Aula 8 Contenções

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CONTENÇÕESÇ
ALFRAN SAMPAIO MOURA, D.Sc.
Universidade Federal do Ceará UFCUniversidade Federal do Ceará - UFC
Mecânica dos Solos II - P. Alfran S. Moura
Estruturas de Contenção
Contenção: todo elemento ou estrutura destinado a 
contrapor-se a empuxos ou tensões geradas em maciço 
cuja condição de equilíbrio foi alterada (corte ou aterro)cuja condição de equilíbrio foi alterada (corte ou aterro)
Tipos de contenção:
- Paramentos
- Escoramentos
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Estruturas de contenção: aplicações
ferroviaferrovia
Cruzamentos em desnível
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Estruturas de contenção: aplicações
rodovia
Via em nível inferior à vizinhança
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Estruturas de contenção: aplicações
Constenção
em subsolo
Constenção
em subsolo
Contenção
em subsolo 
Mecânica dos Solos II - P. Alfran S. Moura
RETALUDAMENTOS
 Consiste na alteração da 
i d l d
RETALUDAMENTOS
geometria de um talude, 
quando houver espaço, 
fazendo-se um jogo de pesos,fazendo se um jogo de pesos, 
aliviando a crista e carregando 
o pé do talude.
Obs: pode-se usar alguns elementos externos (tirantes, grampos, etc)Mecânica dos Solos II - P. Alfran S. Moura
PARAMENTOS
Tipos de Paramentos
PARAMENTOS
- Muros
- Estacas-prancha- Estacas-prancha
- Cortinas de estacões
- Cortinas de microestacas ou estacas raiz
- Cortinas de estacas hélice contínua
- Paredes-diafragma
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E lh d Ti d P tEscolha do Tipo de Paramento
Complexa ( no alternativas e de fatores intervenientes)
- Distribuição e grandeza das cargas atuantes;
- Características do subsolo;Características do subsolo;
- Espaço disponível para a construção;
- Vizinhança;
P d NA- Presença do NA;
- Importância das obras projetadas.
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Muros de Arrimo
Estruturas corridas de parede vertical (ou quase) apoiada em 
fundação rasa ou profunda, construídas em alvenaria ou concreto.
Destinadas a contrapor-se a empuxos horizontais gerados em um 
maciço cujo equilíbrio foi alterado por algum tipo de escavação, cortemaciço cujo equilíbrio foi alterado por algum tipo de escavação, corte 
ou aterro. 
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Ti d M d A iTipos de Muros de Arrimo
Classificados em função da forma como resistem aos 
empuxos, sua esbeltez e dos materiais constituintes
- Muros de gravidadeMuros de gravidade
- Flexão ou concreto armado
- Muros atirantados
M d t f t- Muros de contrafortes
- Muros de gabião
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Muro de gravidade
Estabilidade pelo peso próprio
Antieconômico p/ muros altosAntieconômico p/ muros altos
Diversas seções transversais
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Muro de flexão
Conc. Armado
DelgadoDelgado
Seção transversal em L
Resistem por flexão 
Utilizam parte do maciço arrimado
Econômico p/ muros de 5 a 8m
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Muros de contraforte
Possuem elementos verticais de 
grande porte
Lajes verticais finas p/ amarração 
laje/face
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Muros atirantados
Estruturas mistas (muros de flexão + tirante)
Contêm maiores alturas de solos
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Muros de gabiões: 
Superposição de “gaiolões” de arame cheios com pedras
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Drenagem
Utilizado para evitar problemas decorrentes do acúmulo de 
água junto ao tardoz interno do arrimo.
3,0m
1,5m
(D=75 a 100mm)
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Critérios de ProjetoCritérios de Projeto
Etapas:
1ª Cálculo dos empuxos atuantes: R ki C l b1ª - Cálculo dos empuxos atuantes: Rankine, Coulomb
2ª - Pré-dimensionamento da seção transversal do muro: 
Regras empíricas (função da H e tipo de muro adotado)
3ª - Verificação das condições de equilíbrio ou ç ç q
estabilidade do muro: Considera-se um corpo rígido submetido a forças 
externas
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Mecânica dos Solos II - P. Alfran S. Moura
Verificação das condições de equilíbrio ou estabilidade ç ç q
do muro
EP Ea
N
Fat
Condições de equilíbrio:
Fh = 0Fv = 0Mo = 0
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S t t b t Segurança quanto ao tombamento
 Segurança quanto ao deslizamento
 Segurança quanto a ruptura e deformação Segurança quanto a ruptura e deformação 
excessiva do terreno de fundação
 Estabilidade do conjuntoj
Obs: Anteriormente ao cálculo, é imprescindível o perfeito conhecimento 
das características do terreno (’ c’ e )das características do terreno ( , c e )
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 Segurança quanto ao tombamento
EaP
cg
yy
x
A
EMMomento atuante (tombamento) em relação a A: yEM aA .
Momento resistente: xPMR .R
P/ não haver tombamento: MR > MA
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R
M
MFS 
AM
Onde: 
MA = Momentos atuantes (Mt)
MR = Momentos resistentesR
Fs  1,5
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 Segurança quanto ao deslizamento
Verificação do equilíbrio das forças horizontais
Despreza-se o empuxo passivoDespreza se o empuxo passivo
P/ não haver deslizamento:
Ea
P
ata FE 
.PEa 
F
EA ER
N
Fat
5,1
A
R
E
EFsObs:=tg
Coeficiente de rolamento (tg) A
Onde: 
ER = Esforços resistentes
EA = Esforços solicitantes 
terreno natural: 0,6
concreto de limpeza: 0,7
rocha: 0,75
Na falta de  é comum usar  = Na falta de , é comum usar  
 Segurança quanto a ruptura e deformação excessiva doSegurança quanto a ruptura e deformação excessiva do 
terreno de fundação
max  adm
min  0
 6eV  max
min
6
1 c
eV
A B


    
P
B
B/3
p/ e < B/6 B
P
Me Ac 
,p/ e < B/6
Pc
EOnde M = E y
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EaP
y
Onde MA = EA.y
Cálculo da capacidade de carga;p g ;
Métodos semi-empíricos: Prático, Terzaghi e Peck , Meyerhof
Métodos teóricos: Terzaghi, Vesic
‘
Onde:
c = coesão
P
c = coesão
 = peso específico do solo acima da CA
‘ = peso específico do solo baixo da 
fundação
D = profundidade de assentamento
Superfície do terreno
Cota de assentamento
h
D = profundidade de assentamento
B = largura da fundação
Nc, Nq e N = fatores de capacidade de 
carga
45-/2 45-/2
I
II
III
Superfície de ruptura
B
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B
Fatores de capacidade de carga:a o es de capac dade de ca ga
Ruptura 
generalizada
Ruptura localizada
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 Estabilidade do conjuntoEstabilidade do conjunto
A possibilidade de ruptura do terreno segundo 
uma superfície de deslizamento deve ser 
investigada 
Escoramentos e Cortinas de Contençãoç
Estruturas de contenção esbeltas, em geral, com paramento 
ertical q e resistem ao emp o apoiando se em o trasvertical, que resistem ao empuxo apoiando-se em outras 
estruturas ou por meio de engastamento no solo
Escoramento
Tipos
- Escoramento 
- Cortinas em balanço;
- Cortinas ancoradas.
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ESCORAMENTOS
Estruturas provisórias executadas para 
possibilitar a construção de outras obraspossibilitar a construção de outras obras.
A contenção vertical se apóia sobre peças de 
madeira ou metálicas
EstroncasEstroncas
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Estroncas
Componentes: 
Parede EstroncaParede
Longarina
Estronca
Pontalete
Paredes: madeira, metálica ou concreto (contínua ou não)
Longarina: linear, longitudinal,horizontal (em geral) e apóia a parede
Estroncas: madeira ou aço, horizontal e perpendicular às longarinas 
MetálicasMetálicas
- São reutilizáveis
- Não usa terrenos adjacentes
De madeira (eucalipto)
- Contenção de valas pouco 
profundas de sistemas de água, p g ,
esgoto, etc
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Obs: há ainda estroncas de vigas de concreto (definitivas, canalização de córregos, laje de cobertura
 ESCORAMENTO CONTÍNUO
 ESCORAMENTO DESCONTÍNUO
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 PONTALETAMENTO:
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CORTINAS ANCORADASCORTINAS ANCORADAS
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CORTINAS EM BALANÇOCORTINAS EM BALANÇO
resistem ao empuxo devido ao p
engastamento no solo e, portanto, 
necessitam de uma ficha mínima 
para o equilíbriopara o equilíbrio
Tipos:
-Cortinas de estacas justapostas
Paredes diafragma-Paredes diafragma
-Perfis pranchados
-Estacas prancha
Ficha: comprimento mínimo de embutimento da 
parede no solo abaixo do fundo da escavação
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parede no solo abaixo do fundo da escavação
Cortinas de estacas Justapostas
 Cravadas ou escavadas, em geral solidarizadas por vigas de amarração
- Estacões escavados
- Tubulões
Estacas raiz- Estacas raiz
- Hélice contínua
- Estacas broca
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Paredes diafragma
 Execução de painéis de concreto armado, ou não, em geral, 
justapostas, de profundidade e espessura variáveis, formando uma j p p p
cortina. 
TiTipos:
- Moldada “in loco”
- Placas pré-moldadas de 
concreto armado
escavação
- Cimento, bentonita e água
Mecânica dos Solos II - P. Alfran S. MouraMecânica dos Solos II - P. Alfran S. Moura
Mecânica dos Solos II - P. Alfran S. Moura
Parede-diafragma moldada “in loco”
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Perfis pranchados
 A medida que o terreno é escavado, são colocados entre estacas 
metálicas cravadas (1 a 2m), pranchões de madeira ou concreto, ( ) p
formando uma cortina.
A i d NA- Acima do NA
- Solos que permitam a 
escavação
- Econômicas contenções até ç
6m
- Pequeno espaço p/Pequeno espaço p/ 
implantação
Vibrações indesejáveis
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- Vibrações indesejáveis
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Estacas-prancha
 Cravação de elementos metálicos, dotados de um encaixe 
“macho/fêmea” formando uma cortina.
P d f t-Podem formar paramento 
estanque e dispensar 
rebaixamento do NA
-Reutilizadas
-Causa vibrações na execução
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Obs: concreto - limitado em contenções elevadas, difícil manejo e vibrações
madeira – pequenas contenções (valas de água e esgoto)
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CORTINAS ATIRANTADAS
Resistem ao empuxo pela ação de uma força de ancoragem 
aplicada à parede de contenção por elementos denominados de p p ç p
tirantes, que são ancorados no terreno
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Mecânica dos Solos II - P. Alfran S. Moura
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9
7
.
8
3
CASCALHO ARENOSO
REATERRO
COTA = 97,65
5
0
ARGILA SILTO-ARENOSA
1 0 0 0
REATERRO 15°
2
5
0
COLCHÃO DRENANTE
VER DET.5
5
5
0
8 0 0
7 0 0
15°
2
5
0
DRENO SUPERFICIAL
= 100 mm - DET. 5
9
5
5
92 8 0 0
8 0 0
DSHP = 75 mm - i = 5º
2000
4 5 0
15°
2
5
0
8 0 0SILTE ARENOSO
2000
3 0 0 CORTE MANUAL
1
0
0
MICROESTACAS  = 100 mm R
ROCHA ALTERADA
MICROESTACAS  = 100 mm 
A CADA 2,5 m -DET. 9
1
0
0
V
A
R
Cortina antirantada
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Cortina antirantada
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i +
Cortina em
h
v
FS<1,0
Cortina em 
balanço
Cortina 
atirantada
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ESCOLHA DO TIPO DE CONTENÇÃO
Tipo Uso Características do soloTipo Uso Características do solo
Obras de contenção
Muros de arrimo e gabiões Estabilização de aterros, escavações
de médio a pequeno porte.
Qualquer tipo de solo, devendo-se
apenas fazer as verificaçõesde éd o a peque o po e.
Obras permanentes.
ape as a e as ve cações
quanto à capacidade de carga
do solo de fundação.
Cortinas em balanço Estabilização de cortes e obras
t á i t
Qualquer tipo de solo, apresentando
li it õ l ã àtemporárias, ou permanentes,
de rápida execução.
limitações com relação à
altura da escavação que pode
fazer com que a ficha seja
extremamente elevada.
Cortinas atirantadas Estabilização de grandes cortes ou
aterros. Aplicáveis nas
situações em que deve ser
minimizada a movimentação
Qualquer tipo de solo, exceto solos
orgânicos.
do maciço a ser contido.
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Teoria de Coulomb (1776)
- A superfície de ruptura é um plano
- O atrito no muro é considerado
1. Empuxo Ativo
Forças envolvidas:
W = peso da cunha
F = resultante das forças normal e 
cisalhante na superfície de ruptura
P = empuxo ativo
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Pa = empuxo ativo
Partindo do equilíbrio de forças e fazendo dPa/d = 0, p/ obter max Pa , chega-se a:
aa KHE ..2
1 2
2
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2 Empuxo Passivo2. Empuxo Passivo
De forma análogaDe forma análoga
pp KHE ..2
1 2
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