apostila estrutura de contencao fatecsp

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Estruturas de ContenoFbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

Faculdade de Tecnologia de So PauloHistrico As obras de conteno mais antigas de que temos notcia so muros de alvenaria de argila, contendo aterros na regio sul da Mesopotmia (atual Iraque), construdos por sumerianos entre 3200 e 2800 a.C. Obras construdas conforme preceitos de engenharia moderna comearam a surgir apenas no incio do sculo 18, fruto do trabalho de engenheiros franceses. De fato, a engenharia moderna de obras de conteno iniciou-se com a publicao do trabalho de Coulomb, em 1776, sobre estruturas de arrimo. O desenvolvimento desta cincia naquela poca foi motivado pela expanso colonizadora europia, iniciada no sculo 16, que exigia a construo de diversas estruturas de defesa e fortificaes militares, em locais e terrenos os mais variados possveis, em quase todos os continentes. As estruturas de arrimo foram as primeiras obras de conteno a serem introduzidas no Brasil no sculo 17, com os fortes costeiros, e no sculo 18 tiveram seu uso expandido para obras porturias e de contenes urbanas, na Bahia e no Rio de Janeiro, com a vinda da Corte portuguesa. A difuso desse tipo de estrutura no Brasil s iria ocorrer no sculo 19, com a expanso das obras ferrovirias particulares (como a Estrada de Ferro de Petrpolis, em 1854), e estatais (como a Companhia Estrada de Ferro Dom Pedro II, em 1864).

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Faculdade de Tecnologia de So PauloAs armaes treliadas vm ganhando um destaque cada vez maior na construo civil por sua versatilidade de aplicaes, entre as quais esto as estruturas de conteno. Essas obras so comuns em projetos de edificaes urbanas para criao de sub-solos para estacionamentos, conteno de cortes e tambm presentes em projetos de estradas, estabilizao de encostas, metrs, etc. Os painis treliados para cortina de conteno so empregados usualmente em conjunto com perfis de ao verticais do tipo "I", que so cravados ao longo dos planos das faces laterais do terreno, antes da escavao. A escavao feita at uma determinada altura para que possa ser contida em balano pelos perfis. Nesse momento, podemos empregar os painis treliados em duas situaes: Painel Treliado Simples: Em uma das faces com o lado liso para fora, tendo a necessidade de colocao do prancheamento horizontal, encaixado nas abas do perfil. O prancheamento recebe o empuxo do terreno e o transmite s abas at que se finalize a execuo da cortina (ferragem na direo contrria e preenchimento do vo com concreto). Painel Treliado Dupla Face: Elimina a fase de pracheamento citada anteriormente. Com uma estrutura espacial eletrosoldada (Armao Treliada Puma), est aderida ao concreto em ambas as faces. Temos, portanto, uma estrutura rgida capaz de conter o empuxo e escavao do talude, eliminando as pranchas de madeira e sendo autosustentveis at a execuo final da cortina (posicionamento da ferragem contrria e concretagem do vo), obtendo a espessura determinada pelo projeto de fundaes.

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Faculdade de Tecnologia de So PauloPainel Treliado Dupla Face Essa estrutura tem como vantagens:

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Eliminao total de frmas e prancheamento de madeira; Facilidade no manuseio; Possibilidade de ficar aparente (superfcie acabada), eliminando o revestimento; Agilidade na execuo.

Para garantir a qualidade e principalmente a durabilidade da estrutura, deve-se ter a mxima ateno na escolha do fornecedor do painel treliado, cuidados bsicos na fabricao quanto resistncia do concreto, cobrimento das armaduras com espaadores adequados e a qualidade do concreto bombeado.Essa mais uma excelente aplicao para as armaes treliadas, que vo lhe proporcionar "tecnologia e segurana na medida certa".


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Faculdade de Tecnologia de So PauloParede Diafragma1 Histrico Na origem da tcnica de construo de paredes diafragmas aparece o trabalho pioneiro da indstria de perfurao de poos petrolferos. Apesar do efeito estabilizador das lamas nas perfuraes ser conhecidas desde 1900 na indstria petroleira, a primeira publicao sobre o assunto s aparece em 1913. A bentonita foi introduzida nos sistema de lama em 1929. Progressos tcnicos considerveis s ocorreram no incio dos anos 40. Os primeiros diafragmas de concreto armado surgem na Itlia nos anos 50; primeiro como funes de impermeabilizao, mais tarde como obras de conteno. No Brasil a primeira parede diafragma foi executada pela FRANKI para o Edifcio do Pelletron, na Universidade de So Paulo em 1969. 2 A Lama de Escavao A lama de escavao uma suspenso em gua doce de uma argila especial bentonita da famlia dos montmorilonitas de sdio (alcalina). A concentrao coloidal da mistura gua + bentonita obtida pela expresso:

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Normalmente o peso da bentonita est compreendida em 30 kgf e 100 kgf , em funo da viscosidade e da densidade que se deseja obterFbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

Faculdade de Tecnologia de So Pauloda lama.

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A suspenso da lama bentontica estvel e os fatores que governam a estabilidade so os seguintes: - as partculas dispersas devem ter dimetros mdios inferiores a 0,1 para poderem apresentar movimento browniano; - as partculas devem possuir cargas eltricas superficiais que impeam a aglomerao das mesmas. A lama bentontica apresenta como caracterstica principal a propriedade da tixotropia, ou seja, um comportamento fludo quando agitada mas capaz de formar um gel quando em repouso. As principais funes da lama durante a escavao so: a) suportar a face da escavao; b) - formao de um selo para impedir a perda da lama solo;

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c) - deixar em suspenso partculas slidas do solo escavado, evitando que elas se depositem no fundo da escavao. Especificaes da bentonita Requisitos Valor Resduos em peneira n 200 < ou = 1 % Teor de umidade < ou = 15 Limite da liquidez % - Velocidade Marsh 1500/1000 da suspenso a 6 em > ou = 440 gua destilada > ou = 40 - Decantao da suspenso a 6% em 24 horas < ou = 2 % - gua separada por pressofiltrao de 450 cm da suspenso < ou = 18 a 6% nos primeiros 30 minutos, a presso de 0,7 MPa cm p H da gua filtrada 7 a 9 - Espessura do cake no filtroprensa < ou = 2,5Fbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

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Parmetros para a lama betontica PARMETROS Densidade Viscosidade pH Cake Teor da areia VALORES EQUIPAMENTOS ENSAIO PARA O

1,025 g/cm a Densmetro 1,10 g/cm 30 s a 90 s Funil Marsh 7 a 11 Papel de pH 1,0 mm a 2,0 Filter press mm at 3% Baroid sand content ou similar

3 Ao Estabilizante da Lama Dentre os vrios fatores que contribuem para a estabilizao do talude escavado, destacamos os seguintes: Presso Resistncia hidrosttica exercida ao cisalhamento pela do lama; gel;

- Aumento da resistncia ao cisalhamento do solo na zona penetrada pela lama (cake); - Foras eletro-osmoticas. Na parcela correspondente a presso hidrosttica da lama devemos comparar com o empuxo ativo exercido pelas paredes da escavao em uma anlise de estabilidade. A uma profundidade Z necessrio que a tenso normal,Fbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

Faculdade de Tecnologia de So Paulohorizontal, exercida pela lama seja maior que a tenso normal, horizontal, exercida pelo solo e devida ao seu peso prprio + tenso normal, horizontal, exercida pelo solo e devida sobrecarga + tenso normal, horizontal, exercida pela gua.

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Faculdade de Tecnologia de So PauloAssim, para melhorar a condio de estabilidade da escavao, pode-se atuar nas duas parcelas de tenses horizontais, a saber: Tenso Resistente - Aumentar a altura da coluna de lama. Elevando o topo da mureta guia em relao ao nvel do terreno. - Aumentar a densidade lama. Adicionando na lama substncias que aumentem a sua densidade. Tenses Atuantes - Rebaixamento do nvel do lenol fretico. Altura mnima ideal 2,00 m entre topo do nvel da lama e o nvel do lenol fretico. escavao. No trecho prximo ao nvel do terreno a ao estabilizadora da lama no muito eficaz devido a grande e constante variao do seu nvel, bem como devido ao peso dos equipamentos de escavao, por isto deve-se usar uma estrutura de concreto armado para sustentao do solo a mureta guia . As medidas de resistncia do gel indicam as propriedades tixotropicas de lama. A presso exercida pela lama sempre maior do que a presso exercida pela gua em qualquer profundidade da escavao, ento a lama penetra nos vazios do solo, e na medida em que a resistncia a essa penetrao aumenta a lama vai ficando em repouso e vai adquirindo rigidez suficiente para a formao de uma pelcula que colmata s partculas do solo (cake) dando-lhes, assim, um aumento de resistncia ao cisalhamento. Esta penetrao no necessariamente uniforme, dependendo doFbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

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Evitando

sobrecargas

sobre

o

terreno

prximo

a

Faculdade de Tecnologia de So Paulotipo de solo, do ndice de vazios, da viscosidade da lama e diferena de presso entre a lama e a gua do solo. Isto representa um importante fato: o selo formado dentro do solo e evita tambm a perda de lama atravs do solo. To logo, em poucos segundos, o cake coberto por uma fina camada de partculas de bentonita na superfcie da escavao, chamado filme protetor e neste estgio oferece completa resistncia a futuras penetraes da lama no solo bem como melhor distribui para o solo a presso hidrosttica exercida pela lama.

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A formao do filme protetor feita por um processo eletroosmtico.

Para a execuo da parede diafragma so realizadas vrias operaes que interligam-se entre si e cada uma deve ser planejada com antecedncia para que no haja imprevistos. Podemos destacar as seguintes fases bem definidas, a saber: a) - Execuo da mureta guia; b) - Fabricao da lama; c) - Escavao; d) - Troca da lama; e) - Colocao da armadura; f) - Concretagem. Execuo da mureta guia A execuo da parede diafragma precedida pela execuo de muretas guias, que tem por objetivo: - definir o caminhamento da parede, servindo de guia para a ferramenta de escavao clamshell - impedir o desmoronamento do terreno prximo a superfcie devido a grande e permanente variao do nvel de lama; devido a entrada e sada do clamshell na escavao - garantir uma altura de lama compatvel com o nvel do lenol fretico ( h > ou = 2,00m ).


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Fabricao da lama de A lama preparada numa instalao especial denominada central lama.

A mistura feita no misturador de alta turbulncia. A bentonita apresenta um inchamento muito acentuado quando na presena de gua, por isto antes da utilizao da lama na escavao necessrio um perodo de pelo menos 12 horas para que seja atingida o total inchamento da bentonita. Este tempo chamado maturao. Durante a maturao da lama, esta, deve ser mantida em agitao. A lama deve ir at o local da escavao usando-se tubulaes metlicas com engate rpido ou mangueiras de plstico rgido. Escavao Antes do incio da escavao indispensvel a execuo de testes na lama para saber se ela est em condies de ser utilizada, tendo em vista o tipo de solo a ser atingido durante a escavao. Normalmente estes testes na lama consistem no controle da densidade, viscosidade, do cake, e do pH. A escavao executada pela penetrao da ferramenta de escavao - clamshell e o corte do solo realizado pelo movimento vertical das mantbulas do clamshell.Fbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

Faculdade de Tecnologia de So PauloA medida em que o solo vai sendo retirado introduzida simultaneamente mais lama. fundamental para a estabilidade das paredes, que sempre seja mantido o nvel da lama, dentro da escavao, o mais alto possvel. Se ocorrer uma perda acentuada da lama no solo, tal que no permita manter o nvel estvel da lama, a escavao dever ser interrompida imediatamente para uma anlise do motivo que est provocando a anormalidade constatada. A escavao deve ser levada at a profundidade prevista no projeto. Troca da lama de escavao Terminada a fase de escavao, a lama que se encontra dentro da vala escavada apresenta grande quantidade de slidos (gros de areia) em suspenso (25% a 30%). Na fase de concretagem a lama deve possuir um teor mximo de areia da ordem de 3% em volume, tendo em vista que um teor de areia elevado pode acarretar o perigo de misturar as partculas de areia contidas na lama com o concreto. Por esta razo deve ser procedida a troca da lama utilizada durante a escavao. A troca da lama pode ser realizada de duas maneiras, a saber: a) - Com Substituio: a medida em que a lama utilizada na escavao vai sendo retirada pela parte inferior, com a utilizao de bombas submersas ou por processo utilizando-se air-lift, a lama nova vai sendo introduzida na cava pela parte superior. b) - Com Circulao: a lama utilizada vai sendo retirada pela parte inferior bombeada atravs de desarenadores onde por processos mecnicos a areia que se encontra em suspenso retiradaFbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

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Faculdade de Tecnologia de So Pauloda lama. A lama ento desarenada volta para a cava. Esta operao se denomina desarenao. Concluda a operao de troca da lama efetua-se a limpeza do fundo da escavao para se ter certeza de que no houve deposio de partculas de areia no fundo da escavao. Colocao da armadura A armadura constituda por barras longitudinais e estribos montados em forma de gaiolas. A gaiola da armadura iada e mergulha na escavao cheia de lama bentonita com auxlio de guindaste auxiliar. Em funo da operao de manobra e iamento indispensvel que a gaiola da armadura tenha ferros de enrijecimento para garantir a sua rigidez, bem como alas de iamento e posicionamento da mesma aps o mergulho na escavao. No detalhamento do projeto das gaiolas das armaduras deve sempre ser levado em conta que a concretagem submersa, por isto os ferros longitudinais devem ter espaamento mnimo de 10 cm e um recobrimento mnimo de 4 cm para se garantir um perfeito envolvimento pelo concreto; bem como no trecho central da gaiola deve ser previsto um espao de 30 cm a 60 cm para a descida do tubo de concretagem. O recobrimento das barras longitudinais deve ser assegurado por meio de roletes espaadores colocados a cada 3 m de rea e em ambos os lados das gaiolas da armadura. Concretagem O processo de concretagem utilizado na execuo das paredes diafragma o submerso ou seja aquele executado de baixo para cima de uma maneira contnua e uniforme.Fbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

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Faculdade de Tecnologia de So PauloTal processo necessita de uma tcnica especial apropriada afim de no permitir a mistura do concreto, que vai sendo lanado, com a lama bentontica existente na escavao. O processo consiste em mergulhar um tubo de concretagem tremonha - constitudo por elementos emendados por rosca at o fundo da escavao. Para evitar que a lama, que se encontra dentro do tubo, se misture com o concreto lanado, coloca-se uma bola plstica no interior do tubo que funcionando como um mbolo que expulsa a lama pelo peso prprio da coluna de concreto. O concreto lanado atravs de funil colocado na extremidade superior da tremonha. A medida em que o concreto vai sendo lanado na tremonha e penetra na escavao pela parte inferior, a lama tixotrpica sendo menos densa vai subindo a qual recolhida por intermdio de bombas que a conduzem aos tanques de acumulao na central de lama. O tubo da tremonha medida em que o concreto vai subindo dentro da escavao, vai sendo levantado, tendo-se o cuidado, deixar a extremidade sempre mergulhada no concreto com um comprimento de no mnimo 2,00m . A operao de concretagem controlada por um operador que tem a qualquer momento o volume de concreto lanado, a velocidade de lanamento, a altura do concreto dentro da escavao, etc.; para que se tenha uma perfeita segurana durante a concretagem submersa. O fornecimento do concreto deve ser contnuo e no se deve permitir interrupo por perodo de tempo superior a 20 minutos o que pode acarretar danos a continuidade do fuste concretado da parede. A concretagem deve ser levada at uma cota superior a cota prevista da ordem de 30 cm a 50 cm para o arrasamento da parede, porque o concreto que se encontra em contato com a bentonita apresenta uma baixa resistncia a compresso o qual dever serFbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

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Faculdade de Tecnologia de So Pauloremovido posteriormente durante o preparo do topo da parede para execuo da viga de coroamento. O concreto utilizado na concretagem submersa tem como caracterstica principal uma alta plasticidade slump test entre 18 e 22 . O consumo de cimento mnimo de 400 kgf / m e os agregados utilizados so areia e brita 1. Normalmente se utiliza um aditivo Plastment VZ - cuja finalidade dar maior trabalhabilidade ao concreto e retardar o incio da pega do concreto. O trao normalmente utilizado do concreto para o rendimento de 1,0 m o seguinte: COMPONENTES Cimento Portland Areia Brita n1 gua Plastiment VZ EM PESO 400 kgf 720 kgf 980 kgf 240 litros 1,2 litros EM VOLUME 290,0 litros 570,0 litros 630,0 litros 240,0 litros 1,2 litros

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A lama que fica em contato direto com o concreto contaminada pelo hidrxido de clcio, o que provoca um aumento da viscosidade, da resistncia do gel, da perda do fludo e do pH, em alguns casos chega a provocar a floculao da lama. O tratamento da lama neste caso exige a utilizao de aditivos especiais que exigem para sua aplicao a complementao de outros aditivos na sua maioria importados; na prtica, como o volume de lama contaminado pelo concreto pequeno a melhor soluo consiste em joga-la fora. Para a concretagem de painis iniciais e sequenciais pequenos ( l = 2,50m ) usado apenas um tubo de concretagem. Para painis sequenciais grandes ( l > 2,50m ) e painis de canto devem ser usados dois tubos de concretagem. 5 Diviso dos Painis da Parede Diafragma


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Faculdade de Tecnologia de So Paulo6 Vantagens do Emprego O sucesso deste processo se deve a diversos fatores. O primeiro a multiplicidade de suas aplicaes, incluindo: escavaes Elemento de provisrias conteno de ou gua e terra em permanentes.

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- Elementos impermeabilizantes (diafragma plstico), visando o controle da percolao em escavaes, diques, barragens, reservatrios, etc. - As paredes podem ainda receber cargas verticais. Outros fatores so as vantagens do processo, destacando-se: de - Execuo sem as vibraes e o barulho inerente cravao estacas;

- Possibilidade de atravessar camadas do solo de grande resistncia; - As paredes diafragma possuem, como elemento de suporte de escavaes, grande resistncia e pequena deformabilidade, o que as coloca como soluo mais indicada para suporte de escavaes prximas a prdios existentes; - Reduo do rebaixamento do lenol dgua atrs do escoramento (e consequentemente dos recalques de prdios prximos) atravs da colocao da instalao de rebaixamento no interior da escavao; Execuo rpida; devido a

- Frequentemente mais econmico incorporao das paredes estrutura permanente.


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Faculdade de Tecnologia de So PauloNa incorporao das paredes com as lajes e vigas da estrutura podemos usar duas formas distintas. a) - Executar um corte na parede at expor a armadura existente. Executar uma viga especial de ligao, com algumas barras horizontais passando por trs (e eventualmente soldadas) das barras verticais existentes na parede. b) em Instalando-se furos chumbadores abertos com na argamassa parede.

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6 Diafragma Plstico O diafragma plstico executado com a lama de escavao constituda pela mistura de cimento, bentonita, gua e com agregao de uma certa quantidade de solo incorporada a mistura durante o processo de escavao. A escavao executada pelo mtodo dos painis alternados,Fbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

Faculdade de Tecnologia de So Paulosendo que quando da escavao dos painis secundrios, dever haver uma escavao de no mnimo 50 cm, em cada extremidade do painel primrio do material de diafragma plstico j executado, garantindo-se a continuidade da funo impermeabilizadora do diafragma.

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A sequncia de preparo da mistura final a seguinte: a) - Preparao de uma mistura bentonita gua com 60 kgf de bentonita por m, usando misturador de alta turbulncia. b) - Preparao de mistura cimento gua, na proporo de 400 kgf por m, e usando-se retardador de pega (em geral 0,1% a 0,2% do peso de cimento) de preferncia da famlia dos lignosulfitos, especialmente para retardar o incio de pega. c) - Mistura em partes iguais das duas misturas acima, obtendose, por m, 30 kgf de bentonita e 200 kgf de cimento .Fbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

Faculdade de Tecnologia de So Paulod) - Durante a escavao do painel, sero, pela ao do prprio processo incorporados cerca de 50 kgf a 100 kgf de solo em cada m de mistura.

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TirantesOs principais campos de aplicao so:

sustentao de paredes para escavaes profundas conteno de taludes ancoragem de lajes para combater presses de gua fundaes de linhas de transmisso, etc.

A tcnica executiva normalmente empregada a seguinte: 1) Perfurao do solo com sonda rotativa, ou rotopercusso, com inclinao, dimetros e comprimentos de projeto. 2) Colocao dos cabos de ancoragem junto com os tubos de injeo, preparados normalmente na obra. 3) Injees de nata de cimento, a presses controladas, na parte mais profunda da ancoragem, chamada bulbo, para cimentar e criar no solo a devida resistncia. 4) Colocao da cabea de protenso. 5) Protenso dos cabos ou monobarras dos tirantes com macacos hidrulicos at a carga de projeto. 6) Caso necessrio, pode-se providenciar novas protenses para compensar eventuais recalques do terreno em volta da rea ativa. Os tirantes podem ser provisrios ou definitivos, sendo o grande problema destes ltimos a corroso. Cuidados especiais devem ser adotados, entre os quais a proteo com pinturas anticorrosivas.


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Cimbramento Flecha: o maior deslocamento vertical do plano da laje. Este valor dever respeitar os limites prescritos pela norma NBR6118; Contra-Flecha: o deslocamento vertical intencional aplicado nas vigotas pr-fabricadas durante a montagem das mesmas, por meio do escoramento, contrrio ao sentido da flecha; Escoramento ou cimbramento: uma estrutura provisria, destinada a auxiliar as vigotas pr-fabricadas a suportar a carga de trabalho (vigotas, lajotas, ferragens auxiliares, concreto, pessoas, etc.) durante a montagem da laje e perodo de cura do concreto.


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Faculdade de Tecnologia de So PauloAtravs do cimbramento se consegue aplicar a contra flecha necessria. A contra flecha muito importante para a qualidade final da laje, pois atravs dela que contra balanceamos as deformaes causadas pelos carregamentos acidentais e permanentes (flechas). Ela deve ser aplicada na obra, aps a montagem do escoramento no centro do vo, utilizando-se cunhas que so colocadas no p das escoras que se desejar suspender. A contra flecha dever ser calculada para que aps a retirada do escoramento e a aplicao de todo o carregamento, a laje fique praticamente nivelada. Quando as escoras forem apoiadas no solo, dever haver um preparo preliminar para que elas no afundem, e isto pode ser feito atravs da colocao de pedaos de tbuas sob cada escora. Quando as escoras forem esbeltas e oferecerem baixa rigidez, ser necessrio contraventar o pontalete meia altura. Isto tambm ocorre nos casos de p direito elevado ou duplo, onde poder ser necessrio mais do que uma linha de contraventamento.

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Retirada do Escoramento: 21 dias aps a concretagem, do centro para as extremidades, alternadamente. No balano, da extremidade para o apoio.


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Faculdade de Tecnologia de So PauloSolues mais eficazes e econmicasOs geossintticos surgiram como resposta a vrios problemas tradicionais da engenharia civil, tais como a estabilizao e reforo de solos moles, a drenagem de solos e a impermeabilizao de, por exemplo, reservatrios de gua ou depsitos de produtos contaminantes. Esta nova famlia de produtos uma resposta eficiente e economicamente atrativa que oferece, quando necessrio, uma alta resistncia mecnica, estabilidade qumica, e uma srie de outras propriedades que a engenharia h tempos procurava. Os materiais sintticos, ao serem fabricados industrialmente, podem ter suas propriedades fsicas e qumicas adaptadas s aplicaes para as quais esto sendo produzidos e - muito importante - a um custo atraente, seja no valor inicial de aquisio ou indiretamente pela durabilidade maior do que a dos produtos alternativos. Segundo o respeitado engenheiro americano Robert Koerner [1], autor de "Designing with Geosynthetics", os geossintticos desempenham cinco funes principais : separao reforo filtro dreno barreira de fludos

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sendo que as principais famlias de geossintticos, ainda segundo Koerner, so: - Geotxteis - Geomembranas - Geogrelhas - Geonets - Geotubos - Geo "outros", tais como Geocompostos com bentonita ("clay liners"), outros geocompostos e uma srie de produtos sintticos que esto permanentemente surgindo no mercado.


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Faculdade de Tecnologia de So PauloA relao dos produtos acima representa de forma bastante fiel as principais famlias de produtos e um bom referencial para no perder a viso do conjunto. Algumas Caractersticas dos Geossintticos

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Devido a grande diversidade de produtos, e por questo de espao, detalharemos apenas algo mais sobre os itens mais singulares e de utilizao mais freqente, a saber os geotxteis, as geomembranas e as geogrelhas. Geotxteis As primeiras aplicaes dos geotxteis sintticos, na sua forma atual, surgiram no fim dos anos 50, quando comeou sua utilizao como elementos filtrantes, em substituio aos filtros de solo granular. J nos anos 60, comeou sua utilizao como separadores e como reforo de solos em estradas no pavimentadas, ferrovias e aterros. Tipo de Polmero Predomina o polipropileno, com 83% do mercado, seguido pelo poliester 14% , e o polietileno, nylon e outros 3 % [1]. Cabe observar que praticamente a totalidade dos polmeros utilizados so do tipo termoplstico, ou seja, do tipo que pode ser esquentado at a sua temperatura de fuso repetidamente, preservando suas propriedades fsicas e qumicas ao esfriar. (Esta mesma caracterstica a que permite, especialmente em Geomembranas e Geotubos, fazer soldas e alteraes na sua forma, com grande flexibilidade e segurana). freqente a incluso de at 3% de negro de fumo na matria prima com a finalidade de barrar os raios ultravioleta, j que quando penetram, desestabilizam os polmeros, que no seu estado puro so cristalinos. Tipo de Fibra Existem diversas tecnologias, com predominncia no mercado de dois tipos: o monofilamento, obtido por fuso e extruso da massa eFbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

Faculdade de Tecnologia de So Pauloposterior estiramento, e a microfita (slit film), obtida do corte de finssimas membranas de polmero, extrudadas e calandradas. Tipo de Tela Tecido ou no-tecido. Os tecidos derivam de processos industriais convencionais, com uma infinidade de sub-tipos e variantes. Os notecidos so fabricados a partir da extruso de fibras finssimas, de diversos comprimentos, conforme o fabricante, orientadas aleatoriamente e depositadas em camadas de espessura varivel por correias transportadoras. Podem ser agulhados, resinados ou termoligados, sendo estes os trs processos bsicos para interligar as fibras e conferir ao produto as caractersticas de um txtil.

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Geotxtil Tecido Geomembranas

Geotxtil No-tecido

Diferente dos geotxteis, as geomembranas tm uma nica funo bsica: impermeabilizar. As primeiras aplicaes ocorreram nos anos 40, em revestimentos para a conteno de gua potvel. Desde o incio verificou-se uma tendncia para utilizar materiais termoplsticos como o polietileno de alta densidade (PEAD), o PVC, e em menor escala o polipropileno, que permitem a unio de painis por meio de fuso trmica ou qumica (para o PVC) sem alterar as propriedades do material. A escolha do tipo de geomembrana funo das solicitaes qumicas e mecnicas e da vida til esperada para a obra. Quando indiferente o uso de qualquer um destes polmeros, devido a natureza da obra, o fator custo, tanto de aquisio como de instalao, queFbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

Faculdade de Tecnologia de So Paulodefinir o tipo de geomembrana a ser utilizada. No obstante, tem sido o PEAD a opo mais freqente, em funo da sua alta resistncia aos agentes qumicos e radiao ultravioleta, da sua resistncia mecnica e por ltimo das experincias positivas acumuladas por mais de 30 anos. [2]

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As Principais Aplicaes dos Geossintticos Drenagem uma das aplicaes mais comuns para os geotxteis no-tecidos. O princpio simples: o geotxtil confina algum material drenante, tipicamente brita, com ou sem um tubo perfurado no seu interior. O geotxtil atua como filtro e como separador, permitindo o fluxo da gua e impedindo a migrao das partculas finas do solo. Isto permite a vazo da gua e impede a contaminao do agregado e o conseqente entupimento do sistema. Tambm na compactao de solos argilosos com umidade excessiva, geotxteis no-tecidos distribudos em distncia apropriada no aterro ajudam a reduzir a presso neutra do solo, acelerando assim o adensamento secundrio. H situaes em que o fluxo reversvel, como por exemplo, na proteo de encostas marinhas sujeitas ao efeito das mars. A grande preocupao dever ser com a compatibilidade do geotxtil e os tipos de solo segregados, assim como com o regime e a intensidade dos fluxos previstos. Isto importante para evitar a colmatao. Tambm a resistncia mecnica e os danosFbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

Faculdade de Tecnologia de So Paulona instalao devem ser levados em considerao na escolha do geotxtil. Estabilizao de Solos Moles Na construo de estradas e ferrovias, os geossintticos desempenham um papel importantssimo, melhorando a capacidade de suporte do subleito e/ou aumentando a vida til do sistema. Existem vrias situaes e vrias solues. O princpio bsico o da distribuio das solicitaes verticais em uma superfcie, o maior possvel, ajudando simultaneamente a preservar as caractersticas mecnicas da base constituida por material granular. A separao de um subleito, constituido por solo silto-argiloso, do agregado que compe a base ou a sub-base, impede a contaminao destas camadas pela penetrao de finos - evitando que as pedras afundem no solo mole - com a conseqente perda de suas propriedades mecnicas. O geotxtil atua tambm como filtro e dreno, permitindo a passagem da gua e retendo a migrao dos finos. Em determinados casos os geossintticos atuaro tambm como reforo, sendo particularmente apropriados para esta funo as geogrelhas e os geotxteis tecidos. Neste caso, o mecanismo pode ser entendido atravs de uma analogia: os geossintticos se comportam como membranas dispostas horizontalmente, confinadas no prprio solo, que, no caso de uma solicitao vertical, aps uma mnima deformao, atuam decompondo as foras verticais e distribuindo-as radialmente. Alm disso, ficam inibidos os movimentos laterais das partculas daFbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

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Faculdade de Tecnologia de So Paulobase. Desta forma, as solicitaes verticais so distribudas sobre uma base maior onde o material granular intertravado entre si e entre as geogrelhas, criando desta forma uma placa semi-rgida que evita recalques acentuados. Reforo de Aterros Sobre Solo Mole Aterros reforados com geossintticos propiciam, via de regra, economias substanciais em relao a solues tradicionais, tais como a substituio de solo, a utilizao de solo-cimento ou outras. Fora disto, o seu emprego pode permitir a entrada de equipamentos pesados que, em outras circunstncias, no poderiam sequer ser utilizados. Dependendo do caso, as tecnologias disponveis permitem projetos para uma ampla variedade de situaes, se necessrio, com mais de uma camada de geossintticos, sendo que para essas aplicaes podem ser usados geotxteis notecidos e, preferencialmente nos casos mais crticos, geotxteis tecidos ou geogrelhas. Uma variante desta aplicao o reforo da base de fundaes com placas de brita envelopada com algum geotxtil e reforadas com geogrelhas de alta resistncia e alto mdulo de elasticidade. Isto permite distribuir os esforos verticais concentrados em uma superfcie bastante maior, viabilizando a construo com fundaes convencionais sem recorrer a estacas.

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Faculdade de Tecnologia de So PauloReforo de Taludes Geotxteis e geogrelhas permitem a construo de taludes muito mais ngremes do que seria possvel com solo sem reforo, mantendo os fatores de segurana que o projeto exige. O mecanismo consiste na absoro das foras horizontais pelas vrias camadas de geossintticos - tipicamente geogrelhas ou geotxteis tecidos - dispostas horizontalmente no solo devidamente compactado. Utilizando algum dos diversos programas computadorizados disponveis no mercado, o projetista dispe de muitas opes para elaborar os clculos de estabilidade necessrios. Tambm no tratamento de encostas e controle da eroso os geossintticos oferecem uma gama de solues eficazes e econmicas, com nfase na rpida revegetao das encostas e resistncia suficiente para assegurar a estabilidade a longo prazo. Muros de Conteno Genericamente, costuma-se designar como muro de conteno estruturas com 70 a 90 graus de inclinao em relao horizontal. Nos ltimos anos tem havido um crescimento explosivo do uso de muros de conteno construdos com geossintticos, com diferentes tipos de acabamento na sua face externa. Trata-se de muros de gravidade em que a estabilidade deriva de um macio de solo compactado, reforado com camadas de geogrelhas ou geotxteis tecidos, dispostas horizontalmente com espaamento vertical varivel conforme clculo de estabilidade especfico.Fbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3

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Muro Mesa System Guarulhos-SP 7 m de altura


Faculdade de Tecnologia de So PauloA grande vantagem deste sistema a economia derivada da utilizao de solo local, dispensando o uso de solo granular (brita e areia) e tendo ainda uma vida til praticamente infinita, pelo fato de que os geossintticos no enferrujam e so quimicamente inertes para uma ampla faixa de pH do solo. Como acabamento externo podem ser utilizadas diversas opes, desde o simples envelopamento vertical do solo com o prprio geossinttico at a utilizao de blocos especiais pr-fabricados, com grande resistncia e excelente esttica. Recapeamento de Pavimentos A presena de gua na base das estradas uma das principais causas da falha prematura dos pavimentos, seja por quebra do asfalto ou pela formao de trilhas de roda excessivamente profundas. A gua infiltrada na base e no subleito, sob o impacto da carga das rodas dos veculos (e nem se fale da carga excessiva por eixo, to comum nas nossas estradas!), transmite em todas as direes os golpes de presso, desarranjando o sistema e encurtando a vida til das estradas. No recapeamento com uso de geossintticos, um geotxtil (no-tecido leve, de 135 a 150 gr/m2, termofixado em uma das faces ) colocado sobre a superfcie do pavimento j imprimada. Para garantir o bom funcionamento e a correta instalao deste tipo de geotxtil so importantes: a taxa residual da emulso asfltica usada na imprimao, a aderncia do geotxtil no pavimento atravs da superfcie imprimada, e que no haja exudao, atravs do geotxtil, da emulso usada na imprimao. Drenos fibro-qumicos, Geocompostos, Silt Fence (em elaborao).

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Faculdade de Tecnologia de So PauloTaludes e Contenes de Solo Reforado com Geotxteis Tecidos.

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Segue a descrio de muros e taludes reforados utilizando geotxteis tecidos de alta resistncia, produzidos pela Amoco do Brasil. So apresentados tambm os critrios de clculo e dimensionamento. A metodologia utilizada nesses clculos atende as diretrizes da FHWA (Federal Highway Administration) e AASHTO (Association of State Highway and Transportation Officials) americanas.

Figura 1. Esquema geral


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Faculdade de Tecnologia de So Paulo1 INTRODUO

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O sistema baseia-se nas propriedades mecnicas do solo reforado com geotxteis tecidos, dispostos horizontalmente cobertos com solo compactado. O macio assim configurado comporta-se como um corpo monoltico, podendo ser tratado como um muro de gravidade, cujas caractersticas principais detalharemos mais adiante. 2 CONTENES COM REFOROS GEOSSINTTICOS

A utilizao de reforos geossintticos para taludes e contenes oferece uma eficaz alternativa pela extrema flexibilidade e rapidez na sua montagem, permitindo as mais diversas configuraes geomtricas, superfcies cncavas ou convexas etc. Os geossintticos so inertes umidade e s caractersticas qumicas ou biolgicas do solo. Fora disso, pela grande superfcie de contato com o solo e o atrito resultante, no necessria a utilizao de solos selecionados para o aterro. Podem ser utilizados solos silto-argilosos, desde que permitam uma boa compactao (95% Proctor normal) e no apresente um ndice de plasticidade muito alto, idealmente no maior do que 20. Conforme ser descrito mais adiante, fundamental evitar a presena de gua, atravs de uma drenagem eficiente, particularmente na base do macio. No resta dvida que o solo granular tem vantagens, tecnicamente falando. Porm, do ponto de vista prtico, dependendo da localidade, poder ser necessrio import-lo de longe, com o conseqente nus econmico e logstico.


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Faculdade de Tecnologia de So PauloFigura 2. Esquema para o caso de cortes

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1 Geonet envelopado com geotxtil 2 Drenos 3 - Se a inclinao do Talude for maior a 45 graus, recomendado "envelopar" o solo na face, com o prprio geotxtil de reforo Durante a execuo recomenda-se um controle sistemtico da umidade e da compactao (>= 95%) . Ao utilizar um solo siltoso vo ocorrer pequenas deformaes e recalques, tanto durante a construo como - em muitssimo menor grau - a longo prazo. O prprio sistema construtivo, em que o aterro vai sendo compactado em camadas da ordem de 20 cm cada, permite ir absorvendo e neutralizando as pequenas deformaes verticais que eventualmente se estejam produzindo pelo adensamento ou pela dissipao da presso neutra das camadas inferiores. O macio reforado, por ser uma estrutura flexvel, ou melhor, semirgida, tolerante a deformaes, seja da fundao ou do prprio macio, sem nenhum risco para a estabilidade do conjunto. claro que o solo da base deve ser analisado antes da construo, visando tomar as medidas necessrias, se for o caso, para garantir a sua capacidade de suportar o macio reforado e as sobrecargas. Tambm ser verificada a estabilidade do conjunto, a falha global (ou rotacional). 2.3 Os reforos geossintticos Os geotxteis utilizados so produzidos pela Amoco do Brasil, de polipropileno, e tem uma resistncia ruptura de 50 kN/m. 2.4 A questo dos Drenos

A presena de gua influencia negativamente a resistncia de solos siltoargilosos. As infiltraes de gua, nem sempre evitveis, derrubam muros e taludes. Havendo presena de gua no solo, necessrio prever um conjuntoFbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

Faculdade de Tecnologia de So Paulode drenos internos cujo esquema apresentamos a seguir. 2.4.1 Drenos na parte posterior do aterro Alm de infiltraes pela parte superior do aterro, pode surgir gua do aterro poste-rior ao macio reforado, particularmente no caso de cortes em terreno natural. Para tal podem ser utilizados painis de geonet envelopados em geotxtil no-tecido, de 50 cm de largura e altura varivel correspondente a 70 % da altura do muro nesse trecho.

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Figura 3. Drenos na parte posterior e na base do macio. O espaamento entre os painis de geonet tal que a cobertura efetiva do plano vertical de aprox. 20 %. Isto depender da presena de lenol fretico ou da percolao derivada das infiltraes superficiais.

Figura 4. Drenos tipo geonet atrs do aterro.Fbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

Faculdade de Tecnologia de So PauloOutro aspecto considerado ao espaar os painis o de evitar um plano de falha. Embora os geonets envelopados apresentem excelentes propriedades de interao mecnica com o solo - particularmente se este foi devidamente compactado - a sua presena configura um plano de descontinuidade do solo. 2.4.2 Drenos na base do muro. Nas Figuras 1 e 3 aparecem os drenos da base do aterro. O dreno que corre longitudinalmente na parte posterior do aterro, captando as guas dos geonet, tem que ter mais de uma sada desimpedida. 2.5 2.5.1 O clculo da estabilidade. Estabilidade Externa

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O clculo da estabilidade externa do muro segue os passos usuais para os muros de gravidade: verificao do deslizamento e tombamento, com fatores tpicos de segurana >= 1,5 ; da capacidade de suporte da base (FS >= 2,5 ) e a verificao da estabilidade global, com FS >= 1,3. Os fatores que influenciam esses clculos so a geometria do conjunto, os parmetros do solo na base, do aterro compactado e do aterro retido, a sobrecarga (distribuda e/ou concentrada, permanente ou dinmica), etc. Nesta fase definido o comprimento "L" dos reforos geossintticos. Este resultado muito sensvel geometria do macio e ao ngulo de atrito dos solos da base, do aterro compactado e do aterro retido. A estabilidade externa dever verificar ainda o fator de segurana falha global atravs de clculo especfico, utilizando o modelo Bishop Simplificado ou equivalente. 2.5.2 Estabilidade Interna

O clculo de estabilidade interna apresentado a seguir segue os critrios e as diretrizes da AASHTO, na sua verso de 1997.


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Figura 5. Plano virtual de falha. (ilustrao do caso mais simples, Rankine) O mtodo - arrancamento supe ruptura dois do tipos de reforo, falha: ou

2.5.2.1 As tenses de ruptura O pressuposto bsico do modelo utilizado a existncia de um plano virtual de falha, passando pela borda inferior externa do macio e com uma inclinao de 45 + F/2 (modelo de Rankine) em relao horizontal. Vide Figura 5. (Em casos mais complexos, com taludes acima do macio reforado e com inclinao da face entre 45 e 80 graus, utilizada a frmula mais geral de Coulomb) O modelo assume que as tenses para cada camada de geossinttico so proporcionais s tenses horizontais existentes profundidade dessa camada, acrescidas do efeito das sobrecargas, multiplicadas pela superfcie vertical correspondente a essa camada (tambm chamada de superfcie "tributaria"). As inmeras experincias realizadas confirmam a validade deste modelo, assim como o fato que o seu valor mximo se d dentro do macio, em torno da interseo dos reforos e o plano virtual de falha (ou de ruptura).


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Faculdade de Tecnologia de So PauloA tenso assumida como sendo igual a: Ti = Kar svi Si (1/Pc) (1)

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em que: Ti = tenso no reforo "i" (kN/m)

Kar = coefic. de empuxo ativo svi = presso vertical na profundidade do reforo "i" Si = altura da fatia horizontal do reforo "i" (proporcional aos espaamentos verticais ao nvel do reforo "i") Pc = ndice de cobertura do reforo..

Para solos argilosos, a critrio do projetista, pode ainda ser considerada a coeso. Surge aqui a necessidade de estabelecer a Tenso de Projeto dos reforos (Tp). Os geossintticos normalmente usados para este fim - geogrelhas ou geotxteis, de polietileno, polipropileno ou polister, tecidos, extrudados ou agulhados - possuem caractersticas prprias que devem ser levadas em considerao caso a caso. Nesse sentido, as diretrizes da AASHTO estabelecem o seguinte critrio: Tp = Tenso de ruptura (trao) FRcr FRd FRdi em que:Fbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3 Edifcios Noturno Professor Manoel Victor Disciplina Prticas de Construo Civil I 25.08.2004

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Faculdade de Tecnologia de So PauloFRcr = fator de reduo pela fluncia ("creep") e 5, dependendo do material) FRd 2,0) = fator de reduo pelo envelhecimento (varia tipicamente entre 2 (valores entre 1,0 e (varia entre 1,05 e 2,0

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FRdi = fator de reduo p./ danos na instalao em funo da granulometria, tipo de polmero, etc)

Fora disso recomenda-se utilizar um fator de segurana >= 1,3 por conceito de incertezas. Computando os fatores acima resulta uma Tenso de Projeto da ordem de 20% a 33% da resistncia de ruptura do geossinttico, o que somado ao conservadorismo da modelagem descrita acima, confere a estes projetos um grau de segurana muito alto, fato este ratificado por uma grande quantidade de testes e obras realizadas nos ltimos 20 anos. O dimensionamento consiste, assim, em escolher o nmero, o espaamento vertical e o tipo dos reforos com a Tenso de Projeto adequada, e ainda, em definir o comprimento de engaste dos reforos atrs do plano de falha, para que o fator de segurana ao arrancamento seja satisfeito. 2.5.2.2 O Arrancamento e o comprimento do Engaste. O prximo passo verificar o comprimento do engaste do reforo, entendendo por tal, aquele pedao que fica no aterro depois do plano virtual de falha. As tenses que ele pode suportar so calculadas pela expresso Te = 2 (Ci Le svi)tanfr FSa em que: Te = Resistncia ao arrancamento (kN/m) Ci = coef. interao solo & geossintticoFbio Ueda Nancy Ho Priscilla Horimoto Samir Nader Azar n. n. n. n. 021.091-9 021.109-5 021.113-3 012.105-3

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(entre 0,55 e- 1,0, dependendo


Faculdade de Tecnologia de So Paulodo solo e do geossinttico) Le = comprimento de engaste (medido desde o plano de falha) svi = presso vertical no reforo i fr = ngulo de atrito do solo reforado FSa = Fator de segurana (usualmente 1,5) A condio para o projeto que, para cada reforo, se verifique que : Tenso de projeto

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