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Aula 15 – Cortinas e escoramentos: Cortina Atirantada

Eng. Civil Augusto Romanini

Sinop - MT

2017/1

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO

CAMPUS DE SINOP

FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGIAS

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

GEOTECNIA III

v:1.5.0

Fluxo no solo

AULAS

30/06/2017 2

Aula 01 – Fluxo no solo

Aula 02 – Redes de Fluxo confinado Aula 03 – Redes de Fluxo não confinado

Aula 04 – Erosão interna e Ruptura Hidráulica

Aula 06 – Barragens

Aula 07 – Elementos de Projeto Aula 08 – Instrumentação de barragens e análises

Aula 09 – Aspectos construtivos

Aula 11 – Técnicas de estabilização de encostas

Aula 12 – Estruturas de contenções Aula 13 – Escoramento Provisório

Aula 05 –

Aula 14 – Cortinas de Contenção Aula 15 – Cortinas Atirantadas

Aula 00 – Apresentação / Introdução

Parte III – Taludes e Estruturas de contenção

Parte II – Barragens de Terra

Parte I – Fluxo no solo

Aula 10 – Pequena Barragem de terra – “Pré Projeto”

30/06/2017 Cortinas e escoramentos 3

INTRODUÇÃO

CORTINAS ATIRANTADAS

DIMENSIONAMENTO

ASPECTOS EXECUTIVOS


Definição (1) : São muros robustos

feitos principalmente com concreto e

que, em paralelo, exigem

intervenções no solo para dar

sustentação à obra. As cortinas

ancoradas são usadas quando o

espaço disponível é restrito e a

instalação da ancoragem ativa

(tirantes) não irá interferir em outras

estruturas.

INTRODUÇÃO

Definição (2): As cortinas atirantadas

são estruturas de contenção que

requerem o trabalho conjunto das

propriedades de resistência do

concreto armado com tirantes

protendidos, envolvendo também

as do solo de base para

ancoragem, tudo isso de modo a

impedir o escorregamento do

maciço de terra.


"Esta solução pode ser utilizada em cortes

ao longo da encosta e, por ser uma

estrutura leve, pode ser usada a meia-

encosta“ – Marinho,2011

INTRODUÇÃO

Sobre “tirantes”, segundo a NBR 5629:2006,

os tirantes constituem os elementos

resistentes à tração da estrutura, os quais

são introduzidos no terreno em perfuração

própria, sendo posteriormente injetada calda

de cimento em parte do elemento de modo a

formar um bulbo de ancoragem que

absorve os esforços do tirante para

transmiti-los ao solo. O bulbo é ligado à

estrutura do elemento resistente à tração na

cabeça do tirante, possuindo um trecho livre

com baixo atrito


INTRODUÇÃO

• ABNT NBR 8044 – Projetos geotécnicos;

• ABNT NBR 11682 – Estabilidade de Encostas;

• ABNT NBR 6122 – Projeto e Execução de Fundações;

• ABNT NBR 5629 – Execução de tirantes no solo;

• ABNT NBR 6118 – Projeto de Estruturas de Concreto;

• ABNT NBR 9288 – Emprego de aterros reforçados.



Cabeça de ancoragem: é a parte que sustenta o paramento (cortina), sendo constituída basicamente por:

placa de apoio, cunha de grau e bloco de ancoragem. A placa de apoio consiste em uma placa metálica

dimensionada para distribuir a carga dos tirantes na superfície da cortina (onde haverá a transmissão de

tensões de compressão). A cunha de grau, por sua vez, permite o alinhamento do tirante em relação à

cabeça através de um cilindro ou chapas paralelas de aço. E por fim, o bloco de ancoragem é a peça que

prende o tirante na região da cabeça, podendo ser porcas, cunhas ou botões;

COMPONENTES

Trecho livre: nesse trecho o elemento constituinte do tirante (barras, fios ou cordoalhas) é isolado da calda

de cimento. Normalmente, cada elemento é engraxado e envolto por um tubo plástico ou por uma bainha

(mangueira). Na transição dos trechos livre e ancorado, os tubos são vedados com massa plástica para evitar

que a calda de cimento injetada entre no trecho livre;

Trecho ancorado: nessa região, é injetada calda de cimento na proporção

0,5 (água: cimento) em contato com o tirante, formando um bulbo de ancoragem responsável por transmitir os

esforços de tração do tirante para o terreno através do atrito.


CORTINAS ATIRANTADAS TIPOS DE RUPTURA

Fonte: adaptado de More (2003) e de Strom e Ebeling (2002) citados em Mendes (2010) e Tucarlerri,2013.

Aspectos do solo/ fundação Geometria do tirante




Geometria da

cortina

Dimensionamento

Drenagem

N fatores




Falha de

ExecuçãoDimensionamento Material

Ângulo de

atrito/Coesão


PROPRIEDADES IMPORTANTES

1. Umas das principais vantagens é a possibilidade de aplicação sem a necessidade de cortar nada além do

necessário;

2. É possível vencer qualquer altura e situação;

3. As desvantagens são o grande custo e a demora na sua execução (Estágios);

4. Método mais seguro e tem maior vida útil;

5. O ponto crítico dessas estruturas é a barra de aço, que deve ser protegida com argamassa ou nata de

cimento a fim de evitar corrosão e consecutivo rompimento do tirante ou chumbador;

6. Por utilizar o terreno vizinho para o apoio, também é essencial a autorização do proprietário para a

execução da obra. Tanto por questões legais quanto para evitar que os tirantes sejam removidos em caso

de obras futuras.

7. A carga de protensão aumenta conforme a profundidade. Cargas muito altas podem causar rupturas;

8. Os tirantes se localizam a uma distância que varia entre 1,20 e 1,40 m;

9. Apesar de exigirem menos cuidados, é necessário avaliar se os tirantes estão intactos e se não há

vazamentos;

10. Com a movimentação do maciço, as variações de temperatura e a eventual infiltração de água por trás

do maciço, o concreto pode fissurar e provocar infiltrações e vazamentos;



PROPRIEDADES IMPORTANTESCORTINAS ATIRANTADAS

Neste item pode –

se optar por

analisar o bulbo

de tensões.



• Os bulbos de ancoragem devem ser situados fora da cunha de empuxo ativo do solo suportado pela

cortina ancorada;

• As profundidades dos bulbos devem ser de 4m a 5m abaixo da superfície. Esta recomendação é

baseada nos efeitos na superfície do terreno ou nos elementos de fundação das elevadas pressões de

injeções para formação dos bulbos de ancoragem;

• O espaçamento mínimo entre bulbos de ancoragens deve ser da ordem de 1,5m de modo a

minimizar a interferência entre ancoragens, ocasionando eventuais redução da capacidade de

carga do grupo de ancoragens.

• O comprimento livre não deve ser inferior a 5 metros, de modo que as tensões transmitas ao solo

através do bulbo de ancoragem não ocasionem significativos aumentos da pressão sobre a cortina.

• Comprimentos de bulbo inferiores a 3 metros não são aconselháveis. O valor final depende da

capacidade de carga desejável na ancoragem


ASPECTOS EXECUTIVOS

Fonte

: S

erk

iF

undações, S

D

Passo I Perfuração do tirante


ASPECTOS EXECUTIVOS

Fonte

: S

erk

iF

undações, S

D

Passo II Revestimento do furo


ASPECTOS EXECUTIVOS

Fonte

: S

erk

iF

undações, S

D

Passo III Instalação do tirante


ASPECTOS EXECUTIVOS

Fonte

: S

erk

iF

undações, S

D

Passo IV Injeção da nata de concreto

As fases de injeção, pressão de injeção, e quantidade de calda a ser injetada

dependem das características do solo ou rocha e carga a ser aplicada no tirante.


ASPECTOS EXECUTIVOS


A aplicação de nata de cimento será por meio de bomba de injeção que conduz a

nata por meia da mangueira com bico de injeção munido de perfurações laterais,

o qual deve ser posicionado em cada válvula manchete.


ASPECTOS EXECUTIVOS



ASPECTOS EXECUTIVOS

Fonte

: S

erk

iF

undações, S

D

Passo V Protensão dos tirantes


ASPECTOS EXECUTIVOS

Fonte

: S

erk

iF

undações, S

D

Passo VI Acabamento Final


ASPECTOS EXECUTIVOS

Fonte

: S

erk

iF

undações, S

D


DIMENSIONAMENTO

São necessários:

Topografia

Arquitetura ( se houver)

Sondagem

Dimensionamento:

Geométrico

Geotécnico e Estrutural

Empuxos Verificação quanto a norma!


DIMENSIONAMENTO

Verificação quanto a norma!

5,0

0m


Coeficiente K em função do tipo de solo

Tipo de solo K(kN/m²)

Argila/Silte 10,00

Argila pouco arenosa/siltosa 6,00

Areia pouco argilosa/siltosa 4,00

Areia 3,00

Tipo de Solo f Tricone (mm)

Argila 110 - 150

Silte 130 - 150

Areia 130 - 180

DIMENSIONAMENTO

Formulação Joppert Jr. Método de Brasileiro de Atirantamento


Exemplo 01

Uma areia média pouco argilosa compacta apresenta

peso especifico de 18,00 kN/m³. A coesão do solo é 2,00

kN/m². O ângulo de atrito interno é de cerca de 26º ,

fornecendo um coeficiente de empuxo ativo de 0,39. A

cortina possui altura de 5,00 m e se estende por 20,00 m.

O valor médio do SPT é 16,5 golpes. Os tirantes

possuem capacidade carga igual a 340 kN e carga de

ruptura de 1050,00 kN. O equipamento que faz a

perfuração possui tricone de 130 mm. Não haverá ficha

nesse muro.

Pede-se: uma estimativa inicial do número de tirantes

(Utilize o FS = 2,0); O comprimento total do tirante

(comprimento livre + comprimento do bulbo).Utilize o

comprimento livre igual ao mínimo normatizado em todos

os tirantes; Se você pode gastar R$ 120 mil para instalar

os tirantes, é possível prosseguir com o

dimensionamento?

15,00 kN/m²

O preço por metro de tirante é

de R$ 195,10 ( Sicro – 2017)


Exemplo


Exemplo 02

Uma cortina atirantada deve ser dimensionada para conter um

talude. A altura de projeto da estrutura será de 10,00 metros.

Solo contido tem suas informações fornecidas na Tabela. A

placa de ancoragem será de 15º e o tri-cone é de 150 mm.

Sugere-se o uso de tirantes um com capacidade de carga com

capacidade de carga de 440 kN. As cargas de ruptura é 1070

kN, respectivamente. Adote o espaçamento horizontal inicial

dos tirantes igual a 1,50 m.

Sugere-se que seja adotado como AC=33º ( Ver

Gerscovich,2016). O ângulo de deslocamento () é igual a 0º;

O valor do médio do SPT é 15,80 golpes e a ficha que aparece

na Figura será calculada como Embutimento de fundação. A

cortina possui extensão de 12,00 metros.

Pede –se que sejam verificados os aspectos normatizados.

Argila Arenosa

Peso Especifico (kN/m³) 17

Ângulo de Atrito Interno (º) 30

Coesão (kPa) 7,5



Neste item pode –

se optar por

analisar o bulbo

de tensões.


Exemplo


REFERÊNCIAS

ARESI JR, Luiz Antônio. TRINDADE, Sérgio. Contenção de Encosta. Revista Fundações e Obras Geotécnicas. Em foco.

Editora Rudder. Edição 55. Ano 6. p. 66-77, mai. 2015.

Denise Gerscovich, Robson Saramago, Bernadete Ragoni Danzige; Contenções: teoria e aplicações em obras. Oficina de

Texto. 2016.

HACHICH, W. ET AL (ED.). FUNDAÇÕES, TEORIA E PRÁTICA. SÃO PAULO: PINI, 751P, 1998.

MASSAD, F. Escavações a céu aberto em solos tropicais. São Paulo, SP. Oficina de textos, 96p,2005.


Obrigado pela atenção.

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Aula 02 – Redes de Fluxo confinado Aula 03 – Redes de Fluxo não confinado

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Aula 06 – Barragens

Aula 07 – Elementos de Projeto Aula 08 – Instrumentação de barragens e análises

Aula 09 – Aspectos construtivos

Aula 11 – Técnicas de estabilização de encostas

Aula 12 – Estruturas de contenções Aula 13 – Escoramento Provisório

Aula 05 –

Aula 14 – Cortinas de Contenção Aula 15 – Cortinas Atirantadas

Aula 00 – Apresentação / Introdução

Parte III – Taludes e Estruturas de contenção

Parte II – Barragens de Terra

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