ESTUDO DA ADERÊNCIA CALDA-ROCHA E ARGAMASSA-ROCHA PARA ANCORAGENS EM ROCHA BASÁLTICA DA BACIA DO PARANÁ - Claiton Mesacasa

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE COMUNITÁRIA DA REGIÃO DE CHAPECÓ 
(UNOCHAPECÓ) 
Mestrado Profissional em Tecnologia e Gestão da Inovação 
 
 
 
 
 
 
 
Claiton Mesacasa 
 
 
 
 
 
ESTUDO DA ADERÊNCIA CALDA-ROCHA E ARGAMASSA-ROCHA PARA 
ANCORAGENS EM ROCHA BASÁLTICA DA BACIA DO PARANÁ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Chapecó/SC, 2019 
CLAITON MESACASA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTUDO DA ADERÊNCIA CALDA-ROCHA E ARGAMASSA-ROCHA PARA 
ANCORAGENS EM ROCHA BASÁLTICA DA BACIA DO PARANÁ. 
 
 
 
 
 
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Tecnologia e Gestão da Inovação, da 
Universidade Comunitária da Região de Chapecó 
(UNOCHAPECÓ), como parte dos requisitos para 
obtenção do grau de mestre em Tecnologia e Gestão 
da Inovação. 
 
 
Orientadores: 
Prof. Me. Sílvio Edmundo Pilz 
Prof. Dr. Roberto Carlos Pavan 
 
 
 
 
 
 
 
 
Chapecó/SC, 2019 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
 
Figura 1 – Comparação à resistência a compressão uniaxial ................................................... 17 
Figura 2 – Domínios Geológicos .............................................................................................. 18 
Figura 3 – Perfil 021 representativo ao solo ............................................................................. 19 
Figura 4 – Mapa Geológico do Estado de Santa Catarina (Sem Escala) .................................. 19 
Figura 5 – Mapa Geológico do Oeste Catarinense (Sem Escala) ............................................. 20 
Figura 6 – Mapa Geológico da Região de Chapecó (Sem Escala) ........................................... 20 
Figura 7 – Descrição Bacia do Paraná ...................................................................................... 21 
Figura 8 – Tipos de fundações .................................................................................................. 25 
Figura 9 – Ruptura geral pelo maciço ...................................................................................... 30 
Figura 10 - Maneiras de arrancamento aproximado de ancoragem em relação aos planos de 
descontinuidade ........................................................................................................................ 31 
Figura 11 – Ruptura no contato nata-rocha .............................................................................. 34 
Figura 12 - Aderência nata-maciço .......................................................................................... 37 
Figura 13 – Ruptura por deslizamento da armadura................................................................. 39 
Figura 14 – Esquema dos mecanismos de deslizamento da armadura ..................................... 40 
Figura 15 – Ruptura da armadura ............................................................................................. 41 
Figura 16 – Interpretação dos Ensaios CCBT .......................................................................... 44 
Figura 17 – Diferentes contribuições da estrutura para a ISE .................................................. 53 
Figura 18 – Recalque x rigidez relativa da estrutura-solo ........................................................ 54 
Figura 19 – Influência da construção nos recalques ................................................................. 54 
Figura 20 – Esforços e modelo de fundação a adotar no pilar ................................................. 56 
Figura 21 – Solução de fundação adotada ................................................................................ 58 
Figura 22 - Localização do campo experimental...................................................................... 61 
Figura 23 - Locação dos Pontos de Sondagem e Ancoragens .................................................. 62 
Figura 24 - Corte do testemunho da sondagem em 90º ............................................................ 63 
Figura 25 - Corte utlizando o gabarito de madeira em 30º (a) e 45º (b) ................................... 64 
Figura 26 - Medidas para corte dos testemunhos tanto de 45º quanto para 30º ....................... 65 
Figura 27 - Perfuratriz in loco .................................................................................................. 66 
Figura 28 - Testemunhos com diâmetro de 75mm para resistência a compressão uniaxial ..... 67 
Figura 29 - Amostras para o ensaio de flexão por carregamento em três pontos ..................... 68 
Figura 30 – Procedimento de ruptura ....................................................................................... 68 
Figura 31 - Preparação dos moldes de PVC ............................................................................. 69 
Figura 32- Moldes de PVC preenchido com o testemunho ...................................................... 70 
Figura 33 - Ensaio de fluidez .................................................................................................... 71 
Figura 34 - Amostras de calda de cimento ............................................................................... 72 
Figura 35 - Ensaio de consistência da argamassa ..................................................................... 73 
Figura 36 - Molde para resistência a tração na flexão e compressão da argamassa ................. 74 
Figura 37 - Amostras de argamassa .......................................................................................... 75 
Figura 38 - Amostras de calda, argamassa e CCBT ................................................................. 76 
Figura 39 - Tração na flexão (a) e compressão da argamassa (b), compressão calda de cimento 
(c) .............................................................................................................................................. 77 
Figura 40 - Pré-projeto das Ancoragens com diâmetro, profundidade, tipo de selagem, barra de 
tirante e estimativa de carga ..................................................................................................... 78 
Figura 41 - Perfuratriz para furo de 14cm ................................................................................ 79 
Figura 42 - Equipamento manual para furo de 5cm ................................................................. 80 
Figura 43 - Lâmina com aumento 1,0X, luz polarizada ........................................................... 83 
Figura 44 - Lâmina com aumento 5,0X, luz polarizada ........................................................... 83 
Figura 45 - Lâmina com aumento de 5,0X, luz natural ............................................................ 84 
Figura 46 - Aumento de 20,0x, luz polarizada ......................................................................... 84 
Figura 47 - Classificação quanto á resistência a compressão simples das rochas estudadas ... 86 
Figura 48 - Corpo de prova submetido ao ensaio de compressão aos 45º de calda de cimento (a) 
e (b) detalhe da superfície quando rompida.............................................................................. 89 
Figura 49 - Amostra rompida na argamassa ............................................................................. 90 
Figura 50- Amostra rompida na rocha ...................................................................................... 90 
Figura 51 - Calda de cimento: envoltória de ruptura do contato aderente segundo Macedo (1993)
 .................................................................................................................................................. 94 
Figura 52 – Argamassa: envoltória de ruptura do contato aderente segundo Macedo (1993) . 94 
Figura 53 - Instalação dos equipamentos para ensaio de arrancamento ................................... 99 
Figura 54 - Abas das vigas metálicas deformada ...................................................................100 
Figura 55 - Ruptura barra-selagem diâmetro 14cm, profundidade 80cm calda de cimento .. 101 
Figura 56 - Furo diâmetro 14cm, profundidade 80cm calda de cimento antes do ensaio de 
arrancamento (a) após o ensaio (b) ......................................................................................... 102 
Figura 57 - Ruptura no maciço rochoso ................................................................................. 103 
Figura 58 - Furos de calda de cimento próximos ao furo da argamassa ................................ 103 
Figura 59 - Furo após limpeza do maciço solto...................................................................... 104 
Figura 60- Equipamento para moldagem dos corpos de prova .............................................. 128 
Figura 61- Nivelador de camadas ........................................................................................... 129 
Figura 62 – Primeira parte da sondagem rotativa ................................................................... 132 
Figura 63 – Segunda parte da sondagem rotativa ................................................................... 132 
file:///C:/Users/PC/Dropbox/MESTRADO%202017%20-%20Inovação%20Tecnologica/DISSERTAÇÃO/Pesquisa%20Claiton%20Mesacasa%20-%2003-10-2019.docx%23_Toc21103908
Figura 64 - Caixa da extração da sondagem SM -05 .............................................................. 133 
Figura 65 -Controle de traço argamassa CP-V ARI 40 kg ..................................................... 134 
Figura 66 - Controle de traço argamassa CP-V ARI 50 kg .................................................... 135 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 – Diâmetros de perfuração em rocha 24 
Tabela 2 – Índice de qualidade da rocha (RQD) 24 
Tabela 3 – Tensões utilizadas nos projetos de ancoragens em basaltos 38 
Tabela 4 – Faixa de valores de ancoragens em rocha 39 
Tabela 5 – Cargas a serem aplicadas no ensaio de recebimento 49 
Tabela 6 - Características e resultados dos ensaios RCS dos corpos de provas de rocha 85 
Tabela 7 - Tensão de ruptura 87 
Tabela 8- Valores de resistência a compressão simples da calda de cimento considerando os 
15% superiores e inferiores da média aritmética 88 
Tabela 9 - Valores de resistência a tração na flexão e compressão simples da argamassa 
adotando os 15% para obter a média aritmética 88 
Tabela 10- Resumo dos valores obtidos para as amostras utilizando cimento tipo CP V-ARI 88 
Tabela 11 - Resultados dos ensaios CCBT, identificando as amostras, carga máxima de ruptura, 
tensão atingida e o local de ruptura do corpo de prova composto. 91 
Tabela 12 - Calculo da adesão e ângulo de atrito na junta calda de cimento-rocha e argamassa-
rocha 93 
Tabela 13 - Valores de resistência a compressão simples da calda de cimento considerando os 
15% superiores e inferiores da média aritmética 96 
Tabela 14 - Valores de resistência a tração na flexão e compressão simples da argamassa 
adotando os 15% para obter a média aritmética 96 
Tabela 15- Valores de resistência a tração na flexão e compressão simples da argamassa 
adotando os 15% para obter a média aritmética 97 
Tabela 16 - Valores de resistência a compressão simples da calda de cimento considerando os 
15% superiores e inferiores da média aritmética 97 
Tabela 17 - Valores de resistência a tração na flexão e compressão simples da argamassa 
adotando os 15% para obter a média aritmética 97 
Tabela 18 - Valores de resistência a tração na flexão e compressão simples da argamassa 
adotando os 15% para obter a média aritmética 98 
Tabela 19 - Resultados dos ensaios de arrancamento das ancoragens. 105 
Tabela 20 - Resultados do Sw médio dos ensaios de arrancamento das ancoragens 106 
Tabela 21 - Resultados finais de todos os trabalhos realizados com a metodologia CCBT em 
comparação com resultados de arrancamento 106 
Tabela 22- Tolerância de tempo para ruptura 130 
LISTA DE QUADROS 
 
Quadro 1 – Número de Sondagens ........................................................................................... 22 
Quadro 2 - Tensões de contato máximas entre a armadura e a selagem .................................. 41 
Quadro 3 - Comparação entre recomendações de ensaio de arrancamento ............................. 50 
Quadro 4 – Quadro da 1ª hipótese para a sapata ...................................................................... 56 
Quadro 5 – Quadro da 2ª hipótese para a sapata para atender condições ................................. 57 
Quadro 6 – Quadro da solução adotada para a sapata .............................................................. 58 
Quadro 7 - Aderência calda-maciço ....................................................................................... 107 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas 
ASTM – American Society For Testing And Materials 
CCBT – Composite Cylinder Bond Test 
CP – Cimento Portland 
DNIT – Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes 
FHWA - Federal Highway Administration 
ISE – Interação Solo-Estrutura 
NBR – Normas Brasileiras 
RQD – Rock Quality Designation 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE SÍMBOLOS 
 
A/C – Relação entre as quantidades de água e cimento na dosagem; 
ℎ𝑟 – Comprimento de ancoragem; 
P – Carga; 
d – Diâmetro; 
F – Fator de segurança; 
𝐿𝐴 – comprimento de ancoragem; 
𝜏 𝑛𝑎𝑡𝑎−𝑚𝑎𝑐𝑖ç𝑜 – tensão de aderência no contato nata-maciço; 
𝜏 𝑎𝑑𝑚 – Tensão de aderência admissível rocha-nata; 
𝜏 𝑡 – Tensão de trabalho; 
𝜏 𝑢𝑙𝑡 – Tensão última; 
𝜏𝑢𝐵 – Tensão média de contato na interface armadura-ligante, na ruptura; 
𝑆𝑚𝑖𝑛 – Seção mínima do tirante; 
𝜎𝑟 – Tensão de ruptura da barra do tirante; 
𝑞𝑠 = Tensão de Aderência última (Mpa) 
SW – Tensão de adesão; 
𝜑 – Ângulo de atrito; 
S – Resistência ao cisalhamento no plano de junta; 
𝛽 – Ângulo de junta do corpo de prova composto; 
𝜎1 – Tensão principal no ensaio de compressão uniaxial; 
𝜎𝑛𝛽 – Tensão normal no ângulo de junta 𝛽; 
𝜏𝛽 – Tensão cisalhante no ângulo de junta 𝛽; 
𝜎1A – Tensão axial de ruptura do corpo de prova composto com junta em 30º; 
𝜎1B – Tensão axial de ruptura do corpo de prova composto com junta em 45º; 
𝑓𝑐 – Resistência à compressão; 
𝐹0 – Carga inicial; 
𝐹𝑡 – Carga que pode ser aplicada ao tirante; 
Mx – Momento no eixo x; 
My – Momento no eixo y. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
MESACASA, Claiton. Estudo da Aderência calda-rocha e argamassa-rocha para 
ancoragens em rocha basáltica da bacia do Paraná. 2019. Dissertação (Mestrado em 
Tecnologia e Gestão da Inovação) – Universidade Comunitária Regional de Chapecó 
(Unochapecó), Chapecó (SC), 2019 
 
A evolução dos sistemas e técnicas construtivas na construção civil vem resultando cada 
vez mais em maiores vãos e grandes alturas em edificações e, em consequência, aumenta-se a 
exigência da presença de elementos tracionados nas fundações, tal como as ancoragens. Para 
dimensionar os corretos níveis de tensões a serem aplicados nas fundações e obras de 
infraestrutura é de extrema importância avaliar corretamente a resistência limitada pelo maciço 
geotécnico, além de conhecer a aderência entre a calda de cimento e o maciço. Objetiva este 
trabalho estudar experimentalmente ancoragens em rocha para fundações de prédios, com o uso 
de argamassa, comparando os resultados com uso de nata de cimento e verificar o 
comportamento da adesão nata-rocha e argamassa-rocha. A metodologia adotada para a 
realização deste trabalho foi efetuar ensaios em campo e laboratório, em campo foram 
realizadas 36 ancoragens, 18 com 5cm de diâmetro e 18 com 14cm de diâmetro, em um campo 
experimental com rocha basálticaaflorando. Dentre estes ensaios, os furos realizados com 
diâmetro de 5 cm tiveram profundidade variáveis de 90cm à 200cm e os de 14cm de diâmetro 
a profundidade variou de 50cm à 100cm. Destes 18 furos 9 deles foram preenchidos com calda 
de cimento e os outros 9 com argamassa, para ambos diâmetros. As barras utilizadas foram da 
marca DIWIDAG de 32mm e 36mm e após a cura dos materiais ligantes foram efetuados os 
ensaios de arrancamento conforme padrões normativos. Para os ensaios em laboratório a 
metodologia adotada foi o Composite Cylinder Bond Test (CCBT), para determinar a adesão 
entre calda-rocha e argamassa-rocha em laboratório e poder comparar com a adesão encontrada 
nas ancoragens realizadas em campo. Para análise dos resultados foi realizado uma média 
entre os valores de tensão cisalhante dos ensaios de CCBT e arrancamentos, os resultados 
mostraram que a utilização de argamassa em substituição à nata de cimento é viável, pois os 
resultados apresentaram valores muito próximos entre eles, com variação na ordem de 9,5% 
para os furos de 14 cm e 3% para os furos de 5cm. Também se observou que o uso de ancoragens 
com profundidades pequenas gera preocupação, pois se houver fraturas na rocha pode promover 
a ruptura do maciço rochoso, influenciando um grau de ruptura de 90º a 60º com a vertical da 
barra. Pode-se afirmar, portanto, que o uso de argamassa em ancoragens para fundações é 
possível, o que permite uma redução no custo da fundação, mostrando-se uma alternativa 
técnica inovadora e com ótimo desempenho. 
 
Palavras-Chave: Ccbt, Ancoragens, Aderência, Fundações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
MESACASA, Claiton. Rock-grout and mortar adhesion study for basaltic rock anchorages 
in the Paraná basin. 2019. Dissertation (Mester in Technology and Inovation Manager) – 
Regional Communitary University of Chapecó (Unochapecó), Chapecó (SC), 2019. 
 
The evolution of construction systems and techniques in civil construction is increasingly 
resulting in greater spans and heights in buildings and, as a result, the requirement for the 
presence of traction elements in the foundations, such as anchorages. In order to determine the 
correct stress levels to be applied in foundations and infrastructure works, it is extremely 
important to correctly evaluate the strength limited by the geotechnical mass, and to know the 
adhesion between the grout and the mass. The objective of this work is to experimentally study 
rock anchorages for building foundations using mortar, comparing the results with the use of 
cement cream and to verify the behavior of rock cream and rock mortar adhesion. The 
methodology adopted for this work was to carry out field and laboratory tests. In the field, 36 
anchorages were carried out, 18 with 5cm in diameter and 18 with 14cm in diameter, in an 
experimental field with outcropping basaltic rock. Among these tests, the holes drilled with a 
diameter of 5 cm varied in depth from 90cm to 200cm and those of 14cm in diameter ranged 
from 50cm to 100cm. Of these 18 holes 9 of them were filled with grout and the other 9 with 
mortar for both diameters. The bars used were 32mm and 36mm DIWIDAG brand and after 
the cure of the binder materials the pullout tests were performed according to normative 
standards. For the laboratory tests, the methodology adopted was the Composite Cylinder Bond 
Test (CCBT), to determine the adhesion between rock grout and rock mortar in the laboratory 
and to be able to compare with the adhesion found in the field anchors. For the analysis of the 
results, an average was obtained between the shear stress values of the CCBT and pullout tests. 
The results showed that the use of mortar in substitution of the cement cream is feasible, since 
the results presented very similar values, with variation. 9.5% for 14 cm holes and 3% for 5 cm 
holes. It was also observed that the use of anchors with small depths raises concern, because if 
there are fractures in the rock can promote the rupture of the rock mass, influencing a degree of 
rupture of 90º to 60º with the vertical of the bar. Therefore, it can be said that the use of mortar 
in foundation anchors is possible, which allows a reduction in the cost of the foundation, 
proving to be an innovative and highly performing technical alternative. 
 
Key words: Ccbt, Anchors, Grip, Foundations. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 11 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ....................................................................................... 13 
2.1 CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA DAS ROCHAS ............................................... 13 
2.1.1 Formação das rochas 13 
2.1.2 Rochas ígneas 14 
2.1.2.1 Basalto ......................................................................................................... 15 
2.1.3 Propriedades das rochas 15 
2.1.4 Caracterização Geológica da Região de Chapecó/SC 17 
2.2 ESTUDO DOS SOLOS ............................................................................................. 21 
2.2.1 Investigação geotécnica 21 
2.2.1.1 Sondagem a percussão – SPT...................................................................... 22 
2.2.1.2 Sondagem rotativa ....................................................................................... 23 
2.2.2 Sondagem mista 24 
2.3 TIPOS DE FUNDAÇÕES EM ROCHA ................................................................... 25 
2.4 ANCORAGENS ENGASTADAS EM ROCHA ...................................................... 27 
2.4.1 Tensões e Modos de Ruptura 29 
2.4.1.1 Ruptura geral pelo maciço........................................................................... 29 
2.4.1.2 Ruptura por deslizamento do trecho ancorado ............................................ 32 
2.4.1.2.1 Deslizamento da selagem-maciço........................................................... 33 
2.4.1.2.2 Deslizamento da armadura - selagem ..................................................... 39 
2.4.1.3 Ruptura da armadura, zona de apoio e cabeça de ancoragem ..................... 41 
2.4.1.4 Ruptura por perda de carga em tirantes - tracionados ................................. 42 
2.5 MÉTODO DE ENSAIO DE LABORATÓRIO COMPOSITE CYLINDER BOND 
TEST – CCBT ....................................................................................................................... 43 
2.5.1 Descrição geral do método de ensaio 43 
2.5.2 Interpretação de resultados e aplicação prática 45 
2.6 MATERIAIS TÉCNICOS E NORMAS PARA ENSAIOS ...................................... 46 
2.6.1 Ensaios de ancoragem em rocha 48 
2.7 INTERAÇÃO SOLO-ESTRUTURA ........................................................................ 51 
3 MÉTODOS E PROCEDIMENTOS .............................................................................. 60 
3.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ..................................................... 60 
3.2 CORTE DOS TESTEMUNHOS DE SONDAGEM ................................................. 62 
3.3 ENSAIO DE RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO SIMPLES EM ROCHA ............. 65 
3.4 DETERMINAÇÃO DO MÓDULO DE RUPTURA (FLEXÃO POR 
CARREGAMENTO EM TRÊS PONTOS EM ROCHA).................................................... 67 
3.5 ENSAIO CCBT ......................................................................................................... 69 
3.5.1 Procedimento de moldagem e cura dos corpos de provas de calda de 
cimento 70 
3.5.2 Procedimento de moldagem e cura dos corpos de provas de argamassa 
 72 
3.5.3 Procedimento de ruptura dos corpos de provas 75 
3.6 ENSAIO DE ARRANCAMENTO ............................................................................ 77 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ....................................................................................82 
4.1 ANÁLISE PETROGRAFICA ................................................................................... 82 
4.2 RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO SIMPLES ......................................................... 85 
4.3 DETERMINAÇÃO DO MÓDULO DE RUPTURA (FLEXÃO POR 
CARREGAMENTO EM TRÊS PONTOS) ......................................................................... 87 
4.4 ENSAIO CCBT ......................................................................................................... 87 
4.4.1 Interpretação e Análise 92 
4.5 ENSAIO DE ARRANCAMENTO ............................................................................ 95 
5 CONCLUSÕES ............................................................................................................. 109 
6 RECOMENDAÇÕES FINAIS ..................................................................................... 111 
7 REFERÊNCIAS ............................................................................................................ 112 
8 ANEXOS ........................................................................................................................ 118 
8.1 ANEXO A: CONTROLE DE INSUMOS ............................................................... 118 
8.2 ANEXO B: ANÁLISE PETROGRÁFICA NBR 15845-1 (ASSOCIAÇÃO 
BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2015) ............................................................. 119 
8.3 ANEXO C: ENSAIO DE COMPRESSÃO AXIAL EM ROCHA NBR 15845-5 
(ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2015) ................................. 121 
8.4 ANEXO D: DETERMINAÇÃO DO MÓDULO DE RUPTURA (FLEXÃO POR 
CARREGAMENTO EM TRÊS PONTOS) NBR 15845-6 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA 
DE NORMAS TÉCNICAS, 2013) ..................................................................................... 123 
8.5 ANEXO E: CALDA DE CIMENTO PARA INJEÇÃO: DETERMINAÇÃO DO 
ÍNDICE DE FLUIDEZ NBR 7681-2 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS 
TÉCNICAS, 2013) .............................................................................................................. 124 
8.6 ANEXO F: CALDA DE CIMENTO PARA INJEÇÃO: DETERMINAÇÃO DA 
RESISTÊNCIA Á COMPRESSÃO NBR 7681-4 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS, 2013) ........................................................................................... 125 
8.7 ANEXO G: ARGAMASSA: ENSAIO DA DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE 
CONSISTÊNCIA NBR 13276 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 
2016) 126 
8.8 ANEXO H: ENSAIO DA DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA A TRAÇÃO NA 
FLEXÃO E A COMPRESSÃO AXIAL EM ARGAMASSA NBR 13279 (ASSOCIAÇÃO 
BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2005) ............................................................. 127 
8.9 ANEXO I: SONDAGEM ROTATIVA SM -05 ...................................................... 131 
8.10 ANEXO J: TRAÇO PARA ARGAMASSA C2 FUNDAÇÕES ......................... 133 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 11 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
As fundações são a base para todos os tipos de obras, pois são a partir delas que todo o 
carregamento das construções é transmitido para o solo. O custo relacionado a sua execução e 
manutenção é elevado, mas os custos de não proceder a esses investimentos imprescindíveis à 
execução do restante da obra são incalculáveis, pois são diversos os riscos gerados com as 
problemáticas causadas por uma fundação mal dimensionada ou executada (KOSHIMA et al. 
2016). 
 Cada forma de execução de uma fundação possui suas próprias características e o seu 
correto dimensionamento está inteiramente ligado ao tipo de solo e/ou rocha em que será 
executada. Contudo, para o início de um projeto existem diversos dados que devem ser levados 
em conta no momento da decisão, como o nível do lençol freático, origem e formação dos solos 
e/ou rochas, caracterização e classificação dos solos e/ou rochas, investigações geotécnicas, 
resistência ao cisalhamento, capacidade de carga e empuxos, compressibilidade e adensamento, 
distribuição de pressões, cálculo de deformações, recalques e ainda o acesso existente no 
terreno para a entrada de equipamentos. Assim como também a vibração que eles podem 
provocar podendo interferir nas edificações vizinhas e muitos outros fatores que devem ser 
considerados na etapa de projeto (KOSHIMA et al. 2016). 
A evolução dos sistemas e técnicas construtivas na construção civil vem resultando cada 
vez mais em maiores vãos e grandes alturas em edificações e, em consequência, aumenta-se a 
exigência da presença de elementos tracionados nas fundações, tal como as ancoragens. De 
acordo com Ferreira, Porto e Silva (2017), as ancoragens são peças fixadas no terreno que tem 
como finalidade suportar tensões de tração e transmitir esses esforços ao maciço ao qual foram 
ancoradas. 
Neste sentido, Cintra et al. (2013) afirmam que para dimensionar os corretos níveis de 
tensões a serem aplicados nas fundações e obras de infraestrutura é de extrema importância 
avaliar corretamente a resistência limitada pelo maciço geotécnico, além de conhecer a 
aderência entre a calda de cimento e o maciço. E para isso estudam-se os ensaios de aderência 
calda ou argamassa com a rocha, possibilitando maiores informações estatísticas na execução 
das atividades de resolução do tracionamento das fundações. 
No entanto, a correta determinação deste parâmetro apresenta desafios, devido à grande 
variabilidade geológica entre diferentes regiões e à dificuldade de realização de ensaios 
principalmente durante a etapa de projeto. Usualmente, realizam-se ensaios de arrancamento in 
 12 
 
sitsu para avaliar a tensão de aderência, necessitando, portanto, a mobilização de equipamentos 
de grande porte (perfuração, injeção e instrumentos de medição de carga), normalmente viáveis 
apenas durante a própria fase de implantação da obra (KOSHIMA et al. 2016). 
Buscando uma alternativa de menor custo e maior praticidade, a metodologia Composite 
Cylinder Bond Test (CCBT), proposta inicialmente por Macedo (1993), permite determinar a 
adesão entre calda-rocha e argamassa-rocha em laboratório. Assim, a adesão pode ser avaliada 
por meio de corpos de prova compostos de metades cilíndricas cortadas da rocha que se deseja 
estudar e metades cilíndricas complementares do material cimentício a ser utilizado na 
ancoragem, moldadas em laboratório. 
Barley e Windsor (2000) destacam os avanços das ancoragens, onde separam os 
métodos de reforços, entre outras técnicas: ancoragem no terreno, reforço com cabos e 
grampeamento ou ancoragem em rocha. Basicamente todas as técnicas procuram assegurar a 
estabilidade de uma estrutura artificial construída dentro ou sobre uma massa de solo e/ou rocha 
através da instalação destes elementos estruturais. 
Os métodos atuais para determinação de capacidade de carga para ancoragens são os 
utilizados especialmente para contenções. Não há muitas publicações e ensaios experimentais 
para avaliar as teorias no grampeamento de fundações, especialmente em rochas basálticas. 
 Levando em consideração os aspectos expostos, a relevância da pesquisa reside na 
proposta de um estudo aprofundado na metodologia de dimensionamento e aplicação 
experimental de testes de arrancamento de ancoragens para um comparativo aos processos de 
dimensionamento consagrados apresentados nas literaturas utilizadas largamente pelos 
projetistas. Desta forma, foram dimensionados grampos pelos métodos semi-empíricos 
existentes nas literaturas e comparado o valor encontrado com os valores obtidos a partir dos 
ensaios de compressão axial dos materiais utilizados para amostragem, como a nata de cimento, 
argamassa e da rocha (basalto), do ensaio através do método CCBT e do ensaio de arrancamento 
in loco. 
Objetiva este trabalho demostrar através de ensaios experimentais de arrancamento 
(tração) e comparação com métodos semi-empíricos o resultado de aderência de determinados 
materiais com a rocha e avaliar experimentalmente a capacidade de carga de arrancamentode 
ancoragens em rochas basálticas da Formação Serra Geral, utilizadas em fundações dos 
edifícios em altura. 
 13 
 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
Neste capítulo mostra-se uma compilação de informações da literatura que foram 
necessárias ao presente trabalho. Inicia-se com a abordagem fundamental sobre as rochas ígneas 
eruptivas, com ênfase nos basaltos e posteriormente sobre as ancoragens em rochas e tensão de 
aderência e, por fim, apresentam-se materiais, métodos, ensaios de arrancamento, rupturas dos 
maciços descritas pelas literaturas consagradas. 
 
2.1 CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA DAS ROCHAS 
 
 Ao mesmo tempo em que se reúnem as informações sobre a geologia encontrada na 
região de Chapecó/SC é importante abordar sobre a origem e os fenômenos geológicos que 
formaram e determinam as principais características (mecânicas, geotécnicas, entre outras) das 
formações desse território como um todo. 
 
2.1.1 Formação das rochas 
 
Para Gill (2014), a crosta terrestre é composta basicamente de rochas, que junto com os 
fósseis formam os elementos da geologia utilizados para decifrar os fenômenos de 
temporalidade, fenômenos do passado e atuais. 
Por definição, as rochas são produtos consolidados, resultantes da união natural de 
minerais. Diferente dos sedimentos, que são conjuntos de minerais soltos, as rochas têm os seus 
cristais ou grãos constituintes muito bem unidos. Dependendo do processo de formação, a força 
de ligação dos grãos constituintes varia, resultando em rochas "duras" e rochas "brandas" 
(TEIXEIRA et al., 2009). 
A NBR 6502 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS) define rocha 
como elemento maciço, consistente e constituído por um unico ou mais minerais, com 
propriedades físicas e mecânicas específicas para cada tipo. 
Teixeira et al. (2009) afirmam que o magma é o elemento de formação das rochas 
ígneas, um material que apresenta como composição mais comum os silicatos e óxidos. 
 
Uma das principais formas de classificar as rochas, agrupando-as a partir das 
características em comum ou parecidas, é a genética. Nesta classificação as rochas são 
 14 
 
agrupadas conforme seu modo de formação na natureza. Partindo desse pressuposto, as rochas 
se dividem em três grandes grupos: Ígneas ou magmáticas, sedimentares e metamórficas 
(TEIXEIRA et al., 2009). 
Segundo o território em curso a classificação é representada por rochas ígneas, para 
amplificar e decifrar a geologia da área em estudo se extrai o conceito de formação desse tipo 
de solo. 
 
2.1.2 Rochas ígneas 
 
De acordo com Teixeira et al. (2009), a classificação da rocha em usualidade do material 
na construção e na ornamentação, são fontes de minerais de minério, substrato para 
reservatórios subterrâneos de água e entender o meio ambiente, pois as rochas ígneas possuem 
uma representação de 70% da crosta terrestre. 
Conforme Teixeira et al. (2009), as rochas ígneas representam junto com as rochas 
metamórficas 95% do volume das rochas na crosta continental, mas apenas 25% da área de 
superfície. Assim encontradas facilmente nos montantes mais profundos da superfície, onde se 
apoiam originalmente as fundações. 
As rochas ígneas são a resultante da cristalização do magma através dos processos de 
vulcanismo e plutonismo. Quando a consolidação do magma ocorre no interior da terra formam-
se as rochas plutônicas ou conhecidas como intrusivas, através de um processo lento de 
resfriamento. Como o processo de resfriamento está correlacionado a textura do material, 
solidifica-se uma textura de granulação média a grossa, como por exemplo, o granito. Quando 
o local de cristalização é na superfície da terra formam-se as rochas vulcânicas ou conhecidas 
como extrusivas, através de um processo de resfriamento rápido, materializando uma textura 
de granulação fina, como por exemplo, o basalto. Ou seja, para reconhecer uma rocha intrusiva 
ou extrusiva é necessário avaliar a sua textura (DAS; SOBHAN, 2014). 
Leinz e Amaral (1980) afirmam que o resfriamento das rochas intrusivas é de maneria 
lenta, disponibilizando um tempo para que os minerais em composição cresçam o suficiente 
para serem naturalmente visíveis a olho nu. Enquanto nos magmas extrusivos, o resfriamento é 
muito mais rapido e não há tempo suficiente para os cristais crescerem muito e ficarem 
perceptíveis. 
 
 15 
 
2.1.2.1 Basalto 
 
Segundo Teixeira et al. (2009), o basalto é a rocha vulcânica mais abundante e sua 
composição química é rica em piroxênios e plagioclásio cálcico. 
Pelo motivo de sua formação ser por resfriamento rápido do magma, possui como 
principais características a coloração escura, devido à presença de mineiras escuros (com ferro 
e magnésio), e fina granulação, a qual confere a rocha uma alta resistência à compressão e baixa 
resistência à abrasão (TEIXEIRA et al., 2009). 
Na sua formação podem aparecer, em sua massa, pequenas cavidades arredondadas, que 
são os moldes de bolha de gases que escapam das lavas durante o seu processo de solidificação. 
 
2.1.3 Propriedades das rochas 
 
Conforme estabelece a NBR 6502 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS 
TÉCNICAS, 1995), as propriedades das rochas estão relacionadas principalmente ao grau de 
alteração, ao grau de fraturas e às características das descontinuidades. 
O grau de alteração da rocha refere-se, segundo a NBR 6502 (ASSOCIAÇÃO 
BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1995, p. 6), a “Identificação do estágio em que se 
encontram os constituintes minerais modificados e transformados pela ação de agentes externos 
e/ou internos.”. Esta caracterização correlaciona às suas propriedades mecânicas, por isso tem 
sido aplicada a todos os tipos de rocha. A partir do grau ou da intensidade dessa alteração são 
caracterizadas as rochas em: sã ou quase sã; pouco alterada; medianamente alterada; muito 
alterada; e por fim, extremamente alterada. 
A NBR 6502 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1995) 
conceitua rocha sã ou quase sã contendo componentes mineralógicos originais intactos, sem 
mostrar indícios de decomposição com juntas ligeiramente oxidadas e sem haver perda de sua 
resistência mecânica. 
Rocha pouco alterada como “Rocha com alteração incipiente ao longo das fraturas e 
com alguns componentes mineralógicos originais muito pouco transformados. Resistência 
mecânica pouco abaixo à da rocha sã.” (NBR 6502, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS, 1995, p. 6). 
 16 
 
Ainda de acordo com a norma, rocha medianamente alterada define-se como 
componentes originais parciais, onde 1/3 do tamanho do corpo da rocha está alterada. As 
camadas superficiais das descontinuidades apresentam de maneira parcial a ação ao 
interperismo, e sua esistencia mecânica é inferior à da rocha pouco decomposta 
Conceitua-se rocha muito alterada as rochas que apresentam uma decomposição não 
uniforme de matriz, com 2/3 do corpo da rocha apresentando modificação. A NBR 6502 
(ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1995) afirma que a rocha dessocia 
parcialmente na presença de água e fragmenta facilmente com choque mecânico. 
Já a rocha extremamente alterada, de acordo com a NBR 6502 (ASSOCIAÇÃO 
BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1995) apresenta componeste mineralógicos iniciais 
que foram, com exeção do quartzo, alterados totalmente ou parcialmente pelo interperismo 
quimico, apontando ainda com a estrutura da rocha matriz totalemente friável, nem sempre se 
decompondo na presença de água. Ao ver geomecânico, este maciço rochoso constitui materiais 
de transição entre rocha e solo, denominada tamém como saprolto ou saprólito. 
O grau de fraturamento, como afirma a NBR 6502 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS, 1995) é empregado normalmente na classificação básica de maciços 
rochosos, pois é examinado o índice de qualidade das rochas, o qual é determinado pela 
enumeração de fraturas através de uma certa direção, empregando-se o número de fraturas por 
metro nos testemunhosde sondagem ou contadas diretamente na superfície de afloramentos 
rochosos sem levar em consideração as fraturas resultantes do processo de perfuração. 
As descontinuidades são designadas pela NBR 6502 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA 
DE NORMAS TÉCNICAS, 1995) como ordenação geológica que impede a continuidade física 
dos maciços rochosos. O termo engloba todas as estruturas, como falhas, juntas, fissuras, 
contato entre duas rochas, etc.”. 
Quanto à resistência das rochas, pode-se afirmar que estão intimamente ligadas as suas 
propriedades. Hawkins (1998) apresentou a comparação da resistência à compressão uniaxial 
das rochas do ponto de vista de vários autores, com seus respectivos anos, como pode-se 
verificar na Figura 1. 
 
 17 
 
Figura 1 – Comparação à resistência a compressão uniaxial 
 
Fonte: Adaptado de Hawkins (1998) 
 
Em vista disso, Floriano (2014) afirma que o consenso no meio geotécnico, é identificar 
a resistencia a compressão uniaxial das rochas, quando inferiores a 50 MPa apresentam baixa 
resistência, e que à baixo de 20 MPa apresentam resistência muito baixas. 
 
2.1.4 Caracterização Geológica da Região de Chapecó/SC 
 
 Conforme o boletim de pesquisa e desenvolvimento intitulado de Solos do Estado de 
Santa Catarina, realizado pela Embrapa Solos, no ano de 2004 e pelo Programa Geologia do 
Brasil (2014), a cidade de Chapecó/SC está condicionada e caracterizada na Bacia do Paraná 
no supergrupo de São Bento, este por sua vez divide-se em diferentes formações, sendo o 
município de Chapecó/SC pertencente a Formação Serra Geral – Solos desenvolvidos a partir 
das rochas do derrame do Trapp. 
Nas Figuras 2 a 7, demonstra-se a localização geográfica da cidade e suas principais 
características geotécnicas, quanto a sua classificação e utilização do basalto na pesquisa geral. 
 18 
 
Na formação Serra Geral pouco mais de 50% da área do território catarinense acha-se 
recoberta por rochas desta unidade, constituída por uma sequência vulcânica, compreendendo 
desde rochas de composição básica até rochas com elevado teor de sílica e baixos teores de 
ferro e magnésio. 
A sequência básica ocupa a maior parte do planalto catarinense, sendo constituída 
predominantemente por basaltos e andesitos. Rochas vulcânicas intermediárias e de caráter 
ácido são de ocorrência secundária. As de caráter intermediário ocorrem predominantemente 
nas proximidades de Chapecó/SC e Irani/SC. 
 
Figura 2 – Domínios Geológicos 
 
Fonte: Adaptado de Programa Geologia do Brasil (2014) 
 
Essa descrição é relativa ao estudo realizado pala Embrapa Solos (2004), com a 
utilização de amostras de solos estudadas pelo programa de pesquisa. Tendo na amostra de 
perfil nº 021 a proximidade às dependências do município. Conforme pode-se observar na 
Figura 3. 
 
 19 
 
Figura 3 – Perfil 021 representativo ao solo 
 
Fonte: Adaptado de Embrapa Solos (2004) 
 
Figura 4 – Mapa Geológico do Estado de Santa Catarina (Sem Escala) 
 
Fonte: Adaptado de Programa Geologia do Brasil (2014) 
 
 20 
 
Figura 5 – Mapa Geológico do Oeste Catarinense (Sem Escala) 
 
Fonte: Adaptado de Programa Geologia do Brasil (2014) 
 
Figura 6 – Mapa Geológico da Região de Chapecó (Sem Escala) 
 
Fonte: Adaptado de Programa Geologia do Brasil (2014) 
 
 21 
 
Figura 7 – Descrição Bacia do Paraná 
 
Fonte: Adaptado de Programa Geologia do Brasil (2014) 
 
2.2 ESTUDO DOS SOLOS 
 
2.2.1 Investigação geotécnica 
 
Conforme Velloso e Lopes (2012), para a implantação de uma infraestrutura em um 
determinado local, são necessários que sejam realizados os reconhecimentos preliminares 
através de sondagens. A investigação geotécnica é um estudo realizado no terreno visando o 
reconhecimento do perfil de solo ali existente, assim como o nível do lençol freático, através 
dessa investigação é possível avaliar entre outros aspectos a resistência das camadas do solo 
naquele determinado local. 
A profundidade a ser explorada pelas sondagens de simples reconhecimento para efeito 
do projeto geotécnico é em função do tipo de edifício, das características particulares de sua 
estrutura, de suas dimensões em planta, da forma da área carregada e das condições geotécnicas 
e topográficas locais, conforme orienta a NBR 8036 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS, 1983, p. 2): 
 
As sondagens devem ser levadas até a profundidade onde o solo não seja mais 
significativamente solicitado pelas cargas estruturais, fixando-se como critério aquela 
profundidade onde o acréscimo de pressão no solo, devida às cargas estruturais 
aplicadas, for menor do que 10% da pressão geostática efetiva. 
 
 
 
 22 
 
Referente à quantidade e locação das sondagens a NBR 8036 (ASSOCIAÇÃO 
BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1983) decide que o número de sondagens deve ser 
de acordo com a área de projeção do edifício em planta, segundo mostra o Quadro 1. 
 
Quadro 1 – Número de Sondagens 
Área da projeção do edifício em planta N° de Sondagens 
Até 1200m² 1 para cada 200m² 
De 1200m² a 2400m² 1 para cada 400m² que excederem 1200m² 
Acima de 2400m² De acordo com plano particular da obra 
 Fonte: Adaptado de NBR 8036 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1983) 
 
 A NBR 8036 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1983) 
salienta ainda que em quaisquer situações o número ínfimo de sondagens deve ser de: 
• Dois para área da projeção em planta do edifício até 200 m²; 
• Três para área entre 200 m² e 400 m². 
 
Existe uma diversificada gama de métodos para se fazer uma averiguação do 
comportamento do solo. Conforme Velloso e Lopes (2012), a interação e conhecimento do solo 
para com a inserção de uma estrutura futura possuem como principais processos de investigação 
os poços, as sondagens a trado, a percussão com SPT, rotativas, mistas, ensaios de cone e 
ensaios pressiométricos. 
Como o estudo de ancoragens em rochas será para fundações de edifícios em altura na 
região de Chapecó tratará de obras onde foram realizadas sondagens mistas. 
 
2.2.1.1 Sondagem a percussão – SPT 
 
A determinação da capacidade de carga axial para projetos de fundações requer que 
sejam realizados estudos geotécnicos que caracterizem e identifiquem os parâmetros de 
resistência das camadas na área de influência da fundação. O ensaio à percussão com 
determinação do índice de resistência à penetração permite, também, a configuração do perfil 
estratigráfico, por meio de amostras obtidas na perfuração. Esse método de sondagem é 
normatizado através da NBR 6484 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS 
TÉCNICAS, 2001), referente a sondagens de simples reconhecimento com SPT. Método de 
 23 
 
ensaio, que tem por princípio perfuração e cravação ativa de amostrador padrão, onde a cada 
metro, resulta a decisão do tipo de solo e de um índice de resistência, bem como da ressalva do 
nível do lençol freático. 
 O ensaio de penetração dinâmica (SPT) consiste na cravação de um amostrador 
normatizado, por meio de golpes de um peso de 65 kgf caindo de 75 centímetros de altura, 
anotando-se o número de golpes necessários para cravar os 45 centímetros do amostrador em 3 
conjuntos de golpes para a cada 15 centímetros. O resultado do SPT será o número de golpes 
necessários para cravar os 30 centímetros finais, desprezando-se, portanto os primeiros 15 
centímetros, embora o número de golpes para essa penetração seja também fornecido 
(VELLOSO; LOPES, 2012). 
Para formar a configuração do perfil estratigráfico, por meio de amostras obtidas na 
perfuração, a NBR 6484 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2001) 
determina que deva ser coletada, para exame posterior, uma parte representativa do solo colhido 
pelo trado-concha durante a perfuração, até 1 m de profundidade. E a cada metro de perfuração, 
a partir de 1 m de profundidade, devem ser colhidas amostras dos solos por meio da cravação 
do amostrador padrão. 
 
2.2.1.2 Sondagem rotativaNa ocorrência de elementos de rocha que precisem ser ultrapassados no processo de 
investigação (caso de matacões ou blocos), ou que precisem ser caracterizados, utilizam-se a 
sondagens rotativas (VELLOSO; LOPES, 2012). 
O processo de perfuração consiste basicamente em fazer girar as hastes (pelo cabeçote 
de perfuração) e em forçá-las para baixo (em geral, por um sistema hidráulico). No topo das 
hastes, há um acoplamento que permite a ligação da mangueira de água com as hastes que estão 
girando (VELLOSO; LOPES, 2012). 
Durante o processo de sondagem rotativa, é utilizada ferramenta tubular chamada 
barrilete, para corte e retirada de amostras de rocha (chamadas de testemunho). Essas 
ferramentas têm em sua extremidade inferior uma coroa, que pode ter pastilhas de tungstênio 
ou diamantes. A ferramenta completa de corte e amostragem é, assim, composta de coroa, 
calibrador com mola retentora e barrilete. O barrilete pode ser simples, duplo rígido ou duplo 
giratório (VELLOSO; LOPES, 2012). 
 24 
 
As sondagens rotativas são executadas em cinco diâmetros básicos (EX, AX, BX, NX, 
HX), indicados na Tabela 1. Esses diâmetros foram concebidos de tal maneira que, na 
impossibilidade de se avançar em um determinado diâmetro, a perfuração pode prosseguir no 
diâmetro imediatamente inferior (VELLOSO; LOPES, 2012). 
 
Tabela 1 – Diâmetros de perfuração em rocha 
Diâmetro da coroa 
(pol.; mm) 
Diâmetro testemunho 
(mm) 
EX 
AX 
BX 
NX 
HX 
1,47 ; 37,3 
1,88 ; 47,6 
2,35 ; 59,5 
2,97 ; 75,3 
3,89 ; 98,8 
21 
30 
41 
54 
76 
 Fonte: Adaptado de Velloso e Lopes (2012) 
 
De acordo com Velloso e Lopes (2012), uma forma de indicação da qualidade da rocha 
é o Rock Quality Designation (RQD), que consiste num cálculo de porcentagem de recuperação 
em que apenas os fragmentos maiores que 10 cm são considerados. Na determinação do RQD, 
apenas barriletes duplos com diâmetro NX (75,3 mm) ou maior podem ser utilizados. A 
classificação da rocha de acordo com o RQD consta na Tabela 2. 
 
Tabela 2 – Índice de qualidade da rocha (RQD) 
RQD Qualidade do Maciço 
Rochoso 
0 – 25% 
25 – 50% 
50 – 75% 
75 – 90% 
90 – 100% 
Muito fraco 
Fraco 
Regular 
Bom 
Excelente 
 Fonte: Adaptado de Velloso e Lopes (2012) 
 
 
2.2.2 Sondagem mista 
 
As sondagens mistas são uma combinação de um equipamento de sondagem rotativa 
com um equipamento de sondagem a percussão SPT. Na sondagem mista, nos materiais que 
podem ser sondados a percussão, deve-se usar este processo (com execução de SPT), exceto 
quando se deseja retirar uma amostra com o amostrador Denison (VELLOSO; LOPES, 2012). 
 25 
 
 
2.3 TIPOS DE FUNDAÇÕES EM ROCHA 
 
Os serviços de infraestrutura nos empreendimentos são a parte de uma estrutura 
composta por elementos estruturais, geralmente construídos abaixo do nível final do terreno e 
responsáveis por suportar os esforços da edificação, devendo ser assentada em solo firme, que 
é previamente determinado pelo serviço de sondagem, ou seja, toda a carga exercida pelo peso 
da construção e pelas sobrecargas é transferida para esta parte da estrutura, que a repassa às 
camadas resistentes do solo, previamente detectadas pelo teste de sondagem. 
As fundações se dividem em diretas e indiretas, ou fundações superficiais (rasas) e 
profundas. A denominação direta rasa é assentada nas primeiras camadas do solo (em média 
até 3 m) e a fundação profunda nas camadas de mais difícil acesso, em virtude de a resistência 
só ser alcançada em camadas mais profundas, como pode-se verificar na Figura 8. 
 
Figura 8 – Tipos de fundações 
 
 Fonte: Adaptado de NBR 6122 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2019) 
 
Conforme orienta a NBR 6122 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS 
TÉCNICAS, 2019, p. 2), as fundações superficiais são: 
Elementos de fundação em que a carga é transmitida ao terreno, predominantemente 
pelas pressões distribuídas sob a base da fundação, e em que a profundidade de assentamento 
em relação ao terreno adjacente é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação. Incluem-
Fundação Superficial Fundação Profunda 
 26 
 
se neste tipo de fundação as sapatas, os blocos, os radier, as sapatas associadas, as vigas de 
fundação e as sapatas corridas. 
Para as fundações profundas a NBR 6122 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS, 2019, p. 2) estabelece como definição: 
Elemento de fundação que transmite a carga ao terreno pela base (resistência de ponta), 
por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação das duas, e que está 
assente em profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão em planta, e no mínimo 3 
m, salvo justificativa. Neste tipo de fundação incluem-se as estacas, os tubulões e os caixões. 
 
Para a escolha do tipo de fundação a ser utilizada interessa saber alguns fatores de 
grande relevância. Como principais aspectos a serem considerados na escolha se têm: 
a) As características físicas do solo, analisadas através das sondagens, no local do 
empreendimento; 
b) A grandeza das cargas e significativos momentos a serem transferidas ao subsolo; 
c) As limitações de equipamentos e tecnologia existentes no mercado próximo; 
d) As restrições técnicas e normativas impostas a cada tipo de fundação; 
e) Fundações e condições técnicas dos edifícios vizinhos, limitantes ao terreno de 
implantação do empreendimento; 
f) Respectivos acessos ao empreendimento; 
g) Custos e orçamentos (material, mão-de-obra, transporte etc.) das soluções, 
tipologias, e tecnologias de possível aplicação no empreendimento. 
 
O caminho coerente para o estudo de uma fundação, após o conhecimento das ações 
estruturais e características do solo, é inicialmente analisar a possibilidade do emprego de 
fundações diretas. No caso da não ocorrência de recalques devidos a camadas compressíveis 
profundas, faz-se a determinação da cota de apoio das sapatas e da tensão admissível do terreno, 
nessa cota. No caso de haver ocorrência de recalques profundos, deverá ainda ser examinada a 
viabilidade da fundação direta em função dos recalques totais e diferenciais, sendo viável a 
fundação direta a partir dessa análise, pode-se então compará-la com qualquer tipo de fundação 
profunda para determinação do tipo mais econômico. Não sendo viável o emprego das 
 27 
 
fundações diretas passa-se então a analisar a solução em fundações profundas (estacas ou 
tubulões). 
 
2.4 ANCORAGENS ENGASTADAS EM ROCHA 
 
Os principais ensaios de ancoragens consistem na aplicação de cargas de tração á 
extremidade livre do tirante e da medição dos deslocamentos correspondentes. 
A NBR 5629 (ASSOCIAÇÃO BRASILSEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2018) 
regulamenta os ensaios de aceitação para ancoragens, sendo eles, ensaio básico, ensaio de 
qualificação, ensaio de recebimento e de aceitação para ancoragens. 
O ensaio básico consiste em verificar o andamento da realização da ancoragem correta, 
analisando a forma do bulbo de ancoragem, centralização do tirante no bulbo, qualidade na 
injeção, resistência e comprimento livre da ancoragem, identificando prováveis diferenças entre 
o valor real e o projetado por meio da perfuração do grampo após o ensaio. 
O ensaio de qualificação tem o objetivo de verificar o comportamento de uma 
ancoragem injetada, já apta pelo ensaio básico, o mesmo autoriza a definição do procedimento 
mecânico da ancoragem e da capacidade tecnológica utilizada na execução, bem como o 
método de escavação, a colocação do tirante no furo de sondagem e sua ligação ao maciço, a 
qualidade da nata de cimento e da proteção contra a corrosão. Além do mais, tanto neste ensaio 
quanto no ensaio básico, é analisada a eficiência da capacidade de carga da ancoragem e as 
locomoções sob carga em função do tempo. 
As alterações nas situações do terreno e os procedimentos de instalação podem interferir 
na capacidade decarga das ancoragens, sendo, por isso, fundamental que cada tirante tenha o 
ensaio de recebimento. Este ensaio é produzido em todas as ancoragens de uma obra, com o 
intuito de verificar um valor mínimo do fator de segurança das ancoragens em relação as cargas 
de trabalho a serem adotadas. 
Em tirantes mais antigos é realizado o ensaio de verificação, que já tenham sido 
carregados e submetidos a um processo de relaxamento ao longo do tempo. A norma brasileira 
recomenda ainda que, pelo menos 10% das ancoragens sejam ensaiadas até o carregamento 
limite de ensaio, não ultrapassando o máximo de 90% da carga de escoamento do aço, essa 
carga limite é estabelecida como a máxima carga aplicada para qual ainda há estabilização dos 
deslocamentos da ancoragem. 
 28 
 
Conforme afirma Macedo (1993), as ancoragens são classificadas de acordo com: 
função, valor da carga da armadura, modo de fixação no maciço e geometria do furo na zona 
de selagem. Além disso, as ancoragens ainda podem ser classificadas conforme o 
funcionamento da selagem, podendo ser comprimida ou tracionada. 
A NBR 5629 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2018) 
estabelece que as ancoragens podem ser classificadas como provisória e permanente. A 
diferença fundamental entre as duas classificações está na garantia de durabilidade do elemento 
obtida por meio da proteção anticorrosiva. Sendo as ancoragens provisórias com classe de 
proteção um, o que garante um período de vida útil de dois anos, e ancoragens permanentes 
com classes de proteção dois ou três, que garantem níveis definitivos de proteção. 
No Brasil, segundo Costa Nunes (1978), a obra pioneira de contenção atirantada foi 
iniciada em 1957 na rodovia Rio - Teresópolis, talvez ainda em condições inéditas no mundo. 
Nesta época, as ancoragens executadas em solo eram constituídas basicamente por uma única 
barra de aço imersa em um furo preenchido com calda de cimento e possuíam capacidade de 
carga geotécnica entre 100 kN e 200 kN. 
Com o passar dos anos, e consequentemente com o aumento da aplicação de ancoragens 
principalmente em obras geotécnicas de grande porte, a capacidade de carga geotécnica foi 
sofrendo sucessivos aumentos e as finalidades de aplicação das ancoragens foram se 
diversificando. 
Segundo Habib (1996), essas conquistas de ganho de capacidade de carga das 
ancoragens foram muito mais decorrentes do espírito audacioso e progressista das empreiteiras 
do que devido ao avanço dos conhecimentos teóricos sobre o assunto. 
No entanto, apesar do largo avanço empregado nas técnicas de ancoragens no Brasil, 
pouquíssimas pesquisas foram realizadas sobre o método de execução, nem mesmo foram 
quantificados os fatores que afetam o comportamento das ancoragens, como por exemplo: tipo 
de solo, metodologia executiva da perfuração, diâmetro perfurado, procedimento de injeção, 
entre outros. 
Barley e Windsor (2000) apresentaram um periódico sobre as caracterizações das 
ancoragens e seus avanços. Eles separam os métodos de reforços e entre outras técnicas, 
basicamente fazendo que todas as técnicas procurem assegurar a estabilidade de uma estrutura 
artificial construída em solo ou rocha, através da instalação de elementos de ancoragens e 
reforços diversos. 
 29 
 
Os autores também demonstram o avanço da carga de trabalho das ancoragens 
publicado por diversos autores, como Littlejohn (1975), Ostermayer (1974) e Barley (1988), 
destacando o grande avanço do desempenho dos equipamentos de perfuração e de investigação. 
Ao passo que crescem os valores empregados para os fatores de segurança, cresce também a 
confiança na utilização de ancoragens, sendo frequente cargas de 800 a 2000 kN em solo ou 
rocha, podendo atingir até 4000 kN atualmente. 
Barley e Windsor (2000) elucidam ainda a importância da escolha do tipo de perfuração 
e ou ancoragem, quando em rocha, geralmente as perfurações são executadas por meio de 
equipamentos rotativos ou roto-percussivos. Além disso, para diferentes situações pode ser 
utilizado como fluido perfurante o ar ou a água, sendo que na maioria dos casos a perfuração 
com ar é mais satisfatória para atingir a capacidade de carga entre a nata e/ou argamassa e a 
rocha. 
 
2.4.1 Tensões e Modos de Ruptura 
 
Segundo Coates (1970), Costa Nunes (1978), Littlejohn e Bruce (1975), Hanna (1982), 
Ballivy e Martin (1983), Xanthakos (1991) e Benmokrane (1986) os principais modos de 
ruptura e deslocamento de uma ancoragem são: ruptura do maciço rochoso, ruptura da 
armadura, ruptura por deslizamento da armadura e ruptura no contato nata-rocha. 
Já Macedo (1993), afirma que a capacidade de carga das ancoragens pode ser estruturada 
dividindo a análise dos modos de ruptura por: ruptura geral pelo maciço, ruptura por 
deslizamento do trecho ancorado, ruptura por perda de carga e ruptura da armadura, da zona de 
apoio e da cabeça de ancoragem. 
 
2.4.1.1 Ruptura geral pelo maciço 
 
Conforme relata Macedo (1993, p. 7), “Os métodos desenvolvidos para estudar a ruptura 
da ancoragem pelo maciço baseiam-se na obtenção, para determinada carga, da profundidade 
de instalação do trecho ancorado, ou seja, do embutimento no maciço [...]”. 
 
 
 30 
 
Figura 9 – Ruptura geral pelo maciço 
 
 Fonte: Adaptado de Springer (2006) 
 
Assim, é possível afirmar que a ruptura do maciço rochoso depende do tipo de rocha e 
de suas características mecânicas, pois as rupturas não acontecem de forma geral, como pode-
se verificar na Figura 9. 
O embutimento depende do peso do sólido que está envolto a ancoragem, ou ao sistema 
de ancoragem, podendo este sólido ter uma forma cônica ou prismática. Na forma cônica a 
ruptura gera um ângulo de 60° em relação a aplicação de carga e está associada às rochas 
bastante fraturadas ou alteradas, e a prismática, a ruptura gera um ângulo de 90° e está 
relacionada às rochas sãs (LITTLEJOHN; BRUCE, 1975). 
Complementando a ideia dos autores (1975) outra condição relevante é a resistência ao 
cisalhamento, esse fator pode ser indeferido em situações em que os maciços sejam muito 
alterado ou fraturado jus a percolação de água e as pressões hidrostáticas elevadas, referente 
apenas com o peso do maciço. 
A resistência ao arrancamento do maciço depende de três grandes variáveis, sendo eles 
o atrito ao longo do plano de ruptura, o ângulo formado e da resistência ao cisalhamento da 
parte sólida da rocha. O maciço deslocado segue os elementos de rocha com a resistência 
menor, como por exemplo as rochas sedimentares com acamamento (HOBST; ZAJIC 1977). 
A Figura 10 demonstra os 3 (três) comportamentos do maciço deslocado, o 
arrancamento perpendicular ao plano de descontinuidade é visto na opção (A), paralelo ao plano 
de descontinuidade na opção (B) e por último (C) é o arrancamento angular. 
 
Ancoragem 
Nata 
Cunha de 
ruptura 
Rocha 
 31 
 
Figura 10 - Maneiras de arrancamento aproximado de ancoragem em relação aos planos de descontinuidade 
 
 Fonte: Adaptado de Hobst e Zajic (1977) 
 
Outro fator que deve ser levado em consideração é a resistência ao cisalhamento do 
maciço rochoso. De acordo com Hobst e Zajic (1977) é possível determinar a resistência ao 
cisalhamento por meio da relação 1/12 da resistência a compressão da rocha em casos onde o 
maciço rochoso é homogêneo. Desta maneira, a profundidade de embutimento varia de 2 a 4 
metros. 
Entretanto, levando em consideração que a forma de ruptura nem sempre é bem 
definida, principalmente quando a rocha tem estratificação perpendicular ao eixo da ancoragem, 
e baseados em ensaios de arrancamento de ancoragens fixadas em rochas sedimentares 
estratificadas, Littlejohn, Bruce e Depner (1977) concluíram que até 1,50 m de profundidade a 
ruptura ocorre pelo maciço rochoso e, a partir deste valor, a ruptura se dá pelo contato nata-
armadura. 
Segundo Littlejohn e Bruce (1975), para maciços rochosos alterados ou muito fraturadospode-se desconsiderar esse parâmetro em função da percolação de água e as pressões 
hidrostáticas elevadas, sendo o parâmetro predominante o peso do cone. 
Se a descontinuidade condiz aos planos de acamamento de uma rocha sedimentar, a 
coesão e o atrito no plano de descontinuidade são descartados, sendo que o acamamento 
comanda o plano de fraqueza. De acordo com Hobst e Zajic (1977) o comprimento necessário 
para a ancoragem pode ser calculado a partir da Equação 1: 
 
ℎ𝑟 = 
𝐹𝑃
2,38𝑑
 (1) 
 
Onde: 
 32 
 
hr é o comprimento para ancoragem em mm 
P é a carga da ancoragem em Newtons 
d é o diâmetro da ancoragem em mm 
F é o fator de segurança 
 
Complementando a ideia dos autores (1977) para um grupo de ancoragens, existem 
outras formulações estabelecidas, contendo também a resistência ao cisalhamento da rocha 
inteira. Pode ser adquirida a resistência ao cisalhamento do maciço a partir de uma relação 1/12 
da resistência a compressão da rocha quando o maciço é homogêneo. Para profundidades de 
ancoragens em que ocorra a ruptura geral do maciço, os valores variam entre zero e 4 metros 
de rocha sã. A partir disto, as rupturas gerais não são mais analisadas, logo, é complexo atribuir 
os valores de fator de segurança, geralmente ficam entre 1 a 3, dependendo principalmente do 
grau de fraturamento da rocha. 
 
2.4.1.2 Ruptura por deslizamento do trecho ancorado 
 
De acordo com Macedo (1993), o deslize ou o arrancamento do trecho ancorado 
acontece quando a resistência entre o contato da selagem-maciço ou armadura-selagem for 
ultrapassada. 
Ao ocorrer a ruptura por deslizamento, a resistência de arrancamento está interligada 
com a força axial por unidade de comprimento necessário para arrancar o trecho ancorado do 
furo onde está fixado. A tensão de contato (bond-stress), relaciona-se a tensão de cisalhamento 
atingida da divisão da carga de arrancamento pela área do trecho ancorado, ou seja, essa tensão 
contém elementos de adesão e de atrito que acrescentam proporcionalmente as tensões radiais 
atuantes no furo. 
As tensões de contato podem ser referente a interface nata-selagem ou nata-armadura, 
dependendo da análise escolhida. Quando se atribuir a tensão de contato tanto em uma quanto 
na outra interface, utiliza-se a equação a seguir: 
 
𝜏 = 𝑆𝑊 + 𝜎 tan ∅ (2) 
 33 
 
 
Onde: 
 
𝜏 é a tensão de contato ou tensão de cisalhamento em MPa; 
Sw é a tensão de ensaio em MPa; 
𝜎 é a tensão radial normal á superfície analisada em MPa; 
𝜙 é o ângulo de atrito entre as superfícies. 
 
A tensão de contato na interface ligante-maciço pode ser estimado pelo valor, seguindo 
a prática internacional, por coeficientes de segurança aplicados à tensão obtida de ensaios de 
arrancamento que levam o trecho ancorado à ruptura (MACEDO, 1993). O exemplo 
apresentado por Bustamante e Doix (1985) para a tensão de aderência no contato ligante-maciço 
(qs), adquirida por ensaios de arrancamento, é apresentado na equação (3) e assume esse valor 
constante ao longo do trecho ancorado: 
 
𝑞𝑠 =
𝑃𝑢
𝜋 × 𝐷𝑠×𝐿𝑜
 (3) 
 
Sendo: 
𝑞𝑠= tensão de aderência ligante-maciço na ruptura em MPa 
𝑃𝑢= carga ultima teórica de arrancamento em Mn 
𝐷𝑠= diâmetro da selagem ou do furo em função da forma de injeção em m 
𝐿𝑜= comprimento do trecho ancorado em m 
 
 
De acordo com Macedo (1993) existem duas maneiras de deslize ou arrancamento, o 
deslize da selagem será abordado no item 2.4.1.2.1 e o deslizamento da armadura no item 
2.4.1.2.2. 
 
2.4.1.2.1 Deslizamento da selagem-maciço 
 34 
 
 
A ruptura por deslizamento da selagem conforme Figura 11 ou seja, do contato nata-
material geotécnico, tem sido frequentemente estudado, porém esse modo de ruptura ainda é 
pouco conhecido no que se refere aos estudos em solo. 
 
Figura 11 – Ruptura no contato nata-rocha 
 
Fonte: Adaptado de Springer (2006) 
 
Usualmente, em dimensionamentos de ancoragens o comprimento de ancoragem (LA), 
necessário para se evitar a ruptura na interconexão rocha-material geotécnico, é calculado 
considerando-se que uma tensão de aderência ou de cisalhamento ( 𝜏 𝑛𝑎𝑡𝑎−𝑚𝑎𝑐𝑖ç𝑜 ) é 
mobilizada uniformemente ao longo da parede da perfuração de sondagem (COATES, 1970; 
LITTLEJOHN E BRUCE, 1975; HANNA, 1982; BALLIVY E MARTIN, 1983 E 
XANTHAKOS, 1991). 
Em dimensionamentos de ancoragens em rocha, a prevenção da ruptura do contato nata-
rocha tem sido estabelecida por meio da adoção da teoria de distribuição uniforme de tensões 
de cisalhamento ao longo do comprimento da ancoragem. Desta maneira, a aderência 
desenvolvida é suposta uma função apenas do comprimento ancorado e da carga aplicada 
(LEMOS, 1994). 
Desta forma, a carga (P) é relacionada ao comprimento de ancoragem de acordo com a 
seguinte equação: (Equação 4). 
Ancoragem 
Rocha 
Nata 
Ruptura 
 35 
 
 
𝑃 = 𝜋 𝐷 𝐿𝐴 𝜏 𝑛𝑎𝑡𝑎−𝑚𝑎𝑐𝑖ç𝑜 (4) 
Onde: 
P = carga de arrancamento; 
𝐿𝐴 = comprimento de ancoragem; 
D = diâmetro do furo de sondagem; 
 𝜏 𝑛𝑎𝑡𝑎−𝑚𝑎𝑐𝑖ç𝑜= tensão de aderência no contato nata-maciço, condicionada ao tipo de 
nata, das características de superfície do furo de sondagem e do tipo de maciço. 
Segundo Littlejohn e Bruce (1975), esta convenção tem sido largamente usada em vários 
países e levam em consideração como hipóteses: 
A transferência de carga da ancoragem ao maciço é realizada por uma tensão 
uniformemente distribuída que age ao longo de toda a superfície do comprimento de 
ancoragem; 
a) O diâmetro do furo de sondagem e da ancoragem são iguais; 
b) A ruptura acontece por deslizamento na interface nata-maciço, quando o furo é 
liso, ou por cisalhamento adjacente à interface nata-maciço no material mais 
fraco, nata ou solo ou rocha, quando o furo tem parede rugosa; 
c) Não há descontinuidades ou planos de fraqueza no maciço rochoso que 
possibilitem a ruptura no mesmo; 
d) A perda de aderência acontece ao longo de toda selagem nata-maciço. 
 
Em relação a superfície de ruptura, Hanna (1982) estabelece que esta é condicionada 
pela rugosidade da parede do furo de sondagem, pela resistência do maciço e também pela 
alteração do estado de tensões nas vizinhanças da parede do furo de sondagem, devido aos 
processos executivos de perfuração, construção e injeção. Assim, como há uma grande 
variedade na natureza de tipos de solo e rocha, o comportamento da interface entre a nata e o 
maciço ainda é muito pouco conhecido. 
Além disso, Springer (2006) acrescenta que ao se tracionar a ancoragem, a transferência 
de carga é realizada da nata ao maciço sob a forma de tensões radiais e cisalhantes. Desta 
 36 
 
maneira, a ruptura pode acontecer a uma determinada distância dentro do maciço ou na interface 
nata-maciço, dependendo da resistência relativa da interface e do maciço adjacente. 
Littlejohn e Bruce (1975) afirmam que a tensão de aderência de trabalho média usada 
nos projetos de ancoragem não deve ser superior à metade da resistência ao cisalhamento 
mínima da rocha, a qual é estabelecida através de ensaios de amostras representativas do maciço 
rochoso. 
Segundo Springer (2006), essa aproximação se aplica às rochas brandas, as quais tem 
resistência à compressão uniaxial (𝐶𝑜 ') inferior a 7 MPa, e/ou para furo de sondagem realizado 
através de rotopercussão. 
De acordo com Littlejohn e Bruce (1975), em casos onde não se conhece a resistência 
ao cisalhamento do maciço rochoso ou não foram realizados ensaios de arrancamento nas 
ancoragens, normalmente considera-se a tensão de aderência última (𝜏 𝑢𝑙𝑡) variando de 10% 
de 𝐶𝑜′ para rochas sãs, até um valor máximo de 4,0 MPa, quando a resistência à compressão 
da nata de cimento é igual ou superior a 42 MPa. 
Na prática, têm sido utilizados diferentes valores de tensões de aderência,devido à 
grande variedade de tipos de rochas disponíveis na natureza. O quadro abordado na Figura 12 
elaborado por Littlejohn e Bruce (1975), estabelece alguns valores típicos de tensão de 
aderência nata-rocha que são recomendados para projetos em rochas ígneas, metamórficas e 
sedimentares. 
Na Figura 12 o fator de segurança é correlacionado aos valores de tensão de aderência 
de trabalho e última, sendo esses recomendados variando entre 1,6 e 3,0, porém, frequentemente 
são abordados valores inferiores no caso de rochas duras, sãs e competentes e valores superiores 
no caso de rochas brandas e intemperizadas. Já a aderência, segundo Littlejohn e Bruce (1975), 
é convencionada apenas pela experiência de engenharia, desta maneira, os valores estabelecidos 
para a aderência de trabalho nata-rocha ficam entre 0,35 e 1,4 MPa. 
Hanna (1982) e a norma brasileira NBR 5629 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS, 2018) recomendam como tensão de aderência admissível rocha-nata, 
o menor dos seguintes valores: 
 
 𝜏 𝑎𝑑𝑚 = 1/30 da resistência à compressão simples da rocha (𝐶𝑜′); 
 37 
 
 𝜏 𝑎𝑑𝑚 = 1/30 da resistência à compressão simples da nata (𝐶𝑜); 
 𝜏 𝑎𝑑𝑚= 1,4 MPa. 
 
 
Estas relações consideram um fator de segurança igual a 3,0, similar ao estabelecido por 
Littlejohn e Bruce (1975), conforme pode-se observar na Figura 12 
 
 
Figura 12 - Aderência nata-maciço 
 
 Fonte: Adaptado de Littlejohn e Bruce (1975) 
 
Um resultado mais atual sobre a aderência nata-maciço foi obtido na pesquisa de 
Macedo (1993), na qual os testes de ancoragem no basalto da Serra Geral resultaram em uma 
tensão última de aderência nata-maciço no valor de 1,55 MPa. 
 38 
 
Em relação a ruptura do trecho ancorado, Macedo (1993), afirma que a ancoragem 
resiste aos esforços pela mobilização de tensões em um cilindro de atrito delimitado pelas 
paredes do furo no maciço. Por isso obtém-se a equação 01, descrita anteriormente. 
Para essa formulação são levadas em consideração as hipóteses de: 
a) Transferência de carga do trecho ancorado para o maciço ocorre com tensões 
uniformemente distribuídas em toda a superfície cilíndrica de atrito; 
b) O diâmetro do furo e o diâmetro da selagem são iguais; 
c) A ruptura ocorre por deslizamento na interface nata-rocha em furos de diâmetro 
uniforme, ou pelo cisalhamento nas vizinhanças do trecho ancorado quando o furo 
é alargado; 
d) Não existe descontinuidades ou planos de fraqueza que induzam a ruptura; 
Não há falha na ligação da selagem com o maciço. 
 
Littlejohn e Bruce (1975) já estabeleceram estimativas de valores de tensão de contato 
na selagem para cada tipo de material, sendo que elas se alteram conforme: a região mesmo 
para o mesmo tipo de rocha, o tipo de perfuração, execução e dos processos construtivos locais. 
A Tabela 3 transcreve alguns dos valores já utilizados em projetos de obras ancoradas. 
 
Tabela 3 – Tensões utilizadas nos projetos de ancoragens em basaltos 
 
Tipo de rocha 
Coeficiente 
de segurança 
𝝉𝒖𝑹 
serviço 
(MPa) 
𝝉𝒖𝑹 
ensaio 
(MPa) 
𝝉𝒖𝑹 
última 
(MPa) 
 
Local 
Basalto 
Basalto 
Basalto 
Basalto vesicular 
Basalto diaclasado 
3,3 
- 
- 
- 
- 
1,93 
1,10 
0,63 
1,56 
- 
- 
3,60 
0,72 
1,72 
1,01 
6,37 
- 
- 
- 
- 
Grã-Bretanha 
USA 
Grã-Bretanha 
Grã-Bretanha 
USA 
 Fonte: Adaptado de Macedo (1993) 
 
Sabatini, Pass e Bachus (1999) apresentaram uma série de valores para serem utilizados 
como referência em pré-dimensionamentos de ancoragens. Na Tabela 4 também constam os 
valores de tensão de contato para os diversos tipos de rocha, uma previsão de valores últimos 
de transferência de carga e faixa de valores de ancoragens em rocha segundo as recomendações 
da FHWA (Federal Highway Administration). 
 
 39 
 
Tabela 4 – Faixa de valores de ancoragens em rocha 
Tipo de rocha Carga última (kN/m) Faixa de tensão de 
contato (MPa) 
Granito ou Basalto 
Calcário calcítico ou dolomítico 
Calcita pouco cimentada 
Arenitos 
Arenito intemperizado 
Ardosia e folhelhos cimentados 
Folhelhos pouco cimentados 
Gipsita 
Marga intemperizada 
 Concreto 
730 
580 
440 
440 
- 
360 
150 
- 
- 
- 
1,7 – 3,1 
1,4 – 2,1 
1,0 – 1,4 
0,8 – 1,7 
0,7 – 0,8 
0,8 – 1,4 
0,2 – 0,8 
0,2 – 1,1 
0,15 – 0,25 
1,4 – 2,8 
 Fonte: Adaptado de Sabatini, Pass e Bachus (1999) 
 
2.4.1.2.2 Deslizamento da armadura - selagem 
 
Este outro caso, onde a ruptura acontece no contato da armadura com a selagem 
conforme Figura 13 é tradicionalmente, o de menor conhecimento, não só pelo motivo de 
acontecer por meio de mecanismos complexos, mas também pela mínima importância que foi 
dado no passado. Os projetos tipicamente atuavam em garantir a resistência da ancoragem, 
assegurando o suficiente embutimento do trecho ancorado na rocha (MACEDO, 1993). 
 
Figura 13 – Ruptura por deslizamento da armadura 
 
Fonte: Adaptado de Springer (2006) 
 
Littlejohn e Bruce (1975), Hanna (1982), Balivy e Martin (1983) e Xanthakos (1991) 
afirmam que existem três tipos de mecanismos que possibilitam o deslizamento da armadura, 
Rocha 
Nata 
Ancoragem 
Ruptura 
 40 
 
sendo eles: a adesão, o atrito e o intertravamento mecânico. A adesão está relacionada a ligação 
física entre as micro rugosidades do aço e a fluidez da nata. O atrito depende das tensões de 
confinamento no furo (tensões radiais) e independe das tensões na armadura, e está, portanto, 
relacionado à dilatância e encunhamento do ligante. E por fim, o intertravamento mecânico, 
que indica um mecanismo em grande escala, análogo a adesão, em função da resistência ao 
cisalhamento entre as rugosidades (nervuras) da armadura. 
Porém, fundamentado nos ensaios de Tepfers (1973) e Luts e Gerfeley (1967), Hanna 
(1982) assegura que o modelo que pondera três mecanismos de resistência não é condizente 
com a realidade. Nestas pesquisas, Tepfers, Lutz e Gergeley, determinaram que em armaduras 
lisas a tensão de contato antes do deslizamento depende da adesão e, após o deslizamento, do 
atrito. Quando a armadura for nervurada, a tensão de contato depende da ação mecânica, de 
esmagamento, da nata com esta rugosidade, neste caso, o deslizamento da armadura, relativa a 
selagem, pode ocorrer pelo corte ou esmagamento do ligante. Isto ocorre quando as tensões 
principais ultrapassam a resistência do ligante, ocorrendo assim, sua fissuração. 
Os mecanismos podem ser constatados na Figura 14, na qual estabelece um esquema 
entre os três tipos. 
 
Figura 14 – Esquema dos mecanismos de deslizamento da armadura 
 
 Fonte: Floriano (2014) 
 
 41 
 
De acordo com Floriano (2014), já que os materiais que estão em contato sofrem 
diferentes deformações em função da ação de carregamento, espera-se que haja uma 
complexidade maior no conjunto, a depender das propriedades mecânicas do ligante e da barra, 
bem como da geometria de contato entre ligante e barra. 
Desta maneira, estabelece-se que em barras lisas antes do deslizamento a tensão de 
contato depende da adesão e após o deslizamento depende do atrito. Se esta for nervurada, 
depende da ação mecânica de esmagamento da nata com esta rugosidade (HANNA, 1982). 
Littlejohn e Bruce (1975) estabelece diretrizes para a determinação das tensões de 
contato conforme o tipo da barra, como pode-se observar no Quadro 2. 
 
Quadro 2 - Tensões de contato máximas entre a armadura e a selagem 
Resistência do concreto (MPa) 20 25 30 40 
Tipo de barra 𝜏𝑢𝐵 (MPa) 
Plana 1,2 1,4 1,5 1,9 
Nervurada 1,7 1,9 2,2 2,6 
 Fonte: Adaptado de Littlejohn e Bruce (1975) 
2.4.1.3 Ruptura da armadura, zona de apoio e cabeça de ancoragem 
 
Segundo Macedo (1993), a ruptura da armadura, zona de apoio e cabeça de ancoragem 
é considerada relativamente simples de analisar devido as propriedades mecânicas do aço já 
serem bastante conhecidas. A ruptura da armadura