Slide - Sistemas de Ancoragem - 2024-1

Slide 1 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Sistemas de ancoragem Prof. Karla Heineck, D.Sc. Slide 2 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Ancoragem ou escoramentos em cortinas de contenção  As cortinas podem estar em balanço, ser ancoradas (tirantes ou sistemas de ancoragem) ou escoradas  As ancoragens poderão estar diretamente ligadas à cortina ou os esforços distribuídos através das vigas de coroamento ou das vigas de solidarização intermediária para níveis inferiores (cortinas de estacas) Slide 3 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Escoramentos em cortinas de contenção  Como alternativa, ou para complementar as ancoragens, podem ser executados escoramentos para a sustentação das cortinas em uma fase provisória, enquanto se aguarda a construção do resto da superestrutura (como lajes de piso, se for o caso)  O sistema de escoras pode suportar horizontalmente duas faces escavadas, a não ser que a distância entre as mesmas seja muito grande, exigindo o uso de escoras inclinadas.  Normalmente se usam escoras metálicas, mas podem ser de concreto ou madeira, dependendo das cargas atuantes Slide 4 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Escoramentos em cortinas de contenção  Vantagens do uso de escoras em relação às ancoragens:  Não é necessária a intromissão nas propriedades vizinhas  Não é necessário equipamento e operador especializado para a execução  O procedimento é bastante simples e rápido para pequenas escavações  Substancialmente mais barato na maioria dos casos  Desvantagens do uso de escoras em relação às ancoragens:  Delimita substancialmente o acesso e a construção no local de trabalho  Em escavações mais profundas o escoramento torna-se mais complicado, sendo necessário procedimentos especiais, tais como o pré-esforço das escoras. Slide 5 Universidade Federal do Rio Grande do Sul  Solos arenosos: instabilidade hidráulica  Solos argilosos: problemas de instabilidade de fundação Escoramentos em cortinas de contenção Slide 6 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Escoramento com vigas de madeira -Escoramento de Madeira 6 Slide 7 Universidade Federal do Rio Grande do Sul -Escoramento de Perfil Metálico e Pranchão de Madeira e Estroncas/Longarinas Metálicas MAI/2017 JDM-Contenções 7 Escoramento com vigas de aço Slide 8 Universidade Federal do Rio Grande do Sul MAI/2017 JDM-Contenções 8 Slide 9 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Slide 10 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Exemplos de sistemas de ancoragem Slide 11 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Ancoragem em cortinas de contenção  As cortinas podem ser ancoradas através de placas de ancoragem ou tirantes, conforme veremos a seguir  As ancoragens podem ser classificadas como provisórias ou definitivas, dependendo do tempo em que se mantêm como função resistente;  As ancoragens provisórias, segundo a norma alemã DIN 4125 são consideradas aquelas com período de utilização, com função resistente, inferior a 2 a 3 anos.  Segundo a NBR 5629 (2006), são classificados como definitivos (obras com duração superior a 2 anos) e provisórios (uso inferior a 2 anos). Slide 12 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Ancoragem em cortinas de contenção  As PLACAS DE ANCORAGEM são elementos de ancoragem que consideram o empuxo passivo na placa para a estabilidade  Normalmente são elementos de concreto ancorados ao cabo, executados com um nível de ancoragem Slide 13 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Slide 14 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Slide 15 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Placas de ancoragem Slide 16 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Placas de ancoragem Slide 17 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Slide 18 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Tirantes  Tirante é um elemento linear capaz de transmitir esforços de tração entre as suas extremidades;  A extremidade que fica fora do terreno é a cabeça e a extremidade que fica enterrada é conhecida por trecho ancorado, e designada por comprimento ou bulbo de ancoragem.  O trecho que liga a cabeça ao bulbo é conhecido por trecho livre ou comprimento livre. Slide 19 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Tirantes Slide 20 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Slide 21 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Componentes dos tirantes Slide 22 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Tirantes  A cabeça normalmente escora ou suporta uma estrutura e é em geral constituída por peças metálicas, que possuem detalhes particulares para prender o elemento tracionado, tais como porcas, clavetes, botões ou cunhas.  O bulbo de ancoragem, na grande maioria das vezes é constituído por calda de cimento, que adere ao aço e ao solo. Slide 23 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Cabeça metálica dos tirantes  No trecho livre o aço deve estar livre de cimento, ou seja, não deve haver aderência do aço à calda.  Para tanto é pratica usual se revestir o aço com material que o isole da calda, tal como graxa, tubo ou mangueira de plástico, bandagem de material flexível, etc.  Para efeito da Norma Brasileira (NBR 5629), o tirante não pode ter um trecho livre com comprimento inferior a 3,00m. Slide 24 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Dimensionamento dos tirantes  O dimensionamento do tirante depende uma sondagem geológico - geotécnica bem feita para de lá serem extraídos os dados para o dimensionamento do comprimento ancorado do tirante e de seu trecho - livre, bem como ajudar na escolha do aço do tirantes e do comprimento de ancoragem do bulbo e se o mesmo esta ancorado fora da cunha de deslizamento. Slide 25 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Execução dos tirantes  Na execução do tirante podemos destacar as seguintes fases, a saber: a) Perfuração b) Instalação do tirante c) Injeção d) Protensão e) Incorporação Slide 26 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Etapas executivas de tirantes. (B) Montagem; (C) Instalação; Slide 27 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Etapas executivas de tirantes: (D) Injeção; (E) Protensão. Slide 28 Universidade Federal do Rio Grande do Sul ANNEXO A NBR 5629 – elementos dos tirantes Slide 29 Universidade Federal do Rio Grande do Sul ANNEXO A NBR 5629 – detalhe da cabeça dos tirantes Slide 30 Universidade Federal do Rio Grande do Sul ANNEXO A NBR 5629 – características de projeto Slide 31 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Perfuração dos tirantes  Antecipando ao início de cada perfuração adotar-se-á uma série de procedimentos que permita a correta execução dessa atividade  Uma listagem de procedimentos rotineiros prévios inclui:  a correta locação do ponto de perfuração,  a verificação do nivelamento do terreno para a perfeita instalação e ancoragem dos equipamentos,  a determinação exata da direção da perfuração,  a verificação da estanqueidade de toda rede de alimentação de água,  a análise e adoção de medidas que evitem interferências com furos adjacentes,  a verificação e desvio dos elementos e instalações enterradas ao longo e nas cercanias do eixo de perfuração,  as providências para drenagem, coleta e eliminação das águas que serão utilizadas no processo de perfuração, etc.. Slide 32 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Perfuração dos tirantes  A atividade será desenvolvida com utilização de sonda rotativa ou equipamento de extração de amostras de concreto para o trecho em concreto e perfuratriz sobre esteiras para o trecho em solo.  As perfurações serão feitas por processo de lavagem e sempre serão utilizados recursos que minimizem a alteração do estado natural de consistência ou compacidade do terreno.  Para tanto, o equipamento estará capacitado a fazer perfurações com utilização de revestimento integral do furo, adequação das pressões e velocidades de penetração, além do controle de injeção de fluído de refrigeração. Slide 33 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Perfuração dos tirantes  Toda a perfuração terá seu desenvolvimento acompanhado e registrado em boletins específicos que fornecerão o histórico do furo, com dados cronométricos, informe geológico, dados geométricos e demais eventos e ocorrências de interesse.  Concluída a perfuração, far-se-á a limpeza do interior do furo, mediante utilização de ferramentas adequadas e circulação d'água, até que se complete a eliminação dos detritos do seu interior. Os diâmetros de perfuração serão aqueles que garantam como mínimo os cobrimentos normalizados. Slide 34 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instalação dos tirantes  Após a limpeza do furo deverá ser introduzido o tirante, conforme especificação de projeto/obra, no interior do furo.  O tirante deverá ser introduzido com cuidado no furo para garantir a integridade da parede do furo e a centralização do tirante Slide 35 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Injeção da calda de cimento  Após a instalação do tirante, será introduzido um tubo de injeção (PVC de 1/2” de diâmetro) próximo ao fundo do furo, para proceder à injeção, sob baixa pressão, de baixo para cima, até que a calda de cimento extravase pela boca do furo, garantindo- se assim que toda a água ou a lama de perfuração seja substituída pela calda de cimento.  A calda de cimento será constituída de cimento, água e fator água/cimento compreendido 0,35 ≤ a/c ≤ 0,50, e será confeccionada em um conjunto misturador (elétrico ou a diesel), para garantir a homogeneidade da mistura. Slide 36 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Injeção da calda de cimento  Quando a injeção for feita em furos revestidos com tubos, à medida que o furo for preenchido com calda de cimento, serão retirados gradativamente os tubos de revestimento, completando o furo com calda de cimento de acordo com a retirada dos tubos de revestimento (injeção primária).  Após a cura da bainha do tirante (injeção primária), prossegue-se com injeção de calda de cimento com fator água/cimento conforme NBR 5629, estas são as chamadas injeções de bulbo e injeções de consolidação.  As fases de injeção serão executadas tantas quantas forem necessárias. Deverá ser feito ensaio de resistência da nata de cimento por laboratório qualificado.  As pressões e volumes de injeção serão controlados de forma a não interferir com construções e propriedades de terceiros. Slide 37 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Protensão do tirante  A protensão de tirante será realizada no mínimo 7 (sete) dias após a injeção dos mesmos, quando injetados com cimento CP-II ou CP-III e 3 (três) dias quando injetados com cimento ARI.  Serão instalados na cabeça dos tirantes os acessórios (placa, cunha anelar de grau e clavetes).  Todos os tirantes serão submetidos a ensaio de tração para controlar a capacidade de carga e o comportamento de todos os tirantes da obra antes da incorporação da carga de trabalho. . Slide 38 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Protensão dos tirantes Exemplo de conjunto (A) macaco (B) Manômetro (C) bomba hidráulica para protensão de tirantes Slide 39 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Ensaios de recebimento  Todos os tirantes serão submetidos a ensaio de tração para controlar a capacidade de carga e o comportamento de todos os tirantes da obra.  Segundo a ABNT NBR 5629, 10% dos tirantes da obra, aleatoriamente escolhidos, serão testados a carga máxima de 1,75 vezes a carga de trabalho e o restante, será testado a carga máxima de 1,40 vezes a carga de trabalho.  Os tirantes que apresentarem o diagrama carga x deslocamento de acordo com os requisitos da norma citada anteriormente serão aprovados. Slide 40 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Processo executivo Slide 41 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Capacidade de carga  A capacidade de carga depende das dimensões do bulbo (diâmetro e comprimento), da pressão efetiva ao redor do bulbo (peso do solo e pressão de injeção) e das características do solo.  A NBR 5629:2006 propõe equações conservadoras, que não consideram a pressão de injeção:  Fórmula para solos arenosos: 𝑇 = 𝜎′𝑧. U. 𝐿𝑏. 𝑘𝑓 Slide 42 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Capacidade de carga  Fórmula para solos argilosos: 𝑇 = 𝛼. U. 𝐿𝑏. 𝑘𝑓 Slide 43 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Dimensionamento da seção de aço  A seção de aço dos tirantes deve ser calculada a partir do esforço máximo a que ele é submetido, tomando-se como tensão admissível:  Tirantes permanentes: 𝜎𝑎𝑑𝑚 = 𝑓𝑦𝑘 1,75 . 0,9  Tirantes provisórios: 𝜎𝑎𝑑𝑚 = 𝑓𝑦𝑘 1,50 . 0,9 Onde: fyk=resistência característica do aço à tração  No caso de tirantes com elementos de aço, a seção individual de cada barra, fio ou cordoalha não deve ser inferior a 50mm2. Slide 44 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Mecanismos de ruptura  Mecanismos de ruptura interna (a, b, c) – ruptura da ancoragem  Mecanismos de ruptura externa (d a j) – ruptura da cortina ou ruptura generalizada (estabilidade global) Slide 45 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Normas ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5629: Execução de Tirantes Ancorados no solo. Rio de Janeiro, 2006. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto — Procedimento. Rio de Janeiro, 2014. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7482: Projeto Fios de aço para concreto protendido – Especificação. Rio de Janeiro, 2008. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7483: Cordoalhas de aço para concreto protendido – Especificação. Rio de Janeiro, 2008. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7681: Calda de cimento para injeção – Especificação. Rio de Janeiro, 2013. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11682: Estabilidade de encostas. Rio de Janeiro, 2009. Slide 46 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Solo grampeado Fonte: SOLOTRAT MAI/2017 JDM-Contenções 46 Slide 47 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Fonte: SOLOTRAT MAI/2017 JDM-Contenções 47 Slide 48 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Fonte: SOLOTRAT MAI/2017 JDM-Contenções 48 Slide 49 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Fonte: SOLOTRAT MAI/2017 JDM-Contenções 49 Slide 50 Universidade Federal do Rio Grande do Sul MAI/2017 JDM-Contenções 50 Slide 51 Universidade Federal do Rio Grande do Sul MAI/2017 JDM-Contenções 51 Slide 52 Universidade Federal do Rio Grande do Sul MAI/2017 JDM-Contenções 52 Slide 53 Universidade Federal do Rio Grande do Sul -Escoramento de Perfil Metálico e Pranchão de Madeira e Talude MAI/2017 JDM-Contenções 53