas. ................................................................................. 23
Figura 13 – Desenho esquemático, em corte, de uma ancoragem (Carvalho, 2004). ............... 24
Figura 14 – Cabeça de ancoragem Definitiva (de classe II) www.tensacciai.it ......................... 26
Figura 15 – Cabeça de ancoragem Provisória (classe I) www. Tensacciai.it ............................. 27
Figura 16 – Detalhe de cabeça de ancoragens para armadura constituída por cordões
(www.tensacciai.it) ...................................................................................................................... 28
Figura 17 – Corte transversal da armadura de ancoragem (FHWA-IF-99-015, 1999) ............... 28
Figura 18 – (a) e (b) - Exemplos de protecção contra a corrosão em cabeças de ancoragens e
zona de transição da cabeça-comprimento livre (FHWA-IF-99-015, 1999)................................ 36
Figura 19 – Exemplo de protecção contra a corrosão em ancoragens de cordões ................... 37
Figura 20 – Equipamento de furação à rotopercussão destrutiva – Klemm ............................... 43
Figura 21 – Furação com Klemm em zona de plataforma reduzida (banqueta) ........................ 44
Figura 22 – Foto de corte transversal da ancoragem com centralizadores e todos os
constituintes (www.tensacciai.it). ................................................................................................ 46
Figura 23 – Equipamento de injecção (www.heany.com) ........................................................... 47
Figura 24 – Sistema de ensaio de pré-esforço ........................................................................... 49
Figura 25 – Pormenor de cabeça de ancoragem protegida com betão...................................... 50
Figura 26 – Ensaio de sistema de uma ancoragem: a) ensaio de carga; b) desenterramento; c)
pormenor do bolbo de selagem; d) corte de provetes; e) secção transversal da selagem; f)
seccionamento com jacto de água em laboratório (ISQ) (Carvalho, 2009). ............................... 56
Figura 27 – Ensaios de sistema, exemplos de resultados inaceitáveis: a) secções transversais;
b) secções longitudinais (Carvalho, 2009). ................................................................................. 57
Figura 28 – Estrutura de metal de acondicionamento das ancoragens...................................... 59
Figura 29 – Etiqueta de identificação de uma ancoragem .......................................................... 60
Figura 30 – Viga de betão armado com os furos para as ancoragens já executados ................ 60
Figura 31 – Ensaio de carga de uma ancoragem ....................................................................... 65
Figura 32 – Aplicação de carga com o método 3 (EN1537): a) EP; b) EA; c) ERS ................... 70
Figura 33 – Medição da resistência electrica (Carvalho, 2009). ................................................. 73
Figura 34 – ERM I antes da blocagem da ancoragem (EN1537,1999) ...................................... 74
Figura 35 – ERM I depois da blocagem da ancoragem (EN1537,1999) .................................... 74
Figura 36 – ERM II depois da blocagem da ancoragem (EN1537,1999) ................................... 75
Figura 37 – Ensaio de carga de uma ancoragem ....................................................................... 77


                                                                                                                                                vii
Índice de Tabelas


Tabela 1 – Patamares de carga para ensaio de tracção em pregagens .................................... 18
Tabela 2 – Normas europeias de aço para armaduras (EN1537,1999) ..................................... 26
Tabela 3 – Sistemas de protecção contra a corrosão para ancoragens provisórias .................. 33
Tabela 4 – Sistemas de protecção contra a corrosão para ancoragens definitivas ................... 35
Tabela 5 – Critérios de aceitação de produtos anticorrosivos (EN 1537,1999) ......................... 38
Tabela 6 – Divisão das actividades da responsabilidade do projecto geral e do construtor das
ancoragens. ................................................................................................................................. 58
Tabela 7 – Elementos mínimos presentes no relatório de trabalhos de ancoragens. ................ 61
Tabela 8 – Carga a aplicar nos ensaios de ancoragem e carga de blocagem (EN1537, 1999) 67
Tabela 9 – Ciclos de carga e tempo mínimo de observação para EP e EA: Métodos 1 e 2
(EN1537,1999) ............................................................................................................................ 68
Tabela 10 – Tempo, períodos e critérios de aceitação de perdas de carga: Método 2 (EN1537,
1999) ........................................................................................................................................... 69
Tabela 11 – Incrementos de carga e tempo mínimo de monitorização dos EP: Metodo 3
(EN1537,1999) ............................................................................................................................ 71
Tabela 12 – Incrementos de carga e tempo mínimo de monitorização dos EA: Metodo 3
(EN1537,1999) ............................................................................................................................ 71
Tabela 13 – Deslocamento de fluência e perda de carga acumulada: Critérios de aceitação de
ancoragens definitivas sujeitas a ensaios de carga (EN1537, 1999) ......................................... 72




                                                                                                                                                viii
Capítulo 1 – Introdução

1.1 – Enquadramento

A construção de ancoragens em obras geotécnicas tem presenciado um crescimento notável
face ao desenvolvimento dos centros urbanos e das redes ferroviárias e rodoviárias.

A construção de uma obra com este grau de complexidade requer um controlo de qualidade
objectivo e rigoroso, de modo a garantir o desempenho e a durabilidade esperada.

Nos últimos anos tem-se assistido a uma evolução que confere à qualidade um papel de cada
vez maior relevo.

A tecnologia das ancoragens passivas e activas foi desenvolvida maioritariamente por
empresas de construção da especialidade, que projectavam e construíram sistemas de suporte
provisórios.

A optimização das técnicas de injecção e furação aliado a uma inovação no fabrico do aço (aço
de alta resistência para os cordões ou barras) serviram como base para o desenvolvimento
posterior das ancoragens, sobretudo na França, Alemanha, Suíça e Suécia.

O trabalho teve como suporte, para além da bibliografia existente nesta matéria, todo o
acompanhamento de campo, registos de actividade e respectivos documentos de controlo de
qualidade da obra do Aproveitamento Hidroeléctrico do Baixo Sabor a cargo do consórcio
“Bento Pedroso Construções e Lena, ACE”.



1.2 – Objectivos

Esta dissertação pretende aprofundar o conhecimento da actual situação portuguesa no
controlo de qualidade na fase de projecto, construção e ensaios de ancoragens activas e
passivas (pregagens).

Sendo a integridade física das ancoragens uma preocupação na garantia da vida útil, o
presente trabalho tem como principal objectivo desenvolver uma metodologia de controlo de
qualidade na execução das mesmas.

Para concretizar este objectivo, o controlo da qualidade terá de abranger todos os passos de
execução das mesmas:

      Reconhecimento geológico e geotécnico;
      Fase de projecto;
      Recepção em obra;
      Fase de execução;
      Verificações finais (pré-esforço);
      Monitorização e manutenção.




                                                                                           1
1.3 – Organização

Este trabalho é constituído por 10 capítulos, o primeiro e o ultimo correspondentes à introdução
e conclusão, respectivamente. Adicionalmente, a dissertação encontra-se subdividida em duas
partes, em que na primeira abordam-se as ancoragens passivas (capítulos 2 a 4) e na segunda
as ancoragens activas (capítulos 5 a 9).

O presente capítulo inclui um breve enquadramento geral do assunto, o objectivo e a
organização estrutural do trabalho.



PARTE 1

No capítulo 2 descreve-se o enquadramento histórico, no que diz respeito às origens e à sua
evolução. Aborda-se as propriedades das pregagens, bem como uma breve análise de
estabilidade e características.

No capítulo 3 descreve-se os aspectos construtivos das pregagens.

No capítulo 4 aborda-se o controlo de qualidade e a monitorização nas pregagens. São
apresentados os objectivos do controlo de qualidade e descritos os métodos de controlo de
qualidade a efectuar nos materiais, nas actividades e nos ensaios de tracção.



PARTE 2

No capítulo 5 apresenta-se um enquadramento histórico, relativamente às origens, evolução,
constituição, classificação e os vários componentes de ancoragens activas.

No capítulo 6 aborda-se a problemática da corrosão, dos diversos tipos de corrosão e das
classes de protecção das ancoragens contra a corrosão. Indica-se ainda os sistemas de
protecção contra a corrosão e a protecção dos componentes das ancoragens.

No capítulo 7 abordam-se diversos aspectos tecnológicos, construtivos e de controlo de
sistemas de ancoragens.

No capítulo 8 aborda-se o controlo de qualidade das ancoragens activas nas diversas fases
envolvidas pela especialidade, como é o caso do reconhecimento, caracterização, projecto de
viabilidade, fiscalização, ensaios e registos de obra.

No capítulo 9 descreve-se o programa de monitorização e manutenção.

Finalmente, no capítulo 10 apresenta-se as considerações finais da presente dissertação.




                                                                                              2
PARTE I



          3
Capítulo 2 – Caracterização das ancoragens passivas

2.1 – Introdução

A contenção com recurso a pregagens consiste no reforço passivo (sem tensionamento) de
taludes de terreno natural aplicando varões de aço nervurado com as características
específicas, cortadas em bico num dos extremos, tendo no outro uma rosca adequada para
receber uma placa de ancoragem e uma porca de fixação. Serão totalmente ligadas à rocha
envolvente com calda de cimento ou com argamassa de cimento e areia quando se verificarem
dificuldades na selagem. As placas e as porcas terão um assento hemisférico de forma a
permitir a sua instalação satisfatória e a transferência de carga, mesmo em betão projectado ou
superfícies rochosas irregulares, sem criar tensões secundárias no varão da ancoragem.

 Com o decorrer da escavação (de cima para baixo) pode ser aplicado betão projectado na
face do talude para conferir continuidade.



2.2 – Origens e evolução das ancoragens passivas

As origens das ancoragens passivas (pregagens) remetem-nos para um sistema de contenção
utilizado nas escavações subterrâneas em rocha, denominado como New Austrian Tunneling
Method (Rabcewicz, 1964, 1965). Este sistema baseia-se na aplicação de ancoragens
passivas seguido de uma camada de betão projectado. Esta combinação é utilizada na
estabilização de taludes deste o inicio dos anos 60 (Lang 1961).



Uma das primeiras aplicações de pregagens foi em 1972 num projecto ferroviário em
Versailles, França, onde um talude de 18 metros de material arenoso foi estabilizado (Rabejac
e Toudic, 1974). Alem de ser economicamente vantajoso, com a aplicação de pregagens a
construção era mais célere de que com outros métodos de contenção. Deste modo houve um
grande aumento do uso de pregagens em França e consequentemente em toda a Europa.

A primeira grande investigação deste método de contenção teve lugar na Alemanha em 1975
pela Universidade de Karlsruhe e a empresa de construção Bauer. Esta investigação envolveu
varias de paredes/taludes experimentais de diversas configurações e o seu comportamento
aos diversos procedimentos utilizados. (Gassler e Gudehus, 1981; Schlosser e Unterreiner,
1991). Em França, o “Clouterre research program”, envolvendo uma participação pública e
privada, foi iniciado em 1986 e abrangeu uma grande gama de ensaios, monitorização das
estruturas e simulações numéricas (Clouterre, 1991).

Nos Estados Unidos da América, a utilização de pregagens aumentou substancialmente ao
longo da última década não só devido à sua fiabilidade técnica e economia, mas
maioritariamente devido á celeridade na contenção de taludes (provisórios e permanentes) em
escavações (de cima para baixo).




                                                                                             4
2.3 – Propriedades das Pregagens

A adopção de pregagens como sistema de contenção deve ter como principal consideração os
seguintes factores:

   I.    Avaliação das condições geológicas/geotécnicas do terreno;
  II.    Vantagens e desvantagens da sua aplicação;
 III.    Comparação com sistemas alternativos de contenção (ex. Vigas ancoradas);
 IV.     Análise de custos.



I- Avaliação das condições geológicas/geotécnicas do terreno

As pregagens podem ser utilizadas em diversas condições e tipos de solo. Consoante a
avaliação das características do solo determina-se a sua viabilidade económica e funcional.

Solos favoráveis à aplicação de pregagens

        Solos onde o talude mantém a geometria desejada após escavação de dois metros de
         altura e mantém-na durante um dia ou dois sem suporte ou contenção;
        Solos que após a furação para pregagem no talude, mantenham o furo aberto algumas
         horas para a instalação do varão de aço.



II – Vantagens e desvantagens da sua aplicação

II.1 Vantagens

Aplicação:

        Requer uma plataforma de trabalho menor que as ancoragens activas;
        Menor impacto ambiental em comparação com outras técnicas de contenção;
        Não necessita de nenhuma base estrutural;
        A sua aplicação é relativamente rápida e requer menos meios e materiais que nas
         ancoragens activas;
        Malha de pregagens facilmente ajustável in situ de modo a contornar qualquer
         obstáculo imprevisto;

Custo:

        A utilização de pregagens é uma opção mais económica que a maioria dos restantes
         métodos de contenção;
        A aplicação de betão projectado na face do talude é mais económico que um muro de
         betão armado necessário para as ancoragens activas.

II.2 Desvantagens

        A utilização de pregagens não é apropriada para as estruturas que apresentem um
         controlo rígido de deformação, uma vez que a sua aplicação necessita de alguma
         deformação dos solos para garantir maior resistência;
        Não convém utilizar pregagens quando temos um nível freático elevado, e as aguas
         escoem para a plataforma de trabalho deixando-a sem condições para trabalhar;
        Execução de pregagens requer pessoal e equipamento especializado.

                                                                                         5
III - Comparação com ancoragens activas

       Equipamento de aplicação

Nas ancoragens activas, alem da furação para posterior inserção da ancoragem, temos o pré-
esforço aplicado na cabeça da ancoragem que necessita de um equipamento adicional
(macaco de tensionamento).

       Densidade da pregagem/ancoragem

Em projectos similares, o número necessário de pregagens por unidade de área teria de ser
significativamente superior ao número de ancoragens activas por unidade de área. A aplicação
de um número superior de elementos individuais (pregagem ou ancoragem activa) de
contenção adiciona um grau de redundância que pode contribuir para a estabilização de um
talude. Consequentemente, a falha de elemento individual de contenção de um talude com
pregagens apresenta um risco muito menor que a falha de um elemento numa parede
ancorada. Por norma, apenas 5% das pregagens são sujeitas ao ensaio de tensão, enquanto
nas ancoragens activas, todo são sugeitas aos ensaios de recepção/aferição.

       Distribuição da capacidade de carga

Nas pregagens a carga é distribuída ao longo de todo o comprimento do prego, por sua vez, as
ancoragens activas são projectadas para transferir a carga apenas na secção posterior da
potencial superfície de falha.

       Mobilização

As ancoragens activas adquirem capacidade de carga depois de pré-esforçada, as pregagens
são passivas e só entram em tensionamento com a deformação do solo circundante.

       Deformações do talude

Medições de campo em ancoragens activas indicam que o desvio máximo da parede/talude
acontecem geralmente a meio vão do mesmo. Nas pregagens, a máxima deformação tem
lugar no topo do talude. De realçar que as maiores deformações acontecem nos taludes com
ancoragens passivas.



IV – Análise de custos

O custo da aplicação de pregagens depende de vários factores, condições do solo,
acessibilidades, altura do talude, sistemas de protecção à corrosão, aplicação temporária ou
permanente, mão-de-obra especializada em pregagens e betão projectado e condições
atmosféricas (ex. Sismos, gelo).

O custo de aplicação está directamente relacionado com a altura dos taludes, tendo como
altura ideal para rentabilizar os meios (maquina de perfuração e robot de projecção) entre 5 e 7
metros.




                                                                                              6
2.4 – Investigação in situ e ensaio laboratoriais

Investigação in situ e ensaios laboratoriais são essenciais num projecto de engenharia
geotécnica para garantir que o tipo de pregagens a adoptar é o mais apropriado ás condições
que o terreno apresenta. As principais propriedades do solo necessárias para o
dimensionamento das pregagens são a classificação, peso específico, resistência ao corte e
compressibilidade. Os ensaios laboratoriais também nos fornecem informação do carácter
corrosivo do solo, característica relacionada com o tempo de vida útil da pregagem.



2.5 – Análise das Pregagens

2.5.1 – Forças de Tracção nas Pregagens


Para garantir a estabilidade do talude, as pregagens devem estender-se para além da
superfície potencial de deslizamento. Á medida que a deformação lateral aumenta devido á
consequente escavação, aumenta a força axial das pregagens instaladas previamente. Logo,
com o aumento da escavação aumenta também a quantidade de massa retida (a suportar)
(Figura 2.1).




      Deflecção padrão no
      final de cada fase




                 Fase de Escavação 1



                                                                                   Pregagem 1


                 Fase de Escavação 2                                                Superficie Crítica
                                                                                    de Escavação das
                                                                                    Fases de
                                                                                    Escavação 1,2,...,N




                  Fase de Escavação N


                                                                                  Pregagem N



                     Figura 1 – Força axial das ancoragens (FHWA A0-IF-03-017).




                                                                                                    7
Enquanto as forças de tensão nos níveis intermédios e inferiores crescem com o aumento da
profundidade de escavação, a força de tensão nos níveis superiores diminui devido a uma
redistribuição da carga.

Com o aumento da largura e profundidade da superfície crítica, a contribuição das pregagens
superiores para a estabilização do talude diminui. Contudo, a sua utilidade não pode ser
considerada supérflua devido à sua importância na fase inicial da escavação e na redução de
deslocamentos laterais do talude.

Outra situação de especial importância acontece durante a escavação da última secção,
quando aquela faixa encontra-se temporariamente sem contenção e as pregagens e o betão
projectado ainda não foram aplicados Figura 2).




                                                                Superficie Crítica
                                            Faixa               de Escavação
                                            potêncialmente
                                            instável




        Figura 2 – Superfície sem contenção, potenciamente instável (FHWA A0-IF-03-017)




2.5.2 – Análise de Estabilidade


2.5.2.1 – Análise de Estabilidade Externa


A análise de estabilidade externa estuda o desenvolvimento/plano da potencial falha e calcula
o tipo e a malha de pregagens a adoptar de modo a garantir a estabilidade do talude. A altura
do talude, a estratosgrafia do talude e da base e o tipo de pregagem (comprimento, diâmetro,
malha) são os principais factores.


                                                                                           8
2.5.2.2 – Análise de Estabilidade Interna


Na análise de estabilidade interna, a rotura pode dar-se entre os três intervenientes das
pregagens, o solo, o varão de aço e/ou pela calda de cimento da injecção. Nas pregagens é
criado um elo de ligação entre a calda de cimento e o solo circundante à medida que este
último se deforma durante a fase de escavação, o que origina um aumento das forças de
tensão no varão de aço.



       Rotura na interface entre o solo e a calda de cimento da injecção devido a uma
        insuficiente resistência na união e/ou comprimento da pregagem insuficiente;
       Deslizamento na interface do varão de aço com a calda de injecção, acontece
        principalmente quando são utilizados varões lisos em detrimento de varões nervurados;
       Rotura do varão dá-se quando são aplicados esforços para os quais a pregagem não
        estava dimensionada;
       As pregagens trabalham predominantemente á tracção, mas, também apresentam
        esforços transversais e momentos (curvatura) na intersecção do plano de falha com a
        pregagem.




2.6 – Características das Pregagens

A. Layout do Talude

A estabelecer o layout do talude temos de ter um consideração três factores, a altura do talude,
o comprimento do talude e a sua inclinação (geralmente entre os 0º e os 10º para o caso de
vias de comunicação). Adicionalmente temos de ter em consideração as condições da
plataforma de trabalho, nivelada e drenada, sem obstáculos e com as dimensões e
características tais que permita a circulação dos equipamentos e pessoal na frente de trabalho
em condições de segurança.

O aumento da inclinação do talude acresce estabilidade, uma vez que num talude mais
“deitado” são exercidas menores forças, logo requer pregagens mais curtas.



B. Espaçamento entre pregagens

O espaçamento horizontal (Sh) é em geral igual ao vertical (Sv). Este espaçamento é situa-se
geralmente entre 1.25 a 3 metros.



C. Disposição das pregagens

A malha das pregagens segue geralmente um dos seguintes padrões, malha rectangular,
malha quincôncio, pregagens isoladas (Figura 3).




                                                                                              9
Drenagem




                                        Pregagem P1




                                                                               Fundo dos
                                                                               Níveis de
                                                                               Escavação




                                                                               Fundo da
                                                                               Escavação




                                 Pregagens dispostas em Malha Rectangular
                      Drenagem




                                 Pregagens dispostas em Malha Quincôncio




               Figura 3 – Exemplos de malhas de pregagens (FHWA A0-IF-03-017)



A malha rectangular resulta numa coluna alinhada de pregagens, o que facilita a construção de
juntas verticais num eventual muro de betão à face do talude e a aplicação de drenos
horizontais.

Na disposição em quincôncio, temos uma melhor distribuição de pressões. No caso da
drenagem, utilizam-se drenos na mesma malha aplicada no intervalo das pregagens.



D. Inclinação da pregagem

As pregagens apresentam usualmente uma inclinação entre 10 a 20 graus com a horizontal.
Recomenda-se este intervalo de modo a assegurar que a calda de cimento injectada no fundo
do furo, flua até ao final do mesmo preenchendo todos os vazios. Uma inclinação inferior a 10
graus não deve ser utilizada uma vez que os vazios afectam a capacidade de carga da
pregagem e reduzem a protecção á corrosão fornecida pela calda de cimento.



                                                                                           10
Capítulo 3 – Execução de Pregagens

Antes de se iniciar a furação deverá tomar-se em consideração os seguintes aspectos:

      Verificar se os comprimentos e diâmetros de furação utilizados são os correctos;
      Garantir que o material de furação não está dilatado, torcido, amolgado ou fissurado;
      Criar condições para livre circulação de água e do ar no interior da coluna de furação;
      Desobstruir todos os orifícios e cortes do material de furação;
      Limpar e lubrificar todas as roscas de modo a facilitar o seu enroscar e desenroscar;
      Arrumar devidamente todo o material de furação que não esteja a ser utilizado;
      Construção prévia da plataforma de trabalho adequada ao tipo de tarefa a realizar.


Os comprimentos reais de furação poderão, caso se considere necessário, exceder em 20 cm
aqueles que estão previstos ao nível do projecto, de modo a possibilitar a recolha de detritos
que eventualmente possam surgir durante as operações de colocação da armadura de
pregagem e que se acumulam no fundo do furo.

O processo de furação previsto, face ao tipo de rocha existente em obra é a furação à
rotopercussão destrutiva, devendo dedicar-se especial atenção ao registo nas respectivas
“Partes Diárias” de qualquer anomalia que possa surgir durante a furação (Anexo 1 – Ficha de
controlo de partes diárias de pregagens).

Sempre que se registar a presença de água ou a intercepção do nível freático, deverão
adoptar-se medidas mitigadoras adequadas, de forma a evitar a ocorrência de eventuais
fenómenos de erosão interna.

Tendo em conta o diâmetro de varão que constitui a armadura (Ø25 mm a Ø32 mm), o
diâmetro de furação variará entre 76 mm e 89 mm, conforme o diâmetro, tipo de pregagens e
respectivos acessórios, cumprindo os requisitos do CE quanto ao recobrimento.




                 Figura 4 – Equipamento de rotopercussão destrutiva (ROC D7)



                                                                                             11
Após a conclusão da furação os furos deverão ser devidamente limpos de detritos de furação,
lamas e fragmentos.

A colocação das armaduras de pregagem nos furos, deverá processar-se o mais rapidamente
possível e, em qualquer circunstância, ser precedida de uma cuidadosa inspecção visual, com
o objectivo de se poderem detectar e, se for caso disso, reparar quaisquer danos ou defeitos
que as mesmas possam apresentar.

A centralização da armadura é garantida pelo tubo de injecção enrolado em espiral no varão da
pregagem (fixado com arame recozido) conferindo um recobrimento mínimo de calda, em cada
selagem, entre armadura e as paredes do furo.




         Figura 5 – Tubo de injecção enrolado em espiral no varão de aço da preagagem



Durante o processo de introdução da armadura deverão evitar-se retorcimentos ou curvaturas
excessivas que possam danificar alguns dos componentes da pregagem.

Uma vez introduzida a armadura no furo de pregagem, esta não deverá ser deslocada de
forma a possibilitar o endurecimento da calda de injecção sem quaisquer perturbações, até
esta obter a resistência pretendida e exigível em projecto.

Dado que a extremidade superior do varão se apresenta roscada, esta deverá ficar saliente da
superfície da estrutura de suporte em cerca de 10 cm, onde será posteriormente apertada a
placa de distribuição, que quando aplicável será protegida com recobrimento de betão
projectado.


                                                                                          12
Após a colocação da armadura é efectuada a selagem da boca da pregagem com material
adequado, o qual é submetido previamente a aprovação.




                                Figura 6 – Selagem dos varões



A operação de injecção realiza-se preferencialmente de baixo para cima, por intermédio da
introdução de um tubo semi-rígido com cerca de 16mm de diâmetro (ou outro desde que
adequado à função), não podendo ser interrompida depois de ter sido iniciada. Caso se
verifique alguma situação inesperada que obrigue a uma interrupção de emergência deverá
efectuar-se, de imediato, a limpeza do furo de pregagem. O objectivo principal da operação de
selagem ou de injecção será, então, assegurar a livre saída da água e do ar, através do tubo
de respiro (tubo curto instalado junto à selagem), de modo a garantir o perfeito enchimento do
furo de pregagem. As manobras de injecção deverão processar-se de forma lenta, mas
contínua, até que a calda de cimento que saia pelo próprio furo de pregagem tenha a mesma
consistência que a calda de cimento produzida na central de injecção, após esta fase, o tubo
de respiro é bloqueado (dobrado), procedendo-se então à injecção final com pressão efectiva
de 2 bar. A relação água/cimento das caldas de injecção deverá ser de 0,50 para as caldas
com areia e 0,30 para caldas puras.



Nas situações em que as pregagens serão executadas com a cota de fundo superior à cota da
boca, além dos procedimentos já descritos as pregagens devem ser fixas, por exemplo, com
taco de madeira, e o tubo de respiro deve ser o tubo longo (instalado junto à extremidade do
furo) enquanto o tubo de injecção o tubo curto. Em casos onde exista circulação abundante de
água poderá ser necessário recorrer a materiais como o poliuretano para garantir a selagem da
boca do furo.



                                                                                           13
Na montagem da cabeça da pregagem (conjunto formado por placa de distribuição e porca de
aperto), é necessário regularizar a superfície de assento da placa de distribuição antes da
colocação da placa de distribuição, seguido da instalação da porca ate ao encosto e o aperto
com recurso de uma chave dinamométrica até se obter o esforço requerido.




                         Figura 7 – Pormenor da cabeça da pregagem



As operações de corte das pontas de varões que fiquem em excedente (caso se verifique
necessário, por exemplo quando a superfície da parede não for regular exigir um ajuste no
comprimento do varão para garantir o apoio da placa de distribuição) deverão efectuar-se com
recurso à utilização de rebarbadoras devidamente equipadas com discos de corte, estando
proibido o uso de maçarico.



Após o corte de pontas de pregagem (se necessário), deverá proceder-se ao recobrimento da
cabeça da pregagem com betão projectado, se definido no projecto.




                                                                                         14
3.1 – Fluxograma do processo de execução de pregagens




       Projecto de
                                        Programação e
        Execução
                                       Aprovisionamento
        Aprovado




                                         Preparação da
                                           Plataforma




                                           Marcações




                                         Furação no
                                PIE
                                       comprimento total




                                         Colocação de
                                          Armadura




                                       Selagem da “Boca
                                        da Pregagem”




                                          Injecção Sob
                                PIE          Pressão
                                            (0,2 MPa)




                                           Montagem
                                           Cabeças




         PIE     Inspecção das actividades de acordo com o estabelecido no AHBS/PIE.003




                                                                                          15
Capítulo 4 – Controlo de Qualidade e Monitorização

4.1 – Introdução

O controlo de qualidade tem um papel vital em taludes com pregagens porque a sua correcta
utilização e consonância com o projecto de execução resulta numa solução válida para o
tempo de vida útil esperado. O Controlo de qualidade envolve a conformidade dos
equipamentos e materiais; conformidade na execução dos procedimentos de construção;
controlo da monitorização.



4.2 – Objectivo do controlo de qualidade

Antes de iniciar a aplicação de pregagens num talude, as várias partes envolvidas têm de ter
sempre presente os seguintes itens:

      Planeamentos, especificações e ensaios necessários;
      Condições em obra para a correcta aplicação de pregagens (ex. Plataforma de
       trabalho);
      Requisitos dos materiais e as suas tolerâncias;
      Sequência de execução;
      Qualificações dos executantes.



As seguintes medidas de controlo de qualidade devem ser implementadas durante a aplicação
para garantir que:

      A aplicação está a ser executada de acordo com o CE;
      Alturas de escavação não são excedidas;
      Furação dos drenos é correctamente executada, sem haver desmoronamento do furo;
      Varões de aço de correcto tamanho e tipo (ex. comprimento, diâmetro, resistência);
      Sistemas de protecção á corrosão;
      Selagem, injecção, malha sol e betão projectado são aplicados de acordo com os
       materiais e métodos previamente especificados;
      Resultados dos ensaios de tensionamento dentro dos parâmetros definidos.



4.3 – Controlo de qualidade nos materiais

O controlo de todo o material utilizado é executado em campo pelos seguintes procedimentos:

      Examinação visual de defeitos devido a mau fabrico, contaminação ou provenientes do
       transporte;
      Certificação do fabricante ou fornecedor que os materiais cumprem todos os requisitos;
      Amostras de ensaios laboratoriais dos materiais entregues no campo.




                                                                                          16
Componentes metálicos (ex. varões, chapas, porcas, anilha), centralizadores, componentes da
calda de cimento, tubo PVC dos drenos, tubo de injecção, malha sol e aditivos são
recepcionados com base nos certificados de fabrico.

A mistura da calda de cimentos e do betão projectado são aprovados com base nos ensaios
laboratoriais e in situ realizados (Anexo 2 – Estudo de composição de caldas de injecção).

No final do mês, é necessário executar um relatório com os resultados dos ensaios obtidos até
ao final do mês anterior, de acordo com a amostragem definida (Anexo 3 – Ficha de controlo
de caldas de injecção).

No que diz respeito a armazenamento, os varões, chapas, porcas, cimento, e o material de
drenagem devem ser armazenados em local seco e seguro.



4.4 – Controlo de qualidade nas actividades

Os seguintes pontos asseguram que todas as actividades e respectivos ensaios são
executados de acordo com o caderno de encargos:

      Verificar que os varões não estão danificados, têm o comprimento exacto e que o
       certificado de fabrico comprova a classe de protecção á corrosão pretendida;
      Verificar que a estabilidade do talude escavado é mantida em todas as fases da
       contenção. Se a estabilidade do talude estiver em risco na escavação da primeira faixa,
       deve reduzir-se a altura de escavação nas faixas seguintes e se necessário aplicar
       betão projectado antes das pregagens;
      Verificar que as pregagens são aplicadas com a correcta orientação, espaçamento e
       comprimento;
      Verificar que os centralizadores estão correctamente aplicados ao longo do varão de
       modo a que este esteja na localização correcta;
      No caso de não se conseguir inserir a totalidade do comprimento do varão no furo,
       significa que o furo desabou e é necessário um novo furo;
      Verificar que a injecção é realizada correctamente, a calda de cimento é injectada do
       fundo para a boca do furo de modo a preencher a totalidade do mesmo, sem deixar
       vazios;
      Verificar que o betão projectado ficou com a espessura pretendida e foi aplicado
       correctamente;
      Verificar a correcta aplicação da chapa, desvios na perpendicularidade entre o varão e
       a chapa devem ser colmatados com a anilha côncava anterior á porca;
      Verificar a correcta instalação dos drenos, é essencial que o escoamento não seja
       impedido;
      Garantir que os cubos de calda de injecção e as caixas de betão projectado sejam
       ensaiados em laboratório á compressão e resistência.




4.5 – Ensaio de Aferição

São efectuados ensaios de tracção a uma percentagem específica (geralmente um ensaio por
100 pregagens, do mesmo tipo) para averiguar adequação da metodologia e a capacidade de


                                                                                           17
carga das pregagens. As pregagens que falhem nos ensaios de arranque serão substituídas e
testadas novamente.



4.5.1 – Metodologia do ensaio


Os ensaios de aferição em pregagens pretendem atingir a carga de rotura, no presente caso a
carga de rotura definida no caderno de encargos é de 220 kN.

O ensaio consiste na aplicação no coroamento do varão de uma carga axial de tracção por
patamares até um valor máximo de 220 kN, conforme descrito abaixo.

Os ensaios foram realizados com um ciclo de carga e descarga, com patamares de carga de
25 kN e com estabilização da carga durante cinco minutos em cada patamar. Na tabela 1,
apresentam-se os patamares de carga de tracção previstos para a execução do ensaio.

                                                          Manutenção da
                 Patamares de           Tensões de
                                                          Carga em cada
                     carga              Tracção (kN)
                                                         Patamar (minutos)

                       P0                   37                    5

                       P1                   45                    5

                       P2                   70                    5

                       P3                   95                    5

                       P4                   120                   5

                       P5                   145                   5

                       P6                   170                   5

                       P7                   195                   5

                       P8                   220                   5

                       P9                   37                    -



              Tabela 1 – Patamares de carga para ensaio de tracção em pregagens



O patamar P0 corresponde à carga inicial do ensaio, necessária para retirar as folgas do
sistema de tracção.



4.5.2 – Sistema de aplicação de carga


A superfície da rocha em volta da pregagem a testar foi preparada de forma a permitir a
instalação das chapas de aço onde apoia o macaco de tracção, minimizando assim eventuais
deformações relativas da base de apoio do macaco.
                                                                                        18
Na rosca do varão é copulado uma extensão de varão para permitir a instalação do macaco.

O macaco hidráulico utilizado no caso em estudo dispunha de êmbolo oco, permitindo o seu
atravessamento pelo varão, acoplador, extensão do varão e colocação de chapa e porca na
extremidade superior, garantindo assim a transmissão da carga mobilizada no macaco para o
varão de 25 mm testado.




                      Figura 8 – Macaco hidráulico instalado em pregagem




O macaco hidráulico utilizado deve estar sempre acompanhado do respectivo certificado de
calibração disponível para consulta.



4.5.3 – Leitura de deformações e cargas de tracção


As leituras das deformações axiais da pregagem e das cargas de tracção aplicadas durante os
ensaios, foram utilizados os seguintes instrumentos:

- Um deflectómetro analógico com haste colocada directamente sobre a placa de ancoragem
do varão  25mm, apoiado em tripé posicionado sobre a plataforma de trabalho existente, a
qual se deve admitir não ser influenciada pelos ciclos de carga do ensaio;

- Um deflectómetro analógico com haste colocada directamente sobre a chapa de aço onde o
macaco apoia na parede de rocha, suportado por tripé posicionado sobre a plataforma de
trabalho existente, a qual se deve admitir não ser influenciada pelos ciclos de carga do ensaio:

- Um manómetro hidráulico incorporado no circuito hidráulico de alimentação do macaco.




                                                                                              19
Figura 9 – Instalação dos deflectómetros de medida das extensões




Os instrumentos utilizados nas medições durante os ensaios foram calibrados no Instituto de
Soldadura e Qualidade (ISQ).




4.5.4 – Resultados dos ensaios


No final de cada mês, é necessário executar um relatório com os resultados dos ensaios
obtidos até ao final do mês anterior, de acordo com a amostragem definida (Anexo 4 – Fichas
de ensaios de tracção em pregagens).

                         Linha de óleo                       Cabo de Leitura
                         hidráulico
                                                                       Célula de Carga

                                                                        Placa de Referência




                 Varão

                                                                                         Deflectó-
                                                                                         metros de
                                                                                         medida das
                                                                                         extensões



                                                                     Chapa de
                                                                     Distribuição
                                                            Aríete




                                         Betão Projectado




                 Figura 10 – Macaco hidráulico utilizado no ensaio de tracção



                                                                                                      20
PARTE II



           21
Capítulo 5 – Caracterização das ancoragens activas

5.1 – Origens e evolução das ancoragens activas

As primeiras aplicações de ancoragens datam do século XX, mais concretamente em 1934
como solução do reforço da barragem de Cheufras na Argélia desenvolvido por André Coyne
(Xanthakos, 1991).




    Figura 11 – Barragem do Cheufras, na Argélia: a) Planta; b) secção transversal tipo (Pinelo, 1980).

.

Durante a década de 50 as ancoragens eram utilizadas em grande parte como suporte de
escavações profundas e nos maciços rochosos na construção ou recuperação de diversas
barragens. Ainda na década de 50 iniciou-se a construção de ancoragens como solução de
suportes provisórios, com capacidade de carga geralmente na ordem de 200 a 900kN.



As primeiras ancoragens na Europa foram executadas na Alemanha Ocidental em 1958 após a
guerra. O método de construção utilizado foi o sistema Bauer, que consiste na selagem de uma
haste de aço inserida no interior de um furo com 8 cm de diâmetro com uma mistura cimentícia


                                                                                                     22
adequada, injectada no furo. Em 1965, Bauer refere que já tinham sido instaladas cerca de
30000 ancoragens.

Na Suíça, os sistemas de ancoragens VSL favoreceram a redução das diferenças associadas
aos sistemas aplicados às ancoragens para rochas e solos. Dividiu as ancoragens activas em
definitivas e provisórias, e reconheceu as exigências associadas à protecção contra a corrosão.

Na década de 60 Stump Bohr A. G. iniciou a construção de ancoragens activas com tubos de
protecção contra a corrosão de ancoragens de barras e com bolbo de selagem em compressão
(Ivering, 1981).

Em Portugal, as primeiras aplicações de ancoragens datam da década de 50 na escavação
dos aproveitamentos hidroeléctricos de Picote e de Miranda (Oliveira Nunes, 1961). A
construção de ancoragens definitivas em solos teve inicio na década de 60 em Santarém, na
consolidação da encosta das Portas do Sol (Figura 12).




 Figura 12 – Encosta das portas do sol, em Santarém: a) perfil transversal; b) evolução da tracção
                                em 4 ancoragens instrumentadas.



A norma que abrange especificamente as ancoragens em terreno foi introduzida em 1999 na
Europa (EN 1537 – Execution of special geotechnical work – Ground anchors)




                                                                                                23
5.2 – Constituição das ancoragens

A ancoragem é considerada um reforço activo, ou seja, com pós-tensionamento do terreno
através da instalação de um reforço normalmente em cordões em aço ou barras em aço que é
revestido com calda de cimento e posteriormente tensionado.



 Podemos dizer que uma ancoragem é composta essencialmente por três partes: A cabeça da
ancoragem (conjunto formado por placa de distribuição, placa porta-cunhas, cunhas e
dispositivos de protecção definitiva); o comprimento livre (Troço de armadura compreendido
entre a parte superior da ancoragem e o bolbo de selagem, onde não é transmitida tensão ao
terreno); e o comprimento de selagem (Corresponde ao troço da ancoragem que se destina a
transmitir as tensões ao terreno). Sendo a capacidade de carga condicionada pela preservação
da resistência intrínseca de cada uma das suas componentes, pelas reacções mobilizadas no
terreno ao longo do comprimento de selagem e na zona da cabeça ao nível do suporte.




        Figura 13 – Desenho esquemático, em corte, de uma ancoragem (Carvalho, 2004).


A constituição das ancoragens depende de vários factores como, o tempo de vida especificado
no projecto, as características construtivas e o meio envolvente, nomeadamente no que diz
respeito à protecção contra a corrosão e aos possíveis fenómenos de fluência.



5.3 – Classificação das ancoragens

As ancoragens podem agrupar-se em dois grupos distintos (Pinelo, 1980) de acordo com a
natureza do maciço onde a selagem da ancoragem vai ser realizada, ancoragem em solo ou
em rocha.




                                                                                         24
No que diz respeito ao tempo de vida útil, tem-se dois tipos de ancoragens, as ancoragens
provisórias (ou de curta duração) e as ancoragens definitivas (ou de longo prazo).

As ancoragens provisórias são elementos de natureza temporária, face à sua durabilidade
limitada, tornando-se desnecessários e inoperacionais após determinada fase dos trabalhos.

As ancoragens definitivas devem garantir de forma permanente a estabilidade da obra.

As obras que mais recorrem a ancoragens definitivas são as subterrâneas e as de estabilidade
de taludes.

De acordo com a vida útil prevista para a obra (de 50 anos de acordo com o RSA, 1982, art.º 6,
ou de 50 ou 100 anos para estruturas de classe 4 ou 5, respectivamente, de acordo com o
Eurocódigo 7, parte 1 EN1997-1,2004), a integridade e o comportamento das ancoragens com
carácter definitivo possui uma importância vital no comportamento global da obra a longo
prazo.

No que diz respeito a ancoragens provisórias, a vida útil destas é na maior parte dos caso de
dois anos.

Diversas normas europeias (SIA V191/1995, 1996 e BS8081, 1989) apresentam distinções
mais conservativas na distinção da vida útil, face ao respectivo risco de utilização. Dividem-se
nas seguintes subcategorias: Construções temporárias, onde o tempo de vida útil das
ancoragens é inferior a 6 meses, e como tal não é necessário qualquer tipo de protecção
contra a corrosão e/ou monitorização; Suportes semi-permanentes correspondem a uma vida
útil das ancoragens entre os 6 e 24 meses e apesar de não ser obrigatório medidas de
protecção contra a corrosão, é aconselhável uma monitorização do seu comportamento;
Contenções definitivas para sempre que esteja prevista uma vida útil superior a 24 meses,
neste ultimo caso, é exigida protecção contra a corrosão, planos de instrumentação e
monitorização, estabelecidos em função da longevidade, da instrumentação e das
características da obra.

Como factores adicionais condicionantes temos também o meio envolvente onde a ancoragem
está inserida (características e carga corrosiva do terreno envolvente) e as possíveis cargas de
serviço.

De acordo com o Eurocódigo 0 (EN1990, 2002) e o Eurocódigo 7, parte 1 (EN1997-1, 2004), as
condições ambientais e as recomendações relativas à durabilidade indicadas nas normas dos
materiais de construção dos materiais em contacto com o terreno devem ser consideradas no
projecto geotécnico.



5.4 – Componentes das Ancoragens

5.4.1 – Aspectos gerais


Todos os materiais aplicados nas ancoragens devem ser reciprocamente compatíveis,
particularmente no caso dos materiais em contacto directo entre si. As propriedades dos
materiais não devem sofrer alterações durante a vida útil prevista da ancoragem, de modo que
não interfira com o seu comportamento e capacidade (EN1537, 1999).




                                                                                             25
5.4.2 – Armadura de Ancoragem


A armadura de ancoragem pode ser constituída por fios, barras ou cordões que transmitem a
carga de tracção desde a parte superior da ancoragem até à zona do bolbo de selagem.

Segundo a EN1537 (1999), as armaduras têm de respeitar as seguintes normas europeias:

          Aço para construção          ENV 1993-1 : Eurocódigo 3, Parte 1

          Aço de reforço               ENV 1992-1-1 : Eurocódigo 2, Parte 1

                                       prEN 10138
          Aço pré-esforçado
                                       prENV 1992-1-5 : Eurocódigo 2, Parte 1-5

               Tabela 2 – Normas europeias de aço para armaduras (EN1537,1999)

Outro tipo de armaduras só pode ser utilizado se for comprovada a sua adequabilidade como
parte da ancoragem, e se a fiscalização o aprovar.



5.4.3 – Cabeça da Ancoragem


A execução da cabeça da ancoragem inclui a aplicação do pré-esforço e a colocação de
cunhas e da chapa de distribuição, utilizada para transferir a carga para a estrutura de suporte.
Posteriormente deve ser aplicada uma protecção definitiva exterior, que pode ser realizada em
betão ou pela aplicação de uma caixa de protecção devidamente conforme.



                                                Caixa de Protecção



                                                        Chapa de aço

                                                     Chapa de distribuição

                                                                 Selagem




                                                           Tubo individual




                      Cordão de aço revestido




                Figura 14 – Cabeça de ancoragem Provisória (de classe II)
                                   www.tensacciai.it                                          26
Caixa de Protecção

                                                    Chapa de distribuição


                                                            Chapa de aço


                                                                  Selagem




                     Tubo protector de aço




                      Cordão de aço revestido




                            Tubo corrugado




                   Figura 15 – Cabeça de ancoragem Definitiva (classe I)
                                    www. Tensacciai.it


De acordo com a EN1537 (1999) a cabeça da ancoragem deve ser projectada de modo a
suportar desvios angulares relativamente à direcção normal à cabeça, num valor máximo de
3% para 97% da tracção característica da armadura.

Para o sistema ser projectado e detalhado em conformidade com os requisitos estabelecidos,
as exigências da cabeça das ancoragens devem ser previamente estabelecidas. A cabeça da
ancoragem tem de ter capacidade de se ajustar ás deformações previstas para a obra durante
a sua vida útil.

A cabeça da ancoragem deve permitir a aplicação de tracções, como as de ensaio e de
blocagem e, se assim for requerido, que se proceda a desblocagens e reblocagens. Deve
permitir que se atinja a tracção característica da armadura até 100% do seu valor
(EN1537,1999).

A figura abaixo, representa um esquema detalhado de um tipo de cabeça de ancoragem
corrente, destinada a ancoragens de cordões. A cabeça é blocada através de cunhas cónicas,
que fixam os elementos de aço. Os cordões são blocados individualmente depois de aplicado o
pré-esforço.


                                                                                        27
Figura 16 – Detalhe de cabeça de ancoragens para armadura constituída por cordões
                                       (www.tensacciai.it)

As cunhas devem ser projectadas de forma a impossibilitar a rotura prematura do aço de pré-
esforço.



5.4.4 – Centralizadores e espaçadores


De acordo com o EN1537 (1999), todas as armaduras instaladas devem ter garantido um
recobrimento mínimo de 10 mm de calda relativamente às paredes dos furos. Tal é alcançado
com recurso a centralizadores e espaçadores.

A correcta colocação de centralizadores e espaçadores no comprimento de selagem garante:

       Centralizar a ancoragem relativamente ao furo, para que a calda na zona selada tenha
        um a distribuição uniforme que conduz a uma eficiente protecção contra a corrosão;
       Minimização do efeito de encurvadura da armadura entre os apoios;
       Escoamento correcto da calda, permitindo que esta penetre os vazios existentes entre
        a armadura e os diversos elementos;
       Eficiência da transferência de carga do bolbo para o terreno.




                                                        Centralizador

                    Cordão


                                                                    Tubo
                                                                    corregado


                  Tubo de
                  injecção


                                         Espaçador




         Figura 17 – Corte transversal da armadura de ancoragem (FHWA-IF-99-015, 1999)


                                                                                           28
A norma EN1537 (1999) refere que qualquer componente instalado no interior do furo deve
estar devidamente espaçado e localizado de modo a que não reduza a capacidade resistente
da ancoragem.

O projecto dos centralizadores deve ter em consideração a geometria do furo.



A distância dos espaçadores no comprimento de selagem varia geralmente entre 0,5 m e 2,0
m. De acordo com o PTI (1996), o primeiro centralizador a colocar deve localizar-se a menos
de 1,5 m da boca do furo e o seguinte a 3m, ou menos, do centro.



5.4.5 – Composição da calda de injecção


Caldas de cimento são geralmente as mais utilizadas nos trabalhos de injecção de ancoragens,
compostas por cimento Portland, água e adjuvantes, e devem cumprir os requisitos das normas
prEN445, prEN446, prEN447. A totalidade A totalidade dos materiais utilizados deve
apresentar teores de cloretos na calda que não ultrapassem 0,1% da massa de cimento, na
totalidade. (EN1537,1999).

A quantidade de água presente na calda deve ser suficiente para conferir trabalhabilidade e
fluidez na injecção, contudo, não em demasia de modo a evitar a exsudação e retracção. É
fundamental uma relação a/c reduzida para se obter resistência elevada, continuidade
estrutural, características de impermeabilidade da calda e um bom funcionamento como
barreira contra a corrosão.

Na NP EN447 (2000) a precisão do doseamento das quantidades específicas deve ser de ±2%
para o cimento e os adjuvantes e de ±1% para a água.

Em relação aos aditivos, a norma EN1537 (1999) autoriza a aplicação de aditivos para
melhorar a trabalhabilidade e durabilidade, para reduzir a exsudação e a retracção, e para
aumentar a velocidade de presa. Os ligantes a aplicar devem estar previamente aprovados
pela fiscalização e isentos de produtos que possam danificar ou alterar o aço de pré-esforço ou
a calda.



5.4.6 – Resinas


Resinas e argamassas com ligantes resinosos podem ser utilizadas como alternativa à calda
de cimento se as suas características e aplicabilidade forem verificadas em ensaios de campo
e laboratório.




                                                                                            29
Capítulo 6 – Protecção contra a corrosão nas ancoragens

6.1 – Introdução

Nas ancoragens em terrenos (solo ou rocha), a sua capacidade de carga é condicionada pela
integridade da resistência de cada um dos seus componentes e pelas reacções na cabeça da
ancoragem e ao longo da interface do comprimento da mesma com o terreno.

Como tal, e de acordo com a EN1537 (1999) todos os elementos de aço sob tensão devem ser
protegidos contra a corrosão durante a vida útil de projecto. Todas as ancoragens definitivas
devem ser protegidas contra a corrosão e nas ancoragem provisórias de modo a garantir um
período de 2 anos em meios agressivos, é necessário incluir uma protecção adicional.



6.2 – Tipos de corrosão no aço de pré-esforço

A corrosão no aço de pré-esforço pode ser classificada de acordo com seis tipos principais (FIP
1996a):

       Corrosão generalizada;
       Corrosão localizada;
       Corrosão sob tensão / fragilização por hidrogénio;
       Corrosão por fadiga;
       Corrosão por acção de correntes vagabundas;
       Corrosão bacteriana.

Os últimos três tipos de corrosão apenas devem ser considerados sob cargas especiais ou
condições de singularidade do terreno.



A corrosão generalizada do aço de pré-esforço desprotegido, geralmente acontece na fase de
armazenamento. A corrosão generalizada se atempadamente solucionada, envolve perdas
insignificantes de material. Contudo, pode originar corrosão localizada ou corrosão sob
tensão/fragilização por acção do hidrogénio, que têm sido a maior causa de rotura
documentada sobre ancoragens (FIP, 1996a).

A corrosão generalizada ocorre formando-se uma camada fina uniformemente distribuída na
superfície desprotegida do aço de pré-esforço. Na maior parte dos casos, quando temos uma
corrosão generalizada muito ligeira, a camada fina pode actuar como camada protectora e a
armadura inserida no furo sem ser necessário proceder à sua remoção.



A corrosão localizada sob a forma de picadas ou fissuras, em uma ou mais das secções
desprotegidas do aço de pré-esforço, não ser reparada, nem com limpeza nem com aplicação
de revestimento. A armadura deve ser sempre rejeitada.




                                                                                            30
A corrosão sob tensão apresenta-se com aspecto de fissuras na zona das picadas e suscita
particular atenção em aços de alta resistência utilizados no fabrico de elementos pré-
esforçados. Esta concentração de tensões pode desenvolver a fendilhação, e propagar-se para
o aço não corroído ao nível do fundo da picada. Com tempo pode alastrar-se até uma
profundidade que resulte na rotura do elemento de aço pré-esforçado. Armaduras com picadas
ou fissuras na superfície devem ser sempre rejeitadas.



A corrosão por fadiga desenvolve-se sob acção de cargas cíclicas à medida que a corrosão
progride até causar a rotura do elemento de pré-esforço. Este tipo de corrosão é pouco comum
no aço de pré-esforço uma vez que a maior parte das ancoragens não estão sujeitas a cargas
cíclicas severas.



A corrosão por acção de correntes vagabundas desenvolve-se sob a forma de picadas no aço
de pré-esforço quando sujeito a correntes eléctricas vagabundas que podem circular no
terreno, como resultado de fugas de corrente ou roturas no isolamento de cabos eléctricos.
Estas correntes resultam da descarca de corrente eléctrica contínua a partir de fontes de
energia como caminhos-de-ferro, sistemas de transmissão eléctrica e operações de soldadura.
Este tipo de corrosão é particularmente danoso em ambientes marítimos.. Fontes de energia a
uma distância de 30 a 60 m das ancoragens não causam correntes vagabundas
suficientemente intensas para gerar corrosão (FHWA-SA-96-072, 1995). A protecção das
ancoragens contra correntes vagabundas geralmente envolve um isolamento eléctrico total do
aço de pré-esforço relativamente ao terreno envolvente, com uma barreira não condutora,
como o plástico.



Os ataques bacterianos ocorrem como picadas no aço de pré-esforço desprotegido. Nos
terrenos a cotas inferiores ao nível freático deve ser considerado o risco de ataque bacteriano,
nomeadamente em terrenos margosos ou argilosos com sulfatos. Estes terrenos são
considerados agressivos, logo as ancoragens devem ser encapsuladas.



6.3 – Requisitos do sistema de protecção contra a corrosão

Os sistemas de protecção contra a corrosão protegem as ancoragens da corrosão conferindo
uma ou mais barreiras físicas que envolvem a armadura, e devem satisfazer os seguintes
critérios:

       Assegurar que a vida útil efectiva da ancoragem no que diz respeito à corrosão é no
        mínimo igual à requerida para a ancoragem;
       Não deve produzir efeitos adversos no meio envolvente ou reduzir a capacidade da
        ancoragem;
       Permitir os movimentos do comprimento livre para que a carga total seja transferida
        para o comprimento de selagem;
       Compreender materiais quimicamente estáveis e não reactivos com os os materiais
        adjacentes;
       Não necessitar de manutenção ou substituição (salvo raras excepções) durante a vida
        útil da ancoragem;


                                                                                             31
   Ter resistência e flexibilidade suficiente para resistir ás deformações induzidas pelo
       ensaio de carga;
      Resistir ao manuseamento sem se danificar durante a fase de fabrico, transporte
       armazenamento e construtiva.



6.4 – Classes de protecção contra a corrosão

A solução de projecto para o classe de protecção contra a corrosão deve seleccionar-se de
acordo com a agressividade do terreno, a vida útil da ancoragem, as consequências de rotura
do sistema ancorado e os custos.



Em terrenos agressivos ou com agressividade não determinada é aconselhável adoptar-se o
nível mais exigente de protecção contra a corrosão. Ou seja, classe I para ancoragens
definitivas e classe II para ancoragens provisórias.

Existem três níveis de protecção contra a corrosão, protecção de classe I (protecção dupla),
protecção de classe II (protecção simples) e sem qualquer protecção.

Na protecção simples, temos uma barreira física aplicada na armadura antes da aplicação da
ancoragem entre a própria armadura e o terreno.

Na protecção dupla, é aplicada uma segunda barreira exterior com o objectivo de proteger a
interior de possíveis danos durante a aplicação.

A corrosão é na maior parte das vezes realçada pela exposição ou combinações das acções
do oxigénio e de cloretos, condições anaeróbicas na presença de sulfatos, elevadas variações
de carga e por elevados níveis de tensão quando aplicadas em rochas duras ou de baixa
permeabilidade.



De acordo com a EN1537 (1999), o nível mínimo exigido de protecção contra a corrosão da
armadura de pré-esforço em ancoragens definitivas é a aplicação prévia de material
anticorrosivo a envolver cada elemento do aço, em toda a sua extensão.



6.5 – Sistemas de protecção contra a corrosão

6.5.1 – Ancoragens provisórias


Por vezes temos a necessidade de prolongar o tempo de vida útil de uma ancoragem
provisória por mais de dois anos ou se a ancoragem encontra-se em terrenos caracterizados
por ambientes mais agressivos, com graus de humidade elevados, percolação de água,
podendo haver soluções que contenham agentes corrosivos, nomeadamente de cloretos.
Nesse caso, é necessário aplicar medidas de sistemas de protecção contra a corrosão,
aprovadas pela fiscalização.



                                                                                          32
A tabela abaixo (adaptado da EN1537,1999) descreve exemplos de sistemas de protecção
   contra a corrosão para ancoragens provisórias:



1. Comprimento de selagem da armadura

Todos os tirantes da armadura devem conferir um revestimento de calda de cimento de pelo menos
10mm à parede do furo. Quando o terreno apresentar características de natureza agressiva, é
importante, para garantir a protecção adequado a aplicação de um tubo corrogado a envolver a
armadura.

2. Comprimento livre da armadura

O sistema de protecção deve desenvolver pouco atrito e permitir o movimento da armadura dentro do
furo. Esta característica é alcançada por uma das seguintes alternativas:

   a) Uma bainha plástica a envolver individualmente cada tirante, com a extremidade selada
      evitando o ingresso de água;
   b) Uma bainha plástica a envolver individualmente cada tirante, completamente preenchida com
      um produto anticorrosivo;
   c) Uma bainha plástica ou de aço ou um tubo comum a envolver todos os elementos da
      armadura, com a extremidade selada evitando o ingresso de água;
   d) Uma bainha plástica ou de aço ou um tubo comum a envolver todos os elementos da
      armadura, completamente preenchida com um produto anticorrosivo.

A alínea (b) ou (d) é apropriada para ancoragens provisórias com maior tempo de serviço ou a
terrenos de condições de maior agressividade.

3. Transição entre a cabeça da ancoragem e o comprimento livre

A bainha ou tubo de protecção da zona de comprimento livre deve ser selado ou soldado à chapa de
distribuição/cabeça da ancoragem. A bainha ou tubo de protecção da zona de comprimento livre deve
ter sobreposição. Para ancoragens provisórias com maior tempo de serviço, deve preencher-se com
um produto anticorrosivo, cimento ou resina, o que tiver sido aplicado na cabeça da ancoragem.

4. Cabeça da ancoragem

Quando a cabeça da ancoragem está acessível para trabalhos de inspecção e é possível a aplicação
de novo revestimento de protecção, são aceitáveis as protecções seguintes:

   a) Um revestimento de um produto anticorrosivo que não seja fluido; ou
   b) A combinação de um produto anticorrosivo com uma fita adesiva impregnada com um produto
      anticorrosivo.

Quando a cabeça da ancoragem não está acessível, é aplicada uma caixa protectora de metal ou
plástico preenchido com um produto anticorrosivo para garantir maior tempo de serviço à ancoragem.

Em terrenos de condições de maior agressividade, a aplicação de uma caixa de metal ou plástico
preenchida com um produto anticorrosivo é necessária.



   Tabela 3 – Sistemas de protecção contra a corrosão para ancoragens provisórias




                                                                                            33
6.5.2 – Ancoragens definitivas


   Segundo a EN1537 (1999), os requisitos mínimos de protecção contra a corrosão da armadura
   de pré-esforço em ancoragens definitivas é a aplicação prévia de material anticorrosivo a
   envolver cada elemento de aço, em toda a sua extensão. As características desse material não
   se devem degradar durante a vida útil de projecto.



   De acordo com a mesma norma, a armadura das ancoragens definitivas deve estar provida de
   uma das seguintes soluções:



          Protecção dupla contra a corrosão (Classe I) para no caso de uma das protecções seja
           danificada durante a instalação ou no pré-esforço da ancoragem, a segunda barreira
           permaneça intacta;
          Protecção simples contra a corrosão (Classe II), devendo neste caso realizar-se em
           cada ancoragem ensaios de medição de resistência eléctrica (mede a resistência
           eléctrica entre a ancoragem e a estrutura de suporte para determinar a eficácia do
           sistema de protecção contra a corrosão aplicado) que permitam avaliar se a protecção
           permanece intacta;
          Protecção contra a corrosão do sistema conferida por um tubo metálico de manchetes
           ou por um tubo plástico corrugado;
          Protecção contra a corrosão do sistema conferida por um tubo de aço (tubo á
           compressão).




   Exemplos de sistemas de protecção contra a corrosão para ancoragens definitivas estão
   descritos na tabela abaixo:




Verificação do nível de protecção instalada

   a) Todos os sistemas de protecção contra a corrosão devem ser sujeitos a ensaios para verificar
      a sua competência. Os resultados de todos os ensaios devem ser documentados;
   b) A Fiscalização deve realizar uma avaliação técnica dos resultados dos ensaios do sistema de
      protecção contra a corrosão, de modo a verificar que a eficácia de cada uma das protecções
      do sistema é alcançada. De realçar que em alguns sistemas a integridade da protecção
      interior depende da manutenção da integridade da exterior;
   c) Quando é aplicado apenas uma protecção contra a corrosão no comprimento de selagem da
      armadura, a integridade dessa protecção deve ser verificada realizando ensaios de campo,
      como o de resistividade eléctrica.

                                                                                            34
1. Comprimento de selagem da armadura

A selagem pode realizar-se das seguintes formas:

   a) Um tubo único de plástico corrugado onde é introduzida a armadura e a calda de cimento;
   b) Dois tubos concêntricos de plástico corrugado onde é introduzida a armadura, injectando
      previamente na totalidade (com cimento ou resina) o núcleo e o espaço entre tubos da
      armadura;
   c) Um tubo único de plástico corrugado onde é introduzida a armadura e injectado com calda de
      cimento. O recobrimento mínimo da armadura no tubo é de 5mm. A fendilhação da calda de
      cimento de recobrimento, não deve exceder 0,1mm à tracção de serviço.
   d) Um tubo de machetes metálico ou de plástico corrugado de espessura superior a 3mm,
      circundado com calda de cimento com um recobrimento mínimo de 20mm, injectada com uma
      pressão superior a 500 kPA, através do tubo de machetes em intervalos inferiores a 1 metro.
      O recobrimento mínimo da armadura no tubo é de 5mm. A fendilhação da calda de cimento de
      recobrimento, não deve exceder 0,2mm à tracção de serviço.
   e) Um tubo único de metal corrugado (tubo à compressão) envolvendo a armadura de aço
      lubrificado. O tubo e a capa de plástico na porca de contenção são protegidos pela calda de
      cimento, com uma espessura de pelo menos 10mm. A fendilhação da calda de cimento de
      recobrimento, não deve exceder 0,1mm À tracção de serviço.

2. Comprimento livre da armadura

O sistema de protecção permite o movimento livre do tendão dentro do furo. Isto pode ser alcançado
por uma das seguintes alternativas:

   a) Uma bainha a envolver individualmente cada elemento da armadura, completamente
      preenchida por um produto anticorrosivo flexível, incluindo o referido abaixo em A, B, C ou D;
   b) Uma bainha a envolver individualmente cada elemento da armadura, completamente
      preenchida por calda de cimento, mais o que se refere em A ou B;
   c) Uma bainha plástica comum a envolver todos os elementos da armadura, completamente
      preenchida por calda de cimento, mais o que se refere em B;
   A. Bainha plástica comum ou tubo preenchido com um produto anticorrosivo flexível;
   B. Bainha plástica comum ou tubo selado nas extremidades impedindo o ingresso da água;
   C. Bainha plástica comum ou tubo preenchido com calda de cimento;
   D. Tubo metálico comum preenchido com calda de cimento densa.

Para garantir o movimento livre da armadura durante a aplicação do pré-esforço, é aplicado um
lubrificante ou uma ligação livre de contacto no interior das bainhas ou de uma bainha comum.

3. Transição entre a cabeça da ancoragem e o comprimento livre

Uma película de revestimento, ou um recobrimento, ou mangas metálicas, ou tubo de plástico fixo é
selado ou soldado à cabeça da ancoragem. É selada a bainha ou tubo à extremidade do comprimento
livre e preenchido com um produto anticorrosivo, cimento ou resina.

4. Cabeça da ancoragem

Uma camada de revestimento e/ou uma caixa metálica de aço galvanizado com uma espessura
mínima de 3mm ou uma caixa de plástico rígido com uma espessura de 5mm é aplicada na chapa de
distribuição, e se removida, é preenchida com produto anticorrosivo flexível e selada com um vedante.
No caso de a caixa não ser removível, pode ser preenchida com cimento ou resina.



   Tabela 4 – Sistemas de protecção contra a corrosão para ancoragens definitivas

                                                                                               35
Figura 18 – (a) e (b) - Exemplos de protecção contra a corrosão em cabeças de ancoragens e zona
                 de transição da cabeça-comprimento livre (FHWA-IF-99-015, 1999).




                                                                                             36
Figura 19 – Exemplo de protecção contra a corrosão em ancoragens de cordões

                          (FHWA-IF-99-015, 1999).


                                                                              37
6.6 – Protecção dos componentes contra a corrosão

6.6.1 – Protecção do comprimento livre


O problema mais frequente no comprimento livre é a ocorrência de zonas que possibilitem a
entrada de água e o seu escoamento ao longo do eixo da bainha.

As bainhas devem ser preenchidas com um produto inibidor de corrosão ou com calda de
modo que não fiquem vazios. Os cordões por sua vez, devem ser revestidos individualmente
com um produto inibidor de corrosão, sem vazios entre os fios.

A protecção do comprimento livre da armadura obtém-se com a aplicação prévia na armadura
de um produto anticorrosivo flexível e de pelo menos um tubo de revestimento ou a
combinação de ambos (depende da classe de protecção).

Nas ancoragens de cordões com protecção classe I utiliza-se uma bainha lisa para encapsular
toda a armadura, já envolta com bainhas individuais preenchidas com massas anticorrosivas
aplicadas sobre os cordões.

De acordo com a EN1537 (1999) os produtos utilizados como barreira permanente à corrosão
devem ser acondicionados dentro de uma bainha robusta à prova de água, tubos ou caixas que
também devem ser resistentes à corrosão.



A tabela abaixo apresenta os critérios de aceitação dos produtos viscosos de protecção contra
a corrosão relativos aos ensaios dos materiais.

Ensaios                                                                      Unidades      Valores
                                                                                          aceitáveis
Teor de enxofre livre, sulfatos e sulfuretos                                   mg/L          ≤50
Teor de cloretos, nitritos, nitratos e rodanitos                               mg/L          ≤50
                                                                                                  9
Resistividade                                                                  *cm         ≥10
Absorção de água a 0,1N KOH após 30 dias                                         %           ≤2
Saponificação (alcalinidade)                                                mg KOH/g         ≤5
Desolidificação, num papel de filtro a 50C, 24h: diâmetro de mancha            mm           ≤5
de óleo                                                                     (diâmetro)
Profundidade de penetração no ensaio de desolidificação em calda de             mm           ≤2
cimento endurecida, com 5mm de espessura a 50C depois de 7 dias
Estabilidade térmica, 24h sem gotejar no peneiro com incrementos de             C           ≥40
temperatura de 10C cada 2h                                                Gotejamento
Ponto de gota                                                                   C           ≥60
Protecção contra a ferrugem – nevoeiro salino: 5% NaCl – 168h a                Visual     Corrosão
35C                                                                                        nula
Sangrar a 40C                                                                   %           ≤5


            Tabela 5 – Critérios de aceitação de produtos anticorrosivos (EN 1537,1999)

As propriedades destes produtos devem apresentar estabilidade contra a acção do oxigénio,
resistência ao ataque de bactérias e dos microrganismos.

                                                                                              38
6.6.2 – Protecção da armadura


O revestimento da armadura deve ser sempre aplicado em condições fabris, onde sejam
garantidas condições de limpeza, salubridade e um ar limpo e seco.



6.6.2.1 – Bainhas Plásticas


As bainhas e tubos plásticos devem respeitar o disposto pelas normas europeias, ou seja,
devem ter continuidade, ser impermeáveis, não devem fragilizar-se com o tempo e devem
ainda apresentar resistência às radiações ultravioletas durante o armazenamento, transporte e
construção. As ligações entre as diversas componentes de plástico devem ser completamente
seladas e inviabilizar o ingresso de água. No caso de se recorrer a PVC, este deve resistir ao
envelhecimento e não deve libertar cloretos.

A eficácia das bainhas depende do preenchimento da sua secção anelar interna durante o
processo de fabrico, nomeadamente com resinas adequadas ou massas anticorrosivas que
excluam o ar atmosférico e criem uma envolvente electroquímica adequada.



De acordo com a EN1537 (1999), a espessura mínima da parede exterior do tubo corrugado,
quer seja individual ou comum a diversos elementos da armadura é a seguinte:

       1,0 mm para diâmetros interiores ≤ 80 mm;
       1,5 mm para diâmetros interiores entre 80 mm e 120 mm;
       2,0 mm para diâmetros interiores  120mm.
    

A espessura mínima da parede de um tubo ou de uma bainha lisa comum em contacto com o
exterior, relativamente à espessura exigida para o tubo corrugado, deve ser acrescida de
1,0mm ou, como alternativa, o tubo deve ser reforçado.

A espessura mínima da parede de uma bainha interior é de 1,0mm e no caso de o tubo
corrugado interior a sua espessura mínima é de 0,8 mm.



6.6.2.2 – Mangas termo-rectrácteis


Segundo a norma EN1537 (1999), as mangas termo-rectráteis podem ser utilizadas para vedar
as zonas onde se aplicam os produtos anticorrosivos. O calor a aplicar na manga deve ser
dado para que os restantes elementos de protecção contra a corrosão, nomeadamente os da
vizinhança, permaneçam com as características definidas, ou seja, que não se deformem, não
se queimem durante a aplicação do calor ou que não se danifiquem, resultando algum prejuízo
da sua capacidade de serviço. A velocidade de retracção deve ser tal que impeça a ocorrência
de aberturas ou folgas a longo prazo. A espessura da parede da manga após retracção deve
ser de pelo menos 1,0 mm. As mangas termo-retracteis não se devem considerar como um dos
elementos de protecção do sistema de protecção dupla, com selantes.




                                                                                           39
6.6.2.3 – Junções das bainhas e selagens


A norma EN1537 (1999) refere que as juntas mecânicas devem ser seladas com O-rings,
vedantes ou mangas termo-rectráteis. A selagem, ou equivalente, deve evitar a fuga de
material ou qualquer intrusão de água a partir do exterior, quaisquer que sejam os movimentos
relativos entre os elementos adjacentes selados.

Nas juntas deve haver pelo menos uma sobreposição de 25mm, combinada com a aplicação
de colas solventes adequadas ao material que constitui a bainha. No caso de bainhas não
rígidas a sobreposição deve ser de pelo menos 50 mm e deve facilmente ajustar-se sobre o
revestimento básico, permanecendo com um afastamento que permita a injecção ou a saída do
material de selagem da junta.



6.6.3 – Protecção do comprimento de selagem


A classe de protecção do comprimento de selagem tem de ser a mesma que foi adoptada no
comprimento livre. Adicionalmente, os elementos de protecção têm que ter capacidade de
transferir para o terreno as tensões elevadas que se desenvolvem na armadura.



6.6.3.1 – Calda de cimento


As caldas de cimento são utilizadas para transmitir a carga da zona selada da ancoragem para
o terreno. A calda de cimento encontra-se ligada à armadura e, invariavelmente, apresenta
fissuras que surgem na sequência do alongamento da armadura durante as solicitações
introduzidas pela aplicação do pré-esforço.

De acordo com a norma EN 1537 (1999), a calda de cimento injectada no furo pode considerar-
se protecção temporária, desde que o recobrimento sobre a armadura não seja inferior a 10
mm ao longo do comprimento da ancoragem.

A calda cimentécia espessa proveniente da central, ou equivalente após ensaiada, pode ser
considerada com uma das protecções de um sistema de classe I. Para tal, deve garantir-se um
recobrimento superior a 5,0 mm entre a armadura e a protecção exterior, e deve ser
comprovado que a abertura das fissuras corresponde à carga de serviço não excede 0,1 mm
(EN 1537,1999).

Segundo o EN 1537 (1999), no caso de o tubo de manchetes a partir do qual se realizam as
injecções de calda for considerado uma barreira de protecção, concluídas as injecções deve
ser demonstrado que as manchetes não permitem o ingresso de água através dele. Neste caso
se o tubo for de plástico corrugado ou de aço, a espessura da parede deve ser de pelo menos
3,0 mm, devendo as injecções da calda realizar-se com pressões superiores a 500 kPa, e
garantir 20 mm para o recobrimento mínimo exterior da calda. A capacidade do bolbo e a
integridade da protecção anticorrosiva devem verificar-se com ensaios de sistema. A dimensão
das fissuras da calda que ocorrem entre a armadura e o tubo deve ser inferior a 0,2 mm à
carga de serviço.




                                                                                          40
6.6.3.2 – Resinas epoxídicas


A norma EN 1537 (1999) refere que as caldas resinosas injectadas, ou colocadas de forma
controlada, com um revestimento mínimo de 5,0 mm podem ser consideradas como umas das
protecções permanentes contra a corrosão. Contudo, deve ser garantido o seu confinamento e
que as mesmas não são sujeitas a tensões nem se verifica, fissuras.



6.6.4 – Protecção da cabeça da ancoragem


A principal causa de danos ocorridos em obra nas ancoragens em serviço é a corrosão no
interior da cabeça e em zonas localizadas nos dois primeiros metros do comprimento livre, que
corresponde à zona de transição.

Dado que no processo de blocagem é necessário que todos os fios, cordões ou barras estejam
descarnados, obriga à remoção das protecções anticorrosivas aplicadas na fábrica. Esta
necessidade resulta da exposição da armadura em duas zonas: à frente da chapa de
distribuição e no seu tardoz (zona exterior e interior da cabeça, respectivamente).



6.6.4.1 – Protecção da zona interior


A protecção da zona interior é geralmente garantida com recurso a uma trompete, que consiste
num tubo de aço soldado a uma chapa de encosto ao maciço de apoio.

Este tubo é preenchido na extremidade com um selante anelar a envolver a protecção do
comprimento livre, sendo o seu interior preenchido com uma substância anticorrosiva. Desta
forma inviabiliza-se o acesso de fluidos a esta zona. O comprimento do trompete deve garantir
uma sobreposição com a protecção do comprimento livre de pelo menos 100 mm.

A calda de cimento não pode ser considerada válida, uma vez que com os movimentos da
cabeça junto da estrutura a calda pode fissurar. Logo, é aconselhável proteger esta área com
materiais dúcteis, deformáveis e impermeáveis à água.



6.6.4.2. – Protecção da zona exterior


Quando não é necessário reaplicar pré-esforço, podem ser utilizadas resinas ou outros
selantes endurecedores, não sendo necessário haver ligações mecânicas entre a caixa e a
chapa de distribuição. Nestes casos, não é necessário que as protecções e a caixa sejam
removíveis, podendo a parte exterior da cabeça ser revestida com betão (EN 1537,1999).

De acordo com a EN 1537 (1999), caso seja necessária a reaplicação do pré-esforço, os
componentes da caixa de protecção da cabeça e o seu conteúdo devem ser removíveis para
permitir o acesso adequado à armadura. Deve ser sempre possível voltar a preencher a caixa
de protecção da cabeça com substâncias anticorrosivas.

A chapa de distribuição e os restantes elementos de aço da cabeça da ancoragem devem ser
protegidos de acordo com as normas europeias de revestimento de estruturas metálicas antes
de transportados para a obra.
                                                                                          41
Segundo o EN 1537 (1999), as caixas de aço para a protecção exterior das cabeças de
ancoragens definitivas devem ter uma espessura mínima de 3,0 mm. No caso de a fiscalização
aprovar a utilização de caixas plásticas reforçadas, a espessura mínima é de 5,0 mm.

As caixas de protecção devem tar completamente preenchidas no seu interior, com caldas ou
com um produto inibidor da corrosão.

A aplicação de protecção exterior da cabeça da ancoragem com revestimento de betão deve
ter pelo menos 50 mm de espessura.




                                                                                       42
Capítulo 7 – Execução de Ancoragens

7.1 – Furação

A velocidade de furação e a eficiência do processo determinam a produtividade, afectando
custos totais. A selecção do método de furação adequado maximiza a eficiência. Nesta
selecção teve ter-se em consideração o tipo de terreno, a acessibilidade, a geometria e
dimensões do furo, tipo e capacidade das ancoragens e aplicabilidade do meio de limpeza dos
furos.

O método de furação a adoptar não deve influenciar a integridade de estruturas existentes ou
localizadas à superfície.

Os comprimentos reais de furação poderão, caso se considere necessário, exceder entre 50 e
70 cm aqueles que estão previstos ao nível do projecto, por forma a possibilitar a recolha de
detritos que eventualmente possam surgir durante as operações de colocação da armadura de
ancoragem e que se acumulam no fundo do furo.

A inclinação das ancoragens, relativamente ao eixo horizontal deverá ser controlada devendo
fixar-se a direcção e a inclinação da torre do equipamento de furação de acordo com o definido
no projecto, as quais devem ser verificadas com o auxílio de um nível graduado.

      Antes de se iniciar a furação deverão tomar-se em consideração os seguintes
       aspectos:
      Verificar se os comprimentos e os diâmetros de furação utilizados são os correctos;
      Garantir que o material de furação não está dilatado, torcido, amolgado ou fissurado;
      Criar condições para a livre circulação da água e do ar no interior da coluna de furação;
      Desobstruir todos os orifícios e cortes do material de furação;
      Limpar e lubrificar todas as roscas de modo a facilitar o seu enroscar e desenroscar;
      Arrumar devidamente todo o material de furação que não esteja a ser utilizado;
      Construção prévia da plataforma de trabalho adequada ao tipo de tarefa a realizar.

A escolha do processo de furação depende em grande escala da rocha existente, no caso das
figuras 20 e 21 onde o tipo de rocha existente é o granito, adoptou-se a furação à
rotopercussão destrutiva, devendo dedicar-se especial atenção ao registo nas respectivas
partes diárias de qualquer anomalia que possa surgir durante a furação.




            Figura 20 – Equipamento de furação à rotopercussão destrutiva – Klemm

                                                                                             43
Figura 21 – Furação com Klemm em zona de plataforma reduzida (banqueta)



Sempre que se registar a presença de água ou a intercepção do nível freático, deverão
adoptar-se medidas mitigadoras adequadas, de forma a evitar a ocorrência de eventuais
fenómenos de erosão interna.

O método de furação adoptado deverá garantir a completa eliminação dos detritos
provenientes da furação de modo a deixar o furo perfeitamente limpo em todo o seu
comprimento; caso contrário, a calda de cimento utilizada na selagem dificilmente poderia
apresentar a espessura regular e uniforme especificada em projecto, potenciando a
consequente ocorrência de problemas de falta de uniformidade das tensões aplicadas, bem
como eventuais rupturas dos diferentes elementos de fundação.



7.2 – Ensaio de Permeabilidade

Atingido comprimento total previsto para a furação, deverá ser executado um ensaio de
absorção de água sob pressão do tipo Lugeon, no trecho final furado, para avaliar as
características de estanqueidade da zona de selagem a instalar (ver Anexo 5 – Ficha de ensaio
de Lugeon).

Na execução dos ensaios Lugeon é utilizado um obturador com as características adequadas à
obturação dos respectivos furos, uma bomba de injecção de água e um sistema de registo
automático com controlo das pressões, caudais e tempos de injecção.

Os ensaios são executados seguindo os passos descritos abaixo:

   a) Instalação do obturador no topo do furo correspondente à extremidade superior do
      bolbo de selagem da ancoragem, tendo o operador o cuidado de registar a cota do
      terreno, a profundidade do troço ensaiado, a inclinação do furo, a altura do manómetro,
      o diâmetro do furo, posição do nível freático (se existir) e data e hora do ensaio;



                                                                                          44
b) Injecção de água em 5 patamares de pressão com 10 minutos de injecção para cada
      patamar (1,25 bar, 2,5 bar, 5 bar, 2,5 bar, 1,25 bar), sendo registada a absorção de
      água em cada patamar;
   c) Tratamento e interpretação dos resultados, para quantificação da absorção em
      unidades de Lugeon.

Uma unidade de Lugeon corresponde ao valor médio da absorção de 1 litro por minuto e por
metro de furo, para um patamar de injecção com a duração de 10 minutos em que a pressão
de injecção da água se mantém estabilizada no valor de 1 MPa.

Na contabilização do número total de ensaios de Lugeon a realizar, para efeitos de
planeamento, é aconselhável a multiplicação por um factor de 1.3 , visto a percentagem
aproximada de ensaios de Lugeon superiores a 2 unidades de Lugeon ser de 30%.



7.3 – Impermeabilização com pré-injecções

Caso se verifique que a absorção registada ultrapasse as duas unidades de Lugeon, é
necessário proceder á injecção de impermeabilização do bolbo de selagem com caldas
cimentícias de modo a reforçar o terreno adjacente à zona de selagem das ancoragens, para
aumentar a resistência. Para reduzir o consumo de caldas pode recorrer-se a argamassas, de
areia e cimento. Estas argamassas são geralmente utilizadas em maciços rochosos e em
formações argilosas rijas a muito rijas, com fissuras abertas ou parcialmente preenchidas
(EN1537, 1999).

O controlo de qualidade das caldas passa pela medição da viscosidade e exsudação, de
acordo com o definido no Plano de Inspecção e Ensaio, a temperatura das caldas deverá
situar-se idealmente entre 10º e 25º.

A injecção das caldas atrás descritas deverá ser executada da seguinte forma:

   a) Instalar um tubo de injecção de calda até á extremidade inferior do furo;
   b) Injectar calda A/C=1 até perfazer um volume de 210 litros;
   c) Instalar o obturador à mesma profundidade definida para o ensaio Lugeon;
   d) Injectar a calda A/C=1 a uma pressão entre 2 e 3 bar, até um volume máximo de 300
      litros ou até atingir uma pressão de 6 bar. Se o volume máximo for injectado a uma
      pressão inferior a 6 bar a injecção deve continuar de acordo com o passo seguinte;
   e) Injectar calda A/C=0,5 a uma pressão entre 2 e 3 bar até um volume máximo de 110
      litros ou até atingir a pressão de 6 bar. Caso o volume tenha sido atingido sem que a
      pressão de 6 bar tenha ocorrido, a injecção será ainda assim interrompida. E nessa
      altura o obturador deverá ser retirado e o furo deverá ser preenchido com calda de
      cimento até que esta saia à boca do furo;
   f) Após a conclusão da injecção, o obturador deverá ficar posicionado em carga, cerca de
      15 minutos antes da sua remoção;
   g) Após, no mínimo 48 horas o furo deverá ser reperfurado e repetido o ensaio Lugeon;

A injecção deve ser lenta (caudais de injecção baixos) e contínua, o operador deve ter em
atenção a regulação da bomba para garantir uma injecção lenta.




                                                                                        45
7.4 – Colocação de Armadura

A colocação das armaduras de ancoragem nos furos, deverá processar-se o mais rapidamente
possível e, em qualquer circunstância, ser precedida de uma cuidadosa inspecção visual, com
o objectivo de se poderem detectar e, se for caso disso, reparar quaisquer danos ou defeitos
que as mesmas possam apresentar.

Durante o processo de introdução da armadura deverão evitar-se retorcimentos ou curvaturas
excessivas que possam danificar alguns dos componentes da ancoragem.

Uma vez introduzida a armadura no furo de ancoragem, esta não deverá ser deslocada de
forma a possibilitar o endurecimento da calda de injecção sem quaisquer perturbações, até
esta obter a resistência pretendida e exigível em projecto.


                                                       Cinta
              Tubo Corrugado



           Tubo de injecção
           externo




                                                            Tubo de injecção
                                                            interno

                                                     Espaçador




Figura 22 – Foto de corte transversal da ancoragem com centralizadores e todos os constituintes
                                       (www.tensacciai.it).




7.5 – Injecções

O processo de selecção do tipo de calda e do sistema de injecção a adoptar depende das
características do terreno e da calda em si (tempo de presa e resistência). De acordo com a
EN1537 (1999), a selecção da calda deve precaver a presença de elementos agressivos na
envolvente (ex. sulfatos e ácidos carbónicos).

As principais funções das caldas são de assegurar a aderência da armadura da ancoragem
com o material envolvente, criando uma zona de transferência de carga, que corresponde ao
comprimento de selagem (bolbo de selagem); conferir a ligação entre a armadura e o


                                                                                             46
tubo/bainha; preencher os vazios na envolvente da armadura e no interior das bainhas do
comprimento livre de modo a proteger contra a corrosão.

A injecção da calda deve sempre iniciada a partir da extremidade mais profunda do furo, para
garantir o total preenchimento da ancoragem, deve-se contemplar a saída da água e do ar
(purga do furo). A injecção deve ser contínua até se verificar que a consistência da calda que
sai do furo é a mesma que a da calda injectada.

No caso de haver uma interrupção das injecções superior ao tempo de presa, a ancoragem e a
calda devem ser retiradas do furo. A calda pode ser retirada lavando o furo ou perfurando-o de
novo.

De acordo com a NP EN446 (2000), o equipamento de mistura é constituído por:

      Misturador;
      Reservatório de armazenamento;
      Bomba;
      Manómetros de pressão, conexões, válvulas;
      Dispositivos de medição;
      Equipamentos de ensaio.




                    Figura 23 – Equipamento de injecção (www.heany.com)

Este equipamento deve ter capacidade para produzir calda com uma distribuição do cimento e
dos aditivos homogénea e de acordo com as exigências dispostas na secção 5 da NP EN447
(2000), relativas às propriedades das caldas.

Ainda segundo a NP EN446 (2000), o misturador deve ter um reservatório de armazenamento
adicional com um agitador para manter a calda em movimento continuado até ser injectada.

Existem dois métodos de injecção do comprimento global da ancoragem, numa fase de
injecção, ou em duas fases.

Seguidamente vamos abordar a metodologia da injecção em duas fases.



7.5.1 – Injecção (injecção do bolbo de selagem)


Após a instalação da armadura, será efectuada a injecção do bolbo de selagem com recurso a
uma bomba de injecção equipada com uma célula de pressão que garanta o escoamento
contínuo da calda e uma pressão mínima de 1 MPa, considerando um volume de calda máximo


                                                                                           47
estimado de 100 l por cada 1,5 m de comprimento de bolbo. Estima-se um caudal de injecção
médio entre 8 e 16 l/min.

A relação água/cimento das caldas de injecção deverá ser de 0,30 a 0,55 devendo todos os
componentes ser doseados em massa, excepto a água de amassadura que pode ser doseada
em massa ou em volume. No entanto, para algumas formações, como depósitos aluvionares
arenosos, pode adoptar-se valores mais elevados.



7.5.2 – Reinjecções (injecção do bolbo de selagem)


Deverá ser deixado um tempo suficiente para a injecção anterior, de modo a que a calda
previamente injectada apresente uma consistência pastosa, indiciando o início da presa, sem
contudo se ter alcançado o estado de endurecimento. Este intervalo de tempo variará entre as
2 e as 8 horas (a confirmar conforme os ensaios iniciais) dependendo de factores tais como a
razão A/C, existência ou não de água no terreno, enquadramento geológico, eventuais aditivos,
etc.

As operações de reinjecção ao nível do bolbo de selagem são realizadas em duas fases, a
partir de dois tubos em PEAD Ø16 mm com válvulas dispostas na zona de selagem (1 válvula
por cada 1,4 m a 1,5 m).

Na primeira fase, a ser executada cerca de 2 a 8 horas após a realização do bolbo, a calda de
cimento será injectada a partir de um dos tubos em PVC, onde as duas válvulas previstas
estão localizadas entre a segunda metade do bolbo de selagem. Após a abertura das válvulas,
operação que poderá requerer pressões da ordem dos 80 a 90 bar, a injecção será
interrompida ao atingir uma pressão de injecção de 30 a 40 bar (volume estimado máximo de
injecção por válvula de cerca de 100 litros; caudal de injecção estimado entre 8 e 12 l/min).

Na segunda fase, a ser executada logo após o fim da primeira fase de injecção, a calda de
cimento será injectada a partir do segundo tubo, onde as duas manchetes previstas estão
localizadas na primeira metade do bolbo. Após a abertura das válvulas, operação que poderá
requerer pressões da ordem dos 80 a 90 bar, a injecção será interrompida ao atingir uma
pressão de injecção de 30 a 40 bar (volume estimado máximo de injecção por válvula de cerca
de 100 litros; caudal de injecção estimado entre 8 e 12 l/min).



7.6 – Controlo das caldas

Os métodos para os ensaios de fluidez, de exsudação, de variação de volume e de resistência
à compressão estão preconizados na NP EN445 (2000). Estes ensaios visam a determinar as
propriedades das caldas de injecção especificadas na NP EN447 (2000) de modo a garantir-se
a conformidade da calda.

A qualidade da calda é afectada se houver uma injecção inadequada, variações nos
constituintes da calda ou nas metodologias dos ensaios.



O controlo de qualidade da calda inclui os seguintes ensaios:

       Ensaios de controlo de fluidez e do peso específico na fase fluida da calda;

                                                                                          48
   Controlo do tempo de presa e medição da exsudação durante a fase de cura;
      Ensaios de rotura em provetes para determinar a resistência aos 7, 14 e 28 dias;
      Medição dos valores do pH para avaliar a contaminação química da calda.
   

A frequência dos ensaios varia consoante as condições locais e as exigências do trabalho.



7.7 – Tensionamento

Todas as ancoragens terão, obrigatoriamente, que ser tencionadas, independentemente do seu
tempo de vida útil ou das tensões exigíveis ao nível do projecto.

As actividades de tensionamento de ancoragens, bem como o seu registo (ver anexo 6 e 7 –
Fichas de ensaios de aferição e recepção de ancoragens), deverão ser realizadas por
profissionais experientes, sob supervisão de um técnico qualificado.



Para o ensaio recorre-se a um sistema de pré-esforço constituído por um macaco hidráulico
para aplicação de cargas, mangueiras, electrobomba de pressão e manómetros (Figura 24).




                         Figura 24 – Sistema de ensaio de pré-esforço



O processo de tensionamento a adoptar é o especificado na norma EN1537 (1999), assim
como o respectivo ensaio de recepção, no qual se estabelecem as verificações a realizar e os
critérios de aceitação de cada ancoragem executada.

O equipamento de pré-esforço e as células de carga devem ser calibrados num intervalo de
seis meses, quando usadas com regularidade. Os certificados de calibração devem
acompanhar os equipamentos e estar sempre acessíveis para consulta (EN1537, 1999).
                                                                                            49
O ensaio de carga não deve ser executado antes que a calda do bolbo de injecção do bolbo de
selagem ganhe a resistência necessária, geralmente 7 dias. Em solos argilosos sensíveis pode
ser necessário um período superior.



7.8 – Acabamentos

Após a aceitação da ancoragem por parte dos responsáveis, deve cortar-se a extremidade da
armadura de acordo com as recomendações efectuadas pelo fabricante. As operações de corte
das pontas de cabos ou barras que fiquem em excedente, após o tensionamento das
ancoragens, cujo comprimento dependerá do sistema de pré-esforço adoptado, deverão
efectuar-se com recurso à utilização de rebarbadoras devidamente equipadas com discos de
corte, estando proibido o uso de maçarico, para não enfraquecer a estrutura do aço.

Após conclusão das operações de tensionamento e de corte de pontas da ancoragem, deverão
efectuar-se as protecções finais da parte superior da ancoragem, tanto no que se refere à
protecção contra a corrosão como de danos mecânicos e a agressões externas, as quais terão
que garantir permanentemente e durante todo o período de vida útil da ancoragem.



Segundo o PTI (1996), a chapa de distribuição e a chapa da cabeça da ancoragem (porca)
devem ser colocadas na perpendicular relativamente à armadura, com uma variação máxima
de ±3.

Os furos para as cunhas e as próprias cunhas devem encontrar-se isentos de ferrugem, caldas
ou poeiras.




              Figura 25 – Pormenor de cabeça de ancoragem protegida com betão



As ancoragens expostas ao meio ambiente devem ser cobertas com calda ou com um produto
inibidor de corrosão dentro da caixa de protecção. Nas ancoragens que permitem a reaplicação
de pré-esforço deve usar-se também um produto inibidor de corrosão.



                                                                                         50
Nas cabeças das ancoragens definitivas deve proteger-se as chapas de apoio e os restantes
elementos de aço que se encontrem expostos. As protecções aplicadas devem respeitar o
disposto nas Euronormas relativas aos revestimentos de estruturas de aço, que sejam
aplicáveis e considerando que os materiais são transportados previamente para a obra.




                                                                                      51
7.9 – Fluxograma do processo de execução de ancoragens
              Projecto de
                                               Programação e
               Execução
                                              Aprovisionamento
               Aprovado




                                                Preparação da
                                                  Plataforma




                                                  Marcações




                                                Furação no
                                       PIE
                                              comprimento total




                                                    Ensaio
                                       PIE
                                                    Lugeon




                                                                                    Injecção com
                                                   U.L. ≤ 2?            N                                  PIE
                                                                                  calda de cimento


                                                       S

                                                  Paredes furo
                                                  contêm mat.           S            Pré-Injecção
                                                Argiloso c/ água?


                                                       N


                                                Colocação de
                                                 Armadura



                                                                    Pinj.≥30 bar e/ou
                                                                    ≥100 l calda/1,5m
                                       PIE         Injecção
                                                                     bolbo selagem




                                                 Espera 2 a 8
                                                    horas




                                                 Re-Injecção        N




                                                Pinj.≥30 bar e/ou
                                                ≥100 l calda/1,5m
                                                 bolbo selagem?


                                                       S


                                                  Montagem
                                                  Cabeças




                                                                      Após resistência da Calda à
                                                 Pré-Esforço         compressão simples ≥ 27 Mpa
                                                                    (a definir durante ensaios iniciais)



                PIE     Inspecção das actividades de acordo com o estabelecido no AHBS/PIE.003




                                                                                                                 52
Capítulo 8 – Controlo de Qualidade

A adaptabilidade e a qualidade do projecto, bem como o comportamento adequado de uma
ancoragem baseiam-se no reconhecimento geológico e geotécnico realizado atempadamente.
Um relatório objectivo e claro, optimiza o projecto, a obra e os seus custos.



O dono-de-obra (DO) deve antes do concurso promover métodos efectivos para a pré-
qualificação das empresas de construção para trabalhos inovadores e de dificuldade acrescida,
com o objectivo de realizar uma obra final com qualidade. O tempo de experiência e a
quantidade de trabalho, aliado a uma consulta empresarial da especialidade (descrição do seu
sistema de ancoragem ao projectista) é garantias para uma boa execução dos trabalhos.



Quando o trabalho está adequadamente definido, os projectistas são responsáveis pelo
projecto estrutural e o empreiteiro pelos materiais utilizados, métodos construtivos e
capacidade de carga das ancoragens, sempre sujeito a aprovação prévia da fiscalização ao
serviço do DO. Uma correcta e clara definição dos elementos que caracterizam as ancoragens,
permite ao empreiteiro realizar o trabalho de forma adequada e deste modo, responsabilizar-se
pelo trabalho.



Todos os trabalhos relativos a ancoragens devem ser controlados e acompanhados para
detectar rapidamente os problemas que eventualmente surjam. Deve haver uma prévia
definição dos parâmetros de controlo de execução e de qualidade dos materiais.



O comportamento de uma ancoragem depende directamente da qualidade da mão-de-obra
inerente a cada uma das operações da construção da mesma. Uma mão-de-obra inexperiente,
que tenha apenas como base regras empíricas e de referência tende a apresentar resultados
enganadores.

A fiscalização no papel de representante do DO deve avaliar a competência da mão-de-obra,
com especial ênfase em operações de manuseamento de equipamentos como a injecção e o
pré-esforço.



Nos terrenos de características não uniformes, eventualmente não detectadas anteriormente
na fase do reconhecimento, temos variações que podem afectar o funcionamento da
ancoragem. Logo, é fulcral incluir na fase construtiva exigências de controlo de qualidade, de
ensaios, critérios de acompanhamento e aceitação, regras de instrumentação, de
monitorização e de observação durante a construção e a vida útil das ancoragens em obra.




                                                                                           53
8.1 – Reconhecimento Geológico e Geotécnico

A correcta investigação e avaliação das características do terreno são elementos vitais nos
trabalhos de ancoragens.

O reconhecimento geológico-geotécnico é divido em três fases, estudo de campo e trabalho de
gabinete, ensaios de campo e de laboratório e para finalizar a análise construtiva.



Na definição das situações de dimensionamento para o projecto e dos seus estados limites,
deverá considerar-se os seguintes factores definidos na norma NP EN 1997-1 (2007):

       Estabilidade global e movimentos do terreno;
       Natureza e dimensão da estrutura e dos seus elementos;
       Sismicidade regional;
       Condições da água do terreno e do terreno em si;
       Condições relativas à vizinhança (ex. tráfego, estruturas próximas).



De acordo com a mesma norma, os estados limites podem ocorrer no terreno, na estrutura, ou
envolvendo conjuntamente a estrutura e o terreno.

Deve realizar-se uma distinção entre o material rochoso, observado a partir de amostras
recolhidas no terreno, e o comportamento do maciço rochoso a uma escala maior, que inclui
superfícies de descontinuidade estruturais, como planos de estratificação, diáclases, zonas de
rotura por corte e cavidades produzidas por dissolução.

Segundo a norma NP EN 1997-1 (2007) as características das diáclases a considerar são:

       espaçamento;
       orientação;
       abertura;
       continuidade;
       rugosidade;
       condutividade hidráulica;
       enchimento.

Todos os trabalhos de reconhecimento e caracterização geotécnica devem ser realizados de
acordo com as exigências e recomendações do Eurocódigo 7 (NP EN1997-1, 2007) e têm
como finalidade obter informações necessárias para o correcto dimensionamento da
ancoragem, planeamento dos métodos construtivo e precaver dificuldades que possam surgir
durante a execução dos trabalhos de ancoragens.

É recomendável realizarem-se os seguintes ensaios de avaliação e classificação do terreno,
tanto em solos como em rochas:

   a) Em solos:
          Classificação (granulometria, peso volúmico, teor em água, densidade, limites
             de Atterberg, etc.);
          Resistência ao corte, índice de compressibilidade e de rigidez;
          Permeabilidade;
          Índice de corrosão e de águas do terreno.

                                                                                           54
b) Em rochas:
          Classificação (geometria das descontinuidades, peso volúmico, grau de
             alteração, etc.);
          Estratificação da rocha;
          Resistência à compressão uniaxial da rocha intacta;
          Resistência ao corte e deformabilidade da rocha;
          Permeabilidade;
          Índice de corrosão e de águas no terreno.

Com base nesta informação, é possível determinar algumas dificuldades relativas com as
potenciais obstruções na furação das ancoragens e a consequente estabilidade do furo.



Conforme disposto pelo Tiebacks (FHWA/RD-82/047, 1982), deve incluir-se no relatório
geotécnico as propriedades e os resultados dos ensaios de acordo com os logs de furação
(velocidade de furação e recuperação, níveis de água e observações realizadas durante a
furação), resistência à compressão não confinada e o pH da água do terreno.



8.2 – Ensaios de Sistema

Para verificar a capacidade e o comportamento dos diferentes sistemas de ancoragens, deve
realizar-se ensaios. De acordo com a EN 1537 (1999), todos os elementos de protecção contra
a corrosão devem ser sujeitos a pelo menos um ensaio de sistema (in situ ou em laboratório),
que permita comprovar a eficácia dessa protecção e a analise do comportamento mecânico
das ancoragens.

Estes sistemas de protecção contra a corrosão devem estar em consonância com os métodos
a adoptar de modo a garantir a sua qualidade e uma adequada protecção oferecida por cada
barreira de protecção nas interfaces críticas (cabeça da ancoragem-comprimento livre e
comprimento livre-comprimento de selagem).

Devem ser verificadas as propriedades das caldas de injecção como a resistência e a
exsudação, bem como, durante a injecção realizar-se o controlo de pressões, de qualidade e
do volume injectado. Todos estes resultados devem ser analisados e posteriormente elaborado
um documento onde constem todos os aspectos relevantes.



Nos ensaios de sistema, os ensaios de carga devem ser realizados num ambiente equivalente
ao do local onde vão ser aplicadas em obra. Durante os ensaios deve simular-se condições de
confinamento do bolbo de selagem que existem no terreno, quer seja rocha ou solo.



Depois de realizado o ensaio de carga, a ancoragem deve ser cuidadosamente desenterrada
do modo a permitir a análise do efeito que os estados de tensão produziram sobre o sistema de
protecção contra a corrosão e sobre a calda de selagem.




                                                                                          55
Figura 26 – Ensaio de sistema de uma ancoragem: a) ensaio de carga; b) desenterramento; c)
    pormenor do bolbo de selagem; d) corte de provetes; e) secção transversal da selagem; f)
             seccionamento com jacto de água em laboratório (ISQ) (Carvalho, 2009).

De acordo com a norma EN1537 (1999), as propriedades do sistema de protecção contra a
corrosão a inspeccionar e medir são:

      espessura e integridade da tubagens plásticas;
      integridade das juntas e das selagens;
      comportamento dos espaçadores e centralizadores e o respectivo revestimento da
       calda;
      localização e espaçamento das fendas na calda de cimento;
      preenchimento da calda e dos produtos anticorrosivos dentro dos tubos;
      grau de ligação ao longo das interfaces;
      deslocamento dos componentes durante a construção e aplicação de cargas;
      excentricidade da armadura.

                                                                                               56
É recomendável que se efectue um seccionamento completo (corte transversal e longitudinal)
em diversas zonas de selagem, para deste modo verificar em diversas secções a integridade
do sistema de protecção.




Figura 27 – Ensaios de sistema, exemplos de resultados inaceitáveis: a) secções transversais; b)
                            secções longitudinais (Carvalho, 2009).




8.3 – Qualidade na fase de projecto

Os pormenores de dimensionamento das ancoragens em terreno devem estar em
conformidade com a norma EN1537 (1999). O projecto de ancoragens deve incluir uma
avaliação da exequibilidade das ancoragens e dos seus riscos e consequências de rotura, o
tipo de ancoragens e a sua capacidade de carga, comprimento (livre e total), sistema de
protecção contra a corrosão, ensaios a realizar e planos de monitorização.



No que diz respeito aos processos construtivos, o projecto deve apresentar as folgas e
tolerâncias de furação, a qualidade da calda de injecção e as suas pressões de injecção.




                                                                                              57
A tabela abaixo (adaptada da EN1537,1999) divide as actividades da responsabilidade do
   projecto geral e as do construtor das ancoragens.



Projecto Geral                                            Construtor das ancoragens

   1. Reconhecimento e recolha de elementos do               1. Analisar o reconhecimento local para
       local onde vão ser aplicadas as ancoragens               definir as características do projecto
   2. Tipo de ancoragens, necessita ensaios,
       testes e preparação das especificações
   3. Obtenção        de    autorização     legal     e
                                                             2. Selecção dos componentes das
       documentação         para     selagem        em
                                                                ancoragens e os seus pormenores
       propriedades de terceiros
   4. Dimensionamento da estrutura ancorada e
       definição dos factores de segurança a aplicar
   5. Definição do tempo de vida útil das                    3. Definição  das        dimensões       das
       ancoragens       (permanentes/definitiva)      e         ancoragens
       exigências de protecção contra a corrosão
   6. Definição        do     espaçamento         entre
       ancoragens, inclinação, tracção de serviço e
                                                             4. Pormenores do sistema de protecção
       restantes exigências de estabilidade global
                                                                contra a corrosão das ancoragens
   7. Definição da distância mínima da estrutura à
       secção média da selagem de modo a
       garantir a estabilidade da estrutura
   8. Definir as características do elemento de              5. Encomenda        e      aplicação     das
       transferência de carga da ancoragem para a               ancoragens
       estrutura
   9. Definir as sequências de pré-esforço
       admitidas pela estrutura e os níveis de carga
                                                             6. Encomenda e aplicação dos sistemas
       adequados
                                                                de monitorização das ancoragens
   10. Definir sistemas de monitorização e
       interpretar os seus resultados
   11. Fiscalização dos trabalhos
   12. Definir o tipo de manutenção                          7. Trabalhos de controlo de qualidade
   13. Instruir todas as partes envolvidas dos
       pontos chaves da filosofia do projecto que
       requerem especial atenção
                                                             8. Realização      dos      ensaios      nas
                                                                ancoragens



                                                             9. Análise dos resultados dos ensaios de
                                                                obra



                                                             10. Manutenção       das        ancoragens
                                                                 conforme instruído



      Tabela 6 – Divisão das actividades da responsabilidade do projecto geral e do construtor das
                                              ancoragens.



                                                                                                     58
Antes de encomendar as ancoragens e iniciar os trabalhos de aplicação das mesmas, devem
estar disponíveis os seguintes elementos:

      Pormenores do projecto de execução das ancoragens, bem como a sua sequência
       construtiva e planeamento;
      Relatório geológico e geotécnico da envolvente de onde as ancoragens vão ser
       construídas;
      Cadastro da zona da obra, incluindo estruturas de saneamento subterrâneo, fundações
       existentes, etc.
      Informação relativa ao terreno da zona da obra (expropriações, acordos de utilização,
       etc.).



8.4 – Qualidade na fase de construção

Em obra todos os materiais são devidamente acompanhados e controlados, desde a sua
recepção e descarga, passando pelas transladações em obra, até ao seu armazenamento e
posterior aplicação.

As armaduras armazenam-se em bobines (Figura 28), não devendo ser enroladas com raios
inferiores aos recomendados pelos fabricantes (EN1537,1999).




             Figura 28 – Estrutura de metal de acondicionamento das ancoragens



Quando as ancoragens são recepcionadas em obra, deve verificar-se que todos os seus
componentes e documentação encontra-se conforme. Todos os elementos devem estar
identificados e acompanhados pelos respectivos documentos de certificação e caracterização.




                                                                                         59
Figura 29 – Etiqueta de identificação de uma ancoragem

No que diz respeito á conformidade das caldas de cimento, ensaia-se a mesma com os
materiais previamente aceites, utilizando o pessoal e equipamento proposto para o trabalho em
consonância com o descrito nas normas NP EN447 (2000) e NP EN445 (2000) e de acordo
com os procedimentos e métodos de injecção aprovados. Durante a injecção da ancoragem,
também são retirados provetes (cubos) para ensaios da qualidade da calda.



Depois de executado o furo para inserir a ancoragem, é necessário verificar se o comprimento,
diâmetro e inclinação do furo respeitam o preconizado pelo projecto, se a localização da
ancoragem é correcta e está de acordo com as tolerâncias de projecto e se os dispositivos de
fixação da cabeça respeitam a inclinação da ancoragem relativamente à estrutura a ancorar
(ex.: viga de betão armado).




        Figura 30 – Viga de betão armado com os furos para as ancoragens já executados




                                                                                          60
Tendo em conta que nos trabalhos de ancoragens, todos os trabalhos são acompanhados,
   controlados e registados em boletins apropriados (ex.: partes diárias, boletins de inspecção de
   actividade, etc.) e devem conter os seguintes dados de cada ancoragem:

Dados gerais                   Identificação da obra e da zona da obra
                               Fiscalização e dono-de-obra
                               Empresa de construção das ancoragens
Elementos sobre as             Localização, número de identificação da ancoragem do projecto
ancoragens                     Tipo de ancoragem, fabricante, classe de protecção contra a
                                corrosão
                               Tipo de armadura, secção e módulo de elasticidade
                               Valor da resistência última interna
                               Resistência mínima exigida para a ancoragem
                               Carga máxima de ensaio, carga de serviço e de blocagem
                               Geometria
                                      o Comprimentos
                                               Total
                                               Livre
                                               de selagem
                                               Suplementar
                                      o Orientação e inclinação
                                      o Diâmetro máximo da ancoragem
                               Dispositivo de injecções
                                      o Em bloco ou por fases
                                      o Simples ou repetida
                               Data e hora da introdução de cada ancoragem
                               Tolerâncias e folgas de posicionamento
Registos da furação            Data e hora do início e conclusão do furo
                               Tipo de equipamento de furação, com água ou ar
                               Tipo de fluido para estabilização do furo, quando necessário
                               Identificação, diâmetro e inclinação do furo
                               Comprimento do revestimento do furo, quando necessário
                               Tipo de terreno das camadas atravessadas
                                      o Perfil geológico aproximado do furo
                                      o Obstáculos encontrados
                                      o Perdas ou ganhos de água
                               Informações relativas a medições e ao levantamento do furo
Registos das injecções         Resultados dos ensaios de permeabilidade
e     dos     possíveis        Injecções de impermeabilização
tratamentos         de                o Data, hora e duração
impermeabilização                     o Troço
                                      o Pressão
                                      o Tipo de cimento
                                      o Traço e adjuvantes utilizados
                               Diâmetro de reperfuração
Registos das injecções         Data, hora, pressão, caldas, comprimento injectado, consumos e
de selagem                      duração da injecção
Dados do pré-esforço           Tipo de ensaio, programas de ensaio e datas de realização

   Tabela 7 – Elementos mínimos presentes no relatório de trabalhos de ancoragens.


                                                                                               61
Todas as operações na construção de ancoragens devem ser acompanhadas pela fiscalização
e os respectivos boletins de actividade validados pela mesma. A fiscalização deve também
verificar a análise dos resultados e os critérios estabelecidos pelo empreiteiro, para no caso de
haver uma não-conformidade dos resultados face aos valores limites estipulados, promover de
imediato medidas necessárias. Na maioria dos casos, deve realizar-se trabalhos/ensaios
adicionais para avaliar as medidas a implementar.



Tendo em conta a importância do sistema de protecção contra a corrosão na vida útil das
ancoragens, a fiscalização deve garantir que após o pré-esforço, se asseguram as medidas de
protecção na zona da cabeça de acordo com o projecto.



8.5 – Ensaios de controlo

8.5.1 – Ensaios de caldas


Os ensaios devem ser realizados por pessoal especializado, a uma temperatura padrão de
20C (±2C) e humidade relativa superior a 65%. Qualquer alteração destas condições deve
ser referida no boletim de ensaios apropriado.

Para averiguar a conformidade da calda e de acordo com a NP EN447 (2000) as propriedades
das caldas de injecção a avaliar e os respectivos ensaios são os seguintes:



        Fluidez:

             o      Durante a injecção deve garantir-se o preenchimento dos vazios;
             o      Fluidez baixa para garantir a expulsão do ar e da água;
             o      Resultados dos ensaios de acordo com o quadro abaixo.

Método de ensaio de            Após a mistura      30 min após a mistura     À saída da bainha
 acordo com a NP                                   ou no final da injecção
   EN445 (2000)                 (segundos)              (segundos)               (segundos)
        Imersão                     ≥30                  ≤80 (200)*                   ≥30
         Cone                    ≤25 (50)*               ≤25 (50)*                    ≥10
* - Na preparação em misturadoras de alta velocidade de rotação, previamente aprovadas
pelas entidades competentes, pode aumentar-se os limites superiores.

                      Ensaio de fluidez:

                           o   Método de imersão: tempo que uma sonda demora a atravessar
                               uma determinada quantidade de calda de injecção colocado num
                               tubo;
                           o   Método do cone: tempo que determinada quantidade de calda de
                               injecção demora a passar através do orifício do cone de ensaio.




                                                                                              62
    Exsudação:

            o   Reduzida, evitando segregação e sedimentação;
            o   Decorridas 3 horas deve ser inferior a 2% do volume inicial da calda de
                injecção (NP EN445,2000).

                     Ensaio de exsudação: Quantidade de água que reflui à superfície na calda
                      de injecção que se deixou em repouso, com impedimento de evaporação.



        Variação de volume:

            o   -1% ≤ Δ ≤ 5% (NP EN445,2000);
            o   Caldas com agentes expansivos não podem diminuir de volume.

                     Ensaio de variação de volume: Expresso em percentagem do volume de
                      calda entre o início e o final do ensaio; o ensaio permite determinar a
                      variação de volume causado por sedimentação ou expansão:
                          o Método da proveta cilíndrica;
                          o Método do recipiente.



        Resistência à compressão:
            o Inferior a 30 Mpa aos 28 dias ou a 27 Mpa aos 27 dias;
            o Quantificada segundo o quadro abaixo.

Geometria do provete       Dimensões do provete (mm)      Procedimentos       de      ensaio,
                                                          especificados na EN445,2000
Prisma                     40x40x160                      Secção 3.6
Cilindro*                  ≤25 (50)*                      Secção 3.7
*- No caso de se utilizarem cubos, o que deve ser devidamente autorizado, para determinar a
resistência à compressão, a dimensão máxima da aresta deve ser de 100 mm e seguir o
exposto na secção 3.6 da EN445 (2000)

                     Ensaio de resistência à compressão:
                         o Com provetes prismáticos: É determinada com ensaios em seis
                             meios prismas, obtidos por rotura à flexão de três prismas;
                         o Com provetes cilíndricos: É determinada com ensaio de três
                             discos, obtidos a partir de provetes cilíndricos.



Conforme disposto na NP EN447 (2000), listo abaixo considerações a ter conta no fabrico da
calda de injecção:

        A temperatura da calda no fim da mistura deve ficar registada no boletim;
        Uma relação máxima recomendável de água e cimento (a/c) de 0,44;
        Os materiais doseados em massa (exceptuado a água que pode ser doseada em
         volume);
        A variação das quantidades:
        ±2% para o cimento;
        ±1% para a água;

                                                                                           63
   Amassadura realizada por meios mecânicos até se obter uma calda homogénea e
        estável;
       A calda deve manter-se em movimento até ao momento de ser injectada;
       As propriedades da calda respeitem as condições ambientais do local.



Os ensaios da calda de injecção a realizar nas diferentes fases devem ser, de acordo com a
NP EN446 (2000), efectuados:

       Pelo menos 24 horas antes de iniciar os trabalhos;
       Durante a injecção com a seguinte frequência:
            o Fluidez: 3 ensaios em cada 8 horas;
            o Exsudação: 2 ensaios por dia, sendo um realizado em amostra retirada do
               misturador e outro na saída do tubo de injecção;
            o Variação de volume: 1 ensaio por dia;
            o Resistência à compressão: 1 ensaio em cada 7 dias, com um mínimo de 2
               ensaios por trabalho, escolhendo o maior número;
       Sempre que se verificarem alterações significativas dos materiais fornecidos.



No final da injecção da calda, deve proceder-se a uma inspecção visual da ancoragem.




8.5.2 – Ensaios de carga


Os comprimentos de selagem, as quantidades de calda de injecção e as reinjecções a realizar
são da responsabilidade do projecto, ou da empresa de construção, dependendo dos acordos
preestabelecidos. No entanto as seguintes regras devem ser respeitadas:

       A transferência da carga da ancoragem para o terreno deve ocorrer a partir do
        comprimento de selagem;
       O comportamento mecânico das ancoragens para as cargas previstas, deve encontrar-
        se dentro dos limites, permitindo obter o comprimento livre efectivo.



De acordo com o disposto na norma EN1537 (1999) o sistema de medição de forças deve
apresentar:

       Uma exactidão melhor que 2% do valor máximo da força a aplicar durante o ensaio de
        carga da ancoragem;
       O sistema de medição deve ter uma resolução melhor que 0,5% da carga de ensaio,
        para medir perdas de carga da ancoragem durante os patamares de fluência;
       O equipamento de medição dos deslocamentos deve ter uma resolução e exactidão
        melhor que 10 m e 50 m, respectivamente, durante os patamares de carga;
       A exactidão das medições dos deslocamentos deverá ser melhor que 500 m, durante
        os ciclos de carga e descarga.




                                                                                        64
Consuante os resultados obtidos nos ensaios de carga realizados nas ancoragem deverá
estabelecer-se:

       O Dimensionamento definitivo das ancoragens;
       Os critérios de realização dos ensaios de recepção e os respectivos programas;
       O comprimento de selagem, os volumes de injecção e programa de reinjecção para as
        ancoragens da obra, em concordância com a entidade responsável pela construção.




                        Figura 31 – Ensaio de carga de uma ancoragem




8.5.2.1 – Tipos de ensaios de carga


A EN1537 (1999) reconhece duas classes de ensaios, os de conformidade (EP e EA) e os de
aceitação (ERS):



       Ensaios prévios (EP);

Os EP permitem avaliar, antes da construção da ancoragens em obra, os seguintes elementos:

            o   A capacidade resistente ao arrancamento, Ra, da ancoragem na interface
                calda-terreno;
            o   As características de fluência da ancoragem;
            o   O comprimento livre aparente da ancoragem, Lapp.

A realização desde ensaios objectiva viabilizar a definição adequada da carga correspondente
à capacidade resistente ao arrancamento, face às características do terreno e ao sistema de

                                                                                         65
ancoragens a aplicar. Tem também como objectivo avaliar o know-how do empreiteiro e/ou
avaliar o comportamento de um novo sistema de ancoragens, nomeadamente sujeitando a
ancoragem à rotura na interface da selagem calda-terreno.


       Ensaios de adequabilidade (EA);

Segundo a EN1537 (1999), antes de realizar os EA, deve analisar-se os resultados dos EP
dísponiveis. Caso não se tenham realizado EP, as ancoragens a ensaiar na fase inicial com EA
devem ter armaduras com resistência superior à prevista para as ancoragens da obra.

Com disponibilidade de dados do EP, o EA objectiva-se a avaliar se o valor da fluência é
aceitável ou verificar as características de perda de carga durante o ensaio, fornecer elementos
para análise dos resultados dos ensaios futuros e avaliar a carga crítica de fluência.

Sem EP ou sem disponibilidade de resultados de EP obtidos em ancoragens semelhantes
construídas em terreno com características equivalentes, o EA tem como objectivo avaliar as
características acima referidas e definir também os critérios de aceitação da fluência e das
perdas de carga a considerar para os ERS.



       Ensaios de aceitação ou de recepção simplificados (ERS).

Todas as ancoragens devem ser sujeitas a ERS com excepção das que já tenham sido sujeitas
a outro ensaio de carga.

Objectiva-se a demonstrar que a carga de ensaio pode ser suportada pela ancoragem e
assegurar que a carga de blocagem aplicada é adequada para garantir a carga de projecto,
excluido o atrito.



8.5.2.2 – Cargas aplicadas nos ensaios


Define-se como carga a que aplicada na cabeça da ancoragem se transfere para o solo através
do bolbo de selagem. Assim, apresentam-se os seguintes conceitos:

       Carga inicial ou de referência, Pa: Corresponde à carga de alinhamento do sistema de
        pré-esforço;
       Carga limite do ensaio, ou carga máxima de ensaio, Pp: Corresponde à carga máxima
        a aplicar à ancoragem para a qual ainda se verifica a estabilização dos deslocamentos;
       Carga de blocagem, P0: Pré-esfoço a aplicar para incorporar a ancoragem na estrutura;
       Carga de serviço, P: Representa o valor da carga de pré-esforço que objectiva
        assegurar o nível de segurança necessário para o deslizamento da armadura, o
        arrancamento do bolbo de selagem e as deformações por fluência.




                                                                                             66
Carga a aplicar nos ensaios de ancoragem e carga de blocagem:
                  Tipo de                                                  Carga de blocagem       Carga inicial
 Norma                                 Carga máxima de ensaio (Pp)
             ensaio/ancoragem                                                     (P0)                 (Pa)
                           EP   Ra ou ≤ 0,80 Ptk e ≤ 0,95 Pt0,1k
             Métodos       EA   ≥ 1,25 P0 ; ≥ Rd ; ≤ 0,95 Pt0,1k
               1e2
                          ERS   ≥ 1,25 P0 ; ≤ 0,90 Pt0,1k                      ≤ 0,60 Ptk ,
EN1537                                                                    respeitanto os limites
                                                                                                     10 % Pp
(1999)                   EP     Ra ou < 0,80 Ptk e ≤ 0,95 Pt0,1k             de fluência e de
                                                                             perdas de carga
             Método 3    EA     ≥ 1,25 P0 ; ≤ Pc ; ≤ 0,90 Pt0,1k ; ≤ Rd

                         ERS    > 1,25 P0 ; ≤ Rd
    Nota: Rd – Capacidade de carga de dimensionamento; Ra – Capacidade de carga ao
    arrancamento; Ptk – Carga característica da armadura; Pt0,1k – Carga característica com
    deformação permanente de 0,1%.

    Tabela 8 – Carga a aplicar nos ensaios de ancoragem e carga de blocagem (EN1537, 1999)



    8.5.2.3 – Métodos de ensaio de carga preconizados pela EN1537 (1999)


    A EN1537 (1999) preconiza 3 métodos alternativos de ensaios de carga, para avaliar as
    características de resistência e de deformação das ancoragens. A carga deve ser aplicada e
    aliviada de forma gradual em todos os métodos de ensaio. O objectivo é não sujeitar a
    ancoragem a choques ou a cargas dinâmicas que possam interferir nos resultados. Durante os
    ensaios a ancoragem deve ser solicitada por incrementos faseados de carga até atingir a carga
    máxima de ensaio, Pp de acordo com os procedimentos de ensaio requeridos.

    O Valor inicial de pressão, que corresponde à carga inicial Pa, aplicada pelo macaco hidráulico
    antes de se iniciar a sequência de aplicação de cargas assume grande relevância. Com a
    aplicação de Pa objectiva-se equilibrar todo o sistema, ajustar os elementos, absorver folgas
    iniciais e verificar a posição geométrica e o estado de cada componente.

    Deve considerar-se todas as contigências e exigências de cada ensaio, para se garantir
    representatividade dos resultados obtidos com os ensaios. Por exemplo, devem ser
    devidamente salvaguardadas questões associadas à excentricidade do macaco hidráulico, das
    chapas de distribuição de carga e da célula de carga.



    8.5.2.3.1 – Ensaio de carga com o método 1


             Ensaios prévios, EP

         As tracções aplicam-se incrementalmente, num ou mais ciclos que decorrem desde a carga
         inicial até à máxima de ensaio, Pp. Deve medir-se os deslocamentos da cabeça e a
         respectiva carga durante um intervalo de tempo, à carga máxima de cada ciclo. A carga P p
         deve ser distríbuida, no mínimo, em seis ciclos de carga. Os tempos de monitorização são:
         1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60 minutos.




                                                                                                       67
Aplicação de carga com o método 1 (EN1537, 1999)



                           Nível de carga, em % Pp (%)                   Tempo mínimo de
          Ciclo 1   Ciclo 2    Ciclo 3    Ciclo 4    Ciclo 5   Ciclo 6   observação (min)
            10        10         10         10           10      10             1
                      25         40         55           70      85              1
            25        40         55         70           85     100       15 (60 08 180*)
                      25         40         55           70      85              1
            10        10         10         10           10      10              1
           * - No método 2, quando Pp = P0 aumenta-se o tempo de observação, ver tabela 10.

       Tabela 9 – Ciclos de carga e tempo mínimo de observação para EP e EA: Métodos 1 e 2
                                           (EN1537,1999)




        Ensaios de adequabilidade, EA

A carga máxima de ensaio, Pp, deve ser distribuída, no mínimo, em cinco ciclos de carga,
omitindo o primeiro cliclo de carga da tabela 9.



        Ensaios de recepção simplicados, ERS

A carga deve ser aplicada na ancoragem, até à carga máxima de ensaio, Pp, no mínimo com 3
incrementos iguais. Atingida a carga Pp a ancoragem deve ser descarregada até à carga inicial
de referência, Pa, seguindo-se novamente uma aplicação de cargas até à tracção de blocagem,
P0.



8.5.2.3.2 – Ensaio de carga com o método 2


        Ensaios prévios, EP

A aplicação das tracções à ancoragem é incremental, em ciclos que decorrem desde a carga
inicial até à de ensaio, Pp, ou até à de rotura. A perda de carga na cabeça da ancoragem

                                                                                              68
regista-se, mantendo o deslocamento constante, durante um determinado intervalo de tempo à
carga máxima de cada ciclo incremental, nomeadamente ao nível da carga de blocagem. A
carga Pp a aplicar deve ser distribuída, no mínimo, por seis ciclos de carga.




                         Aplicação de carga com método 2 (EN1537, 1999)




          Tempo de observação       Número do período     Perda de carga acumulada Kl,
                 (min)                 de tempo         admissível (% de carga aplicada) (%)
                    5                      1                             1
                   15                      2                             2
                   50                      3                             3
                   150                     4                             4
                   500                     5                             5
          1 500 (cerca de 1 dia)           6                             6
         5 000 (cerca de 3 dias)           7                             7
        15 000 (cerca de 10 dias)          8                             8


Tabela 10 – Tempo, períodos e critérios de aceitação de perdas de carga: Método 2 (EN1537, 1999)

Se decorridos 7 períodos de tempo, isto é, 3 dias, a perda de carga acumulada para a tracção
de blocagem proposta não excerder os valor admissível e as perdas de carga por intervalo de
tempo não aumentarem, pode terminar-se o ciclo e prosseguir com o ensaio até atingir Pp ou a
rotura. Se a perda de carga admissível for excedida e/ou se a perda de carga aumentar por
intervalo de tempo, poderá aumentar-se o tempo de observação para 8 períodos, isto é, 10
dias ou mais até estabilizar.



       Ensaios de Adequabilidade, EA

A ancoragem pode ser solicitada até à carga máxima de ensaio, Pp, com dois ciclos de carga
com a sequência de 10%Pp, 25%Pp, 50%Pp, 75%Pp, 100%Pp, 75%Pp, 50%Pp, 10%Pp,
aumentando-se seguindamente a carga até à tracção de blocagem, P0. A perda de carga (K1)
registada à carga de blocagem, P0, não deve exceder os limites definidos para sete períodos
de tempo, isto é, de 3 dias.


                                                                                               69
   Ensaios de recepção simplificada, ERS

A ancoragem deve ser solicitada, até à carga máxima de ensaio, P p, no mínimo em 3
incrementos de carga iguais, após o que se alivia a carga da ancoragem até ao valor inicial, P a,
e se tracciona novamente até P0. O comportamento da ancoragem observa-se durante 3
períodos de tempo, isto é, 50 minutos, ao nível de P 0, não devendo a perda de carga exceder
os valores acumulados indicados na tabela 10. Caso as perdas excedam esses valores, o
ensaio deve prolongar-se até estabilizarem as perdas com valores considerados aceitáveis.



8.5.2.3.3 – Ensaio de carga com o método 3


       Ensaios prévios, EP

A ancoragem é solicitada incrementalmente, desde a carga inicial de referência, P a, até à carga
máxima de ensaio, Pp. Os deslocamentos da cabeça de ancoragem registam-se a carga
constante, em cada incremento de carga. A carga máxima de ensaio, P p, deve distribuir-se, no
mínimo, em seis patamares de carga. (Figura 32.a)). Na tabela 11 apresentam-se os
incrementos de carga e os tempos de observação mínimos. Caso os valores de fluência sejam
pouco relevantes, o tempo de monitorização pode reduzir-se para 30 minutos.




          Figura 32 – Aplicação de carga com o método 3 (EN1537): a) EP; b) EA; c) ERS


                                                                                              70
Incrementos de carga %Pt0,1k
   Carga inicial (Pa)      1       2         3        4        5         6         7     8        Incremento número
           10             20       30       40        50       60        70        80    90             %Pt0,1k
                          60       60       60        60       60        60        60    60     Período de monitorização
            0
                          (30) (30) (30) (30) (30) (30) (30) (30)                                        (min)
Nota: Começa com carga inicial Pa=0,1 Pt0,1k

        Tabela 11 – Incrementos de carga e tempo mínimo de monitorização dos EP: Metodo 3
                                           (EN1537,1999)




        Ensaios de adequabilidade, EA

A ancoragem deve ser solicitada até Pp pelo menos em cinco patamares de carga.

                                             Incrementos de carga %Pp
     Carga inicial (Pa)        1        2        3         4        5         6               Incremento número
            10              25         40        55       70        85       100                     %Pp
                            60         60        60       60        60        60
                0                                                                       Período de monitorização (min)
                           (30) (30) (30) (30) (30) (30)
Nota: Começa com carga inicial Pa=0,1 Pp

        Tabela 12 – Incrementos de carga e tempo mínimo de monitorização dos EA: Metodo 3
                                           (EN1537,1999)




        Ensaios de recpção simplificada, ERS

A ancoragem deve ser traccionada desde a carga inicial, Pa, até à carga máxima de ensaio, Pp,
pelo menos em 4 incrementos de carga. A carga de ensaio deve manter-se constante durante
um período mínimo de 15 minutos.



8.5.2.3 – Características de fluência obtidas dos ensaios de carga


Os deslocamentos de fluência são movimentos dependentes do tempo que se verificam ao
nível da selagem através do solo, do progressivo deslocamento da armadura relativamente à
calda e da fluência da armadura.

O coeficiente de fluência, Ks, calcula-se com uma taxa de deslocamentos contante em dois
intervalos de tempo consecutivos, através da equação:




ks – coeficiente de fluência, (mm);

δ1 – deslocamento na cabeça no tempo t1, (mm);

δ2 – deslocamento na cabeça no tempo t2, (mm);

ti – tempo após a aplicação do incremento de carga, (minutos).
                                                                                                                           71
O objectivo dos ensaios, onde se avalia a fluência, é determinar os movimentos de fluência da
          ancoragem ao nível do bolbo de selagem do terreno. Esses movimentos devem respeitar os
          critérios de aceitação previamente definidos. O coeficiente de fluência limite corresponde ao
          valor máximo inidicado para o respectivo nível de carga, em conformidade com o disposto para
          o respectivo tipo de ensaio.



                 Deslocamentos de fluência e perda de carga acumulada: Critérios de aceitação
                                                           Critério
            Método       Tipo de
Norma                                     Limite                                                      Notas
           de ensaio     ensaio                             Tempo de observação
                                        admissível
                                                                                      (1)
                                                                               (2)        Valor associado à rotura por
                                                                ≥ 15 minutos
                                                  (1)
                                                                                      fluência
                            EP        Ks ≤ 2 mm                 ≥ 60 minutos
                                                                               (3)    (2)
                                                                                          para cargas < Pp
                                                                                (4)   (3)
                                                               ≥ 180 minutos                solos argilosos: para Pp
                                                  (5)                          (2)    (4)
                       EA com EP      Ks ≤ 1 mm                 ≥ 15 minutos                solos arenosos: para Pp
           Método 1                                             ≥ 60 minutos
                                                                               (3)    (5)
                                                                                            valores para Pp
                                                     (5)
                       EA sem EP     Ks ≤ 0,8 mm                                (4)
                                                               ≥ 180 minutos
                       ERS para Pp    Ks ≤ 0,8 mm                 ≥ 5 minutos         No ERS ks pode atingir 1mm
                                                                                      para     Pp    caso     os    EP
                       ERS para P0    Ks ≤ 0,5 mm                 ≥ 5 minutos         documentem            a      sua
                                                                                      aceitabilidade
                            EP         K1 ≤ 7% P'            ≥ 3 dias (7 períodos)    P' - carga do patamar
EN1537                                                                                k1 - perda de carga a
 (1999)                     EA         K1 ≤ 7% P'            ≥ 3 dias (7 períodos)
                                                                                      deslocamento constante
           Método 2                    K1 ≤ 3% P'               ≥ 50 minutos (3       k1 admissivel é de 1% da carga
                                           ou                      períodos)          aplicada em cada período,
                       ERS para P0
                                                                                      sendo o total do valor
                                       K1 ≤ 6% P0              1 dia (6 períodos)
                                                                                      acomulado.
                                                                                      EP realizam-se até ocorrer
                                                                 ≥ 60 minutos
                            EP               -                                        rotura ou atingir Pp.
                                                                (≥ 30 minutos)        No caso dos EP e dos EA pode
                                                                                      reduzir-se o tempo para 30
                       EA com EP       Ks ≤ 1 mm                 ≥ 60 minutos
           Método 3                                                                   minutos caso os solos não
                       EA sem EP      Ks ≤ 0,8 mm               (≥ 30 minutos)        apresentem               fluência
                                                                                      significativa.
                                                     (6)
                       ERS com EP K1 ≤ 1,5 mm                                         (10)
                                                                                          em ancoragens provisórias
                                                                 ≥ 15 minutos
                       ERS sem EP     K1 ≤ 1,2 mm                                     ks ≤ 1,8 mm.


            Tabela 13 – Deslocamento de fluência e perda de carga acumulada: Critérios de aceitação de
                         ancoragens definitivas sujeitas a ensaios de carga (EN1537, 1999)




          8.6 – Ensaios eléctricos
          Para avaliar a eficácia do sistema de protecção contra a corrosão utilizado, mede-se a
          resistência eléctrica entre a cabeça da ancoragem e o terreno circundante ou a estrutura
          (EN1537,1999). Neste contexto apresenta-se uma descrição dos dois ensaios, o primeiro mede
          o isolamento da ancoragem relativamente ao solo (ERM I), o segundo o isolamento da cabeça
          de ancoragem relativamente á estrutura (ERM II).



                                                                                                              72
Figura 33 – Medição da resistência electrica (Carvalho, 2009).



8.6.1 – Medição da resistência eléctrica I (ERM I)


Para a execução do ensaio de ERM I deve utilizar-se equipamento com as seguintes
especificações:

       Medida de tensão:       500 V d.c;
       Intervalo de medida:    10 k (0,01 M)



Durante a medição, a ancoragem deve ser conectada ao pólo positivo enquanto a pólo
negativo ligado à terra. Usualmente, na ligação terra recorre-se ao solo local.

Também se pode utilizar para a ligação à terra tubo metálicos enterrados no terreno ou
pregagens aplicadas em solo ou rocha.

Durante a medição é importante que os pontos de contacto permaneçam limpos.



O ensaio ERM I deve ser executado em duas fases distíntas:



       Fase A



É avaliada a integridade da bainha plástica no comprimento livre e no bolbo de selagem,
depois de instalada a ancoragem e antes da blocagem da ancoragem, isto é, logo após o
ensaio de carga (de recepção ou aferição).

Uma medição de resistência eléctrica (RI) entre a armadura e o terreno com valores iguais ou
superiores a 0,1 M demonstram uma integridade aceitável da bainha plástica. Uma bainha
plástica sem defeitos e impermeável apresenta valores de RI superiores a 100 M.

É recomendável que estas medições sirvam para observar os efeitos das distintas fases,
durante a construção da ancoragem, da integridade da bainha plástica.




                                                                                         73
Legenda:

                                                   1. Ohmimetro
                                                   2. Estrutura (betão)
                                                   3. Terreno
                                                   4. Bainha
                                                   5. Armadura



        Figura 34 – ERM I antes da blocagem da ancoragem (EN1537,1999)



        Fase B



Esta fase ensaia o isolamento eléctrico total da ancoragem relativamente ao terreno e à
estrutura, e inclui as seguintes etapas de medição:

        Após a blocagem da ancoragem;
        Após a injecção da cabeça da ancoragem;
        Em qualquer altura da vida útil da ancoragem.



O valor da resistência RI entre a ancoragem, e o terreno e a estrutura, igual ou superior a 0,1
M comprova o isolamento eléctrico total da ancoragem relativamente ao terreno e à estrutura.




                                                         Legenda:

                                                   1.    Ohmimetro
                                                   2.    Estrutura (betão)
                                                   3.    Terreno
                                                   4.    Bainha
                                                   5.    Armadura
                                                   6.    Trompete
                                                   7.    Chapa de destribuição ou descarga
                                                   8.    Chapa de blocagem ou porta-cunhas
                                                   9.    Chapa de isolamento


   Figura 35 – ERM I depois da blocagem da
           ancoragem (EN1537,1999)
                                                         Nota: O topo do tubo da bainha deve
                                                         estar sempre limpo




                                                                                             74
8.6.2 – Medição da resistência eléctrica II (ERM II)


Esta medição é apenas executada se RI após a blocagem da ancoragem (fase B do ERM I) for
inferior a 0,1 M, o que prova não existir contacto directo entre a armadura da ancoragem e a
armadura de pré-esforço da estrutura ancorada. O ensaio ERM II é executado com a
ancoragem pré-esforçada.

O equipamento a utilizar deve ter as seguintes características:

       Medida de tensão:       na ordem de 40 V a.c;
       Intervalo de medida:    0 – 200 k (0 – 0,2 M)



Geralmente utiliza-se a chapa de distribuição como ligação à terra. Se a chapa estiver
revestida por um material isolante eléctrico, pode recorrer-se à armadura da estrutura
ancorada.



Durante a medição a cabeça da ancoragem, e em particular a chapa de isolamento entre a
cabeça da ancoragem e a chapa de distribuição, deve permanecer seca. Os contactos
eléctricos devem manter-se limpos e o metal descoberto. De modo a assegurar bons contactos
eléctricos são utilizados grampos ou electroímanes potentes. Pinos não são aconselháveis
neste tipo de medições.



As medições durante o ensaio ERM II são sensíveis ás condições climatéricas como a
existência de humidade na zona da cabeça da ancoragem e de correntes vagabundas no
terreno.

Se são efectuadas várias medições numa ancoragem, adopta-se para valor da resistência o
mais elevado.

O valor da resistência RII entre a cabeça da ancoragem e a chapa de distribuição ou o aço de
reforço da estrutura superior a 100 k comprova não haver contacto directo entre a cabeça da
ancoragem e a chapa de apoio ou aço de reforço da estrutura.




                                                 Legenda

                                             1. Ohmimetro




Figura 36 – ERM II depois da blocagem da ancoragem (EN1537,1999)




                                                                                          75
8.7 – Registos de obra

De acordo com a EN1537 (1999) e o Eurocódigo 7 (ENV1997-1-1), os elementos de
construção das ancoragens devem compilar-se para permitir futura consulta. Os seguintes
elementos devem estar incluídos no documento:

      A sequência de entrega de todos os materiais cimentícios, resinas de injecção e
       aditivos;
      O reconhecimento geotécnico;
      Técnicas de furação;
      Faseamento construtivo e geometria das ancoragens;
      Data de instalação de cada ancoragem;
      Para ancoragem com injecções: materiais, pressão, volume injectado, comprimento
       injectado, tempo de injecção;
      Sistema de protecção contra a corrosão adoptado;
      Faseamento da injecção;
      Aplicação do pré-esforço: tipos de ensaios, programas de ensaios e datas de
       realização;
      Blocagem das ancoragens e data de realização.



Para cada ancoragem terminada, deve ser elaborado um documento autentificado por
assinatura do construtor e fiscalização.



O local de arquivo de ser o mesmo para todos os documentos, devendo também ser
arquivados os registos de obra, ensaios das ancoragens e respectivas análises.

Adicionalmente, devem fazer parte do arquivo de obra os certificados de aceitação emitidos
pelas entidades competentes, relativos aos materiais e equipamentos utilizados na construção
de ancoragens.

Todos estes elementos devem estar disponíveis para futuras consultas.




                                                                                         76
Capítulo 9 – Monitorização e manutenção

9.1 - Monitorização

As ancoragens são na maior parte das vezes monitorizadas. Particularmente, se estiver
previsto um comportamento estrutural sensível a alterações de carga ou movimentos do
terreno.

O número de ancoragem a ser monitorizado, bem como o sistema de observação a
implementar e a sua periocidade de monitorização deverá adequar-se a cada caso tendo em
conta a sua localização e o tipo de obra. Estes factores ser definidos antes do inicio da
construção da obra, ou seja, na fase de projecto.

O comportamento de longo prazo das ancoragens pode ser avaliado monitorizando a evolução
da carga instalada e os movimentos da estrutura ancorada ou do próprio talude.

No caso da monitorização da carga instalada, pode realizar -se por observação dos valores
obtidos na medição de células dinamométricas instaladas nas ancoragens, ou com ensaios de
levantamento que consistem em ensaios de carga com o macaco hidráulico até se verificar o
levantamento ou o deslocamento da cabeça da ancoragem relativamente à chapa de
distribuição de carga (pode ser realizado 1 a 3 dias depois de realizado o ensaio de carga).

Nos movimentos da estrutura ancorada, são observadas as deformações da estrutura com
recurso a medições em extensómetros (que podem ser ancorados para além da zona de
selagem) ou por controlo topográfico (alvos topográficos na estrutura ancorada e no talude e/ou
marcos topográficos nos terrenos circundantes).

As células dinamométricas podem manter-se permanentemente instaladas. Podem aplicar-se
células de resistência eléctrica, de cordas vibrantes, hidráulicas, de transdutores eléctricos, etc.

A observação do valor obtido pode ser efectuada por leitura directa ou por leitura remota em
estação de leitura. O mais usual é termos células de resistência eléctrica com leitura directa.

O dispositivo de medição das cargas deve possuir uma fiabilidade superior a 2% do valor
máximo da carga aplicada durante os ensaios e uma resolução de 0,5% da tracção de ensaio
para registar-se as perdas de carga durante os ensaios (EN1537,1999).




                          Figura 37 – Ensaio de carga de uma ancoragem



                                                                                                 77
De acordo com a publicação FHWA-IF-99-015 (1999), a razão mais comum de movimentos
inesperados no terreno é a sobrescavação dos taludes sem previamente ter havido uma
contenção adequada do talude já “aberto” (previamente escavado). Adicionalmente,
movimentos do talude e o aumento da carga na ancoragem podem indicar que o solo contido é
mais fracturado que o previsto, resultando num aumento de carga no talude. Quando a
capacidade de carga da ancoragem aproxima-se do seu valor limite, a ancoragem deve ser
destensionada e a causa de tal aumento apurada (Ver Anexo 8 – Ficha de acompanhamento e
monitorização de células de carga).



Em alguns casos, o inverso também pode acontecer, devido às movimentações estruturais,
pode ser necessário novos tensionamento das ancoragens de modo a manter a força residual
da mesma acima dos limites mínimos requeridos.



O número de ancoragem a instrumentar é definido pelo projectista. No entanto, como valor de
referência deve-se instrumentar pelo menos 10% do número total de ancoragens, com um
mínimo de 3 ancoragens instrumentadas. Em projectos com mais de 100 ancoragens deve
monitorizar-se apenas 5% das restantes ancoragens (FIP, 1996b). No caso de o sistema
ancorado ter como finalidade o controlo de movimentos do terreno, e desde que este seja
uniforme, pode-se instrumentar 5 % das ancoragens ou 3 ancoragens, seleccionando o maior
número.



Uma vez que os terrenos da obra se comportam como um todo, é importante que se analise
em conjunto os resultados obtidos da instrumentação das células de carga das ancoragens
com os resultados dos deslocamentos do terreno/estrutura resultantes do controlo topográfico.



9.1.1 – Programa de monitorização


O programa de monitorização inclui indicações e descrição pormenorizada dos dispositivos de
medição aptos a assegurar os objectivos propostos durante o período da sua utilização, ou
seja, objectiva-se a avaliar se as ancoragens estão a ser alvo de cargas excessivas e a
eventual necessidade de incluir ancoragens adicionais.



São estabelecidos valores limites e no caso de excedidos são implementadas medidas de
excepção, geralmente divididos em duas etapas. Alcançando os valores limites da primeira
etapa, aumenta-se a frequência de observação e faz-se medições suplementares. No caso de
se atingir os valores limites da segunda etapa é realizada uma inspecção especial, colocando
em vigor restrições de utilização ou de intervenção na obra.



A FIP (1996b) recomenda a implementação de medidas correctivas, que podem envolver o
alívio parcial do pré-esforço ou a construção de ancoragens adicionais, quando os valores das
forças excederem 120% P e 140% P em ancoragens provisórias e definitivas, respectivamente.




                                                                                          78
Na maior parte dos casos, nos primeiros 6 meses após a construção da ancoragem, é usual
uma redução da carga da ancoragem de 10 a 20%. Essa redução deve-se ao funcionamento
do sistema estrutura-ancoragem para atingir o equilíbrio e à relaxação inicial da ancoragem.

A monitorização no início deve ter intervalos de tempo menores (3 a 6 meses), depois, de
acordo com os resultados obtidos, aumentar-se os intervalos de tempo entra as campanhas.
Na análise dos valores obtidos, deve ter-se em conta alterações externas, como as condições
climáticas, variações nas marés, sobrecargas aplicadas nos terrenos circundantes e
escavações que afectem o estado de tensão do terreno.



9.2 – Manutenção

De acordo com a norma Suíça (SIA V161/1995, 1996) deve criar-se documentos que incluam
as regras de utilização, o programa de observação, os relatórios periódicos e o programa de
manutenção. Estes documentos devem integrar o dossier a entregar ao dono-de-obra no final
da obra.



A norma EN1537 (1999) refere que a protecção contra a corrosão das partes acessíveis da
cabeça da ancoragem deve ser alvo de inspecções periódicas e deve ser renovada quando
necessário.



Existem dois métodos para avaliar o risco de corrosão, inspecção directa ou indirecta.



Dentro dos métodos indirectos, não destrutivos, temos os seguintes ensaios e as suas
finalidades:

       Ensaio eléctrico para verificar o isolamento;
       Ensaio ultra-sónico por reflexão para registar a perda de energia e deste modo avaliar
        qualitativamente a qualidade da calda de injecção dentro de uma tubagem;
       Ensaios de radiação, com raio-X ou gama, para detecção de anomalias na calda, para
        efeitos de concentração de corrosão ou roturas do aço de pré-esforço.



Como alternativa, utilizam-se métodos directos, como por exemplo a remoção da protecção
exterior e tentar vias alternativas de acesso à cabeça da ancoragem para posterior inspecção,
reparação ou aplicação de materiais de protecção.




                                                                                           79
Capítulo 10 – Considerações finais

O principal objectivo desta dissertação é a compatibilização das normas e procedimentos de
projecto e construtivos, com a qualidade desejável da construção de ancoragens, em
conformidade com a norma europeia EN1537 (1999), que abrange especificamente
ancoragens em terreno.



Com o objectivo de um melhor e mais expedito acompanhamento em obra dos vários passos
de execução de ancoragens, foram criadas fichas de controlo de qualidade de ancoragens
passivas e activas.

Uma vez que o comportamento da uma ancoragem depende directamente da qualidade da
mão-de-obra inerente a cada uma das operações da construção da mesma, com especial
ênfase em operações de manuseamento de equipamentos como a injecção e o pré-esforço,
um correcto e cuidadoso acompanhamento de todas as operações é fundamental para a
garantia de uma boa execução dos trabalhos.

Pelos requisitos constantes nas tabelas de verificação de cada actividade integrante deste
trabalho, pode observar-se que existe uma enormidade de pontos de verificação que devem ter
lugar de modo a garantir o desempenho e a durabilidade pretendida.

De realçar que os apertados prazos que cada vez mais são uma constante no universo da
construção pode condicionar a correcta aplicação das técnicas de execução, com especial
incidência nos tempos de espera entre actividades (exemplo: tempo de presa da calda de
injecção).



Com o objectivo de desenvolver uma metodologia de controlo de qualidade na execução de
ancoragens, o controlo de qualidade terá de abranger as diversas fases envolvidas pela
especialidade, como é o caso do reconhecimento geológico e geotécnico, da fase de projecto,
da recepção em obra, da fase de execução, dos ensaios e da monitorização e manutenção.

O adequado conhecimento das condições geotécnicas e geológicas do terreno está
directamente relacionado com a eficiência do dimensionamento e do projecto de ancoragens.
Uma situação frequente em obra é a insuficiência da caracterização geotécnica, que impedirá o
projectista de definir com rigor a resistência disponível no terreno, nomeadamente na zona do
bolbo de selagem, e desta forma não explorar todo o potencial oferecido pelo sistema de
ancoragens preconizado.

As responsabilidades de todas as entidades envolvidas devem constar do projecto.
Inclusivamente, devem as actividades associadas a essas responsabilidades ser identificadas,
nomeadamente as de construção, as de realização e análise dos ensaios, instrumentação e
monitorização.

Todos os materiais em obra devem ser acompanhados e controlados, desde a sua recepção e
descarga, passando pelas transladações em obra, até ao seu armazenamento e posterior
aplicação.

Na fase de execução, todas as operações devem ser acompanhadas, controladas e registadas
pela fiscalização e os respectivos boletins de actividade validados pela mesma. Este
acompanhamento permite detectar e esclarecer atempadamente questões e problemas que
surjam durante a obra.
                                                                                          80
É necessário realizar ensaios de carga em todas as ancoragens activas da obra,
nomeadamente ensaios de adequabilidade e simplificados, de modo a validar o projecto de
dimensionamento das ancoragens.

Para cada ancoragem activa construída é necessário elaborar um documento, autenticado por
assinatura, onde devem constar todos os elementos, incluindo ocorrências singulares que se
verifiquem durante a construção.

Concluída a obra devem arquivar-se adequadamente todos os elementos de modo a que
futuramente seja viável a sua consulta.

O número de ancoragens a ser monitorizado, bem como sistema de observação a implementar
e a sua periocidade de monitorização deve ser definido na fase de projecto, tendo em conta a
localização e tipo de obra.

A protecção contra a corrosão das partes acessíveis da cabeça de ancoragem deve ser alvo de
inspecções periódicas e renovada quando necessário.




                                                                                         81
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                                                                                         84
ANEXOS




         A1
Anexo 1 – Ficha de controlo de partes diárias




                                                A2
Anexo 2 – Estudo de composição de caldas de injecção




                              ESCALÃO MONTANTE

                                 CALDAS DE INJECÇÃO




INTRODUÇÃO




O presente relatório foi elaborado com base em resultados obtidos em produção efectiva
referentes ao mês de Junho/09.

O cimento usado é ensacado e foi o CEM II B/L 32,5 N da Cimpor.

O adjuvante é o Sika Viscocrete 3003.

A água utilizada é proveniente da rede.



COMPOSIÇÃO DA CALDA E RESULTADOS OBTIDOS



A composição da calda consta do quadro 1.

                                           Quadro 1

                    Cimento                           100             kg

                    Água                              30              kg

                    Viscocrete 3003                   1,7             kg




Nos quadros 2 e 3 apresentam-se as características da calda; a tensão de rotura foi
determinada em cubos de 10 cm de aresta.
                                                                                         A3
Quadro 2


            Temperatura da calda        Viscosidade inicial     Exsudação      Variação de Volume
                      (ºC)                      (seg)                (%)                (%)

Máximo                                       15.0                 1                    0

Mínimo                                       11.0                 0                   -1

 Média                31.7                      13.0                 0                  -0.5

Desvio
                                              1.2                 0                   0.5
Padrão



                                              Quadro 3

                                Idade              Tensão de rotura média

                                                            (MPa)*

                                 24 h
                                                              34.5


                                  7d                          48.8

                                 28 d
                                                              54.3


* Valores médios referentes aos resultados das caldas de injecção aplicadas em obra durante o mês de
Junho/09 (Quadro n.º 4 do Relatório Mensal de Caldas de Injecção de Junho/09 – AHBS/RMCI.04.00)




CONCLUSÃO



Os valores dos resultados do ensaio de compressão simples da calda produzida com 1.7% de
Viscocrete 3003 cumprem os requisitos do Caderno de Encargos.




Porto, 22 de Setembro de 2009




                                                                                                   A4
Anexo 3 – Ficha de controlo de caldas de injecção




                                                    A5
Anexo 4 – Ficha de ensaios de tracção em pregagens




                                                     A6
Anexo 5 – Ficha de ensaios de Lugeon




                                       A7
Anexo 6 – Ficha de ensaio de aferição de ancoragem (EN1537, 1999)




                                                                    A8
A9
A10
Anexo 7 – Ficha de ensaio de recepção de ancoragem (EN1537, 1999)




                                                                    A11
A12
A13
Anexo 8 – Ficha de acompanhamento e monitorização das células de carga




                                                                         A14
Anexo 9 – Ficha de controlo de qualidade de pregagens




                                                        A15
FICHA DE CONTROLO DE QUALIDADE DE PREGAGENS
                 Frente de Trabalho:
                 Nível:                                                   DATA            /       /




                                                                                       Não
                     RECEPÇÃO EM OBRA                                     Conforme
                                                                                     Conforme
                                                                                                               Observações

                 Componentes
                                     Examinação visual
  Recepção                           Identificação
                   Documentação
                                     Certificação
                                     Amostras de ensaios lab.
Descarga
Transladações
Armazenamento                        Local



                                                                                                Não
                                FURAÇÃO                                        Conforme
                                                                                              Conforme
                                                                                                                 Observações

Acessibilidade
                                Nivelada
Preparação da Plataforma
                                Limpa
Marcações                       Verificação Topográfica
                                                   Componentes do Equip.
                                Verificações
                                pré-furação        Diâmetro
                                                   Inclinação
                                                   Presença de Água
                                Anomalias
                                                   Residuos
Furação
                                                   Localização
                                                   Diâmetro
                                Verificações
                                pós-furação        Comprimento
                                                   Inclinação
                                                   Estabilidade do Furo
Limpeza do Furo                 Ar / Água


  COLOCAÇÃO DA ARMADURA                                Não
                                        Conforme                                          Observações / Data
        E SELAGEM                                    Conforme
Inspecção visual da ancoragem
Inspecção visual do furo
Introdução da Ancoragem
Selagem


                                                                                                                    A16
Valores            Valores                  Não
            INJECÇÃO                            Padrão            Registados
                                                                               Conforme
                                                                                          Conforme
                                                                                                     Observações

                   Caudal contínuo             Continuo
                   Pressão Mínima               1 Mpa
Injecção Inicial   Pressão Máxima               3 Mpa
                   Calda expelida pelo tubo de respiro
                   Tubo de respiro bloqueado
                   Pressão efectiva              2 bar
 Injecção Final                          0,30 (calda com areia)
                   Relação a/c
                                           0,50 (calda pura)


                        MONTAGEM DA CABEÇA                               Conforme   Não Conforme     Observações
Regularização da superfície de assento da placa de distribuição
Aperto da porca com recurso a chave dinamométrica




NOTAS:




                                                                                                      A17
Anexo 10 – Ficha de controlo de qualidade de ancoragens activas




                                                                  A18
FICHA DE CONTROLO DE QUALIDADE DE ANCORAGENS

                 ANCORAGEM Nº                                              DATA              /       /




                                                                                                   Não
                                FURAÇÃO                                           Conforme
                                                                                                 Conforme
                                                                                                                    Observações

Acessibilidade
                                 Nivelada
Preparação da Plataforma
                                 Limpa
Marcações                        Verificação Topográfica
                                                    Componentes do Equip.
                                 Verificações
                                 pré-furação        Diâmetro
                                                    Inclinação
                                                    Presença de Água
                                 Anomalias
                                                    Residuos
Furação
                                                    Localização
                                                    Diâmetro
                                 Verificações
                                 pós-furação        Comprimento
                                                    Inclinação
                                                    Estabilidade do Furo
Limpeza do Furo                  Ar / Água




                                                                         Não
  ENSAIO DE PERMEABILIDADE            Resultado        Conforme                                      Observações / Data
                                                                       Conforme

1º Ensaio de Lugeon                                  U.L. ≤ 2       U.L.  2
2º Ensaio de Lugeon*                          U.L. ≤ 2     U.L.  2
              * Na condição de o resultado do primeiro ensaio ser superior a duas unidades de Lugeon


                             IMPERMEABILIZAÇÃO DO BOLBO DE SELAGEM*                                               Observações / Data

                 Calda de Cimento (lt)                                  Calda de Cimento (lt)
     1ª                                                     2ª
                 Traço A/C                                              Traço A/C
 Impermeab.                                             Impermeab.
                 Reperfuração (m)                             Reperfuração (m)
              * Na condição de o resultado do primeiro ensaio ser superior a duas unidades de Lugeon



                                                        Não
   COLOCAÇÃO DA ARMADURA                 Conforme                                            Observações / Data
                                                      Conforme
Inspecção visual da ancoragem
Inspecção visual do furo
Introdução da Ancoragem


                                                                                                                        A19
Valores             Valores                       Não
          INJECÇÃO                                                    Conforme                       Observações / Data
                                 Padrão*            Registados                   Conforme
Pressão Mínima                     1 Mpa
Pressão Máxima                     3 Mpa
Velocidade de Injec.           5 a 15 m/min
Relação a/c                     0,30 a 0,55
Temperatura da Calda            máx 35C
                               100 l por cada
Volume Injectado
                              1,5 m de comp.
              * Valores sujeitos a confirmação pelo CE ou fichas técnicas das ancoragens

                                 Valores                                Não
        REINJECÇÃO*                                  Conforme                                   Observações / Data
                                Registados                            Conforme
Pressão
Velocidade de Injecção
Relação a/c
Temperatura da Calda
Volume Injectado
             * Tempo de espera entre a Injecção e a Reinjecção de 2 a 8 horas (conforme os ensaios
             iniciais)




                                                         Valores                  Valores                  Não
           ENSAIOS DE CALDAS                                                                  Conforme               Observações
                                                         Padrão                  Registados              Conforme
                           Temperatura               C ≤ Δ ≤ 30C
Condições Ambiente
                            Humidade                      > 65 %
Fluidez                                               Ver Quadro A
Exsudação                                     Decorridas 3h: < 2% do Vinicial
Variação de Volume                                  -1% ≤ Δ ≤ 5%
                           Temperatura              10C ≤ Δ ≤ 25C
Calda
                           Relação a/c                   < 0,44
                           Tempo                      2 a 3 minutos
Mistura
                                                Homogénea e Uniforme


 Os ensaios da calda de injecção a realizar nas diferentes fases devem ser, de acordo com a NP EN446 (2000),
 efectuados:

                        Pelo menos 24 horas antes de iniciar os trabalhos;
                        Durante a injecção com a seguinte frequência:
                             o Fluidez: 3 ensaios em cada 8 horas;
                             o Exsudação: 2 ensaios por dia, sendo um realizado em amostra retirada do
                                misturador e outro na saída do tubo de injecção;
                             o Variação de volume: 1 ensaio por dia;
                             o Resistência à compressão: 1 ensaio em cada 7 dias, com um mínimo de 2
                                ensaios por trabalho, escolhendo o maior número;
                        Sempre que se verificarem alterações significativas dos materiais fornecidos.

              No final da injecção da calda, deve proceder-se a uma inspecção visual da ancoragem.
                                                                                                                 A20
PRÉ - ESFORÇO

                                                              Valores                          Valores                       Não
    Precisão do Equipamento                                   Padrão                          Registados
                                                                                                              Conforme
                                                                                                                           Conforme
    Medição de         Exactidão         2% do valor máximo da força aplicada
     Forças            Resolução         0,5% da carga de ensaio
    Medição de         Exactidão        > 0,05 mm
   Deslocamentos       Resolução        > 0,01 mm



                         Carga a aplicar nos ensaios de ancoragem e carga de blocagem:
                                                                                                                         Carga inicial
 Norma      Tipo de ensaio/ancoragem             Carga máxima de ensaio (Pp)                 Carga de blocagem (P0)
                                                                                                                             (Pa)
                                EP          Ra ou ≤ 0,80 Ptk e ≤ 0,95 Pt0,1k
             Métodos 1 e 2      EA           ≥ 1,25 P0 ; ≥ Rd ; ≤ 0,95 Pt0,1k
                                                                                  ≤ 0,60 Ptk , respeitanto
 EN1537                         ERS               ≥ 1,25 P0 ; ≤ 0,90 Pt0,1k
                                                                                  os limites de fluência e                 10 % Pp
  (1999)                        EP          Ra ou < 0,80 Ptk e ≤ 0,95 Pt0,1k
                                                                                    de perdas de carga
               Método 3         EA        ≥ 1,25 P0 ; ≤ Pc ; ≤ 0,90 Pt0,1k ; ≤ Rd
                                ERS                   > 1,25 P0 ; ≤ Rd
       Nota: Rd – Capacidade de carga de dimensionamento; Ra – Capacidade de carga ao arrancamento;
                          Ptk – Carga característica da armadura; Pt0,1k – Carga característica com
       deformação permanente de 0,1%.

                   Deslocamentos de fluência e perda de carga acumulada: Critérios de aceitação

                                                           Critério
           Método        Tipo de
Norma                                     Limite                                                           Notas
          de ensaio      ensaio                             Tempo de observação
                                        admissível
                                                                               (2)    (1)
                                                                ≥ 15 minutos                Valor associado à rotura por fluência
                                                    (1)                        (3)    (2)
                             EP        Ks ≤ 2 mm                ≥ 60 minutos                para cargas < Pp
                                                                                (4)   (3)
                                                               ≥ 180 minutos                solos argilosos: para Pp
                                                    (5)                        (2)    (4)
                       EA com EP       Ks ≤ 1 mm                ≥ 15 minutos                solos arenosos: para Pp
          Método 1                                                             (3)    (5)
                                                     (5)        ≥ 60 minutos                valores para Pp
                       EA sem EP    Ks ≤ 0,8 mm                                 (4)
                                                               ≥ 180 minutos
                      ERS para Pp      Ks ≤ 0,8 mm                ≥ 5 minutos         No ERS ks pode atingir 1mm para Pp
                                                                                      caso os EP documentem a sua
                      ERS para P0      Ks ≤ 0,5 mm                ≥ 5 minutos         aceitabilidade
                             EP        K1 ≤ 7% P'            ≥ 3 dias (7 períodos)    P' - carga do patamar
EN1537                                                                                k1 - perda de carga a deslocamento
 (1999)                      EA        K1 ≤ 7% P'            ≥ 3 dias (7 períodos)
                                                                                      constante
          Método 2
                                       K1 ≤ 3% P'               ≥ 50 minutos (3       k1 admissivel é de 1% da carga
                      ERS para P0          ou                      períodos)          aplicada em cada período, sendo o
                                       K1 ≤ 6% P0              1 dia (6 períodos)     total do valor acomulado.
                                                                                      EP realizam-se até ocorrer rotura ou
                                                                 ≥ 60 minutos
                             EP              -                                        atingir Pp.
                                                                (≥ 30 minutos)        No caso dos EP e dos EA pode
                                                                                      reduzir-se o tempo para 30 minutos
          Método 3     EA com EP       Ks ≤ 1 mm                 ≥ 60 minutos
                                                                                      caso os solos não apresentem fluência
                       EA sem EP       Ks ≤ 0,8 mm              (≥ 30 minutos)        significativa.
                                                     (6)
                      ERS com EP K1 ≤ 1,5 mm                                          (10)
                                                                                        em ancoragens provisórias ks ≤ 1,8
                                                                 ≥ 15 minutos
                      ERS sem EP       K1 ≤ 1,2 mm                                    mm.


                                                                                                                   A21
Não
                               PROJECTO                                 Dísponivel
                                                                                     Dísponivel
                                                                                                          Observações

                 Sequência Construtiva
Projecto de
Execução         Planeamento
                 Pormenores
                 Estabilidade Global
Relatório        Movimentos de Terreno
Geológico e      Dimensão da Estrutura
Geotécnico       Sismicidade Regional
                 Água no Terreno
                                           Saneamento Subterrâneo
Cadastro da      Estruturas Existentes
Zona                                       Fundações
                 Trafego
Informações do Expropriações
Terreno        Acordos de Utilização




                                                                      Não
                RECEPÇÃO EM OBRA                         Conforme
                                                                    Conforme
                                                                                                  Observações

                     Componentes
Recepção                                 Identificação
                     Documentação
                                         Certificação
Descarga
Transladações
                     Bobines
 Armazenamento       Raio Recomendado
                     Local




                               Registos de obra e documentos para arquivo (EN1537, 1999)

- Reconhecimento geotécnico
- a sequência da entrega dos materiais cimentícios, resinas de injecção e aditivos
- técnicas de furação
- faseamento construtivo e geometria das ancoragens
- data e hora do início e de conclusão da construção de cada a ancoragem
- injecções: materiais, pressão, volumes injectados, comprimento injectado e hora de injecção
- fases de injecção e identificação dos elementos mencionados no ponto anterior
- sistema de protecção contra a corrosão seleccionado
- aplicação de pré-esforço: tipo de ensaios, programas de ensaios e datas de realização
- blocagem das ancoragens e datas de realização


                                                                                                            A22
Elementos mínimos presentes no Relatório de Trabalho de Ancoragens:
                                    Identificação da obra e da zona da obra
      Dados gerais                  Fiscalização e dono-de-obra
                                    Empresa de construção das ancoragens
                                    Localização, número de identificação da ancoragem do projecto
                                    Tipo de ancoragem, fabricante, classe de protecção contra a corrosão
                                    Tipo de armadura, secção e módulo de elasticidade
                                    Valor da resistência última interna
                                    Resistência mínima exigida para a ancoragem
                                    Carga máxima de ensaio, carga de serviço e de blocagem
                                    Geometria
                                           o Comprimentos
   Elementos sobre as                               Total
      ancoragens                                    Livre
                                                    de selagem
                                                    Suplementar
                                           o Orientação e inclinação
                                           o Diâmetro máximo da ancoragem
                                    Dispositivo de injecções
                                           o Em bloco ou por fases
                                           o Simples ou repetida
                                    Data e hora da introdução de cada ancoragem
                                    Tolerâncias e folgas de posicionamento
                                    Data e hora do início e conclusão do furo
                                    Tipo de equipamento de furação, com água ou ar
                                    Tipo de fluido para estabilização do furo, quando necessário
                                    Identificação, diâmetro e inclinação do furo
                                    Comprimento do revestimento do furo, quando necessário
   Registos da furação
                                    Tipo de terreno das camadas atravessadas
                                           o Perfil geológico aproximado do furo
                                           o Obstáculos encontrados
                                           o Perdas ou ganhos de água
                                    Informações relativas a medições e ao levantamento do furo
                                    Resultados dos ensaios de permeabilidade
                                    Injecções de impermeabilização
                                           o Data, hora e duração
Registos das injecções e                   o Troço
dos possíveis tratamentos                  o Pressão
  de impermeabilização                     o Tipo de cimento
                                           o Traço e adjuvantes utilizados
                                    Diâmetro de reperfuração
Registos das injecções de           Data, hora, pressão, caldas, comprimento injectado, consumos e duração da
        selagem                      injecção
 Dados do pré-esforço               Tipo de ensaio, programas de ensaio e datas de realização


             Verificações a efectuar para apurar causa de não satisfazer as exigências no projecto:

- cada operação que esteve associada ao projecto e controlo construtivo
- se ocorreram deficiências de operacionalidade ou de mão-de-obra
- qualidade dos materiais aplicados, como a das caldas de injecção
- adequabilidade dos elementos utilizados (características do terreno e capacidade de carga das ancoragens)
- se ocorreram eventuais alterações do sistema de ancoragens aplicado
- se o tempo de espera mínimo, definido entre a conclusão das injecções e a aplicação da carga, foi respeitado
- se houve eventuais alterações ao projecto

                                                                                                      A23

Ancoragens passivas e activas

  • 1.
    Controlo de Qualidadede Ancoragens Passivas e Activas Vítor Bruno Bodas Santa Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil Júri Presidente: Prof. António Domingues Moret Rodrigues Orientador: Prof. Fernando António Baptista Branco Vogais: Profª. Teresa Maria Bodas de Araújo Freitas Setembro de 2010
  • 3.
    Resumo Esta dissertação pretendeaprofundar o conhecimento da actual situação portuguesa no controlo de qualidade na fase de projecto, construção e ensaios de ancoragens activas e passivas (pregagens). O trabalho foi dividido em duas partes fundamentais. Na primeira abordam-se ancoragens passivas, vulgarmente denominadas por pregagens. Na segunda, ancoragens activas. Pretende-se ainda estabelecer procedimentos de projecto e construtivos em conformidade com a norma EN 1537 (1999), que abrange especificamente ancoragens em terreno, com o objectivo de obter a qualidade desejável de modo a garantir a vida útil prevista das obras de Engenharia. Sendo a integridade física das ancoragens uma preocupação na garantia da vida útil, aborda- se a problemática da corrosão, dos diversos tipos de corrosão e das classes de protecção das ancoragens contra a corrosão. É apresentada uma referência aos diferentes tipos de ensaios de carga, a realizar nas ancoragens, bem como o número e tipo de controlo que as normas em vigor recomendam. O trabalho teve como suporte, para além da bibliografia existente nesta matéria, todo o acompanhamento de campo, registos de actividade e respectivos documentos de controlo de qualidade da obra do Aproveitamento Hidroeléctrico do Baixo Sabor a cargo do consórcio “Bento Pedroso Construções e Lena, ACE”. Palavras-chave: ancoragens; pregagens; EN1537; controlo de qualidade. i
  • 4.
    Abstract The main purposeof this dissertation is to enlarge the knowledge of the actual Portuguese situation in the quality control during the design, construction and testing of ground anchors and soil nailing. This work was divided in two major parts, soil nailing and ground anchors. Another goal is also to establish the design and construction procedures compatible with the European Standard EN 1537 (1999), which specifically embrace ground anchors, with the purpose of achieve the desirable quality to ensure the design life time of engineering works. In view of the fact that the physical integrity of anchors is a concern for guarantying their lifetime, an evaluation is made of problems referred to corrosion, the types of corrosion and the classes of protection of anchors against corrosion. It’s presented reference to the different types of load tests, to be performed on anchors, as well as the number and type of control required by the European Standards. The present dissertation had as a support, in addition to the existing bibliography in this area, field attendance (installation and testing phases) and quality control procedures in the construction of Baixo Sabor Dam at the expense of “Bento Pedroso Construções e Lena, ACE”. Keywords: ground anchors; soil nails; EN1537; quality control. ii
  • 5.
  • 6.
    Índice Capítulo 1 –Introdução ................................................................................................................. 1 1.1 – Enquadramento ................................................................................................................ 1 1.2 – Objectivos ......................................................................................................................... 1 1.3 – Organização...................................................................................................................... 2 PARTE I ......................................................................................................................................... 3 Capítulo 2 – Caracterização das ancoragens passivas ................................................................ 4 2.1 – Introdução ......................................................................................................................... 4 2.2 – Origens e evolução das ancoragens passivas ................................................................. 4 2.3 – Propriedades das Pregagens ........................................................................................... 5 2.4 – Investigação in situ e ensaio laboratoriais ........................................................................ 7 2.5 – Análise das Pregagens ..................................................................................................... 7 2.5.1 – Forças de Tracção nas Pregagens ............................................................................ 7 2.5.2 – Análise de Estabilidade .............................................................................................. 8 2.5.2.1 – Análise de Estabilidade Externa ............................................................................. 8 2.5.2.2 – Análise de Estabilidade Interna .............................................................................. 9 2.6 – Características das Pregagens ........................................................................................ 9 Capítulo 3 – Execução de Pregagens ......................................................................................... 11 3.1 – Fluxograma do processo de execução de pregagens ................................................... 15 Capítulo 4 – Controlo de Qualidade e Monitorização ................................................................. 16 4.1 – Introdução ....................................................................................................................... 16 4.2 – Objectivo do controlo de qualidade ................................................................................ 16 4.3 – Controlo de qualidade nos materiais .............................................................................. 16 4.4 – Controlo de qualidade nas actividades ........................................................................... 17 4.5 – Ensaio de Aferição .......................................................................................................... 17 4.5.1 – Metodologia do ensaio ............................................................................................. 18 4.5.2 – Sistema de aplicação de carga ................................................................................ 18 4.5.3 – Leitura de deformações e cargas de tracção .......................................................... 19 4.5.4 – Resultados dos ensaios ........................................................................................... 20 PARTE II ...................................................................................................................................... 21 Capítulo 5 – Caracterização das ancoragens activas ................................................................. 22 5.1 – Origens e evolução das ancoragens activas .................................................................. 22 5.2 – Constituição das ancoragens ......................................................................................... 24 5.3 – Classificação das ancoragens ........................................................................................ 24 5.4 – Componentes das Ancoragens ...................................................................................... 25 5.4.1 – Aspectos gerais ........................................................................................................ 25 iv
  • 7.
    5.4.2 – Armadurade Ancoragem ......................................................................................... 26 5.4.3 – Cabeça da Ancoragem ............................................................................................ 26 5.4.4 – Centralizadores e espaçadores ............................................................................... 28 5.4.5 – Composição da calda de injecção ........................................................................... 29 5.4.6 – Resinas .................................................................................................................... 29 Capítulo 6 – Protecção contra a corrosão nas ancoragens ........................................................ 30 6.1 – Introdução ....................................................................................................................... 30 6.2 – Tipos de corrosão no aço de pré-esforço ....................................................................... 30 6.3 – Requisitos do sistema de protecção contra a corrosão ................................................. 31 6.4 – Classes de protecção contra a corrosão ........................................................................ 32 6.5 – Sistemas de protecção contra a corrosão ...................................................................... 32 6.5.1 – Ancoragens provisórias ........................................................................................... 32 6.5.2 – Ancoragens definitivas ............................................................................................. 34 6.6 – Protecção dos componentes contra a corrosão ............................................................. 38 6.6.1 – Protecção do comprimento livre .............................................................................. 38 6.6.2 – Protecção da armadura ........................................................................................... 39 6.6.2.1 – Bainhas Plásticas .................................................................................................. 39 6.6.2.2 – Mangas termo-rectrácteis ..................................................................................... 39 6.6.2.3 – Junções das bainhas e selagens .......................................................................... 40 6.6.3 – Protecção do comprimento de selagem .................................................................. 40 6.6.3.1 – Calda de cimento .................................................................................................. 40 6.6.3.2 – Resinas epoxídicas ............................................................................................... 41 6.6.4 – Protecção da cabeça da ancoragem ....................................................................... 41 6.6.4.1 – Protecção da zona interior .................................................................................... 41 6.6.4.2. – Protecção da zona exterior .................................................................................. 41 Capítulo 7 – Execução de Ancoragens ....................................................................................... 43 7.1 – Furação ........................................................................................................................... 43 7.2 – Ensaio de Permeabilidade .............................................................................................. 44 7.3 – Impermeabilização com pré-injecções ........................................................................... 45 7.4 – Colocação de Armadura ................................................................................................. 46 7.5 – Injecções ......................................................................................................................... 46 7.5.1 – Injecção (injecção do bolbo de selagem) ................................................................ 47 7.5.2 – Reinjecções (injecção do bolbo de selagem) .......................................................... 48 7.6 – Controlo das caldas ........................................................................................................ 48 7.7 – Tensionamento ............................................................................................................... 49 7.8 – Acabamentos .................................................................................................................. 50 7.9 – Fluxograma do processo de execução de ancoragens .................................................. 52 v
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    Capítulo 8 –Controlo de Qualidade ............................................................................................ 53 8.1 – Reconhecimento Geológico e Geotécnico ..................................................................... 54 8.2 – Ensaios de Sistema ........................................................................................................ 55 8.3 – Qualidade na fase de projecto ........................................................................................ 57 8.4 – Qualidade na fase de construção ................................................................................... 59 8.5 – Ensaios de controlo ........................................................................................................ 62 8.5.1 – Ensaios de caldas .................................................................................................... 62 8.5.2 – Ensaios de carga ..................................................................................................... 64 8.5.2.1 – Tipos de ensaios de carga .................................................................................... 65 8.5.2.2 – Cargas aplicadas nos ensaios .............................................................................. 66 8.5.2.3 – Métodos de ensaio de carga preconizados pela EN1537 (1999) ......................... 67 8.5.2.3.1 – Ensaio de carga com o método 1 ...................................................................... 67 8.5.2.3.2 – Ensaio de carga com o método 2 ...................................................................... 68 8.5.2.3.3 – Ensaio de carga com o método 3 ...................................................................... 70 8.5.2.3 – Características de fluência obtidas dos ensaios de carga.................................... 71 8.6 – Ensaios eléctricos ........................................................................................................... 72 8.6.1 – Medição da resistência eléctrica I (ERM I) .............................................................. 73 8.6.2 – Medição da resistência eléctrica II (ERM II) ............................................................ 75 8.7 – Registos de obra ............................................................................................................. 76 Capítulo 9 – Monitorização e manutenção .................................................................................. 77 9.1 - Monitorização .................................................................................................................. 77 9.1.1 – Programa de monitorização ..................................................................................... 78 9.2 – Manutenção .................................................................................................................... 79 Capítulo 10 – Considerações finais ............................................................................................ 80 Bibliografia ................................................................................................................................... 82 ANEXOS ........................................................................................................................................ 1 Anexo 1 – Ficha de controlo de partes diárias .......................................................................... 2 Anexo 2 – Estudo de composição de caldas de injecção ......................................................... 3 Anexo 3 – Ficha de controlo de caldas de injecção .................................................................. 5 Anexo 4 – Ficha de ensaios de tracção em pregagens ............................................................ 6 Anexo 5 – Ficha de ensaios de Lugeon .................................................................................... 7 Anexo 6 – Ficha de ensaio de aferição de ancoragem (EN1537, 1999)................................... 8 Anexo 7 – Ficha de ensaio de recepção de ancoragem (EN1537, 1999) .............................. 11 Anexo 8 – Ficha de acompanhamento e monitorização das células de carga ....................... 14 Anexo 9 – Ficha de controlo de qualidade de pregagens ....................................................... 15 Anexo 10 – Ficha de controlo de qualidade de ancoragens activas ....................................... 18 vi
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    Índice de Figuras Figura1 – Força axial das ancoragens (FHWA A0-IF-03-017). ................................................... 7 Figura 2 – Superfície sem contenção, potenciamente instável (FHWA A0-IF-03-017) ................ 8 Figura 3 – Exemplos de malhas de pregagens (FHWA A0-IF-03-017) ...................................... 10 Figura 4 – Equipamento de rotopercussão destrutiva (ROC D7) ............................................... 11 Figura 5 – Tubo de injecção enrolado em espiral no varão de aço da preagagem .................... 12 Figura 6 – Selagem dos varões .................................................................................................. 13 Figura 7 – Pormenor da cabeça da pregagem ........................................................................... 14 Figura 8 – Macaco hidráulico instalado em pregagem ............................................................... 19 Figura 9 – Instalação dos deflectómetros de medida das extensões ......................................... 20 Figura 10 – Macaco hidráulico utilizado no ensaio de tracção ................................................... 20 Figura 11 – Barragem do Cheufras, na Argélia: a) Planta; b) secção transversal tipo (Pinelo, 1980). .......................................................................................................................................... 22 Figura 12 – Encosta das portas do sol, em Santarém: a) perfil transversal; b) evolução da tracção em 4 ancoragens instrumentadas. ................................................................................. 23 Figura 13 – Desenho esquemático, em corte, de uma ancoragem (Carvalho, 2004). ............... 24 Figura 14 – Cabeça de ancoragem Definitiva (de classe II) www.tensacciai.it ......................... 26 Figura 15 – Cabeça de ancoragem Provisória (classe I) www. Tensacciai.it ............................. 27 Figura 16 – Detalhe de cabeça de ancoragens para armadura constituída por cordões (www.tensacciai.it) ...................................................................................................................... 28 Figura 17 – Corte transversal da armadura de ancoragem (FHWA-IF-99-015, 1999) ............... 28 Figura 18 – (a) e (b) - Exemplos de protecção contra a corrosão em cabeças de ancoragens e zona de transição da cabeça-comprimento livre (FHWA-IF-99-015, 1999)................................ 36 Figura 19 – Exemplo de protecção contra a corrosão em ancoragens de cordões ................... 37 Figura 20 – Equipamento de furação à rotopercussão destrutiva – Klemm ............................... 43 Figura 21 – Furação com Klemm em zona de plataforma reduzida (banqueta) ........................ 44 Figura 22 – Foto de corte transversal da ancoragem com centralizadores e todos os constituintes (www.tensacciai.it). ................................................................................................ 46 Figura 23 – Equipamento de injecção (www.heany.com) ........................................................... 47 Figura 24 – Sistema de ensaio de pré-esforço ........................................................................... 49 Figura 25 – Pormenor de cabeça de ancoragem protegida com betão...................................... 50 Figura 26 – Ensaio de sistema de uma ancoragem: a) ensaio de carga; b) desenterramento; c) pormenor do bolbo de selagem; d) corte de provetes; e) secção transversal da selagem; f) seccionamento com jacto de água em laboratório (ISQ) (Carvalho, 2009). ............................... 56 Figura 27 – Ensaios de sistema, exemplos de resultados inaceitáveis: a) secções transversais; b) secções longitudinais (Carvalho, 2009). ................................................................................. 57 Figura 28 – Estrutura de metal de acondicionamento das ancoragens...................................... 59 Figura 29 – Etiqueta de identificação de uma ancoragem .......................................................... 60 Figura 30 – Viga de betão armado com os furos para as ancoragens já executados ................ 60 Figura 31 – Ensaio de carga de uma ancoragem ....................................................................... 65 Figura 32 – Aplicação de carga com o método 3 (EN1537): a) EP; b) EA; c) ERS ................... 70 Figura 33 – Medição da resistência electrica (Carvalho, 2009). ................................................. 73 Figura 34 – ERM I antes da blocagem da ancoragem (EN1537,1999) ...................................... 74 Figura 35 – ERM I depois da blocagem da ancoragem (EN1537,1999) .................................... 74 Figura 36 – ERM II depois da blocagem da ancoragem (EN1537,1999) ................................... 75 Figura 37 – Ensaio de carga de uma ancoragem ....................................................................... 77 vii
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    Índice de Tabelas Tabela1 – Patamares de carga para ensaio de tracção em pregagens .................................... 18 Tabela 2 – Normas europeias de aço para armaduras (EN1537,1999) ..................................... 26 Tabela 3 – Sistemas de protecção contra a corrosão para ancoragens provisórias .................. 33 Tabela 4 – Sistemas de protecção contra a corrosão para ancoragens definitivas ................... 35 Tabela 5 – Critérios de aceitação de produtos anticorrosivos (EN 1537,1999) ......................... 38 Tabela 6 – Divisão das actividades da responsabilidade do projecto geral e do construtor das ancoragens. ................................................................................................................................. 58 Tabela 7 – Elementos mínimos presentes no relatório de trabalhos de ancoragens. ................ 61 Tabela 8 – Carga a aplicar nos ensaios de ancoragem e carga de blocagem (EN1537, 1999) 67 Tabela 9 – Ciclos de carga e tempo mínimo de observação para EP e EA: Métodos 1 e 2 (EN1537,1999) ............................................................................................................................ 68 Tabela 10 – Tempo, períodos e critérios de aceitação de perdas de carga: Método 2 (EN1537, 1999) ........................................................................................................................................... 69 Tabela 11 – Incrementos de carga e tempo mínimo de monitorização dos EP: Metodo 3 (EN1537,1999) ............................................................................................................................ 71 Tabela 12 – Incrementos de carga e tempo mínimo de monitorização dos EA: Metodo 3 (EN1537,1999) ............................................................................................................................ 71 Tabela 13 – Deslocamento de fluência e perda de carga acumulada: Critérios de aceitação de ancoragens definitivas sujeitas a ensaios de carga (EN1537, 1999) ......................................... 72 viii
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    Capítulo 1 –Introdução 1.1 – Enquadramento A construção de ancoragens em obras geotécnicas tem presenciado um crescimento notável face ao desenvolvimento dos centros urbanos e das redes ferroviárias e rodoviárias. A construção de uma obra com este grau de complexidade requer um controlo de qualidade objectivo e rigoroso, de modo a garantir o desempenho e a durabilidade esperada. Nos últimos anos tem-se assistido a uma evolução que confere à qualidade um papel de cada vez maior relevo. A tecnologia das ancoragens passivas e activas foi desenvolvida maioritariamente por empresas de construção da especialidade, que projectavam e construíram sistemas de suporte provisórios. A optimização das técnicas de injecção e furação aliado a uma inovação no fabrico do aço (aço de alta resistência para os cordões ou barras) serviram como base para o desenvolvimento posterior das ancoragens, sobretudo na França, Alemanha, Suíça e Suécia. O trabalho teve como suporte, para além da bibliografia existente nesta matéria, todo o acompanhamento de campo, registos de actividade e respectivos documentos de controlo de qualidade da obra do Aproveitamento Hidroeléctrico do Baixo Sabor a cargo do consórcio “Bento Pedroso Construções e Lena, ACE”. 1.2 – Objectivos Esta dissertação pretende aprofundar o conhecimento da actual situação portuguesa no controlo de qualidade na fase de projecto, construção e ensaios de ancoragens activas e passivas (pregagens). Sendo a integridade física das ancoragens uma preocupação na garantia da vida útil, o presente trabalho tem como principal objectivo desenvolver uma metodologia de controlo de qualidade na execução das mesmas. Para concretizar este objectivo, o controlo da qualidade terá de abranger todos os passos de execução das mesmas:  Reconhecimento geológico e geotécnico;  Fase de projecto;  Recepção em obra;  Fase de execução;  Verificações finais (pré-esforço);  Monitorização e manutenção. 1
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    1.3 – Organização Estetrabalho é constituído por 10 capítulos, o primeiro e o ultimo correspondentes à introdução e conclusão, respectivamente. Adicionalmente, a dissertação encontra-se subdividida em duas partes, em que na primeira abordam-se as ancoragens passivas (capítulos 2 a 4) e na segunda as ancoragens activas (capítulos 5 a 9). O presente capítulo inclui um breve enquadramento geral do assunto, o objectivo e a organização estrutural do trabalho. PARTE 1 No capítulo 2 descreve-se o enquadramento histórico, no que diz respeito às origens e à sua evolução. Aborda-se as propriedades das pregagens, bem como uma breve análise de estabilidade e características. No capítulo 3 descreve-se os aspectos construtivos das pregagens. No capítulo 4 aborda-se o controlo de qualidade e a monitorização nas pregagens. São apresentados os objectivos do controlo de qualidade e descritos os métodos de controlo de qualidade a efectuar nos materiais, nas actividades e nos ensaios de tracção. PARTE 2 No capítulo 5 apresenta-se um enquadramento histórico, relativamente às origens, evolução, constituição, classificação e os vários componentes de ancoragens activas. No capítulo 6 aborda-se a problemática da corrosão, dos diversos tipos de corrosão e das classes de protecção das ancoragens contra a corrosão. Indica-se ainda os sistemas de protecção contra a corrosão e a protecção dos componentes das ancoragens. No capítulo 7 abordam-se diversos aspectos tecnológicos, construtivos e de controlo de sistemas de ancoragens. No capítulo 8 aborda-se o controlo de qualidade das ancoragens activas nas diversas fases envolvidas pela especialidade, como é o caso do reconhecimento, caracterização, projecto de viabilidade, fiscalização, ensaios e registos de obra. No capítulo 9 descreve-se o programa de monitorização e manutenção. Finalmente, no capítulo 10 apresenta-se as considerações finais da presente dissertação. 2
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    Capítulo 2 –Caracterização das ancoragens passivas 2.1 – Introdução A contenção com recurso a pregagens consiste no reforço passivo (sem tensionamento) de taludes de terreno natural aplicando varões de aço nervurado com as características específicas, cortadas em bico num dos extremos, tendo no outro uma rosca adequada para receber uma placa de ancoragem e uma porca de fixação. Serão totalmente ligadas à rocha envolvente com calda de cimento ou com argamassa de cimento e areia quando se verificarem dificuldades na selagem. As placas e as porcas terão um assento hemisférico de forma a permitir a sua instalação satisfatória e a transferência de carga, mesmo em betão projectado ou superfícies rochosas irregulares, sem criar tensões secundárias no varão da ancoragem. Com o decorrer da escavação (de cima para baixo) pode ser aplicado betão projectado na face do talude para conferir continuidade. 2.2 – Origens e evolução das ancoragens passivas As origens das ancoragens passivas (pregagens) remetem-nos para um sistema de contenção utilizado nas escavações subterrâneas em rocha, denominado como New Austrian Tunneling Method (Rabcewicz, 1964, 1965). Este sistema baseia-se na aplicação de ancoragens passivas seguido de uma camada de betão projectado. Esta combinação é utilizada na estabilização de taludes deste o inicio dos anos 60 (Lang 1961). Uma das primeiras aplicações de pregagens foi em 1972 num projecto ferroviário em Versailles, França, onde um talude de 18 metros de material arenoso foi estabilizado (Rabejac e Toudic, 1974). Alem de ser economicamente vantajoso, com a aplicação de pregagens a construção era mais célere de que com outros métodos de contenção. Deste modo houve um grande aumento do uso de pregagens em França e consequentemente em toda a Europa. A primeira grande investigação deste método de contenção teve lugar na Alemanha em 1975 pela Universidade de Karlsruhe e a empresa de construção Bauer. Esta investigação envolveu varias de paredes/taludes experimentais de diversas configurações e o seu comportamento aos diversos procedimentos utilizados. (Gassler e Gudehus, 1981; Schlosser e Unterreiner, 1991). Em França, o “Clouterre research program”, envolvendo uma participação pública e privada, foi iniciado em 1986 e abrangeu uma grande gama de ensaios, monitorização das estruturas e simulações numéricas (Clouterre, 1991). Nos Estados Unidos da América, a utilização de pregagens aumentou substancialmente ao longo da última década não só devido à sua fiabilidade técnica e economia, mas maioritariamente devido á celeridade na contenção de taludes (provisórios e permanentes) em escavações (de cima para baixo). 4
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    2.3 – Propriedadesdas Pregagens A adopção de pregagens como sistema de contenção deve ter como principal consideração os seguintes factores: I. Avaliação das condições geológicas/geotécnicas do terreno; II. Vantagens e desvantagens da sua aplicação; III. Comparação com sistemas alternativos de contenção (ex. Vigas ancoradas); IV. Análise de custos. I- Avaliação das condições geológicas/geotécnicas do terreno As pregagens podem ser utilizadas em diversas condições e tipos de solo. Consoante a avaliação das características do solo determina-se a sua viabilidade económica e funcional. Solos favoráveis à aplicação de pregagens  Solos onde o talude mantém a geometria desejada após escavação de dois metros de altura e mantém-na durante um dia ou dois sem suporte ou contenção;  Solos que após a furação para pregagem no talude, mantenham o furo aberto algumas horas para a instalação do varão de aço. II – Vantagens e desvantagens da sua aplicação II.1 Vantagens Aplicação:  Requer uma plataforma de trabalho menor que as ancoragens activas;  Menor impacto ambiental em comparação com outras técnicas de contenção;  Não necessita de nenhuma base estrutural;  A sua aplicação é relativamente rápida e requer menos meios e materiais que nas ancoragens activas;  Malha de pregagens facilmente ajustável in situ de modo a contornar qualquer obstáculo imprevisto; Custo:  A utilização de pregagens é uma opção mais económica que a maioria dos restantes métodos de contenção;  A aplicação de betão projectado na face do talude é mais económico que um muro de betão armado necessário para as ancoragens activas. II.2 Desvantagens  A utilização de pregagens não é apropriada para as estruturas que apresentem um controlo rígido de deformação, uma vez que a sua aplicação necessita de alguma deformação dos solos para garantir maior resistência;  Não convém utilizar pregagens quando temos um nível freático elevado, e as aguas escoem para a plataforma de trabalho deixando-a sem condições para trabalhar;  Execução de pregagens requer pessoal e equipamento especializado. 5
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    III - Comparaçãocom ancoragens activas  Equipamento de aplicação Nas ancoragens activas, alem da furação para posterior inserção da ancoragem, temos o pré- esforço aplicado na cabeça da ancoragem que necessita de um equipamento adicional (macaco de tensionamento).  Densidade da pregagem/ancoragem Em projectos similares, o número necessário de pregagens por unidade de área teria de ser significativamente superior ao número de ancoragens activas por unidade de área. A aplicação de um número superior de elementos individuais (pregagem ou ancoragem activa) de contenção adiciona um grau de redundância que pode contribuir para a estabilização de um talude. Consequentemente, a falha de elemento individual de contenção de um talude com pregagens apresenta um risco muito menor que a falha de um elemento numa parede ancorada. Por norma, apenas 5% das pregagens são sujeitas ao ensaio de tensão, enquanto nas ancoragens activas, todo são sugeitas aos ensaios de recepção/aferição.  Distribuição da capacidade de carga Nas pregagens a carga é distribuída ao longo de todo o comprimento do prego, por sua vez, as ancoragens activas são projectadas para transferir a carga apenas na secção posterior da potencial superfície de falha.  Mobilização As ancoragens activas adquirem capacidade de carga depois de pré-esforçada, as pregagens são passivas e só entram em tensionamento com a deformação do solo circundante.  Deformações do talude Medições de campo em ancoragens activas indicam que o desvio máximo da parede/talude acontecem geralmente a meio vão do mesmo. Nas pregagens, a máxima deformação tem lugar no topo do talude. De realçar que as maiores deformações acontecem nos taludes com ancoragens passivas. IV – Análise de custos O custo da aplicação de pregagens depende de vários factores, condições do solo, acessibilidades, altura do talude, sistemas de protecção à corrosão, aplicação temporária ou permanente, mão-de-obra especializada em pregagens e betão projectado e condições atmosféricas (ex. Sismos, gelo). O custo de aplicação está directamente relacionado com a altura dos taludes, tendo como altura ideal para rentabilizar os meios (maquina de perfuração e robot de projecção) entre 5 e 7 metros. 6
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    2.4 – Investigaçãoin situ e ensaio laboratoriais Investigação in situ e ensaios laboratoriais são essenciais num projecto de engenharia geotécnica para garantir que o tipo de pregagens a adoptar é o mais apropriado ás condições que o terreno apresenta. As principais propriedades do solo necessárias para o dimensionamento das pregagens são a classificação, peso específico, resistência ao corte e compressibilidade. Os ensaios laboratoriais também nos fornecem informação do carácter corrosivo do solo, característica relacionada com o tempo de vida útil da pregagem. 2.5 – Análise das Pregagens 2.5.1 – Forças de Tracção nas Pregagens Para garantir a estabilidade do talude, as pregagens devem estender-se para além da superfície potencial de deslizamento. Á medida que a deformação lateral aumenta devido á consequente escavação, aumenta a força axial das pregagens instaladas previamente. Logo, com o aumento da escavação aumenta também a quantidade de massa retida (a suportar) (Figura 2.1). Deflecção padrão no final de cada fase Fase de Escavação 1 Pregagem 1 Fase de Escavação 2 Superficie Crítica de Escavação das Fases de Escavação 1,2,...,N Fase de Escavação N Pregagem N Figura 1 – Força axial das ancoragens (FHWA A0-IF-03-017). 7
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    Enquanto as forçasde tensão nos níveis intermédios e inferiores crescem com o aumento da profundidade de escavação, a força de tensão nos níveis superiores diminui devido a uma redistribuição da carga. Com o aumento da largura e profundidade da superfície crítica, a contribuição das pregagens superiores para a estabilização do talude diminui. Contudo, a sua utilidade não pode ser considerada supérflua devido à sua importância na fase inicial da escavação e na redução de deslocamentos laterais do talude. Outra situação de especial importância acontece durante a escavação da última secção, quando aquela faixa encontra-se temporariamente sem contenção e as pregagens e o betão projectado ainda não foram aplicados Figura 2). Superficie Crítica Faixa de Escavação potêncialmente instável Figura 2 – Superfície sem contenção, potenciamente instável (FHWA A0-IF-03-017) 2.5.2 – Análise de Estabilidade 2.5.2.1 – Análise de Estabilidade Externa A análise de estabilidade externa estuda o desenvolvimento/plano da potencial falha e calcula o tipo e a malha de pregagens a adoptar de modo a garantir a estabilidade do talude. A altura do talude, a estratosgrafia do talude e da base e o tipo de pregagem (comprimento, diâmetro, malha) são os principais factores. 8
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    2.5.2.2 – Análisede Estabilidade Interna Na análise de estabilidade interna, a rotura pode dar-se entre os três intervenientes das pregagens, o solo, o varão de aço e/ou pela calda de cimento da injecção. Nas pregagens é criado um elo de ligação entre a calda de cimento e o solo circundante à medida que este último se deforma durante a fase de escavação, o que origina um aumento das forças de tensão no varão de aço.  Rotura na interface entre o solo e a calda de cimento da injecção devido a uma insuficiente resistência na união e/ou comprimento da pregagem insuficiente;  Deslizamento na interface do varão de aço com a calda de injecção, acontece principalmente quando são utilizados varões lisos em detrimento de varões nervurados;  Rotura do varão dá-se quando são aplicados esforços para os quais a pregagem não estava dimensionada;  As pregagens trabalham predominantemente á tracção, mas, também apresentam esforços transversais e momentos (curvatura) na intersecção do plano de falha com a pregagem. 2.6 – Características das Pregagens A. Layout do Talude A estabelecer o layout do talude temos de ter um consideração três factores, a altura do talude, o comprimento do talude e a sua inclinação (geralmente entre os 0º e os 10º para o caso de vias de comunicação). Adicionalmente temos de ter em consideração as condições da plataforma de trabalho, nivelada e drenada, sem obstáculos e com as dimensões e características tais que permita a circulação dos equipamentos e pessoal na frente de trabalho em condições de segurança. O aumento da inclinação do talude acresce estabilidade, uma vez que num talude mais “deitado” são exercidas menores forças, logo requer pregagens mais curtas. B. Espaçamento entre pregagens O espaçamento horizontal (Sh) é em geral igual ao vertical (Sv). Este espaçamento é situa-se geralmente entre 1.25 a 3 metros. C. Disposição das pregagens A malha das pregagens segue geralmente um dos seguintes padrões, malha rectangular, malha quincôncio, pregagens isoladas (Figura 3). 9
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    Drenagem Pregagem P1 Fundo dos Níveis de Escavação Fundo da Escavação Pregagens dispostas em Malha Rectangular Drenagem Pregagens dispostas em Malha Quincôncio Figura 3 – Exemplos de malhas de pregagens (FHWA A0-IF-03-017) A malha rectangular resulta numa coluna alinhada de pregagens, o que facilita a construção de juntas verticais num eventual muro de betão à face do talude e a aplicação de drenos horizontais. Na disposição em quincôncio, temos uma melhor distribuição de pressões. No caso da drenagem, utilizam-se drenos na mesma malha aplicada no intervalo das pregagens. D. Inclinação da pregagem As pregagens apresentam usualmente uma inclinação entre 10 a 20 graus com a horizontal. Recomenda-se este intervalo de modo a assegurar que a calda de cimento injectada no fundo do furo, flua até ao final do mesmo preenchendo todos os vazios. Uma inclinação inferior a 10 graus não deve ser utilizada uma vez que os vazios afectam a capacidade de carga da pregagem e reduzem a protecção á corrosão fornecida pela calda de cimento. 10
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    Capítulo 3 –Execução de Pregagens Antes de se iniciar a furação deverá tomar-se em consideração os seguintes aspectos:  Verificar se os comprimentos e diâmetros de furação utilizados são os correctos;  Garantir que o material de furação não está dilatado, torcido, amolgado ou fissurado;  Criar condições para livre circulação de água e do ar no interior da coluna de furação;  Desobstruir todos os orifícios e cortes do material de furação;  Limpar e lubrificar todas as roscas de modo a facilitar o seu enroscar e desenroscar;  Arrumar devidamente todo o material de furação que não esteja a ser utilizado;  Construção prévia da plataforma de trabalho adequada ao tipo de tarefa a realizar. Os comprimentos reais de furação poderão, caso se considere necessário, exceder em 20 cm aqueles que estão previstos ao nível do projecto, de modo a possibilitar a recolha de detritos que eventualmente possam surgir durante as operações de colocação da armadura de pregagem e que se acumulam no fundo do furo. O processo de furação previsto, face ao tipo de rocha existente em obra é a furação à rotopercussão destrutiva, devendo dedicar-se especial atenção ao registo nas respectivas “Partes Diárias” de qualquer anomalia que possa surgir durante a furação (Anexo 1 – Ficha de controlo de partes diárias de pregagens). Sempre que se registar a presença de água ou a intercepção do nível freático, deverão adoptar-se medidas mitigadoras adequadas, de forma a evitar a ocorrência de eventuais fenómenos de erosão interna. Tendo em conta o diâmetro de varão que constitui a armadura (Ø25 mm a Ø32 mm), o diâmetro de furação variará entre 76 mm e 89 mm, conforme o diâmetro, tipo de pregagens e respectivos acessórios, cumprindo os requisitos do CE quanto ao recobrimento. Figura 4 – Equipamento de rotopercussão destrutiva (ROC D7) 11
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    Após a conclusãoda furação os furos deverão ser devidamente limpos de detritos de furação, lamas e fragmentos. A colocação das armaduras de pregagem nos furos, deverá processar-se o mais rapidamente possível e, em qualquer circunstância, ser precedida de uma cuidadosa inspecção visual, com o objectivo de se poderem detectar e, se for caso disso, reparar quaisquer danos ou defeitos que as mesmas possam apresentar. A centralização da armadura é garantida pelo tubo de injecção enrolado em espiral no varão da pregagem (fixado com arame recozido) conferindo um recobrimento mínimo de calda, em cada selagem, entre armadura e as paredes do furo. Figura 5 – Tubo de injecção enrolado em espiral no varão de aço da preagagem Durante o processo de introdução da armadura deverão evitar-se retorcimentos ou curvaturas excessivas que possam danificar alguns dos componentes da pregagem. Uma vez introduzida a armadura no furo de pregagem, esta não deverá ser deslocada de forma a possibilitar o endurecimento da calda de injecção sem quaisquer perturbações, até esta obter a resistência pretendida e exigível em projecto. Dado que a extremidade superior do varão se apresenta roscada, esta deverá ficar saliente da superfície da estrutura de suporte em cerca de 10 cm, onde será posteriormente apertada a placa de distribuição, que quando aplicável será protegida com recobrimento de betão projectado. 12
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    Após a colocaçãoda armadura é efectuada a selagem da boca da pregagem com material adequado, o qual é submetido previamente a aprovação. Figura 6 – Selagem dos varões A operação de injecção realiza-se preferencialmente de baixo para cima, por intermédio da introdução de um tubo semi-rígido com cerca de 16mm de diâmetro (ou outro desde que adequado à função), não podendo ser interrompida depois de ter sido iniciada. Caso se verifique alguma situação inesperada que obrigue a uma interrupção de emergência deverá efectuar-se, de imediato, a limpeza do furo de pregagem. O objectivo principal da operação de selagem ou de injecção será, então, assegurar a livre saída da água e do ar, através do tubo de respiro (tubo curto instalado junto à selagem), de modo a garantir o perfeito enchimento do furo de pregagem. As manobras de injecção deverão processar-se de forma lenta, mas contínua, até que a calda de cimento que saia pelo próprio furo de pregagem tenha a mesma consistência que a calda de cimento produzida na central de injecção, após esta fase, o tubo de respiro é bloqueado (dobrado), procedendo-se então à injecção final com pressão efectiva de 2 bar. A relação água/cimento das caldas de injecção deverá ser de 0,50 para as caldas com areia e 0,30 para caldas puras. Nas situações em que as pregagens serão executadas com a cota de fundo superior à cota da boca, além dos procedimentos já descritos as pregagens devem ser fixas, por exemplo, com taco de madeira, e o tubo de respiro deve ser o tubo longo (instalado junto à extremidade do furo) enquanto o tubo de injecção o tubo curto. Em casos onde exista circulação abundante de água poderá ser necessário recorrer a materiais como o poliuretano para garantir a selagem da boca do furo. 13
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    Na montagem dacabeça da pregagem (conjunto formado por placa de distribuição e porca de aperto), é necessário regularizar a superfície de assento da placa de distribuição antes da colocação da placa de distribuição, seguido da instalação da porca ate ao encosto e o aperto com recurso de uma chave dinamométrica até se obter o esforço requerido. Figura 7 – Pormenor da cabeça da pregagem As operações de corte das pontas de varões que fiquem em excedente (caso se verifique necessário, por exemplo quando a superfície da parede não for regular exigir um ajuste no comprimento do varão para garantir o apoio da placa de distribuição) deverão efectuar-se com recurso à utilização de rebarbadoras devidamente equipadas com discos de corte, estando proibido o uso de maçarico. Após o corte de pontas de pregagem (se necessário), deverá proceder-se ao recobrimento da cabeça da pregagem com betão projectado, se definido no projecto. 14
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    3.1 – Fluxogramado processo de execução de pregagens Projecto de Programação e Execução Aprovisionamento Aprovado Preparação da Plataforma Marcações Furação no PIE comprimento total Colocação de Armadura Selagem da “Boca da Pregagem” Injecção Sob PIE Pressão (0,2 MPa) Montagem Cabeças PIE Inspecção das actividades de acordo com o estabelecido no AHBS/PIE.003 15
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    Capítulo 4 –Controlo de Qualidade e Monitorização 4.1 – Introdução O controlo de qualidade tem um papel vital em taludes com pregagens porque a sua correcta utilização e consonância com o projecto de execução resulta numa solução válida para o tempo de vida útil esperado. O Controlo de qualidade envolve a conformidade dos equipamentos e materiais; conformidade na execução dos procedimentos de construção; controlo da monitorização. 4.2 – Objectivo do controlo de qualidade Antes de iniciar a aplicação de pregagens num talude, as várias partes envolvidas têm de ter sempre presente os seguintes itens:  Planeamentos, especificações e ensaios necessários;  Condições em obra para a correcta aplicação de pregagens (ex. Plataforma de trabalho);  Requisitos dos materiais e as suas tolerâncias;  Sequência de execução;  Qualificações dos executantes. As seguintes medidas de controlo de qualidade devem ser implementadas durante a aplicação para garantir que:  A aplicação está a ser executada de acordo com o CE;  Alturas de escavação não são excedidas;  Furação dos drenos é correctamente executada, sem haver desmoronamento do furo;  Varões de aço de correcto tamanho e tipo (ex. comprimento, diâmetro, resistência);  Sistemas de protecção á corrosão;  Selagem, injecção, malha sol e betão projectado são aplicados de acordo com os materiais e métodos previamente especificados;  Resultados dos ensaios de tensionamento dentro dos parâmetros definidos. 4.3 – Controlo de qualidade nos materiais O controlo de todo o material utilizado é executado em campo pelos seguintes procedimentos:  Examinação visual de defeitos devido a mau fabrico, contaminação ou provenientes do transporte;  Certificação do fabricante ou fornecedor que os materiais cumprem todos os requisitos;  Amostras de ensaios laboratoriais dos materiais entregues no campo. 16
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    Componentes metálicos (ex.varões, chapas, porcas, anilha), centralizadores, componentes da calda de cimento, tubo PVC dos drenos, tubo de injecção, malha sol e aditivos são recepcionados com base nos certificados de fabrico. A mistura da calda de cimentos e do betão projectado são aprovados com base nos ensaios laboratoriais e in situ realizados (Anexo 2 – Estudo de composição de caldas de injecção). No final do mês, é necessário executar um relatório com os resultados dos ensaios obtidos até ao final do mês anterior, de acordo com a amostragem definida (Anexo 3 – Ficha de controlo de caldas de injecção). No que diz respeito a armazenamento, os varões, chapas, porcas, cimento, e o material de drenagem devem ser armazenados em local seco e seguro. 4.4 – Controlo de qualidade nas actividades Os seguintes pontos asseguram que todas as actividades e respectivos ensaios são executados de acordo com o caderno de encargos:  Verificar que os varões não estão danificados, têm o comprimento exacto e que o certificado de fabrico comprova a classe de protecção á corrosão pretendida;  Verificar que a estabilidade do talude escavado é mantida em todas as fases da contenção. Se a estabilidade do talude estiver em risco na escavação da primeira faixa, deve reduzir-se a altura de escavação nas faixas seguintes e se necessário aplicar betão projectado antes das pregagens;  Verificar que as pregagens são aplicadas com a correcta orientação, espaçamento e comprimento;  Verificar que os centralizadores estão correctamente aplicados ao longo do varão de modo a que este esteja na localização correcta;  No caso de não se conseguir inserir a totalidade do comprimento do varão no furo, significa que o furo desabou e é necessário um novo furo;  Verificar que a injecção é realizada correctamente, a calda de cimento é injectada do fundo para a boca do furo de modo a preencher a totalidade do mesmo, sem deixar vazios;  Verificar que o betão projectado ficou com a espessura pretendida e foi aplicado correctamente;  Verificar a correcta aplicação da chapa, desvios na perpendicularidade entre o varão e a chapa devem ser colmatados com a anilha côncava anterior á porca;  Verificar a correcta instalação dos drenos, é essencial que o escoamento não seja impedido;  Garantir que os cubos de calda de injecção e as caixas de betão projectado sejam ensaiados em laboratório á compressão e resistência. 4.5 – Ensaio de Aferição São efectuados ensaios de tracção a uma percentagem específica (geralmente um ensaio por 100 pregagens, do mesmo tipo) para averiguar adequação da metodologia e a capacidade de 17
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    carga das pregagens.As pregagens que falhem nos ensaios de arranque serão substituídas e testadas novamente. 4.5.1 – Metodologia do ensaio Os ensaios de aferição em pregagens pretendem atingir a carga de rotura, no presente caso a carga de rotura definida no caderno de encargos é de 220 kN. O ensaio consiste na aplicação no coroamento do varão de uma carga axial de tracção por patamares até um valor máximo de 220 kN, conforme descrito abaixo. Os ensaios foram realizados com um ciclo de carga e descarga, com patamares de carga de 25 kN e com estabilização da carga durante cinco minutos em cada patamar. Na tabela 1, apresentam-se os patamares de carga de tracção previstos para a execução do ensaio. Manutenção da Patamares de Tensões de Carga em cada carga Tracção (kN) Patamar (minutos) P0 37 5 P1 45 5 P2 70 5 P3 95 5 P4 120 5 P5 145 5 P6 170 5 P7 195 5 P8 220 5 P9 37 - Tabela 1 – Patamares de carga para ensaio de tracção em pregagens O patamar P0 corresponde à carga inicial do ensaio, necessária para retirar as folgas do sistema de tracção. 4.5.2 – Sistema de aplicação de carga A superfície da rocha em volta da pregagem a testar foi preparada de forma a permitir a instalação das chapas de aço onde apoia o macaco de tracção, minimizando assim eventuais deformações relativas da base de apoio do macaco. 18
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    Na rosca dovarão é copulado uma extensão de varão para permitir a instalação do macaco. O macaco hidráulico utilizado no caso em estudo dispunha de êmbolo oco, permitindo o seu atravessamento pelo varão, acoplador, extensão do varão e colocação de chapa e porca na extremidade superior, garantindo assim a transmissão da carga mobilizada no macaco para o varão de 25 mm testado. Figura 8 – Macaco hidráulico instalado em pregagem O macaco hidráulico utilizado deve estar sempre acompanhado do respectivo certificado de calibração disponível para consulta. 4.5.3 – Leitura de deformações e cargas de tracção As leituras das deformações axiais da pregagem e das cargas de tracção aplicadas durante os ensaios, foram utilizados os seguintes instrumentos: - Um deflectómetro analógico com haste colocada directamente sobre a placa de ancoragem do varão  25mm, apoiado em tripé posicionado sobre a plataforma de trabalho existente, a qual se deve admitir não ser influenciada pelos ciclos de carga do ensaio; - Um deflectómetro analógico com haste colocada directamente sobre a chapa de aço onde o macaco apoia na parede de rocha, suportado por tripé posicionado sobre a plataforma de trabalho existente, a qual se deve admitir não ser influenciada pelos ciclos de carga do ensaio: - Um manómetro hidráulico incorporado no circuito hidráulico de alimentação do macaco. 19
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    Figura 9 –Instalação dos deflectómetros de medida das extensões Os instrumentos utilizados nas medições durante os ensaios foram calibrados no Instituto de Soldadura e Qualidade (ISQ). 4.5.4 – Resultados dos ensaios No final de cada mês, é necessário executar um relatório com os resultados dos ensaios obtidos até ao final do mês anterior, de acordo com a amostragem definida (Anexo 4 – Fichas de ensaios de tracção em pregagens). Linha de óleo Cabo de Leitura hidráulico Célula de Carga Placa de Referência Varão Deflectó- metros de medida das extensões Chapa de Distribuição Aríete Betão Projectado Figura 10 – Macaco hidráulico utilizado no ensaio de tracção 20
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    Capítulo 5 –Caracterização das ancoragens activas 5.1 – Origens e evolução das ancoragens activas As primeiras aplicações de ancoragens datam do século XX, mais concretamente em 1934 como solução do reforço da barragem de Cheufras na Argélia desenvolvido por André Coyne (Xanthakos, 1991). Figura 11 – Barragem do Cheufras, na Argélia: a) Planta; b) secção transversal tipo (Pinelo, 1980). . Durante a década de 50 as ancoragens eram utilizadas em grande parte como suporte de escavações profundas e nos maciços rochosos na construção ou recuperação de diversas barragens. Ainda na década de 50 iniciou-se a construção de ancoragens como solução de suportes provisórios, com capacidade de carga geralmente na ordem de 200 a 900kN. As primeiras ancoragens na Europa foram executadas na Alemanha Ocidental em 1958 após a guerra. O método de construção utilizado foi o sistema Bauer, que consiste na selagem de uma haste de aço inserida no interior de um furo com 8 cm de diâmetro com uma mistura cimentícia 22
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    adequada, injectada nofuro. Em 1965, Bauer refere que já tinham sido instaladas cerca de 30000 ancoragens. Na Suíça, os sistemas de ancoragens VSL favoreceram a redução das diferenças associadas aos sistemas aplicados às ancoragens para rochas e solos. Dividiu as ancoragens activas em definitivas e provisórias, e reconheceu as exigências associadas à protecção contra a corrosão. Na década de 60 Stump Bohr A. G. iniciou a construção de ancoragens activas com tubos de protecção contra a corrosão de ancoragens de barras e com bolbo de selagem em compressão (Ivering, 1981). Em Portugal, as primeiras aplicações de ancoragens datam da década de 50 na escavação dos aproveitamentos hidroeléctricos de Picote e de Miranda (Oliveira Nunes, 1961). A construção de ancoragens definitivas em solos teve inicio na década de 60 em Santarém, na consolidação da encosta das Portas do Sol (Figura 12). Figura 12 – Encosta das portas do sol, em Santarém: a) perfil transversal; b) evolução da tracção em 4 ancoragens instrumentadas. A norma que abrange especificamente as ancoragens em terreno foi introduzida em 1999 na Europa (EN 1537 – Execution of special geotechnical work – Ground anchors) 23
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    5.2 – Constituiçãodas ancoragens A ancoragem é considerada um reforço activo, ou seja, com pós-tensionamento do terreno através da instalação de um reforço normalmente em cordões em aço ou barras em aço que é revestido com calda de cimento e posteriormente tensionado. Podemos dizer que uma ancoragem é composta essencialmente por três partes: A cabeça da ancoragem (conjunto formado por placa de distribuição, placa porta-cunhas, cunhas e dispositivos de protecção definitiva); o comprimento livre (Troço de armadura compreendido entre a parte superior da ancoragem e o bolbo de selagem, onde não é transmitida tensão ao terreno); e o comprimento de selagem (Corresponde ao troço da ancoragem que se destina a transmitir as tensões ao terreno). Sendo a capacidade de carga condicionada pela preservação da resistência intrínseca de cada uma das suas componentes, pelas reacções mobilizadas no terreno ao longo do comprimento de selagem e na zona da cabeça ao nível do suporte. Figura 13 – Desenho esquemático, em corte, de uma ancoragem (Carvalho, 2004). A constituição das ancoragens depende de vários factores como, o tempo de vida especificado no projecto, as características construtivas e o meio envolvente, nomeadamente no que diz respeito à protecção contra a corrosão e aos possíveis fenómenos de fluência. 5.3 – Classificação das ancoragens As ancoragens podem agrupar-se em dois grupos distintos (Pinelo, 1980) de acordo com a natureza do maciço onde a selagem da ancoragem vai ser realizada, ancoragem em solo ou em rocha. 24
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    No que dizrespeito ao tempo de vida útil, tem-se dois tipos de ancoragens, as ancoragens provisórias (ou de curta duração) e as ancoragens definitivas (ou de longo prazo). As ancoragens provisórias são elementos de natureza temporária, face à sua durabilidade limitada, tornando-se desnecessários e inoperacionais após determinada fase dos trabalhos. As ancoragens definitivas devem garantir de forma permanente a estabilidade da obra. As obras que mais recorrem a ancoragens definitivas são as subterrâneas e as de estabilidade de taludes. De acordo com a vida útil prevista para a obra (de 50 anos de acordo com o RSA, 1982, art.º 6, ou de 50 ou 100 anos para estruturas de classe 4 ou 5, respectivamente, de acordo com o Eurocódigo 7, parte 1 EN1997-1,2004), a integridade e o comportamento das ancoragens com carácter definitivo possui uma importância vital no comportamento global da obra a longo prazo. No que diz respeito a ancoragens provisórias, a vida útil destas é na maior parte dos caso de dois anos. Diversas normas europeias (SIA V191/1995, 1996 e BS8081, 1989) apresentam distinções mais conservativas na distinção da vida útil, face ao respectivo risco de utilização. Dividem-se nas seguintes subcategorias: Construções temporárias, onde o tempo de vida útil das ancoragens é inferior a 6 meses, e como tal não é necessário qualquer tipo de protecção contra a corrosão e/ou monitorização; Suportes semi-permanentes correspondem a uma vida útil das ancoragens entre os 6 e 24 meses e apesar de não ser obrigatório medidas de protecção contra a corrosão, é aconselhável uma monitorização do seu comportamento; Contenções definitivas para sempre que esteja prevista uma vida útil superior a 24 meses, neste ultimo caso, é exigida protecção contra a corrosão, planos de instrumentação e monitorização, estabelecidos em função da longevidade, da instrumentação e das características da obra. Como factores adicionais condicionantes temos também o meio envolvente onde a ancoragem está inserida (características e carga corrosiva do terreno envolvente) e as possíveis cargas de serviço. De acordo com o Eurocódigo 0 (EN1990, 2002) e o Eurocódigo 7, parte 1 (EN1997-1, 2004), as condições ambientais e as recomendações relativas à durabilidade indicadas nas normas dos materiais de construção dos materiais em contacto com o terreno devem ser consideradas no projecto geotécnico. 5.4 – Componentes das Ancoragens 5.4.1 – Aspectos gerais Todos os materiais aplicados nas ancoragens devem ser reciprocamente compatíveis, particularmente no caso dos materiais em contacto directo entre si. As propriedades dos materiais não devem sofrer alterações durante a vida útil prevista da ancoragem, de modo que não interfira com o seu comportamento e capacidade (EN1537, 1999). 25
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    5.4.2 – Armadurade Ancoragem A armadura de ancoragem pode ser constituída por fios, barras ou cordões que transmitem a carga de tracção desde a parte superior da ancoragem até à zona do bolbo de selagem. Segundo a EN1537 (1999), as armaduras têm de respeitar as seguintes normas europeias: Aço para construção ENV 1993-1 : Eurocódigo 3, Parte 1 Aço de reforço ENV 1992-1-1 : Eurocódigo 2, Parte 1 prEN 10138 Aço pré-esforçado prENV 1992-1-5 : Eurocódigo 2, Parte 1-5 Tabela 2 – Normas europeias de aço para armaduras (EN1537,1999) Outro tipo de armaduras só pode ser utilizado se for comprovada a sua adequabilidade como parte da ancoragem, e se a fiscalização o aprovar. 5.4.3 – Cabeça da Ancoragem A execução da cabeça da ancoragem inclui a aplicação do pré-esforço e a colocação de cunhas e da chapa de distribuição, utilizada para transferir a carga para a estrutura de suporte. Posteriormente deve ser aplicada uma protecção definitiva exterior, que pode ser realizada em betão ou pela aplicação de uma caixa de protecção devidamente conforme. Caixa de Protecção Chapa de aço Chapa de distribuição Selagem Tubo individual Cordão de aço revestido Figura 14 – Cabeça de ancoragem Provisória (de classe II) www.tensacciai.it 26
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    Caixa de Protecção Chapa de distribuição Chapa de aço Selagem Tubo protector de aço Cordão de aço revestido Tubo corrugado Figura 15 – Cabeça de ancoragem Definitiva (classe I) www. Tensacciai.it De acordo com a EN1537 (1999) a cabeça da ancoragem deve ser projectada de modo a suportar desvios angulares relativamente à direcção normal à cabeça, num valor máximo de 3% para 97% da tracção característica da armadura. Para o sistema ser projectado e detalhado em conformidade com os requisitos estabelecidos, as exigências da cabeça das ancoragens devem ser previamente estabelecidas. A cabeça da ancoragem tem de ter capacidade de se ajustar ás deformações previstas para a obra durante a sua vida útil. A cabeça da ancoragem deve permitir a aplicação de tracções, como as de ensaio e de blocagem e, se assim for requerido, que se proceda a desblocagens e reblocagens. Deve permitir que se atinja a tracção característica da armadura até 100% do seu valor (EN1537,1999). A figura abaixo, representa um esquema detalhado de um tipo de cabeça de ancoragem corrente, destinada a ancoragens de cordões. A cabeça é blocada através de cunhas cónicas, que fixam os elementos de aço. Os cordões são blocados individualmente depois de aplicado o pré-esforço. 27
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    Figura 16 –Detalhe de cabeça de ancoragens para armadura constituída por cordões (www.tensacciai.it) As cunhas devem ser projectadas de forma a impossibilitar a rotura prematura do aço de pré- esforço. 5.4.4 – Centralizadores e espaçadores De acordo com o EN1537 (1999), todas as armaduras instaladas devem ter garantido um recobrimento mínimo de 10 mm de calda relativamente às paredes dos furos. Tal é alcançado com recurso a centralizadores e espaçadores. A correcta colocação de centralizadores e espaçadores no comprimento de selagem garante:  Centralizar a ancoragem relativamente ao furo, para que a calda na zona selada tenha um a distribuição uniforme que conduz a uma eficiente protecção contra a corrosão;  Minimização do efeito de encurvadura da armadura entre os apoios;  Escoamento correcto da calda, permitindo que esta penetre os vazios existentes entre a armadura e os diversos elementos;  Eficiência da transferência de carga do bolbo para o terreno. Centralizador Cordão Tubo corregado Tubo de injecção Espaçador Figura 17 – Corte transversal da armadura de ancoragem (FHWA-IF-99-015, 1999) 28
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    A norma EN1537(1999) refere que qualquer componente instalado no interior do furo deve estar devidamente espaçado e localizado de modo a que não reduza a capacidade resistente da ancoragem. O projecto dos centralizadores deve ter em consideração a geometria do furo. A distância dos espaçadores no comprimento de selagem varia geralmente entre 0,5 m e 2,0 m. De acordo com o PTI (1996), o primeiro centralizador a colocar deve localizar-se a menos de 1,5 m da boca do furo e o seguinte a 3m, ou menos, do centro. 5.4.5 – Composição da calda de injecção Caldas de cimento são geralmente as mais utilizadas nos trabalhos de injecção de ancoragens, compostas por cimento Portland, água e adjuvantes, e devem cumprir os requisitos das normas prEN445, prEN446, prEN447. A totalidade A totalidade dos materiais utilizados deve apresentar teores de cloretos na calda que não ultrapassem 0,1% da massa de cimento, na totalidade. (EN1537,1999). A quantidade de água presente na calda deve ser suficiente para conferir trabalhabilidade e fluidez na injecção, contudo, não em demasia de modo a evitar a exsudação e retracção. É fundamental uma relação a/c reduzida para se obter resistência elevada, continuidade estrutural, características de impermeabilidade da calda e um bom funcionamento como barreira contra a corrosão. Na NP EN447 (2000) a precisão do doseamento das quantidades específicas deve ser de ±2% para o cimento e os adjuvantes e de ±1% para a água. Em relação aos aditivos, a norma EN1537 (1999) autoriza a aplicação de aditivos para melhorar a trabalhabilidade e durabilidade, para reduzir a exsudação e a retracção, e para aumentar a velocidade de presa. Os ligantes a aplicar devem estar previamente aprovados pela fiscalização e isentos de produtos que possam danificar ou alterar o aço de pré-esforço ou a calda. 5.4.6 – Resinas Resinas e argamassas com ligantes resinosos podem ser utilizadas como alternativa à calda de cimento se as suas características e aplicabilidade forem verificadas em ensaios de campo e laboratório. 29
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    Capítulo 6 –Protecção contra a corrosão nas ancoragens 6.1 – Introdução Nas ancoragens em terrenos (solo ou rocha), a sua capacidade de carga é condicionada pela integridade da resistência de cada um dos seus componentes e pelas reacções na cabeça da ancoragem e ao longo da interface do comprimento da mesma com o terreno. Como tal, e de acordo com a EN1537 (1999) todos os elementos de aço sob tensão devem ser protegidos contra a corrosão durante a vida útil de projecto. Todas as ancoragens definitivas devem ser protegidas contra a corrosão e nas ancoragem provisórias de modo a garantir um período de 2 anos em meios agressivos, é necessário incluir uma protecção adicional. 6.2 – Tipos de corrosão no aço de pré-esforço A corrosão no aço de pré-esforço pode ser classificada de acordo com seis tipos principais (FIP 1996a):  Corrosão generalizada;  Corrosão localizada;  Corrosão sob tensão / fragilização por hidrogénio;  Corrosão por fadiga;  Corrosão por acção de correntes vagabundas;  Corrosão bacteriana. Os últimos três tipos de corrosão apenas devem ser considerados sob cargas especiais ou condições de singularidade do terreno. A corrosão generalizada do aço de pré-esforço desprotegido, geralmente acontece na fase de armazenamento. A corrosão generalizada se atempadamente solucionada, envolve perdas insignificantes de material. Contudo, pode originar corrosão localizada ou corrosão sob tensão/fragilização por acção do hidrogénio, que têm sido a maior causa de rotura documentada sobre ancoragens (FIP, 1996a). A corrosão generalizada ocorre formando-se uma camada fina uniformemente distribuída na superfície desprotegida do aço de pré-esforço. Na maior parte dos casos, quando temos uma corrosão generalizada muito ligeira, a camada fina pode actuar como camada protectora e a armadura inserida no furo sem ser necessário proceder à sua remoção. A corrosão localizada sob a forma de picadas ou fissuras, em uma ou mais das secções desprotegidas do aço de pré-esforço, não ser reparada, nem com limpeza nem com aplicação de revestimento. A armadura deve ser sempre rejeitada. 30
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    A corrosão sobtensão apresenta-se com aspecto de fissuras na zona das picadas e suscita particular atenção em aços de alta resistência utilizados no fabrico de elementos pré- esforçados. Esta concentração de tensões pode desenvolver a fendilhação, e propagar-se para o aço não corroído ao nível do fundo da picada. Com tempo pode alastrar-se até uma profundidade que resulte na rotura do elemento de aço pré-esforçado. Armaduras com picadas ou fissuras na superfície devem ser sempre rejeitadas. A corrosão por fadiga desenvolve-se sob acção de cargas cíclicas à medida que a corrosão progride até causar a rotura do elemento de pré-esforço. Este tipo de corrosão é pouco comum no aço de pré-esforço uma vez que a maior parte das ancoragens não estão sujeitas a cargas cíclicas severas. A corrosão por acção de correntes vagabundas desenvolve-se sob a forma de picadas no aço de pré-esforço quando sujeito a correntes eléctricas vagabundas que podem circular no terreno, como resultado de fugas de corrente ou roturas no isolamento de cabos eléctricos. Estas correntes resultam da descarca de corrente eléctrica contínua a partir de fontes de energia como caminhos-de-ferro, sistemas de transmissão eléctrica e operações de soldadura. Este tipo de corrosão é particularmente danoso em ambientes marítimos.. Fontes de energia a uma distância de 30 a 60 m das ancoragens não causam correntes vagabundas suficientemente intensas para gerar corrosão (FHWA-SA-96-072, 1995). A protecção das ancoragens contra correntes vagabundas geralmente envolve um isolamento eléctrico total do aço de pré-esforço relativamente ao terreno envolvente, com uma barreira não condutora, como o plástico. Os ataques bacterianos ocorrem como picadas no aço de pré-esforço desprotegido. Nos terrenos a cotas inferiores ao nível freático deve ser considerado o risco de ataque bacteriano, nomeadamente em terrenos margosos ou argilosos com sulfatos. Estes terrenos são considerados agressivos, logo as ancoragens devem ser encapsuladas. 6.3 – Requisitos do sistema de protecção contra a corrosão Os sistemas de protecção contra a corrosão protegem as ancoragens da corrosão conferindo uma ou mais barreiras físicas que envolvem a armadura, e devem satisfazer os seguintes critérios:  Assegurar que a vida útil efectiva da ancoragem no que diz respeito à corrosão é no mínimo igual à requerida para a ancoragem;  Não deve produzir efeitos adversos no meio envolvente ou reduzir a capacidade da ancoragem;  Permitir os movimentos do comprimento livre para que a carga total seja transferida para o comprimento de selagem;  Compreender materiais quimicamente estáveis e não reactivos com os os materiais adjacentes;  Não necessitar de manutenção ou substituição (salvo raras excepções) durante a vida útil da ancoragem; 31
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    Ter resistência e flexibilidade suficiente para resistir ás deformações induzidas pelo ensaio de carga;  Resistir ao manuseamento sem se danificar durante a fase de fabrico, transporte armazenamento e construtiva. 6.4 – Classes de protecção contra a corrosão A solução de projecto para o classe de protecção contra a corrosão deve seleccionar-se de acordo com a agressividade do terreno, a vida útil da ancoragem, as consequências de rotura do sistema ancorado e os custos. Em terrenos agressivos ou com agressividade não determinada é aconselhável adoptar-se o nível mais exigente de protecção contra a corrosão. Ou seja, classe I para ancoragens definitivas e classe II para ancoragens provisórias. Existem três níveis de protecção contra a corrosão, protecção de classe I (protecção dupla), protecção de classe II (protecção simples) e sem qualquer protecção. Na protecção simples, temos uma barreira física aplicada na armadura antes da aplicação da ancoragem entre a própria armadura e o terreno. Na protecção dupla, é aplicada uma segunda barreira exterior com o objectivo de proteger a interior de possíveis danos durante a aplicação. A corrosão é na maior parte das vezes realçada pela exposição ou combinações das acções do oxigénio e de cloretos, condições anaeróbicas na presença de sulfatos, elevadas variações de carga e por elevados níveis de tensão quando aplicadas em rochas duras ou de baixa permeabilidade. De acordo com a EN1537 (1999), o nível mínimo exigido de protecção contra a corrosão da armadura de pré-esforço em ancoragens definitivas é a aplicação prévia de material anticorrosivo a envolver cada elemento do aço, em toda a sua extensão. 6.5 – Sistemas de protecção contra a corrosão 6.5.1 – Ancoragens provisórias Por vezes temos a necessidade de prolongar o tempo de vida útil de uma ancoragem provisória por mais de dois anos ou se a ancoragem encontra-se em terrenos caracterizados por ambientes mais agressivos, com graus de humidade elevados, percolação de água, podendo haver soluções que contenham agentes corrosivos, nomeadamente de cloretos. Nesse caso, é necessário aplicar medidas de sistemas de protecção contra a corrosão, aprovadas pela fiscalização. 32
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    A tabela abaixo(adaptado da EN1537,1999) descreve exemplos de sistemas de protecção contra a corrosão para ancoragens provisórias: 1. Comprimento de selagem da armadura Todos os tirantes da armadura devem conferir um revestimento de calda de cimento de pelo menos 10mm à parede do furo. Quando o terreno apresentar características de natureza agressiva, é importante, para garantir a protecção adequado a aplicação de um tubo corrogado a envolver a armadura. 2. Comprimento livre da armadura O sistema de protecção deve desenvolver pouco atrito e permitir o movimento da armadura dentro do furo. Esta característica é alcançada por uma das seguintes alternativas: a) Uma bainha plástica a envolver individualmente cada tirante, com a extremidade selada evitando o ingresso de água; b) Uma bainha plástica a envolver individualmente cada tirante, completamente preenchida com um produto anticorrosivo; c) Uma bainha plástica ou de aço ou um tubo comum a envolver todos os elementos da armadura, com a extremidade selada evitando o ingresso de água; d) Uma bainha plástica ou de aço ou um tubo comum a envolver todos os elementos da armadura, completamente preenchida com um produto anticorrosivo. A alínea (b) ou (d) é apropriada para ancoragens provisórias com maior tempo de serviço ou a terrenos de condições de maior agressividade. 3. Transição entre a cabeça da ancoragem e o comprimento livre A bainha ou tubo de protecção da zona de comprimento livre deve ser selado ou soldado à chapa de distribuição/cabeça da ancoragem. A bainha ou tubo de protecção da zona de comprimento livre deve ter sobreposição. Para ancoragens provisórias com maior tempo de serviço, deve preencher-se com um produto anticorrosivo, cimento ou resina, o que tiver sido aplicado na cabeça da ancoragem. 4. Cabeça da ancoragem Quando a cabeça da ancoragem está acessível para trabalhos de inspecção e é possível a aplicação de novo revestimento de protecção, são aceitáveis as protecções seguintes: a) Um revestimento de um produto anticorrosivo que não seja fluido; ou b) A combinação de um produto anticorrosivo com uma fita adesiva impregnada com um produto anticorrosivo. Quando a cabeça da ancoragem não está acessível, é aplicada uma caixa protectora de metal ou plástico preenchido com um produto anticorrosivo para garantir maior tempo de serviço à ancoragem. Em terrenos de condições de maior agressividade, a aplicação de uma caixa de metal ou plástico preenchida com um produto anticorrosivo é necessária. Tabela 3 – Sistemas de protecção contra a corrosão para ancoragens provisórias 33
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    6.5.2 – Ancoragensdefinitivas Segundo a EN1537 (1999), os requisitos mínimos de protecção contra a corrosão da armadura de pré-esforço em ancoragens definitivas é a aplicação prévia de material anticorrosivo a envolver cada elemento de aço, em toda a sua extensão. As características desse material não se devem degradar durante a vida útil de projecto. De acordo com a mesma norma, a armadura das ancoragens definitivas deve estar provida de uma das seguintes soluções:  Protecção dupla contra a corrosão (Classe I) para no caso de uma das protecções seja danificada durante a instalação ou no pré-esforço da ancoragem, a segunda barreira permaneça intacta;  Protecção simples contra a corrosão (Classe II), devendo neste caso realizar-se em cada ancoragem ensaios de medição de resistência eléctrica (mede a resistência eléctrica entre a ancoragem e a estrutura de suporte para determinar a eficácia do sistema de protecção contra a corrosão aplicado) que permitam avaliar se a protecção permanece intacta;  Protecção contra a corrosão do sistema conferida por um tubo metálico de manchetes ou por um tubo plástico corrugado;  Protecção contra a corrosão do sistema conferida por um tubo de aço (tubo á compressão). Exemplos de sistemas de protecção contra a corrosão para ancoragens definitivas estão descritos na tabela abaixo: Verificação do nível de protecção instalada a) Todos os sistemas de protecção contra a corrosão devem ser sujeitos a ensaios para verificar a sua competência. Os resultados de todos os ensaios devem ser documentados; b) A Fiscalização deve realizar uma avaliação técnica dos resultados dos ensaios do sistema de protecção contra a corrosão, de modo a verificar que a eficácia de cada uma das protecções do sistema é alcançada. De realçar que em alguns sistemas a integridade da protecção interior depende da manutenção da integridade da exterior; c) Quando é aplicado apenas uma protecção contra a corrosão no comprimento de selagem da armadura, a integridade dessa protecção deve ser verificada realizando ensaios de campo, como o de resistividade eléctrica. 34
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    1. Comprimento deselagem da armadura A selagem pode realizar-se das seguintes formas: a) Um tubo único de plástico corrugado onde é introduzida a armadura e a calda de cimento; b) Dois tubos concêntricos de plástico corrugado onde é introduzida a armadura, injectando previamente na totalidade (com cimento ou resina) o núcleo e o espaço entre tubos da armadura; c) Um tubo único de plástico corrugado onde é introduzida a armadura e injectado com calda de cimento. O recobrimento mínimo da armadura no tubo é de 5mm. A fendilhação da calda de cimento de recobrimento, não deve exceder 0,1mm à tracção de serviço. d) Um tubo de machetes metálico ou de plástico corrugado de espessura superior a 3mm, circundado com calda de cimento com um recobrimento mínimo de 20mm, injectada com uma pressão superior a 500 kPA, através do tubo de machetes em intervalos inferiores a 1 metro. O recobrimento mínimo da armadura no tubo é de 5mm. A fendilhação da calda de cimento de recobrimento, não deve exceder 0,2mm à tracção de serviço. e) Um tubo único de metal corrugado (tubo à compressão) envolvendo a armadura de aço lubrificado. O tubo e a capa de plástico na porca de contenção são protegidos pela calda de cimento, com uma espessura de pelo menos 10mm. A fendilhação da calda de cimento de recobrimento, não deve exceder 0,1mm À tracção de serviço. 2. Comprimento livre da armadura O sistema de protecção permite o movimento livre do tendão dentro do furo. Isto pode ser alcançado por uma das seguintes alternativas: a) Uma bainha a envolver individualmente cada elemento da armadura, completamente preenchida por um produto anticorrosivo flexível, incluindo o referido abaixo em A, B, C ou D; b) Uma bainha a envolver individualmente cada elemento da armadura, completamente preenchida por calda de cimento, mais o que se refere em A ou B; c) Uma bainha plástica comum a envolver todos os elementos da armadura, completamente preenchida por calda de cimento, mais o que se refere em B; A. Bainha plástica comum ou tubo preenchido com um produto anticorrosivo flexível; B. Bainha plástica comum ou tubo selado nas extremidades impedindo o ingresso da água; C. Bainha plástica comum ou tubo preenchido com calda de cimento; D. Tubo metálico comum preenchido com calda de cimento densa. Para garantir o movimento livre da armadura durante a aplicação do pré-esforço, é aplicado um lubrificante ou uma ligação livre de contacto no interior das bainhas ou de uma bainha comum. 3. Transição entre a cabeça da ancoragem e o comprimento livre Uma película de revestimento, ou um recobrimento, ou mangas metálicas, ou tubo de plástico fixo é selado ou soldado à cabeça da ancoragem. É selada a bainha ou tubo à extremidade do comprimento livre e preenchido com um produto anticorrosivo, cimento ou resina. 4. Cabeça da ancoragem Uma camada de revestimento e/ou uma caixa metálica de aço galvanizado com uma espessura mínima de 3mm ou uma caixa de plástico rígido com uma espessura de 5mm é aplicada na chapa de distribuição, e se removida, é preenchida com produto anticorrosivo flexível e selada com um vedante. No caso de a caixa não ser removível, pode ser preenchida com cimento ou resina. Tabela 4 – Sistemas de protecção contra a corrosão para ancoragens definitivas 35
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    Figura 18 –(a) e (b) - Exemplos de protecção contra a corrosão em cabeças de ancoragens e zona de transição da cabeça-comprimento livre (FHWA-IF-99-015, 1999). 36
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    Figura 19 –Exemplo de protecção contra a corrosão em ancoragens de cordões (FHWA-IF-99-015, 1999). 37
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    6.6 – Protecçãodos componentes contra a corrosão 6.6.1 – Protecção do comprimento livre O problema mais frequente no comprimento livre é a ocorrência de zonas que possibilitem a entrada de água e o seu escoamento ao longo do eixo da bainha. As bainhas devem ser preenchidas com um produto inibidor de corrosão ou com calda de modo que não fiquem vazios. Os cordões por sua vez, devem ser revestidos individualmente com um produto inibidor de corrosão, sem vazios entre os fios. A protecção do comprimento livre da armadura obtém-se com a aplicação prévia na armadura de um produto anticorrosivo flexível e de pelo menos um tubo de revestimento ou a combinação de ambos (depende da classe de protecção). Nas ancoragens de cordões com protecção classe I utiliza-se uma bainha lisa para encapsular toda a armadura, já envolta com bainhas individuais preenchidas com massas anticorrosivas aplicadas sobre os cordões. De acordo com a EN1537 (1999) os produtos utilizados como barreira permanente à corrosão devem ser acondicionados dentro de uma bainha robusta à prova de água, tubos ou caixas que também devem ser resistentes à corrosão. A tabela abaixo apresenta os critérios de aceitação dos produtos viscosos de protecção contra a corrosão relativos aos ensaios dos materiais. Ensaios Unidades Valores aceitáveis Teor de enxofre livre, sulfatos e sulfuretos mg/L ≤50 Teor de cloretos, nitritos, nitratos e rodanitos mg/L ≤50 9 Resistividade *cm ≥10 Absorção de água a 0,1N KOH após 30 dias % ≤2 Saponificação (alcalinidade) mg KOH/g ≤5 Desolidificação, num papel de filtro a 50C, 24h: diâmetro de mancha mm ≤5 de óleo (diâmetro) Profundidade de penetração no ensaio de desolidificação em calda de mm ≤2 cimento endurecida, com 5mm de espessura a 50C depois de 7 dias Estabilidade térmica, 24h sem gotejar no peneiro com incrementos de C ≥40 temperatura de 10C cada 2h Gotejamento Ponto de gota C ≥60 Protecção contra a ferrugem – nevoeiro salino: 5% NaCl – 168h a Visual Corrosão 35C nula Sangrar a 40C % ≤5 Tabela 5 – Critérios de aceitação de produtos anticorrosivos (EN 1537,1999) As propriedades destes produtos devem apresentar estabilidade contra a acção do oxigénio, resistência ao ataque de bactérias e dos microrganismos. 38
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    6.6.2 – Protecçãoda armadura O revestimento da armadura deve ser sempre aplicado em condições fabris, onde sejam garantidas condições de limpeza, salubridade e um ar limpo e seco. 6.6.2.1 – Bainhas Plásticas As bainhas e tubos plásticos devem respeitar o disposto pelas normas europeias, ou seja, devem ter continuidade, ser impermeáveis, não devem fragilizar-se com o tempo e devem ainda apresentar resistência às radiações ultravioletas durante o armazenamento, transporte e construção. As ligações entre as diversas componentes de plástico devem ser completamente seladas e inviabilizar o ingresso de água. No caso de se recorrer a PVC, este deve resistir ao envelhecimento e não deve libertar cloretos. A eficácia das bainhas depende do preenchimento da sua secção anelar interna durante o processo de fabrico, nomeadamente com resinas adequadas ou massas anticorrosivas que excluam o ar atmosférico e criem uma envolvente electroquímica adequada. De acordo com a EN1537 (1999), a espessura mínima da parede exterior do tubo corrugado, quer seja individual ou comum a diversos elementos da armadura é a seguinte:  1,0 mm para diâmetros interiores ≤ 80 mm;  1,5 mm para diâmetros interiores entre 80 mm e 120 mm;  2,0 mm para diâmetros interiores  120mm.  A espessura mínima da parede de um tubo ou de uma bainha lisa comum em contacto com o exterior, relativamente à espessura exigida para o tubo corrugado, deve ser acrescida de 1,0mm ou, como alternativa, o tubo deve ser reforçado. A espessura mínima da parede de uma bainha interior é de 1,0mm e no caso de o tubo corrugado interior a sua espessura mínima é de 0,8 mm. 6.6.2.2 – Mangas termo-rectrácteis Segundo a norma EN1537 (1999), as mangas termo-rectráteis podem ser utilizadas para vedar as zonas onde se aplicam os produtos anticorrosivos. O calor a aplicar na manga deve ser dado para que os restantes elementos de protecção contra a corrosão, nomeadamente os da vizinhança, permaneçam com as características definidas, ou seja, que não se deformem, não se queimem durante a aplicação do calor ou que não se danifiquem, resultando algum prejuízo da sua capacidade de serviço. A velocidade de retracção deve ser tal que impeça a ocorrência de aberturas ou folgas a longo prazo. A espessura da parede da manga após retracção deve ser de pelo menos 1,0 mm. As mangas termo-retracteis não se devem considerar como um dos elementos de protecção do sistema de protecção dupla, com selantes. 39
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    6.6.2.3 – Junçõesdas bainhas e selagens A norma EN1537 (1999) refere que as juntas mecânicas devem ser seladas com O-rings, vedantes ou mangas termo-rectráteis. A selagem, ou equivalente, deve evitar a fuga de material ou qualquer intrusão de água a partir do exterior, quaisquer que sejam os movimentos relativos entre os elementos adjacentes selados. Nas juntas deve haver pelo menos uma sobreposição de 25mm, combinada com a aplicação de colas solventes adequadas ao material que constitui a bainha. No caso de bainhas não rígidas a sobreposição deve ser de pelo menos 50 mm e deve facilmente ajustar-se sobre o revestimento básico, permanecendo com um afastamento que permita a injecção ou a saída do material de selagem da junta. 6.6.3 – Protecção do comprimento de selagem A classe de protecção do comprimento de selagem tem de ser a mesma que foi adoptada no comprimento livre. Adicionalmente, os elementos de protecção têm que ter capacidade de transferir para o terreno as tensões elevadas que se desenvolvem na armadura. 6.6.3.1 – Calda de cimento As caldas de cimento são utilizadas para transmitir a carga da zona selada da ancoragem para o terreno. A calda de cimento encontra-se ligada à armadura e, invariavelmente, apresenta fissuras que surgem na sequência do alongamento da armadura durante as solicitações introduzidas pela aplicação do pré-esforço. De acordo com a norma EN 1537 (1999), a calda de cimento injectada no furo pode considerar- se protecção temporária, desde que o recobrimento sobre a armadura não seja inferior a 10 mm ao longo do comprimento da ancoragem. A calda cimentécia espessa proveniente da central, ou equivalente após ensaiada, pode ser considerada com uma das protecções de um sistema de classe I. Para tal, deve garantir-se um recobrimento superior a 5,0 mm entre a armadura e a protecção exterior, e deve ser comprovado que a abertura das fissuras corresponde à carga de serviço não excede 0,1 mm (EN 1537,1999). Segundo o EN 1537 (1999), no caso de o tubo de manchetes a partir do qual se realizam as injecções de calda for considerado uma barreira de protecção, concluídas as injecções deve ser demonstrado que as manchetes não permitem o ingresso de água através dele. Neste caso se o tubo for de plástico corrugado ou de aço, a espessura da parede deve ser de pelo menos 3,0 mm, devendo as injecções da calda realizar-se com pressões superiores a 500 kPa, e garantir 20 mm para o recobrimento mínimo exterior da calda. A capacidade do bolbo e a integridade da protecção anticorrosiva devem verificar-se com ensaios de sistema. A dimensão das fissuras da calda que ocorrem entre a armadura e o tubo deve ser inferior a 0,2 mm à carga de serviço. 40
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    6.6.3.2 – Resinasepoxídicas A norma EN 1537 (1999) refere que as caldas resinosas injectadas, ou colocadas de forma controlada, com um revestimento mínimo de 5,0 mm podem ser consideradas como umas das protecções permanentes contra a corrosão. Contudo, deve ser garantido o seu confinamento e que as mesmas não são sujeitas a tensões nem se verifica, fissuras. 6.6.4 – Protecção da cabeça da ancoragem A principal causa de danos ocorridos em obra nas ancoragens em serviço é a corrosão no interior da cabeça e em zonas localizadas nos dois primeiros metros do comprimento livre, que corresponde à zona de transição. Dado que no processo de blocagem é necessário que todos os fios, cordões ou barras estejam descarnados, obriga à remoção das protecções anticorrosivas aplicadas na fábrica. Esta necessidade resulta da exposição da armadura em duas zonas: à frente da chapa de distribuição e no seu tardoz (zona exterior e interior da cabeça, respectivamente). 6.6.4.1 – Protecção da zona interior A protecção da zona interior é geralmente garantida com recurso a uma trompete, que consiste num tubo de aço soldado a uma chapa de encosto ao maciço de apoio. Este tubo é preenchido na extremidade com um selante anelar a envolver a protecção do comprimento livre, sendo o seu interior preenchido com uma substância anticorrosiva. Desta forma inviabiliza-se o acesso de fluidos a esta zona. O comprimento do trompete deve garantir uma sobreposição com a protecção do comprimento livre de pelo menos 100 mm. A calda de cimento não pode ser considerada válida, uma vez que com os movimentos da cabeça junto da estrutura a calda pode fissurar. Logo, é aconselhável proteger esta área com materiais dúcteis, deformáveis e impermeáveis à água. 6.6.4.2. – Protecção da zona exterior Quando não é necessário reaplicar pré-esforço, podem ser utilizadas resinas ou outros selantes endurecedores, não sendo necessário haver ligações mecânicas entre a caixa e a chapa de distribuição. Nestes casos, não é necessário que as protecções e a caixa sejam removíveis, podendo a parte exterior da cabeça ser revestida com betão (EN 1537,1999). De acordo com a EN 1537 (1999), caso seja necessária a reaplicação do pré-esforço, os componentes da caixa de protecção da cabeça e o seu conteúdo devem ser removíveis para permitir o acesso adequado à armadura. Deve ser sempre possível voltar a preencher a caixa de protecção da cabeça com substâncias anticorrosivas. A chapa de distribuição e os restantes elementos de aço da cabeça da ancoragem devem ser protegidos de acordo com as normas europeias de revestimento de estruturas metálicas antes de transportados para a obra. 41
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    Segundo o EN1537 (1999), as caixas de aço para a protecção exterior das cabeças de ancoragens definitivas devem ter uma espessura mínima de 3,0 mm. No caso de a fiscalização aprovar a utilização de caixas plásticas reforçadas, a espessura mínima é de 5,0 mm. As caixas de protecção devem tar completamente preenchidas no seu interior, com caldas ou com um produto inibidor da corrosão. A aplicação de protecção exterior da cabeça da ancoragem com revestimento de betão deve ter pelo menos 50 mm de espessura. 42
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    Capítulo 7 –Execução de Ancoragens 7.1 – Furação A velocidade de furação e a eficiência do processo determinam a produtividade, afectando custos totais. A selecção do método de furação adequado maximiza a eficiência. Nesta selecção teve ter-se em consideração o tipo de terreno, a acessibilidade, a geometria e dimensões do furo, tipo e capacidade das ancoragens e aplicabilidade do meio de limpeza dos furos. O método de furação a adoptar não deve influenciar a integridade de estruturas existentes ou localizadas à superfície. Os comprimentos reais de furação poderão, caso se considere necessário, exceder entre 50 e 70 cm aqueles que estão previstos ao nível do projecto, por forma a possibilitar a recolha de detritos que eventualmente possam surgir durante as operações de colocação da armadura de ancoragem e que se acumulam no fundo do furo. A inclinação das ancoragens, relativamente ao eixo horizontal deverá ser controlada devendo fixar-se a direcção e a inclinação da torre do equipamento de furação de acordo com o definido no projecto, as quais devem ser verificadas com o auxílio de um nível graduado.  Antes de se iniciar a furação deverão tomar-se em consideração os seguintes aspectos:  Verificar se os comprimentos e os diâmetros de furação utilizados são os correctos;  Garantir que o material de furação não está dilatado, torcido, amolgado ou fissurado;  Criar condições para a livre circulação da água e do ar no interior da coluna de furação;  Desobstruir todos os orifícios e cortes do material de furação;  Limpar e lubrificar todas as roscas de modo a facilitar o seu enroscar e desenroscar;  Arrumar devidamente todo o material de furação que não esteja a ser utilizado;  Construção prévia da plataforma de trabalho adequada ao tipo de tarefa a realizar. A escolha do processo de furação depende em grande escala da rocha existente, no caso das figuras 20 e 21 onde o tipo de rocha existente é o granito, adoptou-se a furação à rotopercussão destrutiva, devendo dedicar-se especial atenção ao registo nas respectivas partes diárias de qualquer anomalia que possa surgir durante a furação. Figura 20 – Equipamento de furação à rotopercussão destrutiva – Klemm 43
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    Figura 21 –Furação com Klemm em zona de plataforma reduzida (banqueta) Sempre que se registar a presença de água ou a intercepção do nível freático, deverão adoptar-se medidas mitigadoras adequadas, de forma a evitar a ocorrência de eventuais fenómenos de erosão interna. O método de furação adoptado deverá garantir a completa eliminação dos detritos provenientes da furação de modo a deixar o furo perfeitamente limpo em todo o seu comprimento; caso contrário, a calda de cimento utilizada na selagem dificilmente poderia apresentar a espessura regular e uniforme especificada em projecto, potenciando a consequente ocorrência de problemas de falta de uniformidade das tensões aplicadas, bem como eventuais rupturas dos diferentes elementos de fundação. 7.2 – Ensaio de Permeabilidade Atingido comprimento total previsto para a furação, deverá ser executado um ensaio de absorção de água sob pressão do tipo Lugeon, no trecho final furado, para avaliar as características de estanqueidade da zona de selagem a instalar (ver Anexo 5 – Ficha de ensaio de Lugeon). Na execução dos ensaios Lugeon é utilizado um obturador com as características adequadas à obturação dos respectivos furos, uma bomba de injecção de água e um sistema de registo automático com controlo das pressões, caudais e tempos de injecção. Os ensaios são executados seguindo os passos descritos abaixo: a) Instalação do obturador no topo do furo correspondente à extremidade superior do bolbo de selagem da ancoragem, tendo o operador o cuidado de registar a cota do terreno, a profundidade do troço ensaiado, a inclinação do furo, a altura do manómetro, o diâmetro do furo, posição do nível freático (se existir) e data e hora do ensaio; 44
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    b) Injecção deágua em 5 patamares de pressão com 10 minutos de injecção para cada patamar (1,25 bar, 2,5 bar, 5 bar, 2,5 bar, 1,25 bar), sendo registada a absorção de água em cada patamar; c) Tratamento e interpretação dos resultados, para quantificação da absorção em unidades de Lugeon. Uma unidade de Lugeon corresponde ao valor médio da absorção de 1 litro por minuto e por metro de furo, para um patamar de injecção com a duração de 10 minutos em que a pressão de injecção da água se mantém estabilizada no valor de 1 MPa. Na contabilização do número total de ensaios de Lugeon a realizar, para efeitos de planeamento, é aconselhável a multiplicação por um factor de 1.3 , visto a percentagem aproximada de ensaios de Lugeon superiores a 2 unidades de Lugeon ser de 30%. 7.3 – Impermeabilização com pré-injecções Caso se verifique que a absorção registada ultrapasse as duas unidades de Lugeon, é necessário proceder á injecção de impermeabilização do bolbo de selagem com caldas cimentícias de modo a reforçar o terreno adjacente à zona de selagem das ancoragens, para aumentar a resistência. Para reduzir o consumo de caldas pode recorrer-se a argamassas, de areia e cimento. Estas argamassas são geralmente utilizadas em maciços rochosos e em formações argilosas rijas a muito rijas, com fissuras abertas ou parcialmente preenchidas (EN1537, 1999). O controlo de qualidade das caldas passa pela medição da viscosidade e exsudação, de acordo com o definido no Plano de Inspecção e Ensaio, a temperatura das caldas deverá situar-se idealmente entre 10º e 25º. A injecção das caldas atrás descritas deverá ser executada da seguinte forma: a) Instalar um tubo de injecção de calda até á extremidade inferior do furo; b) Injectar calda A/C=1 até perfazer um volume de 210 litros; c) Instalar o obturador à mesma profundidade definida para o ensaio Lugeon; d) Injectar a calda A/C=1 a uma pressão entre 2 e 3 bar, até um volume máximo de 300 litros ou até atingir uma pressão de 6 bar. Se o volume máximo for injectado a uma pressão inferior a 6 bar a injecção deve continuar de acordo com o passo seguinte; e) Injectar calda A/C=0,5 a uma pressão entre 2 e 3 bar até um volume máximo de 110 litros ou até atingir a pressão de 6 bar. Caso o volume tenha sido atingido sem que a pressão de 6 bar tenha ocorrido, a injecção será ainda assim interrompida. E nessa altura o obturador deverá ser retirado e o furo deverá ser preenchido com calda de cimento até que esta saia à boca do furo; f) Após a conclusão da injecção, o obturador deverá ficar posicionado em carga, cerca de 15 minutos antes da sua remoção; g) Após, no mínimo 48 horas o furo deverá ser reperfurado e repetido o ensaio Lugeon; A injecção deve ser lenta (caudais de injecção baixos) e contínua, o operador deve ter em atenção a regulação da bomba para garantir uma injecção lenta. 45
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    7.4 – Colocaçãode Armadura A colocação das armaduras de ancoragem nos furos, deverá processar-se o mais rapidamente possível e, em qualquer circunstância, ser precedida de uma cuidadosa inspecção visual, com o objectivo de se poderem detectar e, se for caso disso, reparar quaisquer danos ou defeitos que as mesmas possam apresentar. Durante o processo de introdução da armadura deverão evitar-se retorcimentos ou curvaturas excessivas que possam danificar alguns dos componentes da ancoragem. Uma vez introduzida a armadura no furo de ancoragem, esta não deverá ser deslocada de forma a possibilitar o endurecimento da calda de injecção sem quaisquer perturbações, até esta obter a resistência pretendida e exigível em projecto. Cinta Tubo Corrugado Tubo de injecção externo Tubo de injecção interno Espaçador Figura 22 – Foto de corte transversal da ancoragem com centralizadores e todos os constituintes (www.tensacciai.it). 7.5 – Injecções O processo de selecção do tipo de calda e do sistema de injecção a adoptar depende das características do terreno e da calda em si (tempo de presa e resistência). De acordo com a EN1537 (1999), a selecção da calda deve precaver a presença de elementos agressivos na envolvente (ex. sulfatos e ácidos carbónicos). As principais funções das caldas são de assegurar a aderência da armadura da ancoragem com o material envolvente, criando uma zona de transferência de carga, que corresponde ao comprimento de selagem (bolbo de selagem); conferir a ligação entre a armadura e o 46
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    tubo/bainha; preencher osvazios na envolvente da armadura e no interior das bainhas do comprimento livre de modo a proteger contra a corrosão. A injecção da calda deve sempre iniciada a partir da extremidade mais profunda do furo, para garantir o total preenchimento da ancoragem, deve-se contemplar a saída da água e do ar (purga do furo). A injecção deve ser contínua até se verificar que a consistência da calda que sai do furo é a mesma que a da calda injectada. No caso de haver uma interrupção das injecções superior ao tempo de presa, a ancoragem e a calda devem ser retiradas do furo. A calda pode ser retirada lavando o furo ou perfurando-o de novo. De acordo com a NP EN446 (2000), o equipamento de mistura é constituído por:  Misturador;  Reservatório de armazenamento;  Bomba;  Manómetros de pressão, conexões, válvulas;  Dispositivos de medição;  Equipamentos de ensaio. Figura 23 – Equipamento de injecção (www.heany.com) Este equipamento deve ter capacidade para produzir calda com uma distribuição do cimento e dos aditivos homogénea e de acordo com as exigências dispostas na secção 5 da NP EN447 (2000), relativas às propriedades das caldas. Ainda segundo a NP EN446 (2000), o misturador deve ter um reservatório de armazenamento adicional com um agitador para manter a calda em movimento continuado até ser injectada. Existem dois métodos de injecção do comprimento global da ancoragem, numa fase de injecção, ou em duas fases. Seguidamente vamos abordar a metodologia da injecção em duas fases. 7.5.1 – Injecção (injecção do bolbo de selagem) Após a instalação da armadura, será efectuada a injecção do bolbo de selagem com recurso a uma bomba de injecção equipada com uma célula de pressão que garanta o escoamento contínuo da calda e uma pressão mínima de 1 MPa, considerando um volume de calda máximo 47
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    estimado de 100l por cada 1,5 m de comprimento de bolbo. Estima-se um caudal de injecção médio entre 8 e 16 l/min. A relação água/cimento das caldas de injecção deverá ser de 0,30 a 0,55 devendo todos os componentes ser doseados em massa, excepto a água de amassadura que pode ser doseada em massa ou em volume. No entanto, para algumas formações, como depósitos aluvionares arenosos, pode adoptar-se valores mais elevados. 7.5.2 – Reinjecções (injecção do bolbo de selagem) Deverá ser deixado um tempo suficiente para a injecção anterior, de modo a que a calda previamente injectada apresente uma consistência pastosa, indiciando o início da presa, sem contudo se ter alcançado o estado de endurecimento. Este intervalo de tempo variará entre as 2 e as 8 horas (a confirmar conforme os ensaios iniciais) dependendo de factores tais como a razão A/C, existência ou não de água no terreno, enquadramento geológico, eventuais aditivos, etc. As operações de reinjecção ao nível do bolbo de selagem são realizadas em duas fases, a partir de dois tubos em PEAD Ø16 mm com válvulas dispostas na zona de selagem (1 válvula por cada 1,4 m a 1,5 m). Na primeira fase, a ser executada cerca de 2 a 8 horas após a realização do bolbo, a calda de cimento será injectada a partir de um dos tubos em PVC, onde as duas válvulas previstas estão localizadas entre a segunda metade do bolbo de selagem. Após a abertura das válvulas, operação que poderá requerer pressões da ordem dos 80 a 90 bar, a injecção será interrompida ao atingir uma pressão de injecção de 30 a 40 bar (volume estimado máximo de injecção por válvula de cerca de 100 litros; caudal de injecção estimado entre 8 e 12 l/min). Na segunda fase, a ser executada logo após o fim da primeira fase de injecção, a calda de cimento será injectada a partir do segundo tubo, onde as duas manchetes previstas estão localizadas na primeira metade do bolbo. Após a abertura das válvulas, operação que poderá requerer pressões da ordem dos 80 a 90 bar, a injecção será interrompida ao atingir uma pressão de injecção de 30 a 40 bar (volume estimado máximo de injecção por válvula de cerca de 100 litros; caudal de injecção estimado entre 8 e 12 l/min). 7.6 – Controlo das caldas Os métodos para os ensaios de fluidez, de exsudação, de variação de volume e de resistência à compressão estão preconizados na NP EN445 (2000). Estes ensaios visam a determinar as propriedades das caldas de injecção especificadas na NP EN447 (2000) de modo a garantir-se a conformidade da calda. A qualidade da calda é afectada se houver uma injecção inadequada, variações nos constituintes da calda ou nas metodologias dos ensaios. O controlo de qualidade da calda inclui os seguintes ensaios:  Ensaios de controlo de fluidez e do peso específico na fase fluida da calda; 48
  • 59.
    Controlo do tempo de presa e medição da exsudação durante a fase de cura;  Ensaios de rotura em provetes para determinar a resistência aos 7, 14 e 28 dias;  Medição dos valores do pH para avaliar a contaminação química da calda.  A frequência dos ensaios varia consoante as condições locais e as exigências do trabalho. 7.7 – Tensionamento Todas as ancoragens terão, obrigatoriamente, que ser tencionadas, independentemente do seu tempo de vida útil ou das tensões exigíveis ao nível do projecto. As actividades de tensionamento de ancoragens, bem como o seu registo (ver anexo 6 e 7 – Fichas de ensaios de aferição e recepção de ancoragens), deverão ser realizadas por profissionais experientes, sob supervisão de um técnico qualificado. Para o ensaio recorre-se a um sistema de pré-esforço constituído por um macaco hidráulico para aplicação de cargas, mangueiras, electrobomba de pressão e manómetros (Figura 24). Figura 24 – Sistema de ensaio de pré-esforço O processo de tensionamento a adoptar é o especificado na norma EN1537 (1999), assim como o respectivo ensaio de recepção, no qual se estabelecem as verificações a realizar e os critérios de aceitação de cada ancoragem executada. O equipamento de pré-esforço e as células de carga devem ser calibrados num intervalo de seis meses, quando usadas com regularidade. Os certificados de calibração devem acompanhar os equipamentos e estar sempre acessíveis para consulta (EN1537, 1999). 49
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    O ensaio decarga não deve ser executado antes que a calda do bolbo de injecção do bolbo de selagem ganhe a resistência necessária, geralmente 7 dias. Em solos argilosos sensíveis pode ser necessário um período superior. 7.8 – Acabamentos Após a aceitação da ancoragem por parte dos responsáveis, deve cortar-se a extremidade da armadura de acordo com as recomendações efectuadas pelo fabricante. As operações de corte das pontas de cabos ou barras que fiquem em excedente, após o tensionamento das ancoragens, cujo comprimento dependerá do sistema de pré-esforço adoptado, deverão efectuar-se com recurso à utilização de rebarbadoras devidamente equipadas com discos de corte, estando proibido o uso de maçarico, para não enfraquecer a estrutura do aço. Após conclusão das operações de tensionamento e de corte de pontas da ancoragem, deverão efectuar-se as protecções finais da parte superior da ancoragem, tanto no que se refere à protecção contra a corrosão como de danos mecânicos e a agressões externas, as quais terão que garantir permanentemente e durante todo o período de vida útil da ancoragem. Segundo o PTI (1996), a chapa de distribuição e a chapa da cabeça da ancoragem (porca) devem ser colocadas na perpendicular relativamente à armadura, com uma variação máxima de ±3. Os furos para as cunhas e as próprias cunhas devem encontrar-se isentos de ferrugem, caldas ou poeiras. Figura 25 – Pormenor de cabeça de ancoragem protegida com betão As ancoragens expostas ao meio ambiente devem ser cobertas com calda ou com um produto inibidor de corrosão dentro da caixa de protecção. Nas ancoragens que permitem a reaplicação de pré-esforço deve usar-se também um produto inibidor de corrosão. 50
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    Nas cabeças dasancoragens definitivas deve proteger-se as chapas de apoio e os restantes elementos de aço que se encontrem expostos. As protecções aplicadas devem respeitar o disposto nas Euronormas relativas aos revestimentos de estruturas de aço, que sejam aplicáveis e considerando que os materiais são transportados previamente para a obra. 51
  • 62.
    7.9 – Fluxogramado processo de execução de ancoragens Projecto de Programação e Execução Aprovisionamento Aprovado Preparação da Plataforma Marcações Furação no PIE comprimento total Ensaio PIE Lugeon Injecção com U.L. ≤ 2? N PIE calda de cimento S Paredes furo contêm mat. S Pré-Injecção Argiloso c/ água? N Colocação de Armadura Pinj.≥30 bar e/ou ≥100 l calda/1,5m PIE Injecção bolbo selagem Espera 2 a 8 horas Re-Injecção N Pinj.≥30 bar e/ou ≥100 l calda/1,5m bolbo selagem? S Montagem Cabeças Após resistência da Calda à Pré-Esforço compressão simples ≥ 27 Mpa (a definir durante ensaios iniciais) PIE Inspecção das actividades de acordo com o estabelecido no AHBS/PIE.003 52
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    Capítulo 8 –Controlo de Qualidade A adaptabilidade e a qualidade do projecto, bem como o comportamento adequado de uma ancoragem baseiam-se no reconhecimento geológico e geotécnico realizado atempadamente. Um relatório objectivo e claro, optimiza o projecto, a obra e os seus custos. O dono-de-obra (DO) deve antes do concurso promover métodos efectivos para a pré- qualificação das empresas de construção para trabalhos inovadores e de dificuldade acrescida, com o objectivo de realizar uma obra final com qualidade. O tempo de experiência e a quantidade de trabalho, aliado a uma consulta empresarial da especialidade (descrição do seu sistema de ancoragem ao projectista) é garantias para uma boa execução dos trabalhos. Quando o trabalho está adequadamente definido, os projectistas são responsáveis pelo projecto estrutural e o empreiteiro pelos materiais utilizados, métodos construtivos e capacidade de carga das ancoragens, sempre sujeito a aprovação prévia da fiscalização ao serviço do DO. Uma correcta e clara definição dos elementos que caracterizam as ancoragens, permite ao empreiteiro realizar o trabalho de forma adequada e deste modo, responsabilizar-se pelo trabalho. Todos os trabalhos relativos a ancoragens devem ser controlados e acompanhados para detectar rapidamente os problemas que eventualmente surjam. Deve haver uma prévia definição dos parâmetros de controlo de execução e de qualidade dos materiais. O comportamento de uma ancoragem depende directamente da qualidade da mão-de-obra inerente a cada uma das operações da construção da mesma. Uma mão-de-obra inexperiente, que tenha apenas como base regras empíricas e de referência tende a apresentar resultados enganadores. A fiscalização no papel de representante do DO deve avaliar a competência da mão-de-obra, com especial ênfase em operações de manuseamento de equipamentos como a injecção e o pré-esforço. Nos terrenos de características não uniformes, eventualmente não detectadas anteriormente na fase do reconhecimento, temos variações que podem afectar o funcionamento da ancoragem. Logo, é fulcral incluir na fase construtiva exigências de controlo de qualidade, de ensaios, critérios de acompanhamento e aceitação, regras de instrumentação, de monitorização e de observação durante a construção e a vida útil das ancoragens em obra. 53
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    8.1 – ReconhecimentoGeológico e Geotécnico A correcta investigação e avaliação das características do terreno são elementos vitais nos trabalhos de ancoragens. O reconhecimento geológico-geotécnico é divido em três fases, estudo de campo e trabalho de gabinete, ensaios de campo e de laboratório e para finalizar a análise construtiva. Na definição das situações de dimensionamento para o projecto e dos seus estados limites, deverá considerar-se os seguintes factores definidos na norma NP EN 1997-1 (2007):  Estabilidade global e movimentos do terreno;  Natureza e dimensão da estrutura e dos seus elementos;  Sismicidade regional;  Condições da água do terreno e do terreno em si;  Condições relativas à vizinhança (ex. tráfego, estruturas próximas). De acordo com a mesma norma, os estados limites podem ocorrer no terreno, na estrutura, ou envolvendo conjuntamente a estrutura e o terreno. Deve realizar-se uma distinção entre o material rochoso, observado a partir de amostras recolhidas no terreno, e o comportamento do maciço rochoso a uma escala maior, que inclui superfícies de descontinuidade estruturais, como planos de estratificação, diáclases, zonas de rotura por corte e cavidades produzidas por dissolução. Segundo a norma NP EN 1997-1 (2007) as características das diáclases a considerar são:  espaçamento;  orientação;  abertura;  continuidade;  rugosidade;  condutividade hidráulica;  enchimento. Todos os trabalhos de reconhecimento e caracterização geotécnica devem ser realizados de acordo com as exigências e recomendações do Eurocódigo 7 (NP EN1997-1, 2007) e têm como finalidade obter informações necessárias para o correcto dimensionamento da ancoragem, planeamento dos métodos construtivo e precaver dificuldades que possam surgir durante a execução dos trabalhos de ancoragens. É recomendável realizarem-se os seguintes ensaios de avaliação e classificação do terreno, tanto em solos como em rochas: a) Em solos:  Classificação (granulometria, peso volúmico, teor em água, densidade, limites de Atterberg, etc.);  Resistência ao corte, índice de compressibilidade e de rigidez;  Permeabilidade;  Índice de corrosão e de águas do terreno. 54
  • 65.
    b) Em rochas:  Classificação (geometria das descontinuidades, peso volúmico, grau de alteração, etc.);  Estratificação da rocha;  Resistência à compressão uniaxial da rocha intacta;  Resistência ao corte e deformabilidade da rocha;  Permeabilidade;  Índice de corrosão e de águas no terreno. Com base nesta informação, é possível determinar algumas dificuldades relativas com as potenciais obstruções na furação das ancoragens e a consequente estabilidade do furo. Conforme disposto pelo Tiebacks (FHWA/RD-82/047, 1982), deve incluir-se no relatório geotécnico as propriedades e os resultados dos ensaios de acordo com os logs de furação (velocidade de furação e recuperação, níveis de água e observações realizadas durante a furação), resistência à compressão não confinada e o pH da água do terreno. 8.2 – Ensaios de Sistema Para verificar a capacidade e o comportamento dos diferentes sistemas de ancoragens, deve realizar-se ensaios. De acordo com a EN 1537 (1999), todos os elementos de protecção contra a corrosão devem ser sujeitos a pelo menos um ensaio de sistema (in situ ou em laboratório), que permita comprovar a eficácia dessa protecção e a analise do comportamento mecânico das ancoragens. Estes sistemas de protecção contra a corrosão devem estar em consonância com os métodos a adoptar de modo a garantir a sua qualidade e uma adequada protecção oferecida por cada barreira de protecção nas interfaces críticas (cabeça da ancoragem-comprimento livre e comprimento livre-comprimento de selagem). Devem ser verificadas as propriedades das caldas de injecção como a resistência e a exsudação, bem como, durante a injecção realizar-se o controlo de pressões, de qualidade e do volume injectado. Todos estes resultados devem ser analisados e posteriormente elaborado um documento onde constem todos os aspectos relevantes. Nos ensaios de sistema, os ensaios de carga devem ser realizados num ambiente equivalente ao do local onde vão ser aplicadas em obra. Durante os ensaios deve simular-se condições de confinamento do bolbo de selagem que existem no terreno, quer seja rocha ou solo. Depois de realizado o ensaio de carga, a ancoragem deve ser cuidadosamente desenterrada do modo a permitir a análise do efeito que os estados de tensão produziram sobre o sistema de protecção contra a corrosão e sobre a calda de selagem. 55
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    Figura 26 –Ensaio de sistema de uma ancoragem: a) ensaio de carga; b) desenterramento; c) pormenor do bolbo de selagem; d) corte de provetes; e) secção transversal da selagem; f) seccionamento com jacto de água em laboratório (ISQ) (Carvalho, 2009). De acordo com a norma EN1537 (1999), as propriedades do sistema de protecção contra a corrosão a inspeccionar e medir são:  espessura e integridade da tubagens plásticas;  integridade das juntas e das selagens;  comportamento dos espaçadores e centralizadores e o respectivo revestimento da calda;  localização e espaçamento das fendas na calda de cimento;  preenchimento da calda e dos produtos anticorrosivos dentro dos tubos;  grau de ligação ao longo das interfaces;  deslocamento dos componentes durante a construção e aplicação de cargas;  excentricidade da armadura. 56
  • 67.
    É recomendável quese efectue um seccionamento completo (corte transversal e longitudinal) em diversas zonas de selagem, para deste modo verificar em diversas secções a integridade do sistema de protecção. Figura 27 – Ensaios de sistema, exemplos de resultados inaceitáveis: a) secções transversais; b) secções longitudinais (Carvalho, 2009). 8.3 – Qualidade na fase de projecto Os pormenores de dimensionamento das ancoragens em terreno devem estar em conformidade com a norma EN1537 (1999). O projecto de ancoragens deve incluir uma avaliação da exequibilidade das ancoragens e dos seus riscos e consequências de rotura, o tipo de ancoragens e a sua capacidade de carga, comprimento (livre e total), sistema de protecção contra a corrosão, ensaios a realizar e planos de monitorização. No que diz respeito aos processos construtivos, o projecto deve apresentar as folgas e tolerâncias de furação, a qualidade da calda de injecção e as suas pressões de injecção. 57
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    A tabela abaixo(adaptada da EN1537,1999) divide as actividades da responsabilidade do projecto geral e as do construtor das ancoragens. Projecto Geral Construtor das ancoragens 1. Reconhecimento e recolha de elementos do 1. Analisar o reconhecimento local para local onde vão ser aplicadas as ancoragens definir as características do projecto 2. Tipo de ancoragens, necessita ensaios, testes e preparação das especificações 3. Obtenção de autorização legal e 2. Selecção dos componentes das documentação para selagem em ancoragens e os seus pormenores propriedades de terceiros 4. Dimensionamento da estrutura ancorada e definição dos factores de segurança a aplicar 5. Definição do tempo de vida útil das 3. Definição das dimensões das ancoragens (permanentes/definitiva) e ancoragens exigências de protecção contra a corrosão 6. Definição do espaçamento entre ancoragens, inclinação, tracção de serviço e 4. Pormenores do sistema de protecção restantes exigências de estabilidade global contra a corrosão das ancoragens 7. Definição da distância mínima da estrutura à secção média da selagem de modo a garantir a estabilidade da estrutura 8. Definir as características do elemento de 5. Encomenda e aplicação das transferência de carga da ancoragem para a ancoragens estrutura 9. Definir as sequências de pré-esforço admitidas pela estrutura e os níveis de carga 6. Encomenda e aplicação dos sistemas adequados de monitorização das ancoragens 10. Definir sistemas de monitorização e interpretar os seus resultados 11. Fiscalização dos trabalhos 12. Definir o tipo de manutenção 7. Trabalhos de controlo de qualidade 13. Instruir todas as partes envolvidas dos pontos chaves da filosofia do projecto que requerem especial atenção 8. Realização dos ensaios nas ancoragens 9. Análise dos resultados dos ensaios de obra 10. Manutenção das ancoragens conforme instruído Tabela 6 – Divisão das actividades da responsabilidade do projecto geral e do construtor das ancoragens. 58
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    Antes de encomendaras ancoragens e iniciar os trabalhos de aplicação das mesmas, devem estar disponíveis os seguintes elementos:  Pormenores do projecto de execução das ancoragens, bem como a sua sequência construtiva e planeamento;  Relatório geológico e geotécnico da envolvente de onde as ancoragens vão ser construídas;  Cadastro da zona da obra, incluindo estruturas de saneamento subterrâneo, fundações existentes, etc.  Informação relativa ao terreno da zona da obra (expropriações, acordos de utilização, etc.). 8.4 – Qualidade na fase de construção Em obra todos os materiais são devidamente acompanhados e controlados, desde a sua recepção e descarga, passando pelas transladações em obra, até ao seu armazenamento e posterior aplicação. As armaduras armazenam-se em bobines (Figura 28), não devendo ser enroladas com raios inferiores aos recomendados pelos fabricantes (EN1537,1999). Figura 28 – Estrutura de metal de acondicionamento das ancoragens Quando as ancoragens são recepcionadas em obra, deve verificar-se que todos os seus componentes e documentação encontra-se conforme. Todos os elementos devem estar identificados e acompanhados pelos respectivos documentos de certificação e caracterização. 59
  • 70.
    Figura 29 –Etiqueta de identificação de uma ancoragem No que diz respeito á conformidade das caldas de cimento, ensaia-se a mesma com os materiais previamente aceites, utilizando o pessoal e equipamento proposto para o trabalho em consonância com o descrito nas normas NP EN447 (2000) e NP EN445 (2000) e de acordo com os procedimentos e métodos de injecção aprovados. Durante a injecção da ancoragem, também são retirados provetes (cubos) para ensaios da qualidade da calda. Depois de executado o furo para inserir a ancoragem, é necessário verificar se o comprimento, diâmetro e inclinação do furo respeitam o preconizado pelo projecto, se a localização da ancoragem é correcta e está de acordo com as tolerâncias de projecto e se os dispositivos de fixação da cabeça respeitam a inclinação da ancoragem relativamente à estrutura a ancorar (ex.: viga de betão armado). Figura 30 – Viga de betão armado com os furos para as ancoragens já executados 60
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    Tendo em contaque nos trabalhos de ancoragens, todos os trabalhos são acompanhados, controlados e registados em boletins apropriados (ex.: partes diárias, boletins de inspecção de actividade, etc.) e devem conter os seguintes dados de cada ancoragem: Dados gerais  Identificação da obra e da zona da obra  Fiscalização e dono-de-obra  Empresa de construção das ancoragens Elementos sobre as  Localização, número de identificação da ancoragem do projecto ancoragens  Tipo de ancoragem, fabricante, classe de protecção contra a corrosão  Tipo de armadura, secção e módulo de elasticidade  Valor da resistência última interna  Resistência mínima exigida para a ancoragem  Carga máxima de ensaio, carga de serviço e de blocagem  Geometria o Comprimentos  Total  Livre  de selagem  Suplementar o Orientação e inclinação o Diâmetro máximo da ancoragem  Dispositivo de injecções o Em bloco ou por fases o Simples ou repetida  Data e hora da introdução de cada ancoragem  Tolerâncias e folgas de posicionamento Registos da furação  Data e hora do início e conclusão do furo  Tipo de equipamento de furação, com água ou ar  Tipo de fluido para estabilização do furo, quando necessário  Identificação, diâmetro e inclinação do furo  Comprimento do revestimento do furo, quando necessário  Tipo de terreno das camadas atravessadas o Perfil geológico aproximado do furo o Obstáculos encontrados o Perdas ou ganhos de água  Informações relativas a medições e ao levantamento do furo Registos das injecções  Resultados dos ensaios de permeabilidade e dos possíveis  Injecções de impermeabilização tratamentos de o Data, hora e duração impermeabilização o Troço o Pressão o Tipo de cimento o Traço e adjuvantes utilizados  Diâmetro de reperfuração Registos das injecções  Data, hora, pressão, caldas, comprimento injectado, consumos e de selagem duração da injecção Dados do pré-esforço  Tipo de ensaio, programas de ensaio e datas de realização Tabela 7 – Elementos mínimos presentes no relatório de trabalhos de ancoragens. 61
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    Todas as operaçõesna construção de ancoragens devem ser acompanhadas pela fiscalização e os respectivos boletins de actividade validados pela mesma. A fiscalização deve também verificar a análise dos resultados e os critérios estabelecidos pelo empreiteiro, para no caso de haver uma não-conformidade dos resultados face aos valores limites estipulados, promover de imediato medidas necessárias. Na maioria dos casos, deve realizar-se trabalhos/ensaios adicionais para avaliar as medidas a implementar. Tendo em conta a importância do sistema de protecção contra a corrosão na vida útil das ancoragens, a fiscalização deve garantir que após o pré-esforço, se asseguram as medidas de protecção na zona da cabeça de acordo com o projecto. 8.5 – Ensaios de controlo 8.5.1 – Ensaios de caldas Os ensaios devem ser realizados por pessoal especializado, a uma temperatura padrão de 20C (±2C) e humidade relativa superior a 65%. Qualquer alteração destas condições deve ser referida no boletim de ensaios apropriado. Para averiguar a conformidade da calda e de acordo com a NP EN447 (2000) as propriedades das caldas de injecção a avaliar e os respectivos ensaios são os seguintes:  Fluidez: o Durante a injecção deve garantir-se o preenchimento dos vazios; o Fluidez baixa para garantir a expulsão do ar e da água; o Resultados dos ensaios de acordo com o quadro abaixo. Método de ensaio de Após a mistura 30 min após a mistura À saída da bainha acordo com a NP ou no final da injecção EN445 (2000) (segundos) (segundos) (segundos) Imersão ≥30 ≤80 (200)* ≥30 Cone ≤25 (50)* ≤25 (50)* ≥10 * - Na preparação em misturadoras de alta velocidade de rotação, previamente aprovadas pelas entidades competentes, pode aumentar-se os limites superiores.  Ensaio de fluidez: o Método de imersão: tempo que uma sonda demora a atravessar uma determinada quantidade de calda de injecção colocado num tubo; o Método do cone: tempo que determinada quantidade de calda de injecção demora a passar através do orifício do cone de ensaio. 62
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    Exsudação: o Reduzida, evitando segregação e sedimentação; o Decorridas 3 horas deve ser inferior a 2% do volume inicial da calda de injecção (NP EN445,2000).  Ensaio de exsudação: Quantidade de água que reflui à superfície na calda de injecção que se deixou em repouso, com impedimento de evaporação.  Variação de volume: o -1% ≤ Δ ≤ 5% (NP EN445,2000); o Caldas com agentes expansivos não podem diminuir de volume.  Ensaio de variação de volume: Expresso em percentagem do volume de calda entre o início e o final do ensaio; o ensaio permite determinar a variação de volume causado por sedimentação ou expansão: o Método da proveta cilíndrica; o Método do recipiente.  Resistência à compressão: o Inferior a 30 Mpa aos 28 dias ou a 27 Mpa aos 27 dias; o Quantificada segundo o quadro abaixo. Geometria do provete Dimensões do provete (mm) Procedimentos de ensaio, especificados na EN445,2000 Prisma 40x40x160 Secção 3.6 Cilindro* ≤25 (50)* Secção 3.7 *- No caso de se utilizarem cubos, o que deve ser devidamente autorizado, para determinar a resistência à compressão, a dimensão máxima da aresta deve ser de 100 mm e seguir o exposto na secção 3.6 da EN445 (2000)  Ensaio de resistência à compressão: o Com provetes prismáticos: É determinada com ensaios em seis meios prismas, obtidos por rotura à flexão de três prismas; o Com provetes cilíndricos: É determinada com ensaio de três discos, obtidos a partir de provetes cilíndricos. Conforme disposto na NP EN447 (2000), listo abaixo considerações a ter conta no fabrico da calda de injecção:  A temperatura da calda no fim da mistura deve ficar registada no boletim;  Uma relação máxima recomendável de água e cimento (a/c) de 0,44;  Os materiais doseados em massa (exceptuado a água que pode ser doseada em volume);  A variação das quantidades:  ±2% para o cimento;  ±1% para a água; 63
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    Amassadura realizada por meios mecânicos até se obter uma calda homogénea e estável;  A calda deve manter-se em movimento até ao momento de ser injectada;  As propriedades da calda respeitem as condições ambientais do local. Os ensaios da calda de injecção a realizar nas diferentes fases devem ser, de acordo com a NP EN446 (2000), efectuados:  Pelo menos 24 horas antes de iniciar os trabalhos;  Durante a injecção com a seguinte frequência: o Fluidez: 3 ensaios em cada 8 horas; o Exsudação: 2 ensaios por dia, sendo um realizado em amostra retirada do misturador e outro na saída do tubo de injecção; o Variação de volume: 1 ensaio por dia; o Resistência à compressão: 1 ensaio em cada 7 dias, com um mínimo de 2 ensaios por trabalho, escolhendo o maior número;  Sempre que se verificarem alterações significativas dos materiais fornecidos. No final da injecção da calda, deve proceder-se a uma inspecção visual da ancoragem. 8.5.2 – Ensaios de carga Os comprimentos de selagem, as quantidades de calda de injecção e as reinjecções a realizar são da responsabilidade do projecto, ou da empresa de construção, dependendo dos acordos preestabelecidos. No entanto as seguintes regras devem ser respeitadas:  A transferência da carga da ancoragem para o terreno deve ocorrer a partir do comprimento de selagem;  O comportamento mecânico das ancoragens para as cargas previstas, deve encontrar- se dentro dos limites, permitindo obter o comprimento livre efectivo. De acordo com o disposto na norma EN1537 (1999) o sistema de medição de forças deve apresentar:  Uma exactidão melhor que 2% do valor máximo da força a aplicar durante o ensaio de carga da ancoragem;  O sistema de medição deve ter uma resolução melhor que 0,5% da carga de ensaio, para medir perdas de carga da ancoragem durante os patamares de fluência;  O equipamento de medição dos deslocamentos deve ter uma resolução e exactidão melhor que 10 m e 50 m, respectivamente, durante os patamares de carga;  A exactidão das medições dos deslocamentos deverá ser melhor que 500 m, durante os ciclos de carga e descarga. 64
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    Consuante os resultadosobtidos nos ensaios de carga realizados nas ancoragem deverá estabelecer-se:  O Dimensionamento definitivo das ancoragens;  Os critérios de realização dos ensaios de recepção e os respectivos programas;  O comprimento de selagem, os volumes de injecção e programa de reinjecção para as ancoragens da obra, em concordância com a entidade responsável pela construção. Figura 31 – Ensaio de carga de uma ancoragem 8.5.2.1 – Tipos de ensaios de carga A EN1537 (1999) reconhece duas classes de ensaios, os de conformidade (EP e EA) e os de aceitação (ERS):  Ensaios prévios (EP); Os EP permitem avaliar, antes da construção da ancoragens em obra, os seguintes elementos: o A capacidade resistente ao arrancamento, Ra, da ancoragem na interface calda-terreno; o As características de fluência da ancoragem; o O comprimento livre aparente da ancoragem, Lapp. A realização desde ensaios objectiva viabilizar a definição adequada da carga correspondente à capacidade resistente ao arrancamento, face às características do terreno e ao sistema de 65
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    ancoragens a aplicar.Tem também como objectivo avaliar o know-how do empreiteiro e/ou avaliar o comportamento de um novo sistema de ancoragens, nomeadamente sujeitando a ancoragem à rotura na interface da selagem calda-terreno.  Ensaios de adequabilidade (EA); Segundo a EN1537 (1999), antes de realizar os EA, deve analisar-se os resultados dos EP dísponiveis. Caso não se tenham realizado EP, as ancoragens a ensaiar na fase inicial com EA devem ter armaduras com resistência superior à prevista para as ancoragens da obra. Com disponibilidade de dados do EP, o EA objectiva-se a avaliar se o valor da fluência é aceitável ou verificar as características de perda de carga durante o ensaio, fornecer elementos para análise dos resultados dos ensaios futuros e avaliar a carga crítica de fluência. Sem EP ou sem disponibilidade de resultados de EP obtidos em ancoragens semelhantes construídas em terreno com características equivalentes, o EA tem como objectivo avaliar as características acima referidas e definir também os critérios de aceitação da fluência e das perdas de carga a considerar para os ERS.  Ensaios de aceitação ou de recepção simplificados (ERS). Todas as ancoragens devem ser sujeitas a ERS com excepção das que já tenham sido sujeitas a outro ensaio de carga. Objectiva-se a demonstrar que a carga de ensaio pode ser suportada pela ancoragem e assegurar que a carga de blocagem aplicada é adequada para garantir a carga de projecto, excluido o atrito. 8.5.2.2 – Cargas aplicadas nos ensaios Define-se como carga a que aplicada na cabeça da ancoragem se transfere para o solo através do bolbo de selagem. Assim, apresentam-se os seguintes conceitos:  Carga inicial ou de referência, Pa: Corresponde à carga de alinhamento do sistema de pré-esforço;  Carga limite do ensaio, ou carga máxima de ensaio, Pp: Corresponde à carga máxima a aplicar à ancoragem para a qual ainda se verifica a estabilização dos deslocamentos;  Carga de blocagem, P0: Pré-esfoço a aplicar para incorporar a ancoragem na estrutura;  Carga de serviço, P: Representa o valor da carga de pré-esforço que objectiva assegurar o nível de segurança necessário para o deslizamento da armadura, o arrancamento do bolbo de selagem e as deformações por fluência. 66
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    Carga a aplicarnos ensaios de ancoragem e carga de blocagem: Tipo de Carga de blocagem Carga inicial Norma Carga máxima de ensaio (Pp) ensaio/ancoragem (P0) (Pa) EP Ra ou ≤ 0,80 Ptk e ≤ 0,95 Pt0,1k Métodos EA ≥ 1,25 P0 ; ≥ Rd ; ≤ 0,95 Pt0,1k 1e2 ERS ≥ 1,25 P0 ; ≤ 0,90 Pt0,1k ≤ 0,60 Ptk , EN1537 respeitanto os limites 10 % Pp (1999) EP Ra ou < 0,80 Ptk e ≤ 0,95 Pt0,1k de fluência e de perdas de carga Método 3 EA ≥ 1,25 P0 ; ≤ Pc ; ≤ 0,90 Pt0,1k ; ≤ Rd ERS > 1,25 P0 ; ≤ Rd Nota: Rd – Capacidade de carga de dimensionamento; Ra – Capacidade de carga ao arrancamento; Ptk – Carga característica da armadura; Pt0,1k – Carga característica com deformação permanente de 0,1%. Tabela 8 – Carga a aplicar nos ensaios de ancoragem e carga de blocagem (EN1537, 1999) 8.5.2.3 – Métodos de ensaio de carga preconizados pela EN1537 (1999) A EN1537 (1999) preconiza 3 métodos alternativos de ensaios de carga, para avaliar as características de resistência e de deformação das ancoragens. A carga deve ser aplicada e aliviada de forma gradual em todos os métodos de ensaio. O objectivo é não sujeitar a ancoragem a choques ou a cargas dinâmicas que possam interferir nos resultados. Durante os ensaios a ancoragem deve ser solicitada por incrementos faseados de carga até atingir a carga máxima de ensaio, Pp de acordo com os procedimentos de ensaio requeridos. O Valor inicial de pressão, que corresponde à carga inicial Pa, aplicada pelo macaco hidráulico antes de se iniciar a sequência de aplicação de cargas assume grande relevância. Com a aplicação de Pa objectiva-se equilibrar todo o sistema, ajustar os elementos, absorver folgas iniciais e verificar a posição geométrica e o estado de cada componente. Deve considerar-se todas as contigências e exigências de cada ensaio, para se garantir representatividade dos resultados obtidos com os ensaios. Por exemplo, devem ser devidamente salvaguardadas questões associadas à excentricidade do macaco hidráulico, das chapas de distribuição de carga e da célula de carga. 8.5.2.3.1 – Ensaio de carga com o método 1  Ensaios prévios, EP As tracções aplicam-se incrementalmente, num ou mais ciclos que decorrem desde a carga inicial até à máxima de ensaio, Pp. Deve medir-se os deslocamentos da cabeça e a respectiva carga durante um intervalo de tempo, à carga máxima de cada ciclo. A carga P p deve ser distríbuida, no mínimo, em seis ciclos de carga. Os tempos de monitorização são: 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60 minutos. 67
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    Aplicação de cargacom o método 1 (EN1537, 1999) Nível de carga, em % Pp (%) Tempo mínimo de Ciclo 1 Ciclo 2 Ciclo 3 Ciclo 4 Ciclo 5 Ciclo 6 observação (min) 10 10 10 10 10 10 1 25 40 55 70 85 1 25 40 55 70 85 100 15 (60 08 180*) 25 40 55 70 85 1 10 10 10 10 10 10 1 * - No método 2, quando Pp = P0 aumenta-se o tempo de observação, ver tabela 10. Tabela 9 – Ciclos de carga e tempo mínimo de observação para EP e EA: Métodos 1 e 2 (EN1537,1999)  Ensaios de adequabilidade, EA A carga máxima de ensaio, Pp, deve ser distribuída, no mínimo, em cinco ciclos de carga, omitindo o primeiro cliclo de carga da tabela 9.  Ensaios de recepção simplicados, ERS A carga deve ser aplicada na ancoragem, até à carga máxima de ensaio, Pp, no mínimo com 3 incrementos iguais. Atingida a carga Pp a ancoragem deve ser descarregada até à carga inicial de referência, Pa, seguindo-se novamente uma aplicação de cargas até à tracção de blocagem, P0. 8.5.2.3.2 – Ensaio de carga com o método 2  Ensaios prévios, EP A aplicação das tracções à ancoragem é incremental, em ciclos que decorrem desde a carga inicial até à de ensaio, Pp, ou até à de rotura. A perda de carga na cabeça da ancoragem 68
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    regista-se, mantendo odeslocamento constante, durante um determinado intervalo de tempo à carga máxima de cada ciclo incremental, nomeadamente ao nível da carga de blocagem. A carga Pp a aplicar deve ser distribuída, no mínimo, por seis ciclos de carga. Aplicação de carga com método 2 (EN1537, 1999) Tempo de observação Número do período Perda de carga acumulada Kl, (min) de tempo admissível (% de carga aplicada) (%) 5 1 1 15 2 2 50 3 3 150 4 4 500 5 5 1 500 (cerca de 1 dia) 6 6 5 000 (cerca de 3 dias) 7 7 15 000 (cerca de 10 dias) 8 8 Tabela 10 – Tempo, períodos e critérios de aceitação de perdas de carga: Método 2 (EN1537, 1999) Se decorridos 7 períodos de tempo, isto é, 3 dias, a perda de carga acumulada para a tracção de blocagem proposta não excerder os valor admissível e as perdas de carga por intervalo de tempo não aumentarem, pode terminar-se o ciclo e prosseguir com o ensaio até atingir Pp ou a rotura. Se a perda de carga admissível for excedida e/ou se a perda de carga aumentar por intervalo de tempo, poderá aumentar-se o tempo de observação para 8 períodos, isto é, 10 dias ou mais até estabilizar.  Ensaios de Adequabilidade, EA A ancoragem pode ser solicitada até à carga máxima de ensaio, Pp, com dois ciclos de carga com a sequência de 10%Pp, 25%Pp, 50%Pp, 75%Pp, 100%Pp, 75%Pp, 50%Pp, 10%Pp, aumentando-se seguindamente a carga até à tracção de blocagem, P0. A perda de carga (K1) registada à carga de blocagem, P0, não deve exceder os limites definidos para sete períodos de tempo, isto é, de 3 dias. 69
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    Ensaios de recepção simplificada, ERS A ancoragem deve ser solicitada, até à carga máxima de ensaio, P p, no mínimo em 3 incrementos de carga iguais, após o que se alivia a carga da ancoragem até ao valor inicial, P a, e se tracciona novamente até P0. O comportamento da ancoragem observa-se durante 3 períodos de tempo, isto é, 50 minutos, ao nível de P 0, não devendo a perda de carga exceder os valores acumulados indicados na tabela 10. Caso as perdas excedam esses valores, o ensaio deve prolongar-se até estabilizarem as perdas com valores considerados aceitáveis. 8.5.2.3.3 – Ensaio de carga com o método 3  Ensaios prévios, EP A ancoragem é solicitada incrementalmente, desde a carga inicial de referência, P a, até à carga máxima de ensaio, Pp. Os deslocamentos da cabeça de ancoragem registam-se a carga constante, em cada incremento de carga. A carga máxima de ensaio, P p, deve distribuir-se, no mínimo, em seis patamares de carga. (Figura 32.a)). Na tabela 11 apresentam-se os incrementos de carga e os tempos de observação mínimos. Caso os valores de fluência sejam pouco relevantes, o tempo de monitorização pode reduzir-se para 30 minutos. Figura 32 – Aplicação de carga com o método 3 (EN1537): a) EP; b) EA; c) ERS 70
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    Incrementos de carga%Pt0,1k Carga inicial (Pa) 1 2 3 4 5 6 7 8 Incremento número 10 20 30 40 50 60 70 80 90 %Pt0,1k 60 60 60 60 60 60 60 60 Período de monitorização 0 (30) (30) (30) (30) (30) (30) (30) (30) (min) Nota: Começa com carga inicial Pa=0,1 Pt0,1k Tabela 11 – Incrementos de carga e tempo mínimo de monitorização dos EP: Metodo 3 (EN1537,1999)  Ensaios de adequabilidade, EA A ancoragem deve ser solicitada até Pp pelo menos em cinco patamares de carga. Incrementos de carga %Pp Carga inicial (Pa) 1 2 3 4 5 6 Incremento número 10 25 40 55 70 85 100 %Pp 60 60 60 60 60 60 0 Período de monitorização (min) (30) (30) (30) (30) (30) (30) Nota: Começa com carga inicial Pa=0,1 Pp Tabela 12 – Incrementos de carga e tempo mínimo de monitorização dos EA: Metodo 3 (EN1537,1999)  Ensaios de recpção simplificada, ERS A ancoragem deve ser traccionada desde a carga inicial, Pa, até à carga máxima de ensaio, Pp, pelo menos em 4 incrementos de carga. A carga de ensaio deve manter-se constante durante um período mínimo de 15 minutos. 8.5.2.3 – Características de fluência obtidas dos ensaios de carga Os deslocamentos de fluência são movimentos dependentes do tempo que se verificam ao nível da selagem através do solo, do progressivo deslocamento da armadura relativamente à calda e da fluência da armadura. O coeficiente de fluência, Ks, calcula-se com uma taxa de deslocamentos contante em dois intervalos de tempo consecutivos, através da equação: ks – coeficiente de fluência, (mm); δ1 – deslocamento na cabeça no tempo t1, (mm); δ2 – deslocamento na cabeça no tempo t2, (mm); ti – tempo após a aplicação do incremento de carga, (minutos). 71
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    O objectivo dosensaios, onde se avalia a fluência, é determinar os movimentos de fluência da ancoragem ao nível do bolbo de selagem do terreno. Esses movimentos devem respeitar os critérios de aceitação previamente definidos. O coeficiente de fluência limite corresponde ao valor máximo inidicado para o respectivo nível de carga, em conformidade com o disposto para o respectivo tipo de ensaio. Deslocamentos de fluência e perda de carga acumulada: Critérios de aceitação Critério Método Tipo de Norma Limite Notas de ensaio ensaio Tempo de observação admissível (1) (2) Valor associado à rotura por ≥ 15 minutos (1) fluência EP Ks ≤ 2 mm ≥ 60 minutos (3) (2) para cargas < Pp (4) (3) ≥ 180 minutos solos argilosos: para Pp (5) (2) (4) EA com EP Ks ≤ 1 mm ≥ 15 minutos solos arenosos: para Pp Método 1 ≥ 60 minutos (3) (5) valores para Pp (5) EA sem EP Ks ≤ 0,8 mm (4) ≥ 180 minutos ERS para Pp Ks ≤ 0,8 mm ≥ 5 minutos No ERS ks pode atingir 1mm para Pp caso os EP ERS para P0 Ks ≤ 0,5 mm ≥ 5 minutos documentem a sua aceitabilidade EP K1 ≤ 7% P' ≥ 3 dias (7 períodos) P' - carga do patamar EN1537 k1 - perda de carga a (1999) EA K1 ≤ 7% P' ≥ 3 dias (7 períodos) deslocamento constante Método 2 K1 ≤ 3% P' ≥ 50 minutos (3 k1 admissivel é de 1% da carga ou períodos) aplicada em cada período, ERS para P0 sendo o total do valor K1 ≤ 6% P0 1 dia (6 períodos) acomulado. EP realizam-se até ocorrer ≥ 60 minutos EP - rotura ou atingir Pp. (≥ 30 minutos) No caso dos EP e dos EA pode reduzir-se o tempo para 30 EA com EP Ks ≤ 1 mm ≥ 60 minutos Método 3 minutos caso os solos não EA sem EP Ks ≤ 0,8 mm (≥ 30 minutos) apresentem fluência significativa. (6) ERS com EP K1 ≤ 1,5 mm (10) em ancoragens provisórias ≥ 15 minutos ERS sem EP K1 ≤ 1,2 mm ks ≤ 1,8 mm. Tabela 13 – Deslocamento de fluência e perda de carga acumulada: Critérios de aceitação de ancoragens definitivas sujeitas a ensaios de carga (EN1537, 1999) 8.6 – Ensaios eléctricos Para avaliar a eficácia do sistema de protecção contra a corrosão utilizado, mede-se a resistência eléctrica entre a cabeça da ancoragem e o terreno circundante ou a estrutura (EN1537,1999). Neste contexto apresenta-se uma descrição dos dois ensaios, o primeiro mede o isolamento da ancoragem relativamente ao solo (ERM I), o segundo o isolamento da cabeça de ancoragem relativamente á estrutura (ERM II). 72
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    Figura 33 –Medição da resistência electrica (Carvalho, 2009). 8.6.1 – Medição da resistência eléctrica I (ERM I) Para a execução do ensaio de ERM I deve utilizar-se equipamento com as seguintes especificações:  Medida de tensão: 500 V d.c;  Intervalo de medida: 10 k (0,01 M) Durante a medição, a ancoragem deve ser conectada ao pólo positivo enquanto a pólo negativo ligado à terra. Usualmente, na ligação terra recorre-se ao solo local. Também se pode utilizar para a ligação à terra tubo metálicos enterrados no terreno ou pregagens aplicadas em solo ou rocha. Durante a medição é importante que os pontos de contacto permaneçam limpos. O ensaio ERM I deve ser executado em duas fases distíntas:  Fase A É avaliada a integridade da bainha plástica no comprimento livre e no bolbo de selagem, depois de instalada a ancoragem e antes da blocagem da ancoragem, isto é, logo após o ensaio de carga (de recepção ou aferição). Uma medição de resistência eléctrica (RI) entre a armadura e o terreno com valores iguais ou superiores a 0,1 M demonstram uma integridade aceitável da bainha plástica. Uma bainha plástica sem defeitos e impermeável apresenta valores de RI superiores a 100 M. É recomendável que estas medições sirvam para observar os efeitos das distintas fases, durante a construção da ancoragem, da integridade da bainha plástica. 73
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    Legenda: 1. Ohmimetro 2. Estrutura (betão) 3. Terreno 4. Bainha 5. Armadura Figura 34 – ERM I antes da blocagem da ancoragem (EN1537,1999)  Fase B Esta fase ensaia o isolamento eléctrico total da ancoragem relativamente ao terreno e à estrutura, e inclui as seguintes etapas de medição:  Após a blocagem da ancoragem;  Após a injecção da cabeça da ancoragem;  Em qualquer altura da vida útil da ancoragem. O valor da resistência RI entre a ancoragem, e o terreno e a estrutura, igual ou superior a 0,1 M comprova o isolamento eléctrico total da ancoragem relativamente ao terreno e à estrutura. Legenda: 1. Ohmimetro 2. Estrutura (betão) 3. Terreno 4. Bainha 5. Armadura 6. Trompete 7. Chapa de destribuição ou descarga 8. Chapa de blocagem ou porta-cunhas 9. Chapa de isolamento Figura 35 – ERM I depois da blocagem da ancoragem (EN1537,1999) Nota: O topo do tubo da bainha deve estar sempre limpo 74
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    8.6.2 – Mediçãoda resistência eléctrica II (ERM II) Esta medição é apenas executada se RI após a blocagem da ancoragem (fase B do ERM I) for inferior a 0,1 M, o que prova não existir contacto directo entre a armadura da ancoragem e a armadura de pré-esforço da estrutura ancorada. O ensaio ERM II é executado com a ancoragem pré-esforçada. O equipamento a utilizar deve ter as seguintes características:  Medida de tensão: na ordem de 40 V a.c;  Intervalo de medida: 0 – 200 k (0 – 0,2 M) Geralmente utiliza-se a chapa de distribuição como ligação à terra. Se a chapa estiver revestida por um material isolante eléctrico, pode recorrer-se à armadura da estrutura ancorada. Durante a medição a cabeça da ancoragem, e em particular a chapa de isolamento entre a cabeça da ancoragem e a chapa de distribuição, deve permanecer seca. Os contactos eléctricos devem manter-se limpos e o metal descoberto. De modo a assegurar bons contactos eléctricos são utilizados grampos ou electroímanes potentes. Pinos não são aconselháveis neste tipo de medições. As medições durante o ensaio ERM II são sensíveis ás condições climatéricas como a existência de humidade na zona da cabeça da ancoragem e de correntes vagabundas no terreno. Se são efectuadas várias medições numa ancoragem, adopta-se para valor da resistência o mais elevado. O valor da resistência RII entre a cabeça da ancoragem e a chapa de distribuição ou o aço de reforço da estrutura superior a 100 k comprova não haver contacto directo entre a cabeça da ancoragem e a chapa de apoio ou aço de reforço da estrutura. Legenda 1. Ohmimetro Figura 36 – ERM II depois da blocagem da ancoragem (EN1537,1999) 75
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    8.7 – Registosde obra De acordo com a EN1537 (1999) e o Eurocódigo 7 (ENV1997-1-1), os elementos de construção das ancoragens devem compilar-se para permitir futura consulta. Os seguintes elementos devem estar incluídos no documento:  A sequência de entrega de todos os materiais cimentícios, resinas de injecção e aditivos;  O reconhecimento geotécnico;  Técnicas de furação;  Faseamento construtivo e geometria das ancoragens;  Data de instalação de cada ancoragem;  Para ancoragem com injecções: materiais, pressão, volume injectado, comprimento injectado, tempo de injecção;  Sistema de protecção contra a corrosão adoptado;  Faseamento da injecção;  Aplicação do pré-esforço: tipos de ensaios, programas de ensaios e datas de realização;  Blocagem das ancoragens e data de realização. Para cada ancoragem terminada, deve ser elaborado um documento autentificado por assinatura do construtor e fiscalização. O local de arquivo de ser o mesmo para todos os documentos, devendo também ser arquivados os registos de obra, ensaios das ancoragens e respectivas análises. Adicionalmente, devem fazer parte do arquivo de obra os certificados de aceitação emitidos pelas entidades competentes, relativos aos materiais e equipamentos utilizados na construção de ancoragens. Todos estes elementos devem estar disponíveis para futuras consultas. 76
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    Capítulo 9 –Monitorização e manutenção 9.1 - Monitorização As ancoragens são na maior parte das vezes monitorizadas. Particularmente, se estiver previsto um comportamento estrutural sensível a alterações de carga ou movimentos do terreno. O número de ancoragem a ser monitorizado, bem como o sistema de observação a implementar e a sua periocidade de monitorização deverá adequar-se a cada caso tendo em conta a sua localização e o tipo de obra. Estes factores ser definidos antes do inicio da construção da obra, ou seja, na fase de projecto. O comportamento de longo prazo das ancoragens pode ser avaliado monitorizando a evolução da carga instalada e os movimentos da estrutura ancorada ou do próprio talude. No caso da monitorização da carga instalada, pode realizar -se por observação dos valores obtidos na medição de células dinamométricas instaladas nas ancoragens, ou com ensaios de levantamento que consistem em ensaios de carga com o macaco hidráulico até se verificar o levantamento ou o deslocamento da cabeça da ancoragem relativamente à chapa de distribuição de carga (pode ser realizado 1 a 3 dias depois de realizado o ensaio de carga). Nos movimentos da estrutura ancorada, são observadas as deformações da estrutura com recurso a medições em extensómetros (que podem ser ancorados para além da zona de selagem) ou por controlo topográfico (alvos topográficos na estrutura ancorada e no talude e/ou marcos topográficos nos terrenos circundantes). As células dinamométricas podem manter-se permanentemente instaladas. Podem aplicar-se células de resistência eléctrica, de cordas vibrantes, hidráulicas, de transdutores eléctricos, etc. A observação do valor obtido pode ser efectuada por leitura directa ou por leitura remota em estação de leitura. O mais usual é termos células de resistência eléctrica com leitura directa. O dispositivo de medição das cargas deve possuir uma fiabilidade superior a 2% do valor máximo da carga aplicada durante os ensaios e uma resolução de 0,5% da tracção de ensaio para registar-se as perdas de carga durante os ensaios (EN1537,1999). Figura 37 – Ensaio de carga de uma ancoragem 77
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    De acordo coma publicação FHWA-IF-99-015 (1999), a razão mais comum de movimentos inesperados no terreno é a sobrescavação dos taludes sem previamente ter havido uma contenção adequada do talude já “aberto” (previamente escavado). Adicionalmente, movimentos do talude e o aumento da carga na ancoragem podem indicar que o solo contido é mais fracturado que o previsto, resultando num aumento de carga no talude. Quando a capacidade de carga da ancoragem aproxima-se do seu valor limite, a ancoragem deve ser destensionada e a causa de tal aumento apurada (Ver Anexo 8 – Ficha de acompanhamento e monitorização de células de carga). Em alguns casos, o inverso também pode acontecer, devido às movimentações estruturais, pode ser necessário novos tensionamento das ancoragens de modo a manter a força residual da mesma acima dos limites mínimos requeridos. O número de ancoragem a instrumentar é definido pelo projectista. No entanto, como valor de referência deve-se instrumentar pelo menos 10% do número total de ancoragens, com um mínimo de 3 ancoragens instrumentadas. Em projectos com mais de 100 ancoragens deve monitorizar-se apenas 5% das restantes ancoragens (FIP, 1996b). No caso de o sistema ancorado ter como finalidade o controlo de movimentos do terreno, e desde que este seja uniforme, pode-se instrumentar 5 % das ancoragens ou 3 ancoragens, seleccionando o maior número. Uma vez que os terrenos da obra se comportam como um todo, é importante que se analise em conjunto os resultados obtidos da instrumentação das células de carga das ancoragens com os resultados dos deslocamentos do terreno/estrutura resultantes do controlo topográfico. 9.1.1 – Programa de monitorização O programa de monitorização inclui indicações e descrição pormenorizada dos dispositivos de medição aptos a assegurar os objectivos propostos durante o período da sua utilização, ou seja, objectiva-se a avaliar se as ancoragens estão a ser alvo de cargas excessivas e a eventual necessidade de incluir ancoragens adicionais. São estabelecidos valores limites e no caso de excedidos são implementadas medidas de excepção, geralmente divididos em duas etapas. Alcançando os valores limites da primeira etapa, aumenta-se a frequência de observação e faz-se medições suplementares. No caso de se atingir os valores limites da segunda etapa é realizada uma inspecção especial, colocando em vigor restrições de utilização ou de intervenção na obra. A FIP (1996b) recomenda a implementação de medidas correctivas, que podem envolver o alívio parcial do pré-esforço ou a construção de ancoragens adicionais, quando os valores das forças excederem 120% P e 140% P em ancoragens provisórias e definitivas, respectivamente. 78
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    Na maior partedos casos, nos primeiros 6 meses após a construção da ancoragem, é usual uma redução da carga da ancoragem de 10 a 20%. Essa redução deve-se ao funcionamento do sistema estrutura-ancoragem para atingir o equilíbrio e à relaxação inicial da ancoragem. A monitorização no início deve ter intervalos de tempo menores (3 a 6 meses), depois, de acordo com os resultados obtidos, aumentar-se os intervalos de tempo entra as campanhas. Na análise dos valores obtidos, deve ter-se em conta alterações externas, como as condições climáticas, variações nas marés, sobrecargas aplicadas nos terrenos circundantes e escavações que afectem o estado de tensão do terreno. 9.2 – Manutenção De acordo com a norma Suíça (SIA V161/1995, 1996) deve criar-se documentos que incluam as regras de utilização, o programa de observação, os relatórios periódicos e o programa de manutenção. Estes documentos devem integrar o dossier a entregar ao dono-de-obra no final da obra. A norma EN1537 (1999) refere que a protecção contra a corrosão das partes acessíveis da cabeça da ancoragem deve ser alvo de inspecções periódicas e deve ser renovada quando necessário. Existem dois métodos para avaliar o risco de corrosão, inspecção directa ou indirecta. Dentro dos métodos indirectos, não destrutivos, temos os seguintes ensaios e as suas finalidades:  Ensaio eléctrico para verificar o isolamento;  Ensaio ultra-sónico por reflexão para registar a perda de energia e deste modo avaliar qualitativamente a qualidade da calda de injecção dentro de uma tubagem;  Ensaios de radiação, com raio-X ou gama, para detecção de anomalias na calda, para efeitos de concentração de corrosão ou roturas do aço de pré-esforço. Como alternativa, utilizam-se métodos directos, como por exemplo a remoção da protecção exterior e tentar vias alternativas de acesso à cabeça da ancoragem para posterior inspecção, reparação ou aplicação de materiais de protecção. 79
  • 90.
    Capítulo 10 –Considerações finais O principal objectivo desta dissertação é a compatibilização das normas e procedimentos de projecto e construtivos, com a qualidade desejável da construção de ancoragens, em conformidade com a norma europeia EN1537 (1999), que abrange especificamente ancoragens em terreno. Com o objectivo de um melhor e mais expedito acompanhamento em obra dos vários passos de execução de ancoragens, foram criadas fichas de controlo de qualidade de ancoragens passivas e activas. Uma vez que o comportamento da uma ancoragem depende directamente da qualidade da mão-de-obra inerente a cada uma das operações da construção da mesma, com especial ênfase em operações de manuseamento de equipamentos como a injecção e o pré-esforço, um correcto e cuidadoso acompanhamento de todas as operações é fundamental para a garantia de uma boa execução dos trabalhos. Pelos requisitos constantes nas tabelas de verificação de cada actividade integrante deste trabalho, pode observar-se que existe uma enormidade de pontos de verificação que devem ter lugar de modo a garantir o desempenho e a durabilidade pretendida. De realçar que os apertados prazos que cada vez mais são uma constante no universo da construção pode condicionar a correcta aplicação das técnicas de execução, com especial incidência nos tempos de espera entre actividades (exemplo: tempo de presa da calda de injecção). Com o objectivo de desenvolver uma metodologia de controlo de qualidade na execução de ancoragens, o controlo de qualidade terá de abranger as diversas fases envolvidas pela especialidade, como é o caso do reconhecimento geológico e geotécnico, da fase de projecto, da recepção em obra, da fase de execução, dos ensaios e da monitorização e manutenção. O adequado conhecimento das condições geotécnicas e geológicas do terreno está directamente relacionado com a eficiência do dimensionamento e do projecto de ancoragens. Uma situação frequente em obra é a insuficiência da caracterização geotécnica, que impedirá o projectista de definir com rigor a resistência disponível no terreno, nomeadamente na zona do bolbo de selagem, e desta forma não explorar todo o potencial oferecido pelo sistema de ancoragens preconizado. As responsabilidades de todas as entidades envolvidas devem constar do projecto. Inclusivamente, devem as actividades associadas a essas responsabilidades ser identificadas, nomeadamente as de construção, as de realização e análise dos ensaios, instrumentação e monitorização. Todos os materiais em obra devem ser acompanhados e controlados, desde a sua recepção e descarga, passando pelas transladações em obra, até ao seu armazenamento e posterior aplicação. Na fase de execução, todas as operações devem ser acompanhadas, controladas e registadas pela fiscalização e os respectivos boletins de actividade validados pela mesma. Este acompanhamento permite detectar e esclarecer atempadamente questões e problemas que surjam durante a obra. 80
  • 91.
    É necessário realizarensaios de carga em todas as ancoragens activas da obra, nomeadamente ensaios de adequabilidade e simplificados, de modo a validar o projecto de dimensionamento das ancoragens. Para cada ancoragem activa construída é necessário elaborar um documento, autenticado por assinatura, onde devem constar todos os elementos, incluindo ocorrências singulares que se verifiquem durante a construção. Concluída a obra devem arquivar-se adequadamente todos os elementos de modo a que futuramente seja viável a sua consulta. O número de ancoragens a ser monitorizado, bem como sistema de observação a implementar e a sua periocidade de monitorização deve ser definido na fase de projecto, tendo em conta a localização e tipo de obra. A protecção contra a corrosão das partes acessíveis da cabeça de ancoragem deve ser alvo de inspecções periódicas e renovada quando necessário. 81
  • 92.
    Bibliografia Parte I Byrne, R.J.,Cotton, D., Porterfield, J., Wolschlag, C., and Ueblacker, G. (1998) – Manual for Design and Construction Monitoring of Soil Nail Walls. Report FHWA-SA-96-69R, Federal Highway Administration, Washington, D.C. Chassie, R.G. (1994) – FHWA Ground Nailing Demonstration Project, Guideline Manual and Workshop. Federal Highway Administration, Washington, D.C. Elias, V. (1995) – Durability/Corrosion of Soil Reinforced Structures. Report FHWA RD 89-186, Federal Highway Administration, Washington, D.C. Elias, V. and Juran, I. (1991) – Soil Nailing for Stabilization of Highway Slopes and Excavations. Publication FHWA-RD-89-198, Federal Highway Administration, Washington D.C. FHWA (1993a) – FHWA International Scanning Tour for Geotechnology, September–October 1992, Soil Nailing Summary Report. Publication FHWA-PL-93-020, Federal Highway Administration, Washington, D.C. FHWA (1993b) – French National Research Project Clouterre, 1991-Recomandations Clouterre 1991. (English Translation) Soil Nailing Recommendations, Publication FHWA-SA-93-026, Federal Highway Administration, Washington, D.C. Gässler, G. and Gudehus, G., (1981) – Soil Nailing-Some Aspects of a New Technique. In Proceedings of the 10th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Vol. 3., Session 12, Stockholm, Sweden, pp. 665–670. Sabatini, P.J. et al. (1999) – Ground Anchors and Anchored Systems. Geotechnical Engineering Circular No. 4, Publication FHWA-IF-99-015, Federal Highway Administration, Washington, D.C. Schlosser, F. (1982) – Behavior and Design of Soil Nailing. in Proceedings of the Symposium of Recent Developments in Ground Improvement Techniques, Asian Institute of Technology, Bangkok, Thailand, pp. 319-413. Parte II AASHTO (1988) – Manual of subsurface investigation. America Association of State Highway and transportation, Washington DC. ASTM A421/A421M-05 – Standard Specification for uncoated stress-relived steel wire for prestressed concrete. Basset, R.H. (1970) – Discussion to paper on soil anchors. ICE, Conference on ground Engineering, London. Bauer, K. (1966) – The injection Bauer anchor system, Trans. Civ. Eng. J. (47), Zurich. BS4447 (1973) – Specifications for the performance of prestressing anchorages for post- tensioned construction. British Standards Institution, London. 82
  • 93.
    BS8081 (1989) –Ground anchorages. British Standarts Institution, London Carvalho, M. R., Salgado, Francisco M., “Análise Comportamental Estática e Dinâmica de Estruturas Ancoradas - Relatório nº 3 do progresso de trabalhos até Novembro de 2004”, Relatório 372/04-NFTOS/DG, LNEC, Lisboa, Novembro de 2004. Carvalho, M. R. (2009) – Ancoragens pré-esforçadas em obras geotécnicas. Construção, ensaios e análise comportamental. Lisboa DIN50929 (1985) – Probability of corrosion of metallic materials when subjected to corrosion from the outside. September. EN1990 (2002) – Eurocode 0, Basis of structural design. April. EN1997-1 (2004) – Eurocode 7 Part 1, Geotechnical design. General rules. CEN/TC 250/SC 7 nº126. ENV 1997-1. December. EN1997-2 (1999) – Eurocode 7 Part 2, Geotechnical design. Ground investigation and testing. EN1997-3 (1995) – Eurocode 7 Part 3, Geotechnical design assisted by field tests. CEN/TC 250/SC 7 nº 165. ENV 1997-3. EN12501-1 (2003) – Protection of metallic material against corrosion. Corrosion likehood in soil. Part 1, General. European Committee for standardization. November. EN1537 (1999) – Execution of special geotechnical work – Ground anchors. European Standard, European committee for Standardization. FHWA/RD-82/047 (1982) – Tiebacks. Final Report. Federal Highway Administration. Washington, July. FHWA-DP-90-068-003 (1990) – Permanent ground anchors. Volume 1, Final report. Federal Highway Administration. April. FHWA-DP-90-068-003 (1990) – Permanent ground anchors. Volume 2, Final report. Federal Highway Administration. April. FHWA-IF-99-015 (1999) – Ground anchors and anchored systems. Federal Highway Administration. Geotechnical. Eng. Circular nº4. Washington, June. FHWA-SA-96-072 (1995) – Corrosion, degradation of soil reinforcement for mechanically stabilized earth walls and reinforced soil slops. Federal Highway Administration. Washington. FHWA-WY-03/03F (2003) – Performance of permanent ground anchors for stabilization. Department of civil and architectural Eng. – University of Wyoming. Federal Highway Administration. FIP (1978) – Guide to good practice. Federation International de la Precontraint. FIP (1996a) – Corrosion protection of prestressing steels. Federation International de la Precontraint. September. FIP (1996b) – Design and construction of prestressed ground anchorages. Recommendations. Federation International de la Precontraint.. April. Ivering, J.W. (1981) – Developments in the concepts of compression tube anchors, Ground Eng., vol. 14, nº2, March. 83
  • 94.
    NP EN446/2000 (2000)– Caldas de injecção para armaduras de pré-esforço. Procedimentos de injecção. Norma Portuguesa. NP EN447/2000 (2000) – Caldas de injecção para armaduras de pré-esforço. Especificações para caldas correntes. Norma Portuguesa. Oliveira Nunes, J. (1961) – Les travaux suterrain de aménagementes hydroélectrique de Picote e Miranda. Procº 7º Cong. des Grandes Barrages, Roma. Pinelo, A. M. Serrano (1980) – Dimensionamento de ancoragens e de cortinas ancoradas. Tese apresentada ao concurso para especialista do LNEC. PTI (1996) – Post-Tensioning Institute. Recommendations for prestressed rock and soil anchors. Xanthakos, P. (1991) – Ground anchors and anchored structures. Wiley-Interscience Publication. 84
  • 95.
  • 96.
    Anexo 1 –Ficha de controlo de partes diárias A2
  • 97.
    Anexo 2 –Estudo de composição de caldas de injecção ESCALÃO MONTANTE CALDAS DE INJECÇÃO INTRODUÇÃO O presente relatório foi elaborado com base em resultados obtidos em produção efectiva referentes ao mês de Junho/09. O cimento usado é ensacado e foi o CEM II B/L 32,5 N da Cimpor. O adjuvante é o Sika Viscocrete 3003. A água utilizada é proveniente da rede. COMPOSIÇÃO DA CALDA E RESULTADOS OBTIDOS A composição da calda consta do quadro 1. Quadro 1 Cimento 100 kg Água 30 kg Viscocrete 3003 1,7 kg Nos quadros 2 e 3 apresentam-se as características da calda; a tensão de rotura foi determinada em cubos de 10 cm de aresta. A3
  • 98.
    Quadro 2 Temperatura da calda Viscosidade inicial Exsudação Variação de Volume (ºC) (seg) (%) (%) Máximo  15.0 1 0 Mínimo  11.0 0 -1 Média 31.7 13.0 0 -0.5 Desvio  1.2 0 0.5 Padrão Quadro 3 Idade Tensão de rotura média (MPa)* 24 h 34.5 7d 48.8 28 d 54.3 * Valores médios referentes aos resultados das caldas de injecção aplicadas em obra durante o mês de Junho/09 (Quadro n.º 4 do Relatório Mensal de Caldas de Injecção de Junho/09 – AHBS/RMCI.04.00) CONCLUSÃO Os valores dos resultados do ensaio de compressão simples da calda produzida com 1.7% de Viscocrete 3003 cumprem os requisitos do Caderno de Encargos. Porto, 22 de Setembro de 2009 A4
  • 99.
    Anexo 3 –Ficha de controlo de caldas de injecção A5
  • 100.
    Anexo 4 –Ficha de ensaios de tracção em pregagens A6
  • 101.
    Anexo 5 –Ficha de ensaios de Lugeon A7
  • 102.
    Anexo 6 –Ficha de ensaio de aferição de ancoragem (EN1537, 1999) A8
  • 103.
  • 104.
  • 105.
    Anexo 7 –Ficha de ensaio de recepção de ancoragem (EN1537, 1999) A11
  • 106.
  • 107.
  • 108.
    Anexo 8 –Ficha de acompanhamento e monitorização das células de carga A14
  • 109.
    Anexo 9 –Ficha de controlo de qualidade de pregagens A15
  • 110.
    FICHA DE CONTROLODE QUALIDADE DE PREGAGENS Frente de Trabalho: Nível: DATA / / Não RECEPÇÃO EM OBRA Conforme Conforme Observações Componentes Examinação visual Recepção Identificação Documentação Certificação Amostras de ensaios lab. Descarga Transladações Armazenamento Local Não FURAÇÃO Conforme Conforme Observações Acessibilidade Nivelada Preparação da Plataforma Limpa Marcações Verificação Topográfica Componentes do Equip. Verificações pré-furação Diâmetro Inclinação Presença de Água Anomalias Residuos Furação Localização Diâmetro Verificações pós-furação Comprimento Inclinação Estabilidade do Furo Limpeza do Furo Ar / Água COLOCAÇÃO DA ARMADURA Não Conforme Observações / Data E SELAGEM Conforme Inspecção visual da ancoragem Inspecção visual do furo Introdução da Ancoragem Selagem A16
  • 111.
    Valores Valores Não INJECÇÃO Padrão Registados Conforme Conforme Observações Caudal contínuo Continuo Pressão Mínima 1 Mpa Injecção Inicial Pressão Máxima 3 Mpa Calda expelida pelo tubo de respiro Tubo de respiro bloqueado Pressão efectiva 2 bar Injecção Final 0,30 (calda com areia) Relação a/c 0,50 (calda pura) MONTAGEM DA CABEÇA Conforme Não Conforme Observações Regularização da superfície de assento da placa de distribuição Aperto da porca com recurso a chave dinamométrica NOTAS: A17
  • 112.
    Anexo 10 –Ficha de controlo de qualidade de ancoragens activas A18
  • 113.
    FICHA DE CONTROLODE QUALIDADE DE ANCORAGENS ANCORAGEM Nº DATA / / Não FURAÇÃO Conforme Conforme Observações Acessibilidade Nivelada Preparação da Plataforma Limpa Marcações Verificação Topográfica Componentes do Equip. Verificações pré-furação Diâmetro Inclinação Presença de Água Anomalias Residuos Furação Localização Diâmetro Verificações pós-furação Comprimento Inclinação Estabilidade do Furo Limpeza do Furo Ar / Água Não ENSAIO DE PERMEABILIDADE Resultado Conforme Observações / Data Conforme 1º Ensaio de Lugeon U.L. ≤ 2 U.L.  2 2º Ensaio de Lugeon* U.L. ≤ 2 U.L.  2 * Na condição de o resultado do primeiro ensaio ser superior a duas unidades de Lugeon IMPERMEABILIZAÇÃO DO BOLBO DE SELAGEM* Observações / Data Calda de Cimento (lt) Calda de Cimento (lt) 1ª 2ª Traço A/C Traço A/C Impermeab. Impermeab. Reperfuração (m) Reperfuração (m) * Na condição de o resultado do primeiro ensaio ser superior a duas unidades de Lugeon Não COLOCAÇÃO DA ARMADURA Conforme Observações / Data Conforme Inspecção visual da ancoragem Inspecção visual do furo Introdução da Ancoragem A19
  • 114.
    Valores Valores Não INJECÇÃO Conforme Observações / Data Padrão* Registados Conforme Pressão Mínima 1 Mpa Pressão Máxima 3 Mpa Velocidade de Injec. 5 a 15 m/min Relação a/c 0,30 a 0,55 Temperatura da Calda máx 35C 100 l por cada Volume Injectado 1,5 m de comp. * Valores sujeitos a confirmação pelo CE ou fichas técnicas das ancoragens Valores Não REINJECÇÃO* Conforme Observações / Data Registados Conforme Pressão Velocidade de Injecção Relação a/c Temperatura da Calda Volume Injectado * Tempo de espera entre a Injecção e a Reinjecção de 2 a 8 horas (conforme os ensaios iniciais) Valores Valores Não ENSAIOS DE CALDAS Conforme Observações Padrão Registados Conforme Temperatura C ≤ Δ ≤ 30C Condições Ambiente Humidade > 65 % Fluidez Ver Quadro A Exsudação Decorridas 3h: < 2% do Vinicial Variação de Volume -1% ≤ Δ ≤ 5% Temperatura 10C ≤ Δ ≤ 25C Calda Relação a/c < 0,44 Tempo 2 a 3 minutos Mistura Homogénea e Uniforme Os ensaios da calda de injecção a realizar nas diferentes fases devem ser, de acordo com a NP EN446 (2000), efectuados:  Pelo menos 24 horas antes de iniciar os trabalhos;  Durante a injecção com a seguinte frequência: o Fluidez: 3 ensaios em cada 8 horas; o Exsudação: 2 ensaios por dia, sendo um realizado em amostra retirada do misturador e outro na saída do tubo de injecção; o Variação de volume: 1 ensaio por dia; o Resistência à compressão: 1 ensaio em cada 7 dias, com um mínimo de 2 ensaios por trabalho, escolhendo o maior número;  Sempre que se verificarem alterações significativas dos materiais fornecidos. No final da injecção da calda, deve proceder-se a uma inspecção visual da ancoragem. A20
  • 115.
    PRÉ - ESFORÇO Valores Valores Não Precisão do Equipamento Padrão Registados Conforme Conforme Medição de Exactidão  2% do valor máximo da força aplicada Forças Resolução  0,5% da carga de ensaio Medição de Exactidão > 0,05 mm Deslocamentos Resolução > 0,01 mm Carga a aplicar nos ensaios de ancoragem e carga de blocagem: Carga inicial Norma Tipo de ensaio/ancoragem Carga máxima de ensaio (Pp) Carga de blocagem (P0) (Pa) EP Ra ou ≤ 0,80 Ptk e ≤ 0,95 Pt0,1k Métodos 1 e 2 EA ≥ 1,25 P0 ; ≥ Rd ; ≤ 0,95 Pt0,1k ≤ 0,60 Ptk , respeitanto EN1537 ERS ≥ 1,25 P0 ; ≤ 0,90 Pt0,1k os limites de fluência e 10 % Pp (1999) EP Ra ou < 0,80 Ptk e ≤ 0,95 Pt0,1k de perdas de carga Método 3 EA ≥ 1,25 P0 ; ≤ Pc ; ≤ 0,90 Pt0,1k ; ≤ Rd ERS > 1,25 P0 ; ≤ Rd Nota: Rd – Capacidade de carga de dimensionamento; Ra – Capacidade de carga ao arrancamento; Ptk – Carga característica da armadura; Pt0,1k – Carga característica com deformação permanente de 0,1%. Deslocamentos de fluência e perda de carga acumulada: Critérios de aceitação Critério Método Tipo de Norma Limite Notas de ensaio ensaio Tempo de observação admissível (2) (1) ≥ 15 minutos Valor associado à rotura por fluência (1) (3) (2) EP Ks ≤ 2 mm ≥ 60 minutos para cargas < Pp (4) (3) ≥ 180 minutos solos argilosos: para Pp (5) (2) (4) EA com EP Ks ≤ 1 mm ≥ 15 minutos solos arenosos: para Pp Método 1 (3) (5) (5) ≥ 60 minutos valores para Pp EA sem EP Ks ≤ 0,8 mm (4) ≥ 180 minutos ERS para Pp Ks ≤ 0,8 mm ≥ 5 minutos No ERS ks pode atingir 1mm para Pp caso os EP documentem a sua ERS para P0 Ks ≤ 0,5 mm ≥ 5 minutos aceitabilidade EP K1 ≤ 7% P' ≥ 3 dias (7 períodos) P' - carga do patamar EN1537 k1 - perda de carga a deslocamento (1999) EA K1 ≤ 7% P' ≥ 3 dias (7 períodos) constante Método 2 K1 ≤ 3% P' ≥ 50 minutos (3 k1 admissivel é de 1% da carga ERS para P0 ou períodos) aplicada em cada período, sendo o K1 ≤ 6% P0 1 dia (6 períodos) total do valor acomulado. EP realizam-se até ocorrer rotura ou ≥ 60 minutos EP - atingir Pp. (≥ 30 minutos) No caso dos EP e dos EA pode reduzir-se o tempo para 30 minutos Método 3 EA com EP Ks ≤ 1 mm ≥ 60 minutos caso os solos não apresentem fluência EA sem EP Ks ≤ 0,8 mm (≥ 30 minutos) significativa. (6) ERS com EP K1 ≤ 1,5 mm (10) em ancoragens provisórias ks ≤ 1,8 ≥ 15 minutos ERS sem EP K1 ≤ 1,2 mm mm. A21
  • 116.
    Não PROJECTO Dísponivel Dísponivel Observações Sequência Construtiva Projecto de Execução Planeamento Pormenores Estabilidade Global Relatório Movimentos de Terreno Geológico e Dimensão da Estrutura Geotécnico Sismicidade Regional Água no Terreno Saneamento Subterrâneo Cadastro da Estruturas Existentes Zona Fundações Trafego Informações do Expropriações Terreno Acordos de Utilização Não RECEPÇÃO EM OBRA Conforme Conforme Observações Componentes Recepção Identificação Documentação Certificação Descarga Transladações Bobines Armazenamento Raio Recomendado Local Registos de obra e documentos para arquivo (EN1537, 1999) - Reconhecimento geotécnico - a sequência da entrega dos materiais cimentícios, resinas de injecção e aditivos - técnicas de furação - faseamento construtivo e geometria das ancoragens - data e hora do início e de conclusão da construção de cada a ancoragem - injecções: materiais, pressão, volumes injectados, comprimento injectado e hora de injecção - fases de injecção e identificação dos elementos mencionados no ponto anterior - sistema de protecção contra a corrosão seleccionado - aplicação de pré-esforço: tipo de ensaios, programas de ensaios e datas de realização - blocagem das ancoragens e datas de realização A22
  • 117.
    Elementos mínimos presentesno Relatório de Trabalho de Ancoragens:  Identificação da obra e da zona da obra Dados gerais  Fiscalização e dono-de-obra  Empresa de construção das ancoragens  Localização, número de identificação da ancoragem do projecto  Tipo de ancoragem, fabricante, classe de protecção contra a corrosão  Tipo de armadura, secção e módulo de elasticidade  Valor da resistência última interna  Resistência mínima exigida para a ancoragem  Carga máxima de ensaio, carga de serviço e de blocagem  Geometria o Comprimentos Elementos sobre as  Total ancoragens  Livre  de selagem  Suplementar o Orientação e inclinação o Diâmetro máximo da ancoragem  Dispositivo de injecções o Em bloco ou por fases o Simples ou repetida  Data e hora da introdução de cada ancoragem  Tolerâncias e folgas de posicionamento  Data e hora do início e conclusão do furo  Tipo de equipamento de furação, com água ou ar  Tipo de fluido para estabilização do furo, quando necessário  Identificação, diâmetro e inclinação do furo  Comprimento do revestimento do furo, quando necessário Registos da furação  Tipo de terreno das camadas atravessadas o Perfil geológico aproximado do furo o Obstáculos encontrados o Perdas ou ganhos de água  Informações relativas a medições e ao levantamento do furo  Resultados dos ensaios de permeabilidade  Injecções de impermeabilização o Data, hora e duração Registos das injecções e o Troço dos possíveis tratamentos o Pressão de impermeabilização o Tipo de cimento o Traço e adjuvantes utilizados  Diâmetro de reperfuração Registos das injecções de  Data, hora, pressão, caldas, comprimento injectado, consumos e duração da selagem injecção Dados do pré-esforço  Tipo de ensaio, programas de ensaio e datas de realização Verificações a efectuar para apurar causa de não satisfazer as exigências no projecto: - cada operação que esteve associada ao projecto e controlo construtivo - se ocorreram deficiências de operacionalidade ou de mão-de-obra - qualidade dos materiais aplicados, como a das caldas de injecção - adequabilidade dos elementos utilizados (características do terreno e capacidade de carga das ancoragens) - se ocorreram eventuais alterações do sistema de ancoragens aplicado - se o tempo de espera mínimo, definido entre a conclusão das injecções e a aplicação da carga, foi respeitado - se houve eventuais alterações ao projecto A23