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Aula 15 – Cortinas e escoramentos: Cortina Atirantada
Eng. Civil Augusto Romanini
Sinop - MT
2017/1
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO
CAMPUS DE SINOP
FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGIAS
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
GEOTECNIA III
v:1.5.0
Fluxo no solo
AULAS
30/06/2017 2
Aula 01 – Fluxo no solo
Aula 02 – Redes de Fluxo confinado Aula 03 – Redes de Fluxo não confinado
Aula 04 – Erosão interna e Ruptura Hidráulica
Aula 06 – Barragens
Aula 07 – Elementos de Projeto Aula 08 – Instrumentação de barragens e análises
Aula 09 – Aspectos construtivos
Aula 11 – Técnicas de estabilização de encostas
Aula 12 – Estruturas de contenções Aula 13 – Escoramento Provisório
Aula 05 –
Aula 14 – Cortinas de Contenção Aula 15 – Cortinas Atirantadas
Aula 00 – Apresentação / Introdução
Parte III – Taludes e Estruturas de contenção
Parte II – Barragens de Terra
Parte I – Fluxo no solo
Aula 10 – Pequena Barragem de terra – “Pré Projeto”
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INTRODUÇÃO
CORTINAS ATIRANTADAS
DIMENSIONAMENTO
ASPECTOS EXECUTIVOS
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Definição (1) : São muros robustos
feitos principalmente com concreto e
que, em paralelo, exigem
intervenções no solo para dar
sustentação à obra. As cortinas
ancoradas são usadas quando o
espaço disponível é restrito e a
instalação da ancoragem ativa
(tirantes) não irá interferir em outras
estruturas.
INTRODUÇÃO
Definição (2): As cortinas atirantadas
são estruturas de contenção que
requerem o trabalho conjunto das
propriedades de resistência do
concreto armado com tirantes
protendidos, envolvendo também
as do solo de base para
ancoragem, tudo isso de modo a
impedir o escorregamento do
maciço de terra.
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"Esta solução pode ser utilizada em cortes
ao longo da encosta e, por ser uma
estrutura leve, pode ser usada a meia-
encosta“ – Marinho,2011
INTRODUÇÃO
Sobre “tirantes”, segundo a NBR 5629:2006,
os tirantes constituem os elementos
resistentes à tração da estrutura, os quais
são introduzidos no terreno em perfuração
própria, sendo posteriormente injetada calda
de cimento em parte do elemento de modo a
formar um bulbo de ancoragem que
absorve os esforços do tirante para
transmiti-los ao solo. O bulbo é ligado à
estrutura do elemento resistente à tração na
cabeça do tirante, possuindo um trecho livre
com baixo atrito
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INTRODUÇÃO
• ABNT NBR 8044 – Projetos geotécnicos;
• ABNT NBR 11682 – Estabilidade de Encostas;
• ABNT NBR 6122 – Projeto e Execução de Fundações;
• ABNT NBR 5629 – Execução de tirantes no solo;
• ABNT NBR 6118 – Projeto de Estruturas de Concreto;
• ABNT NBR 9288 – Emprego de aterros reforçados.
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CORTINAS ATIRANTADAS
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CORTINAS ATIRANTADAS
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CORTINAS ATIRANTADAS
Cabeça de ancoragem: é a parte que sustenta o paramento (cortina), sendo constituída basicamente por:
placa de apoio, cunha de grau e bloco de ancoragem. A placa de apoio consiste em uma placa metálica
dimensionada para distribuir a carga dos tirantes na superfície da cortina (onde haverá a transmissão de
tensões de compressão). A cunha de grau, por sua vez, permite o alinhamento do tirante em relação à
cabeça através de um cilindro ou chapas paralelas de aço. E por fim, o bloco de ancoragem é a peça que
prende o tirante na região da cabeça, podendo ser porcas, cunhas ou botões;
COMPONENTES
Trecho livre: nesse trecho o elemento constituinte do tirante (barras, fios ou cordoalhas) é isolado da calda
de cimento. Normalmente, cada elemento é engraxado e envolto por um tubo plástico ou por uma bainha
(mangueira). Na transição dos trechos livre e ancorado, os tubos são vedados com massa plástica para evitar
que a calda de cimento injetada entre no trecho livre;
Trecho ancorado: nessa região, é injetada calda de cimento na proporção
0,5 (água: cimento) em contato com o tirante, formando um bulbo de ancoragem responsável por transmitir os
esforços de tração do tirante para o terreno através do atrito.
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CORTINAS ATIRANTADAS
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CORTINAS ATIRANTADAS TIPOS DE RUPTURA
Fonte: adaptado de More (2003) e de Strom e Ebeling (2002) citados em Mendes (2010) e Tucarlerri,2013.
Aspectos do solo/ fundação Geometria do tirante
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CORTINAS ATIRANTADAS TIPOS DE RUPTURA
Fonte: adaptado de More (2003) e de Strom e Ebeling (2002) citados em Mendes (2010) e Tucarlerri,2013.
Geometria da
cortina
Dimensionamento
Drenagem
N fatores
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CORTINAS ATIRANTADAS TIPOS DE RUPTURA
Fonte: adaptado de More (2003) e de Strom e Ebeling (2002) citados em Mendes (2010) e Tucarlerri,2013.
Falha de
ExecuçãoDimensionamento Material
Ângulo de
atrito/Coesão
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PROPRIEDADES IMPORTANTES
1. Umas das principais vantagens é a possibilidade de aplicação sem a necessidade de cortar nada além do
necessário;
2. É possível vencer qualquer altura e situação;
3. As desvantagens são o grande custo e a demora na sua execução (Estágios);
4. Método mais seguro e tem maior vida útil;
5. O ponto crítico dessas estruturas é a barra de aço, que deve ser protegida com argamassa ou nata de
cimento a fim de evitar corrosão e consecutivo rompimento do tirante ou chumbador;
6. Por utilizar o terreno vizinho para o apoio, também é essencial a autorização do proprietário para a
execução da obra. Tanto por questões legais quanto para evitar que os tirantes sejam removidos em caso
de obras futuras.
7. A carga de protensão aumenta conforme a profundidade. Cargas muito altas podem causar rupturas;
8. Os tirantes se localizam a uma distância que varia entre 1,20 e 1,40 m;
9. Apesar de exigirem menos cuidados, é necessário avaliar se os tirantes estão intactos e se não há
vazamentos;
10. Com a movimentação do maciço, as variações de temperatura e a eventual infiltração de água por trás
do maciço, o concreto pode fissurar e provocar infiltrações e vazamentos;
CORTINAS ATIRANTADAS
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PROPRIEDADES IMPORTANTESCORTINAS ATIRANTADAS
Neste item pode –
se optar por
analisar o bulbo
de tensões.
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PROPRIEDADES IMPORTANTESCORTINAS ATIRANTADAS
• Os bulbos de ancoragem devem ser situados fora da cunha de empuxo ativo do solo suportado pela
cortina ancorada;
• As profundidades dos bulbos devem ser de 4m a 5m abaixo da superfície. Esta recomendação é
baseada nos efeitos na superfície do terreno ou nos elementos de fundação das elevadas pressões de
injeções para formação dos bulbos de ancoragem;
• O espaçamento mínimo entre bulbos de ancoragens deve ser da ordem de 1,5m de modo a
minimizar a interferência entre ancoragens, ocasionando eventuais redução da capacidade de
carga do grupo de ancoragens.
• O comprimento livre não deve ser inferior a 5 metros, de modo que as tensões transmitas ao solo
através do bulbo de ancoragem não ocasionem significativos aumentos da pressão sobre a cortina.
• Comprimentos de bulbo inferiores a 3 metros não são aconselháveis. O valor final depende da
capacidade de carga desejável na ancoragem
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ASPECTOS EXECUTIVOS
Fonte
: S
erk
iF
undações, S
D
Passo I Perfuração do tirante
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ASPECTOS EXECUTIVOS
Fonte
: S
erk
iF
undações, S
D
Passo II Revestimento do furo
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ASPECTOS EXECUTIVOS
Fonte
: S
erk
iF
undações, S
D
Passo III Instalação do tirante
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ASPECTOS EXECUTIVOS
Fonte
: S
erk
iF
undações, S
D
Passo IV Injeção da nata de concreto
As fases de injeção, pressão de injeção, e quantidade de calda a ser injetada
dependem das características do solo ou rocha e carga a ser aplicada no tirante.
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ASPECTOS EXECUTIVOS
Passo IV Injeção da nata de concreto
A aplicação de nata de cimento será por meio de bomba de injeção que conduz a
nata por meia da mangueira com bico de injeção munido de perfurações laterais,
o qual deve ser posicionado em cada válvula manchete.
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ASPECTOS EXECUTIVOS
Passo IV Injeção da nata de concreto
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ASPECTOS EXECUTIVOS
Passo IV Injeção da nata de concreto
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ASPECTOS EXECUTIVOS
Passo IV Injeção da nata de concreto
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ASPECTOS EXECUTIVOS
Fonte
: S
erk
iF
undações, S
D
Passo V Protensão dos tirantes
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ASPECTOS EXECUTIVOS
Fonte
: S
erk
iF
undações, S
D
Passo VI Acabamento Final
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ASPECTOS EXECUTIVOS
Fonte
: S
erk
iF
undações, S
D
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DIMENSIONAMENTO
São necessários:
Topografia
Arquitetura ( se houver)
Sondagem
Dimensionamento:
Geométrico
Geotécnico e Estrutural
Empuxos Verificação quanto a norma!
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DIMENSIONAMENTO
Verificação quanto a norma!
5,0
0m
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Coeficiente K em função do tipo de solo
Tipo de solo K(kN/m²)
Argila/Silte 10,00
Argila pouco arenosa/siltosa 6,00
Areia pouco argilosa/siltosa 4,00
Areia 3,00
Tipo de Solo f Tricone (mm)
Argila 110 - 150
Silte 130 - 150
Areia 130 - 180
DIMENSIONAMENTO
Formulação Joppert Jr. Método de Brasileiro de Atirantamento
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Exemplo 01
Uma areia média pouco argilosa compacta apresenta
peso especifico de 18,00 kN/m³. A coesão do solo é 2,00
kN/m². O ângulo de atrito interno é de cerca de 26º ,
fornecendo um coeficiente de empuxo ativo de 0,39. A
cortina possui altura de 5,00 m e se estende por 20,00 m.
O valor médio do SPT é 16,5 golpes. Os tirantes
possuem capacidade carga igual a 340 kN e carga de
ruptura de 1050,00 kN. O equipamento que faz a
perfuração possui tricone de 130 mm. Não haverá ficha
nesse muro.
Pede-se: uma estimativa inicial do número de tirantes
(Utilize o FS = 2,0); O comprimento total do tirante
(comprimento livre + comprimento do bulbo).Utilize o
comprimento livre igual ao mínimo normatizado em todos
os tirantes; Se você pode gastar R$ 120 mil para instalar
os tirantes, é possível prosseguir com o
dimensionamento?
15,00 kN/m²
O preço por metro de tirante é
de R$ 195,10 ( Sicro – 2017)
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Exemplo
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Exemplo 02
Uma cortina atirantada deve ser dimensionada para conter um
talude. A altura de projeto da estrutura será de 10,00 metros.
Solo contido tem suas informações fornecidas na Tabela. A
placa de ancoragem será de 15º e o tri-cone é de 150 mm.
Sugere-se o uso de tirantes um com capacidade de carga com
capacidade de carga de 440 kN. As cargas de ruptura é 1070
kN, respectivamente. Adote o espaçamento horizontal inicial
dos tirantes igual a 1,50 m.
Sugere-se que seja adotado como AC=33º ( Ver
Gerscovich,2016). O ângulo de deslocamento () é igual a 0º;
O valor do médio do SPT é 15,80 golpes e a ficha que aparece
na Figura será calculada como Embutimento de fundação. A
cortina possui extensão de 12,00 metros.
Pede –se que sejam verificados os aspectos normatizados.
Argila Arenosa
Peso Especifico (kN/m³) 17
Ângulo de Atrito Interno (º) 30
Coesão (kPa) 7,5
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PROPRIEDADES IMPORTANTESCORTINAS ATIRANTADAS
Neste item pode –
se optar por
analisar o bulbo
de tensões.
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PROPRIEDADES IMPORTANTESCORTINAS ATIRANTADAS
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PROPRIEDADES IMPORTANTESCORTINAS ATIRANTADAS
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Exemplo
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Exemplo
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Exemplo
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Exemplo
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Exemplo
30/06/2017 Cortinas e escoramentos 42
Exemplo
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REFERÊNCIAS
ARESI JR, Luiz Antônio. TRINDADE, Sérgio. Contenção de Encosta. Revista Fundações e Obras Geotécnicas. Em foco.
Editora Rudder. Edição 55. Ano 6. p. 66-77, mai. 2015.
Denise Gerscovich, Robson Saramago, Bernadete Ragoni Danzige; Contenções: teoria e aplicações em obras. Oficina de
Texto. 2016.
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, 96p,2005.
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Obrigado pela atenção.
Perguntas?
Fluxo no solo
AULAS
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Aula 01 – Fluxo no solo
Aula 02 – Redes de Fluxo confinado Aula 03 – Redes de Fluxo não confinado
Aula 04 – Erosão interna e Ruptura Hidráulica
Aula 06 – Barragens
Aula 07 – Elementos de Projeto Aula 08 – Instrumentação de barragens e análises
Aula 09 – Aspectos construtivos
Aula 11 – Técnicas de estabilização de encostas
Aula 12 – Estruturas de contenções Aula 13 – Escoramento Provisório
Aula 05 –
Aula 14 – Cortinas de Contenção Aula 15 – Cortinas Atirantadas
Aula 00 – Apresentação / Introdução
Parte III – Taludes e Estruturas de contenção
Parte II – Barragens de Terra
Parte I – Fluxo no solo
Aula 10 – Pequena Barragem de terra – “Pré Projeto”