Aula 04 - Cortinas de Contenção em Engenharia Civil

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL Contenções Aula 04 Cortinas de contenção v24 CORTINAS 2510201 8 Cortinas e escoramentos 2 Deslocamentos Rigidez Relativa Rígidas e Flexíveis CORTINAS Pequenos Interação Solo Estrutura Material Aço Concreto Madeira Definição 1 Cortinas são contenções ancoradas ou apoiadas com outras estruturas caracterizadas pela pequena deslocabilidade Definição 2 Cortinas são contenções que pelo fato de serem ancoradas ou acopladas a outras estruturas mais rígidas apresentam menor deslocabilidade o que pode levar os maciços contidos a comportarse em regime elastoplástico dando origem a solicitações maiores do que as calculadas no equilíbrio limite Nessas condições a rigidez relativa da cortina tem influência na distribuição e na intensidade dos empuxos sobre a cortina os quais por sua vez dependem dos deslocamentos e das deformações na interface solocortina CORTINAS 2510201 8 Cortinas e escoramentos 3 CORTINAS 2510201 8 Cortinas e escoramentos 4 CORTINAS 2510201 8 Cortinas e escoramentos 5 CORTINAS 2510201 8 Cortinas e escoramentos 6 CORTINAS 2510201 8 Cortinas e escoramentos 7 CORTINAS 2510201 8 Cortinas e escoramentos 8 CORTINAS Estaca Prancha Estacões Estaca Raiz Estaca Hélice Contínua Colunas Jet Ground Paredes diafragma Estacas Justapostas Cortinas de contenção Tirantes Cortinas de Contenção Atirantadas 2510201 8 Cortinas e escoramentos 9 CORTINAS Estaca Prancha 2510201 8 Cortinas e escoramentos 10 As estacas pranchas são perfis de madeira concreto armado concreto protendido ou metálicas que se cravam ao terreno formando por justaposição as cortinas destinadas a servir como obras de contenção de água de terra ou ambos As mais utilizadas são as estacas pranchas metálicas principalmente com o intuito de se formar um sistema de vedação eficaz As estacasprancha metálicas são implantadas através de cravação por percussão ou por vibração Devido ao sistema de ligação entre as estacas pranchas elas formam um paramento estanque que evita o fluxo dágua e o carreamento de material para o interior das escavações e portanto dependendo do comprimento de sua ficha e das características do subsolo podem dispensar muitas vezes a utilização de sistemas de rebaixamento do lençol freático As estacas pranchas podem funcionar tanto de maneira definitiva como temporária As estacas pranchas de madeira tem sua utilização vinculada a escoramentos as estacas prancha de concreto estão em desuso devido ao peso e a falta de estabilidade a grandes alturas bem como necessidade de impermeabilização complementar ou sistema de drenagem As estacas prancha são usadas mundialmente para a construção de cais e portos ensecadeiras quebramares e para reforço de margens de rios e canais Outras aplicações são a proteção de escavações em terra ou água encontros de pontes paredes de contenção estruturas de fundação passagens subterrâneas como Diques e barragens Proteção em margens de lagos rios e canais Construção de túneis Estacionamentos subterrâneos Subsolos de edifícios residenciais comerciais CORTINAS Estaca Prancha Túnel Paulo Autran São Paulo SP Pier de Blankerberge Bélgica 2510201 8 Cortinas e escoramentos 11 CORTINAS Estaca Prancha Perfil Z Perfil U 2510201 8 Cortinas e escoramentos 12 CORTINAS Estaca Prancha As estacas pranchas são produzidas em seções e são encaixadas através de conectores simples e de fácil instalação Estes conectore s Larssen são chamados de e seguem as especificações da Norma Europeia EN10248 1995 Podem ser apenas soldados ou soldados e com selante preenchido s betuminos o Existem conectores especiais para os cantos ou para outras necessidades especificas Todos baseados na estruturação proposta por Larssen 2510201 8 Cortinas e escoramentos 13 CORTINAS Estaca Prancha Soldagem Betumes 2510201 8 Cortinas e escoramentos 14 CORTINAS Estaca Prancha 2510201 8 Cortinas e escoramentos 15 CORTINAS Estaca Prancha 2510201 8 Cortinas e escoramentos 16 CORTINAS Estaca Prancha Cravar os perfis Escavação entre os perfis 2510201 8 Cortinas e escoramentos 17 CORTINAS Estaca Prancha Instalar a pranchada MadeiraMetalConcreto 2510201 8 Cortinas e escoramentos 18 CORTINAS Estaca Prancha Instalar a pranchada MadeiraMetalConcreto 2510201 8 Cortinas e escoramentos 19 CORTINAS Estaca Prancha Instalar a pranchada MadeiraMetalConcreto 2510201 8 Cortinas e escoramentos 20 CORTINAS Estaca Prancha Instalar a pranchada MadeiraMetalConcreto 2510201 8 Cortinas e escoramentos 21 CORTINAS Estaca Prancha Instalar a pranchada MadeiraMetalConcreto 2510201 8 Cortinas e escoramentos 22 CORTINAS Estaca Prancha 2510201 8 Cortinas e escoramentos 23 CORTINAS Estaca Prancha 2510201 8 Cortinas e escoramentos 24 As estacas justaposta podem ser executadas por todos os tipos de estacas construídas em obras correntes Estas estacas também são chamadas de estacões e podem ser escavadas com lama bentonítica escavadas utilizando revestimento metálico e até mesmo os tubulõesSão opções as cortinas de microestacas ou estacas do tipo Raiz Cortinas com estacas do tipo hélice contínua e Colunas Jet Grout CORTINAS Estacas Justapostas 2510201 8 Cortinas e escoramentos 25 CORTINAS Estacas Justapostas 2510201 8 Cortinas e escoramentos 26 CORTINAS Estacas Justapostas 2510201 8 Cortinas e escoramentos 27 CORTINAS Estacas Justapostas 2510201 8 Cortinas e escoramentos 28 CORTINAS Estacas Justapostas 2510201 8 Cortinas e escoramentos 29 CORTINAS Estacas Justapostas 2510201 8 Cortinas e escoramentos 30 CORTINAS Estacas Justapostas Estacões Estacas escavadas de grande diâmetro O uso desse tipo de estaca se difundiu largamente pela facilidade e rapidez de execução e pela adaptabilidade a diversos tipos de terreno bem como o imediato conhecimento visual do material escavado 2510201 8 Cortinas e escoramentos 31 CORTINAS Estacas Justapostas Estaca Raiz As estacas raiz pali radice root pile são estacas escavadas de pequeno diâmetro concretadas in situ com injeção de argamassa e estão sendo utilizadas nos últimos anos de maneira sempre mais freqüente 2510201 8 Cortinas e escoramentos 32 CORTINAS Estacas Justapostas Estaca Hélice Contínua O uso das estacas hélice contínua existe há vários anos tendo sua origem nos Estados Unidos Uma de suas características mais importantes é a ausência de vibrações durante a execução por isso é muito usada em centros urbanos e nas áreas que possuem equipamentos sensíveis às vibrações 2510201 8 Cortinas e escoramentos 33 CORTINAS Estacas Justapostas Colunas Jet Ground O jet grouting é um processo capaz de se valer da atuação de um jato da calda de cimento introduzido no terreno a alta velocidade através de bicos injetores num raio bem determinado de tal modo que desagrega o solo misturandose a este formando assim colunas de solocimento ou solo cal 2510201 8 Cortinas e escoramentos 34 CORTINAS Estacas Justapostas Colunas Jet Ground 2510201 8 Cortinas e escoramentos 35 O processo executivo de paredesdiafragma moldadas in loco ou prémoldadas que permite executar da superfície do terreno ao longo de todo o perímetro da contenção uma parede contínua de concreto armado sem provocar vibrações ou desconfinar o terreno adjacente praticamente em qualquer tipo de solo acima ou abaixo do NA As paredesdiafragma têm um desempenho melhor que os outros tipos de paramento pois Podem ser implantadas em quase qualquer tipo de terreno mesmo em areias finas submersas sem rebaixamento do lençol freático Podem ser implantadas sem provocar vibrações mesmo e n camadas de areias muito compactas e argilas muito duras Formando um paramento estanque evitam o fluxo de água para o interior da escavação possibilitando que esta entre os paramentos seja executada na maioria das vezes somente com esgotamento superficial Executadas usualmente com espessuras variando de 30 cm até 120 cm em obras especiais já foram executadas paredes com espessuras de 240 cm podem ser utilizadas em contenções de pequena ou grande altura Se conformam melhor ao perímetro da contenção e podem ser utilizadas comsem qualquer tipo de escoramento Se adaptam a diversos formatos exigidos e não necessitam acabamento final CORTINAS Paredes diafragma 2510201 8 Cortinas e escoramentos 36 Paredes diafragma CORTINAS 2510201 8 Cortinas e escoramentos 37 A sequência executiva compreende as fases de simultâneo da escavação com lama bentonítica I Preparo das armaduras II Execução das paredes guias III Posicionamento da diafragmadora IV Escavação do painel com a diafragmadora e preenchimento previamente preparada V Colocação da armadura dentro do painel cheio de lama VI Concretagem submersa do painel VII Escavação do centro VIII Içamento do equipamento Paredes diafragma CORTINAS Passo I Passo II Passo II 2510201 8 Cortinas e escoramentos 38 Paredes diafragma CORTINAS Passo III Passo IV Passo V Passo VI 2510201 8 Cortinas e escoramentos 39 Paredes diafragma CORTINAS 2510201 8 Cortinas e escoramentos 40 Paredes diafragma CORTINAS 2510201 8 Cortinas e escoramentos 41 Paredes diafragma CORTINAS 2510201 8 Cortinas e escoramentos 42 Paredes diafragma CORTINAS 2510201 8 Cortinas e escoramentos 43 Paredes diafragma CORTINAS 2510201 8 Cortinas e escoramentos 44 Vantagens Obras de pequeno e grande porte Não provoca vibrações Estanque pois evitam o paramento de água no interior da escavação Pode servir de fundação Desvantagens Exige equipamento pesado Presença de matacões pode inviabilizar Paredes diafragma CORTINAS 2510201 8 Cortinas e escoramentos 45 Pré dimensionamento da ficha Ficha Engastada 𝐸𝑚𝑝𝑢𝑥𝑜 𝐴𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑎 2 𝑘 𝑡𝑔245 Φ 2 𝑘 𝑡𝑔245 Φ 𝐸𝑎 𝑞 𝑘𝑎 2 𝑐 𝑘𝑎 𝜎 𝑘𝑎 𝛾𝑤 ℎ𝑤 𝐸𝑚𝑝𝑢𝑥𝑜 𝑃𝑎𝑠𝑠𝑖𝑣𝑜 𝐸𝑝 𝑞 𝑘𝑝 2 𝑐 𝑘𝑝 𝜎 𝑘𝑝 𝛾𝑤 ℎ𝑤 𝐹 𝑆 𝑟𝑜𝑡𝑎ç ã𝑜 𝑅2 𝑑2 𝑅 𝑑 1 1 𝐹 𝑆 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎ç ã𝑜 𝑅 2 𝑅 1 FS15 Provisório FS20 Definitivo Obs Método simplificado Existem pelo menos 7 métodos e diversos softwares para determinar a ficha 2510201 8 Cortinas e escoramentos 46 Pré dimensionamento da ficha Ficha Engastada 𝐸𝑚𝑝𝑢𝑥𝑜 𝐴𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑎 2 𝑘 𝑡𝑔245 Φ 2 𝑘 𝑡𝑔245 Φ 𝐸𝑎 𝑞 𝑘𝑎 2 𝑐 𝑘𝑎 𝜎 𝑘𝑎 𝛾𝑤 ℎ𝑤 𝐸𝑚𝑝𝑢𝑥𝑜 𝑃𝑎𝑠𝑠𝑖𝑣𝑜 𝐸𝑝 𝑞 𝑘𝑝 2 𝑐 𝑘𝑝 𝜎 𝑘𝑝 𝛾𝑤 ℎ𝑤 𝐹 𝑆 𝑟𝑜𝑡𝑎ç ã𝑜 𝑅2 𝑑2 𝑅 𝑑 1 1 𝐹 𝑆 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎ç ã𝑜 𝑅 2 𝑅 1 2510201 8 Cortinas e escoramentos 47 FS15 Provisório FS20 Definitivo Obs Método simplificado Existem pelo menos 7 métodos e diversos softwares para determinar a ficha Um perfil de solo homogêneo será escavado com peso especifico de 17o kNm³ coesão igual a 1875 kNm² e ângulo de atrito interno de 15º A escavação deve atingir a profundidade de 300 metros Sugerese como estimativa inicial da ficha igual a altura escavada Ao lado da região escavada há uma rua que gera uma carga acidental de 30 kNm² O subsolo será submetido a um carregamento de 60 kNm² Para esta situação pedese Qual o fator de segurança obtido Exemplo 01 Pré dimensionamento da ficha 2510201 8 Cortinas e escoramentos 48 Um perfil de solo homogêneo composto por uma areia argilosa será escavado para dar lugar a um subsolo de 560m Ao lado da escavação há uma edificação que gera uma sobrecarga 1270 kNm² O subsolo gera uma carga de 750 kNm² Pretendese utilizar nessa situação um perfil W com comprimento de 1200 metros sem a possibilidade de corte e solda Neste perfil o lençol freático está locado a 120 m da superfície Na área do subsolo o lençol será rebaixado até a cota solicitado O peso especifico natural do solo é 2110 kNm³ e quando saturado o peso especifico salta para 2220 kNm³ Utilize para o coeficiente de empuxo ativo 028 e para o passivo 353 A coesão do solo é de 24 kNm² Deseja saber qual o fator de segurança se for utilizar o perfil inteiro na situação em duas análises a Com a situação citada acima b Com o NA rebaixado até o fim do perfil Exemplo 02 Pré dimensionamento da ficha 2510201 8 Cortinas e escoramentos 49 REFERÊNCIAS 2510201 8 Cortinas e escoramentos 50 HACHICH W ET AL ED FUNDAÇÕES TEORIA E PRÁTICA SÃO PAULO PINI 751P 1998 MASSAD F Escavações a céu aberto em solos tropicais São Paulo SP Oficina de textos 96p2005 Obrigado pela atenção Perguntas 2510201 8 Cortinas e escoramentos 51