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9 Necessários para a realização de cortes no terreno, para adaptar ao projeto e para execução de subsolos Escavações e escoramentos Cuidados básicos para não provocar instabilidade ou danos a prédios visinhos: 9 banquetas (taludes, trincheiras); 9 retomada das fundações (no caso de fundação vizinha locada na divisa Î ALICERCES DE PEDRA 9 obras de contenção: escoramentos, cortinas Escavações e escoramentos BANQUETAS Seqüência da escavação em função da facilidade de circulação do equipamento; depois começa a escavar a divisa por trincheiras inclinação do talude h:a 1:1 Ö solos pouco consistentes 2:1 Ö solos de consistência média 3:1 Ö solos de alta consistência n:1 Ö solos rochosos (n > 3) Contenção com taludes Escavações e escoramentos Inclinações admissíveis de taludes γ (ton/m3) φ c (ton/m2) h (m) a:h Areia fina 1,8 22,5 1,0 0 – 3,0 3,0 – 6,0 1:1,5 1:1,75 Silte 2,0 20,0 1,5 0 – 3,0 3,0 – 6,0 1:1,5 1:1,5 Argila mole 1,9 15,0 2,5 0 – 3,0 3,0 – 6,0 1:1,5 1:1,5 Argila rija 2,0 10,0 3,5 0 – 3,0 3,0 – 6,0 1:1,5 1:1,5 Contenção com taludes Escavações e escoramentos Casos em que não se pode escavar só com banquetas como contenção: - N.A. elevado - solos instáveis Contenção com taludes Escavações e escoramentos TRINCHEIRAS 9Escavações junto às divisas, feitas em ETAPAS RETOMADA DE FUNDAÇÕES 9 Prolongamento de alicerces vizinhos quando se quer executar fundações ou escavações junto à divisa ou contenções Contenção com taludes Escavações e escoramentos RETOMADA DE FUNDAÇÕES nível I nível da escavação nível II – novo nível de assentamento das fundações do vizinho Fundações do vizinho Contenção com taludes Escavações e escoramentos 9 apóia as paredes ou faces da escavação 9 estruturas provisórias 9 inclinados ou horizontais 9 elementos: parede, longarina, estroncas, tirantes, bermas Obras de contenção - ESCORAMENTOS Escavações e escoramentos 9 parede: contato direto com o solo; contínua ou descontínua; madeira, aço ou concreto 9 longarina: elemento linear e longitudinal, serve de apoio à parede Ö vigas de madeira, aço ou concreto 9 estroncas: (ou escoras) elemento horizontal ou inclinado, serve de apoio à longarina (perpendiculares à longarina). Podem ser de madeira ou aço. Dependendo do comprimento podem ser contraventadas ou ter apoios intermediários (estacas metálicas cravadas para suportar seu peso) Obras de contenção - ESCORAMENTOS Escavações e escoramentos 9 tirantes: elemento introduzido no solo, serve de apoio à longarina (trabalham à TRAÇÃO) Ö mesma função das estroncas 9 bermas: maciços de solo não escavados Ö banquetas com trincheiras alternadas Obras de contenção - ESCORAMENTOS Escavações e escoramentos 9 pranchas de madeira de grande seção, verticais ou horizontais, espaçadas ou justapostas com encaixe lateral (CORTINAS) 9as pranchas são dispostas à medida que a escavação prossegue na horizontal e são cravadas até um nível inferior ao da escavação Obras de contenção – Escoramentos de madeira Escavações e escoramentos 9 colocação de longarinas e estroncas com auxílio de cunhas quando as pranchas não suportam os esforços de flexão. 9 1º crava as estacas até um nível inferior ao da escavação prevista 9 2º vai escavando CUIDADO COM FLUXO DE ÁGUA SUBTERRÂNEO! Obras de contenção – Escoramentos de madeira Escavações e escoramentos 9escoramento provisório 9rapidez e facilidade na execução 9funcionamento à flexão: deformabilidade não só na parede do escavamento mas também no solo. 9CUIDADO PRÉDIOS VIZINHOS Ö distância prédio até escavação > h/2 Obras de contenção – Escoramentos misto Escavações e escoramentos METAL E MADEIRA 9parede: encaixe de perfis I metálicos (cravados com bate- estacas) com pranchas de madeira 91o: cravação perfis I 92o: escavação vertical com colocação das longarinas e estroncas 9espaçamento dos perfis: 1 a 2 metros (depende do cálculo) Obras de contenção – Escoramentos misto Escavações e escoramentos METAL E MADEIRA Obras de contenção – Escoramentos misto Escavações e escoramentos METAL E MADEIRA Obras de contenção – Escoramentos misto Escavações e escoramentos METAL E MADEIRA apoios intermediários Ö perfis I cravados cuidados: • contato íntimo entre as pranchas e o solo (CUNHAS) • edificações vizinhas Obras de contenção – Escoramentos misto Escavações e escoramentos CORTINAS DE ESTACAS-PRANCHA 9estruturas planas ou curvas formadas pela cravação de estacas-prancha justapostas no solo 9madeira, metálica, concreto armado (obra definitiva) 9obras portuárias, proteção de taludes, proteção de fundações vizinhas Obras de contenção – Escoramentos misto Escavações e escoramentos CORTINAS DE ESTACAS-PRANCHA CONCRETO 9estacas pré-moldadas com encaixe macho-fêmea 9viga de amarração nas cabeças Obras de contenção – Escoramentos Escavações e escoramentos cuidados: 9 vibrações 9 juntas Ö se não for garantida a verticalidade pode haver FUGA DE MATERIAIS FINOS 9cravação Ö danos nas estacas por ação do martelo CORTINAS DE ESTACAS-PRANCHA METÁLICA 9 perfil de aço laminado “U” ou “Z” com encaixes para justaposição Misto metal/ madeira Metálico Contraventamento Apoios intermediários Obras de contenção – Escoramentos Escavações e escoramentos Vantagens do escoramento metálico em relação aos de concreto e madeira: 9 regularidade, estanqueidade 9 variedade de módulos de resistências à disposição no mercado 9 contenções de grande altura (> 5m) 9possibilidade de reutilização ensecadeiras 9facilidade de cravação e retirada no caso de escoramento temporário Obras de contenção – Escoramentos Escavações e escoramentos 9 contenções ancoradas ou apoiadas em outras estruturas Ö fazem parte da estrutura a ser construída 9 operações de escavação 9 pequena deformabilidade devido ao sistema de escoramento ou apoio Ö TIRANTES Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos 9são cortinas de concreto moldadas no local ou pré-moldadas que tem a função de suportar a escavação 9escavação de trincheiras sucessivas ou intercaladas λ = 2 a 3 metros 9 espessura = 30cm a 1,2 metros (determinado pela espessura da clam shell) 9 profundidade até > 50 metros (permitem a execução de vários subsolos em edifícios) PAREDES-DIAFRAGMA Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos 9colocação da armadura pré montada; ajustes finais pelos operários 9preenchimento com concreto (moldadas no local) ou colocação de placas de concreto pré-moldadas 9escavação com equipamentos de grande porte Ö não podem ser executados em locais onde os equipamentos não possam ter acesso PAREDES-DIAFRAGMA Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos 9lama bentonítica para estabilizar a escavação 9paredes-guia de concreto armado 9qualquer tipo de solo 9N.A. elevado 9estanques PAREDES-DIAFRAGMA h=1m - para definir posição da parede - para garantir verticalidade Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos Clam-shell PAREDES-DIAFRAGMA Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos Lama Bentonítica: água + bentonita (tipo de argila) em proporções adequadas Mecanismo: balanceamento pressão tixotropia: aumento de viscosidade quando em repouso Ö forma-se uma película impermeável na parede da escavação chamada “cake” Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos Lama Bentonítica: 9Características mínimas – NBR 6122/86: peso específico viscosidade pH espessura da película “cake” teor de areia 9 Para manter suas propriedades, deve passarpor um processo de desarenaçãoÖ decantação CUIDADO Öo nível da lama deve estar no mínimo 1,5m acima do lençol freático Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos PAREDE DIAFRAGMA MOLDADA NO LOCAL Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos PAREDE DIAFRAGMA MOLDADA NO LOCAL 1. parede-guia de concreto 2. escavação com lama 3. chapa-junta entre painéis sucessivos Ö elementos metálicos com formato tipo macho-fêmea colocados na extremidade dos painéis ANTES da concretagem (antes da armadura). Deve ser retirado assim que o concreto iniciar a pega 4. colocação da armadura na perfuração com lama 5. concretagem com tremonha Ö nos casos em que tiver lama Ö DE BAIXO PARA CIMA Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos PAREDE DIAFRAGMA MOLDADA NO LOCAL tubo tremonha Ö concretagem de baixo para cima Concreto: • consumo cimento ≅ 400kg/m3 • a/c ≤ 0,60 • Slump 18 a 20cm Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos PAREDE DIAFRAGMA PRÉ-MOLDADA 3 tremonha para colocação do coulis 21 Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos PAREDE DIAFRAGMA PRÉ-MOLDADA Vantagens: 9acabamento definitivo 9melhor qualidade do concreto Ö não há risco de misturar com lama, solo ou água 9maior precisão no posicionamento da ferragem 925 a 30% mais delgada 9processo mais rápido Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos EQUIPAMENTO JÁ RETIRA O SOLO ESCAVADO MISTURADO COM A LAMA BENTONÍTICA POR BOMBEAMENTO Ö RAPIDEZ NA EXECUÇÃO Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos CORTINA DE ESTACAS TIPO “RAIZ” Equipamento Ö rotação ou rotação + percussão com circulação de água ou ar comprimido 9terrenos resistentes ou com matacões 9execução alternada com fechamento posterior ao longo do perímetro 9cuidado com verticalidade: JUNTAS Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos CORTINA DE ESTACAS TIPO “RAIZ” Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos CORTINA COM ESTACAS ESCAVADAS E CONCRETO PROJETADO 9execução de estacas escavadas espaçadas (Franki; Strauss ou Rotativa) 9escavação EM ETAPAS (para que não haja desmoronamento) e colocação de tela metálica em forma de arco 9aplicação do concreto projetado Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos CORTINA COM ESTACAS ESCAVADAS E CONCRETO PROJETADO Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos JET GROUTING 9introdução de haste no terreno e rotação 9injeção de uma mistura de ar, água e nata de cimento (velocidade = 200 a 320 m/s, pressão = 200 a 500 x pressão atmosférica) 9desagregação do solo (se mistura à nata de cimento) e formação de uma “coluna” de solo cimento φ até 3 metros. Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos JET GROUTING 9características (propriedades do solo-cimento) = f (composição da calda, pressão do jato e rotação da haste) 9problema: juntas Ö devido à irregularidade da superfície 9 técnica usada também para reforço de subsolos Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos JET GROUTING 1- perfuração 2- fim da perfuração 3- inicio do jateamento do solo 4- subida e rotação da haste 5- término e repetição do processo silos de cimento Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos CORTINA DE ESTACÕES OU TUBULÕES 9 execução de estacas ou tubulões 9 tubulões: escavação manual; acesso difícil; matacões 9 elementos intercalados: espaço preenchido com: concreto projetado, cortina de concreto armado ou alvenaria 9 elementos justapostos: preenchimento da junta com injeções químicas ou colunas Jet Grout Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos CORTINA DE ESTACÕES OU TUBULÕES Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos Obras de contenção: MUROS DE ARRIMO 9 para cortes e aterros 9 estruturas corridas de parede vertical ou quase vertical apoiadas em fundações superficiais ou profundas 9 alvenaria (tijolos ou pedras), concreto (simples ou armado), elementos especiais (elementos pré-moldados) Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos MUROS DE GRAVIDADE 9 os empuxos são suportados pelo peso próprio (estruturas massivas) 9 contenção com altura < 5 metros (alturas pequenas) 9 necessidade de espaço: largura da base = 40% da altura Ö precisa de área dentro do terreno 9 em cortes: escavação e construção por etapas (trincheiras) 9 em aterros: é todo construído antes, para depois receber o aterro Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos Obras de contenção: MUROS DE ARRIMO MUROS DE GRAVIDADE Muro de pedra seca : • pedras encaixadas manualmente • taludes com até 1,5 metros de altura • espessura mínima: 50 cm • baixo custo, mão-de-obra não especializada Muro de pedra argamassada • assentamento das pedras com argamassa • taludes com até 3 metros de altura • espessura mínima: 50 cm • baixo custo, mão-de-obra não especializada Muro de concreto ciclópico • concreto e agregado de grandes dimensões • necessário o uso de fôrmas • taludes com mais de 4 metros de altura Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos Obras de contenção: MUROS DE ARRIMO MUROS DE GRAVIDADE Crib-walls Ex.: Colégio Catarinense/Koesa • elementos empilhados por encaixe (engradado) • concreto pré-moldado, aço ou madeira • preenchimento com terra, solo-cimento, entulho ou pedras Ö bom para receber entulho de obra • resiste pela forma geométrica e pelo peso • taludes com até 20 metros de altura • aterros em encostas íngremes e em locais instáveis • insensíveis a movimentações e recalques Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos Obras de contenção: MUROS DE ARRIMO MUROS DE GRAVIDADE Muro de gabiões • gaiolas prismáticas de arame galvanizado, preenchidas com pedras (preenchimento mecânico) • terreno nivelado previamente • proteção superficial de encostas, contenção de aterros e de margens de rios • mão-de-obra não especializada • risco de corrosão da tela. Hoje: revestimento com liga de Zn/Al. • Primeira obra com gabiões Ö 1894 Ö margens do Rio Reno (Itália). Permanece até hoje Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos Obras de contenção: MUROS DE ARRIMO MUROS DE GRAVIDADE Muro de solo-cimento ensacado • mistura de solo, cimento e água ensacada • sacos de amiagem ou geossintéticos • proteção superficial, contenção de encostas, contenção de taludes de até 6 metros de altura • baixo custo, construção simples, mão-de-obra não qualificada • locais de difícil acesso Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos Obras de contenção: MUROS DE ARRIMO MUROS ATIRANTADOS 9elementos que funcionam como tirantes (à tração) Ö Não são os tirantes usados em cortinas 9 “tirantes” = chumbadores (barras de aço ou vigas de concreto armado) prendem o muro a blocos, vigas ou estacas implantadas no maciço de solo 9 pequenas alturas de contenção (até 3 metros) 9 baixo custo Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos Obras de contenção: MUROS DE ARRIMO MUROS DE FLEXÃO 9 seção transversal em L ou T invertido 9 estruturas esbeltas em concreto armado 9 anti-econômicos para h > 5m 9 aplicação em aterros, reaterros, taludes e proteção de encostas 9 menor volume que os muros de gravidade Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos Obras de contenção: MUROS DE ARRIMO MUROS DE FLEXÃO + esbeltos Ö resistem aos empuxos por flexão Obras decontenção – Cortinas Escavações e escoramentos Obras de contenção: MUROS DE ARRIMO MUROS DE CONTRAFORTE 9 elementos verticais - contrafortes ou gigantes - internos ou externos ao muro, espaçados (alguns metros) Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos Obras de contenção: MUROS DE ARRIMO 9 resistem à flexão pelo engastamento na fundação 9 largura da base = 40% altura 9 cuidado Î TRANSLAÇÃO! Cuidados Relativos às Obras de Contenção DRENAGEM 9 canaletas no topo e na base do talude para captar águas superficiais 9 dreno de areia entre solo e estrutura para captar águas subterrâneas (pode ser acrescentada uma camada de geotextil para evitar carreamento do solo) 9 barbacãs: tubos horizontais curtos (número e diâmetro = f (dimensão da obra de contenção) Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos DRENAGEM – MUROS DE GRAVIDADE Auto drenagem Canaletas Dreno Barbacãs Pedra Seca X X Pedra Argamassada X X X Concreto Ciclópico X X X Crib Walls* X X Gabiões* X X Muros Ca* X X X Cortina Cravada X X X Cortina Atirantada X X X * manta entre o aterro e o muro para evitar fuga de solo Obras de contenção – Cortinas Escavações e escoramentos Cuidados Relativos às Obras de Contenção 9 REBAIXAMENTO DO NÍVEL DO LENÇOL FREÁTICO devido ao carreamento de solos para dentro da escavação (erosão interna) Î cuidado com recalque de vizinhos! 9 DEFORMAÇÃO POR FLEXÃO 9 OBTENÇÃO DA FICHA Î é necessária para uma contenção estável. A dificuldade na obtenção da ficha leva à necessidade de escoramento (estroncas) 9RUPTURA DO FUNDO DA ESCAVAÇÃO Î pelo princípio dos vasos comunicantes Cuidados Relativos às Obras de Contenção Escavações e escoramentos Piezômetro Î mede pressão NA externo acima do nível da escavação com levantamento do fundo Cuidados Relativos às Obras de Contenção Escavações e escoramentos Tirantes 9NBR 5629/95 “Execução de tirantes ancorados no terreno” 9fios, barras ou cordoalhas de aço protendidos 9funcionam à tração 9usados para suporte de cortinas e muros de contenção 9provisórios ou definitivos 9fixação no maciço por “bulbo de ancoragem” (perfuração e injeção de nata de cimento) Escavações e escoramentos Tirantes Escavações e escoramentos Tirantes 9 custo da perfuração: 62% do custo total do tirante 9 custo da protensão: 2% do custo total 9 dimensionamento e execução meticulosos 9 acompanhamento com instrumento de precisão Î rompem sem avisar! Escavações e escoramentos VANTAGENS: 9elimina a necessidade de estroncas Î > área para trabalho dentro do terreno 9fundações simples Î as estruturas atirantadas podem ter fundações simples 9impedem o deslocamento inicial do arrimo devido à protensão Î menor risco às edificações vizinhas Tirantes Escavações e escoramentos DESVANTAGENS/LIMITAÇÕES DE USO: 98 metros dentro do terreno vizinho Î NO MÍNIMO! 9levantamento da superfície do terreno em solos argilosos 9corrosão do tirante 9serviço especializado Î oneroso (relação custo x benefício) Escavações e escoramentos Tirantes SEQÜÊNCIA EXECUTIVA 9perfuração com revestimento até o final 9lavagem do furo com água; limpeza final com ar comprimido 9preenchimento do furo com nata de cimento com auxílio de mangueira (a/c = 0,5) 9introdução do tirante 9 instalação da cabeça de injeção Î acoplamento para iniciar injeção da nata 9 injeção da nata de cimento sob pressão, com retirada simultânea do revestimento Escavações e escoramentos Tirantes ATIRANTAMENTO EM ÁREAS DE CORTE Escavações e escoramentos Tirantes ATIRANTAMENTO EM ÁREAS DE CORTE Cortina atirantada Escavações e escoramentos Tirantes
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