Muros de Arrimo

Estruturas

Dimensionamento e Execução de
Cortinas do tipo Berlim

série Estruturas

arnaldo patrício
ricardo teixeira
1ª edição / 2006

Apresentação

Este texto resulta, genericamente, o repositório da Monografia do Eng.º Arnaldo Patrício, orientada
pelo Prof. Ricardo Teixeira.

Pretende, contudo, o seu teor evoluir permanentemente, no sentido de responder quer à
especificidade dos cursos da UFP, como contrair-se ainda mais ao que se julga pertinente e alargar-
se ao que se pensa omitido.

Embora o texto tenha sido revisto, esta versão não é considerada definitiva, sendo de supor a
existência de erros e imprecisões. Conta-se não só com uma crítica atenta, como com todos os
contributos técnicos que possam ser endereçados. Ambos se aceitam e agradecem.

João Guerra Martins

Dimensionamento e execução de paredes de contenção Berlim

SUMÁRIO

O presente trabalho propõe-se apresentar, de uma forma simples, directa e meramente
introdutória, alguns tipos de contenção de terra ou suporte lateral. Na verdade, este trabalho
aborda principalmente, aspectos relacionados com o dimensionamento e execução de paredes
de contenção do tipo “Berlim”, com fundamentos baseados em fontes bibliográficas e
apontamentos da disciplina de Estruturas Especiais I e do Estágio realizado numa empresa de
construção civil.

O primeiro capítulo expõe vários tipos de paredes de contenção mais utilizados, com algumas
observações importantes para cada tipo, aprofundando mais os aspectos específicos relativos
aos muros Berlim.

No segundo capítulo são apresentadas metodologias de cálculo, expondo os tipos de
estruturas a serem consideradas em conformidade com as teorias de base (Coulomb, Rankine
e as envolventes de Terzaghi-Peck). visando as contenções do tipo Berlim. É também
apresentado um modelo de cálculo utilizado na análise deste tipo de estruturas, acompanhado
de um exemplo de aplicação.

No terceiro capítulo é exposto um caso prático, que foi acompanhado durante a realização do
Estágio curricular do autor. É demonstrada toda a envolvente relacionada com o faseamento
planeado em projecto, com a real execução deste, referindo-se vários condicionamentos
existentes, devidos aos mais variados factores. Toda esta descrição é ainda acompanhada de
uma reportagem fotográfica.

I


A - ÍNDICE

Introdução ........................................................................................................................1

Desenvolvimento ........................................................................................................... I-1

Capítulo I: Tipos de Paredes de Contenção ............................................................... I-1

I.1. Muros de Suporte ..................................................................................................... I-1

I.1.1. Em consola ............................................................................................................ I-2

I.1.2. Muro de gravidade ................................................................................................ I-3

I.1.3. Muro ancorado ...................................................................................................... I-4

I.1.4. Muro com lajes de atrito ....................................................................................... I-5

I.1.5. Muros de contrafortes ........................................................................................... I-6

I.2. Paredes Moldadas..................................................................................................... I-7

I.2.1. Metodologia Construtiva....................................................................................... I-7

I.3. Muros Berlim ........................................................................................................... I-9

I.3.1. Metodologia Construtiva..................................................................................... I-12

I.4. Cortina de Estacas .................................................................................................. I-16

I.5. Outros tipos gerais de contenção............................................................................ I-17

II


I.5.1. Muros de suporte Mistos e Compósitos .............................................................. I-18

I.5.2. Escavações Entivadas.......................................................................................... I-18

I.5.3. Muro de Gabiões ................................................................................................. I-18

I.5.4. Muro de Terra Armada........................................................................................ I-18

Capítulo II: Metodologias de Cálculo..........................................................................II- 1

II.1. Introdução ................................................................................................................II- 1

II.2. Acções......................................................................................................................II- 2

II.2.1. Pressões de Terras.................................................................................................II- 2

II.2.2. Impulso das Águas................................................................................................II- 7

II.2.3. Impulso de Sobrecargas Uniformemente Distribuídas .........................................II- 7

II.3. Modelos de cálculo ..................................................................................................II- 8

II.3.1. Introdução .............................................................................................................II- 8

II.3.2. Modelo bidimensional ..........................................................................................II- 9

II.3.3. Geometria..............................................................................................................II- 10

II.3.4. Condições fronteira...............................................................................................II- 12

II.3.5. Acções...................................................................................................................II- 13

III


II.3.6. Deformações .........................................................................................................II- 14

II.3.7. Pressões no solo ....................................................................................................II- 15

II.3.8. Esforços ................................................................................................................II- 16

Capítulo III: Caso Prático ........................................................................................ III-1

III.1. Introdução........................................................................................................... III-1

III.2. Faseamento Planeado ......................................................................................... III-3

III.3. Acompanhamento da obra .................................................................................. III-4

Conclusão

Bibliografia

IV


B - ÍNDICE DE FIGURAS

Figura I. 1 - Muro de suporte em consola – Esquema de acções ................................... I-3

Figura I. 2 - Muro de suporte de gravidade – Esquema de acções ................................. I-4

Figura I. 3 - Muro de suporte ancorado .......................................................................... I-5

Figura I. 4 - Muro de suporte com laje de atrito............................................................. I-6

Figura I. 5 - Muro contraforte armado............................................................................ I-7

Figura I. 6 - Fases de execução de paredes moldadas .................................................... I-9

Figura I. 7 - Fases de execução do muro de Berlim ..................................................... I-16

Figura I. 8 - Cortina de estacas ..................................................................................... I-17

Figura II. 1- Muro de suporte com estrutura rígida .......................................................II-2

Figura II. 2- Muro de suporte com estrutura flexível sem apoios intermédios .............II-5

Figura II. 3- Muro de suporte com estrutura flexível com apoios intermédios .............II-6

Figura II. 4– Modelo de cálculo para estrutura flexível com apoios intermédios .........II-6

Figura II. 5 – Esquema de uma cortina Berlim com perfis embebidos .........................II-9

Figura II. 6 – Malha de elementos finitos de parede ...................................................II-10

Figura II. 7 – Materiais da parede................................................................................II-11

V


Figura II. 8 – Condições fronteira ...............................................................................II-12

Figura II. 9 – Acções sobre a parede ...........................................................................II-13

Figura II. 10 – Deformações da cortina.......................................................................II-14

Figura II. 11 – Esforços de flexão ...............................................................................II-15

Figura II. 12 – Esforços de flexão mx .........................................................................II-16

Figura II. 13 – Esforços de flexão my .........................................................................II-17

Figura II. 14 – Esforços de corte .................................................................................II-18

Figura III. 1- Fases da obra.......................................................................................... III-1

Figura III. 2- Contenção de terras provisórias com telas e betão projectado .............. III-2

Figura III. 3- Parede de contenção prevista – Corte tipo............................................. III-3

Figura III. 4- Demolições para a preparação da 2ª Fase de execução da obra ............ III-5

Figura III. 5- Retirada de fios e tubagens e demolições das paredes interiores .......... III-6

Figura III. 6- Reforço do pórtico do portão antes da demolição total da laje.............. III-7

Figura III. 7- Estrutura metálica de suporte da fachada (lado exterior) ...................... III-8

Figura III. 8- Fixação da estrutura metálica de suporte da fachada (lado interior) ..... III-8

Figura III. 9- Recepção e preparação de máquinas, acessórios e materiais................. III-9

VI


Figura III. 10- Perfuração de um dos furos para a colocação do perfil HEB120 ...... III-10

Figura III. 11- Colmatação e preparação do local para a execução da viga de coroamento
................................................................................................................................... III-11

Figura III. 12- Preparação dos locais para a execução da viga de coroamento antes do
abatimento da fundação ............................................................................................. III-12

Figura III. 13- Fissura da fachada após o abatimento da fundação ........................... III-12

Figura III. 14- Local onde ocorreu o abatimento da fundação e preenchimentos
efectuados .................................................................................................................. III-13

Figura III. 15- Perfuração de um dos furos para a colocação dos cabos da ancoragem
................................................................................................................................... III-14

Figura III. 16- Selagem dos cabos da ancoragem após colocação ............................ III-14

Figura III. 17- Colocação dos cabos da ancoragem após injecção da calda.............. III-15

Figura III. 18- Equipamentos para a aplicação do Pré-esforço ................................. III-16

Figura III. 19- Faseamento real da execução do muro .............................................. III-17

Figura III. 20- Armaduras de espera para o empalme com a armadura dos painéis
primários.................................................................................................................... III-18

Figura III. 21- Pormenor superior da cofragem para betonagem de um painel com
armaduras de espera................................................................................................... III-19

Figura III. 22- Equipamentos necessários à execução das ancoragens ..................... III-20

VII


Figura III. 23- Demolição da rampa do lado este e a execução rampa do lado sul ... III-21

Figura III. 24- Escavação total até a cota inferior das sapatas do muro .................... III-22

Figura III. 25- Armaduras de espera para o empalme com a armadura do painel
secundário.................................................................................................................. III-23

Figura III. 26- Execução dos painéis primários e secundários do último nível de
ancoragem.................................................................................................................. III-24

Figura III. 27- Cabos do 2º nível de ancoragem prontos a levar o pré-esforço......... III-24

Figura III. 28- Início dos trabalhos da 2 ª Fase da obra............................................. III-25

Figura III. 29- Fase final dos trabalhos de execução da parede tipo Berlim ............. III-25

VIII


C - SIMBOLOGIA

Maiúsculas latinas

BPerfil HEB - base do perfil metálico HEB.

F - acção ou força concentrada

H - altura (profundidade da escavação).

HTerras - altura da escavação.

IxPerfil - momento de inércia do perfil metálico.

IxBetão - momento de inércia do elemento em betão.

Ka – impulso activo

Kwinkler - apoio de Winkler

L - comprimento da laje

Np - coeficiente adimensional

Minúsculas latinas

b - largura da sapata.

b,eq - largura eficaz da secção.

cu -.coesão aparente.

heq - altura equivalente.

m - coeficiente redutor.

p -impulso equivalente.

q .- carga permanente.

IX


qsuperfície .- carga permanente na superfície

Minúsculas gregas

σv - tensão vertical.

σ h - tensão efectiva da água.
água

σ hsobrec arg a - tensão efectiva da sobrecarga.

φe - diâmetro da estaca

γ - peso volúmico do solo

γ solo -peso volúmico do solo

y - profundidade .

X


DESENVOLVIMENTO

Capítulo I: TIPOS DE PAREDES DE CONTENÇÃO

I.1. Muros de Suporte

Estes tipos de estruturas de contenção de terras poderão ser constituídas por pedras, betão
simples ou armado, betão ciclópico, alvenarias de blocos de betão ou tijolos maciços e
também mistos.

Os muros construídos em pedra, deverão ter as suas ligações através da utilização de
argamassas que garantam a união das pedras e, consequentemente, a estabilidade local e
global do muro.

Nos muros constituídos por betão simples ou armado deve-se ter fundamentalmente em
atenção a composição dos betões quanto a agressividade do terreno, da água, da atmosfera e
também satisfazer as especificações regulamentares. No seu fabrico, as cofragens, as
armaduras e a betonagem, deverão respeitar as regras gerais de qualidade e as condições
exigidas pelo projectista.

No caso dos aos muros em betão ciclópico, não é muito convencional a utilização de
armaduras devido as dimensões das pedras incorporadas na betonagem, que poderão não
assegurar a boa ligação entre o betão e as armaduras. É necessário ter muita atenção às
dimensões e ao volume máximo das pedras que serem incorporadas na betonagem, não
esquecendo também da composição do betão por forma garantir a boa aderência com as
pedras.

Os muros constituídos por alvenarias de blocos de betão ou tijolos maciços, devem assegurar
boas ligações internas em todas as direcções. Em ambos os materiais, as alvenarias do tipo
furado nunca deverão ser utilizadas devido a forte possibilidade de se deformarem ou partirem
mediante as pressões ou impulsos que estarão a actuar sobre eles.

I-1


Para todos os tipos de muros, as sapatas devem garantir a adequada distribuição das tensões
no terreno e a estabilidade do muro, sendo que nos muros em alvenaria, só se poderá
assegurar estas condições quando as sapatas são em betão ou betão armado, quando o
dimensionamento o justificar. Também é conveniente a execução do coroamento da parte
superior do muro limitando deformações, conseguindo uma maior durabilidade e qualidade.

Os muros mistos poderão apresentar na sua fachada pedras ou elementos pré-fabricados,
sendo a parte de trás constituída por betão simples. É necessário que estes elementos estejam
bem ligados para funcionarem como um conjunto e não causarem patologias no muro. Para
garantir essas ligações, é usual a utilização de pedras com profundidades desiguais e
desencontradas e também varões de ligação.

É de fundamental importância salientar que todos os tipos de muros com os diversos tipos de
materiais a serem ou não utilizados, são fortemente condicionados por questões económicas,
pelas características do terreno, localização, acessos, estruturas existentes e também pela
estrutura que virá a ser construída.

I.1.1. Em consola

Os muros de suporte de betão armado em consola são executados quando a altura do muro
permite obter deformações da sua extremidade superior compatíveis com as exigências de
projecto.

A principal característica deste muro é seu funcionamento estrutural. A sua estabilidade em
relação ao derrube é garantida pelo peso do terreno sobre a área da sapata, situada atrás do
tardóz do muro. A sua espessura é condicionada pela existência ou não de impulsos da água e
pela grandeza dos impulsos do terreno.

Uma verificação importante é a análise da ligação entre o tardoz do muro e a sapata, uma vez
que se trata de um ponto delicado sob o ponto de vista estrutural.

I-2


Este tipo de solução, é adoptada quando se pretende uma estrutura de contenção definitiva
para alturas de terras pouco elevadas.

q

Ka.q Ka.γsolo.H

Figura I. 1 - Muro de suporte em consola – Esquema de acções

I.1.2. Muro de gravidade

Este tipo de muro é, em geral, executado em betão não armado com agregado de grandes
dimensões. O seu funcionamento estrutural é garantido à custa do seu peso próprio que, por
um lado, garante o atrito entre a sua base e o terreno de fundação e, por outro lado, induz um
momento estabilizador de valor superior ao induzido pelos impulsos horizontais das terras.

Esta solução de contenção é interessante quando se pretende evitar a utilização de armaduras.
São exemplo disso as obras marítimas e portuárias, onde a presença dos sais conduz à rápida
corrosão das armaduras.

I.1.3. Muro ancorado

Os muros de suporte de betão armado com ancoragens, são executados quando a altura da
escavação é muito significativa e o terreno induz pressões elevadas, ou se pretenda o muro
tenha deformações compatíveis com as exigências de projecto.

I-3


q

Ka.q Ka.γsolo.H

Figura I. 2 - Muro de suporte de gravidade – Esquema de acções

Denomina-se de ancoragem uma armadura constituída por um entrançado de fios de aço de
alta resistência (cabos), inserida no terreno com uma dada inclinação e profundidade previstas
em projecto, envolvida em calda de cimento injectada a alta pressão (bolbo de selagem) na
zona de amarração. Esta armadura, após tensionamento permite resistir de maneira eficiente
às pressões induzidas pelo terreno atrás da cortina.

q

F α

Ka.q Ka.γsolo.H

Figura I. 3 - Muro de suporte ancorado

Também esta solução é adoptada quando se pretende uma contenção definitiva, respeitando as
condicionantes do local, nomeadamente a gestão do espaço subterrâneo onde se vão localizar
as ancoragens, devendo em alguns casos ter-se em linha de conta a drenagem das águas,
garantindo boa estanquidade.

I-4


I.1.4. Muro com lajes de atrito

Trata-se um tipo de estrutura de suporte, conceptualmente análoga, ao muro ancorado,
residindo a principal diferença no facto do papel da ancoragem ser desempenhado por lajes
horizontais que funcionam com o atrito desenvolvido entre a superfície de betão e solo
sobrejacente e o solo subjacente.

Este tipo de solução adoptada, além de ser definitiva, envolve custos mais elevados e maior
número de condicionamentos do que os muros ancorados, necessitando ter a área situada a
tardóz livre, para também ser possível realizar os movimentos de terras e a execução
ascendente do muro (enquanto os muros ancorados executa-se de forma descendente).

É de salientar, no entanto, que se trata de um tipo de contenção que possui como vantagem
não exigir de equipamentos especializados. Como tal este método é interessante para a
resolução de situações pontuais de contenção de terras. Contudo, terá sempre quer ser
equacionado o seu custo e viabilidade face a uma solução ancorada.

F = [σv.( tg Ø').2/3.L)]

Figura I. 4 - Muro de suporte com laje de atrito

I-5


I.1.5. Muros de contrafortes

Trata-se de uma solução de contenção interessante quando o recurso a muros em consola não
é viável face ao valor elevado das deformações induzidas pela altura de escavação.

Este tipo de muro é armado em duas direcções contendo armaduras horizontais com o
objectivo de limitar as deformações diferenciais e diminuir a espessura necessária do muro.

a) Vista Lateral b) Vista posterior

Figura I. 5 - Muro contraforte armado

I.2. Paredes Moldadas

O recurso a este tipo de estrutura justifica-se quando se pretende construir uma contenção
antes mesmo de se executar a escavação.

Quando a profundidade da escavação assume valores elevados, é usual o recurso pontos
intermédios de apoio, materializados por ancoragens pré-esforçadas.

I-6


I.2.1. Metodologia Construtiva

Com este tipo de solução pretende-se ter uma contenção definitiva do terreno, respeitando as
condicionantes do local, as características dos materiais constituintes, e garantindo a correcta
execução dos processos construtivos.

O processo de execução pode ser resumido nas seguintes fases:

Construção de muros guia em betão armado, que servirão como limite a ser
respeitados durante as fases seguintes;

Execução da escavação entre os muros guia com substituição do terreno por
lamas bentoníticas ou introduzindo betão pobre, para evitar o fecho da abertura
devido a desmoronamentos;

Introdução da armadura (pré-montada) da parede na escavação realizada;

Recuperação da lama bentonítica expelida aquando da introdução da armadura
e do betão na cavidade, através da sua bombagem para uma central de
reaproveitamento;

Demolição dos muros guia e início da primeira fase de escavação no intradorso
da parede betonada.

Execução do primeiro nível de ancoragens, para minimizar deslocamentos da
parede no sentido do interior da escavação;

Escavação até ao segundo nível previsto em projecto;

Execução do segundo nível de ancoragens;

Repetição das etapas anteriores até à cota máxima de escavação prevista em
projecto;

Dependendo do tipo de utilização da obra, poder-se-á proceder à regularização
da parede moldada. Poderão existir defeitos ou bolsas de betão quando ocorreu

I-7


a substituição da betonite por betão, devendo ser corrigidos e colmatados os
eventuais pontos de entradas de águas, evitando também que as armaduras
entrem em processo de corrosão. Também na face exterior da parede, poderão
existir esses mesmos defeitos, só que estes ficarão por corrigir.

Lançamento do Betão Retirada da Bentonite

FASE 1

FASE 2

FASE 3

a) Execução da betonagem de uma fase; b) Fases e ancoragens executadas.
Figura I. 6 – Fases de execução de paredes moldadas

I.3. Muros Berlim

Os muros de Berlim são estruturas de contenção de terras constituídas por perfis metálicos,
geralmente da série HE, cujo espaçamento é definido em função da altura, entre os quais se
colocam pranchas de madeira ou painéis de betão armado.

Este tipo de solução geralmente é usado quando se pretende uma contenção provisória de
rápida execução, podendo esta ser, ou não, reforçada com ancoragens de carácter provisório.

Quando executada com pranchas de madeira ou painéis de betão armado, a cortina não
necessita de cofragens e em contenções de carácter provisório, permite a recuperação dos
perfis quando a contenção deixa de ser necessária.

I-8


Em situações em nas quais a contenção tenha carácter definitivo podem-se executar os paneis
de betão armado através da realização de betonagens “in situ” entre os perfis metálicos. Neste
caso o muro será uma parte integrante da estrutura que deverá garantir a contenção de terras e
águas, que em alguns casos deverá ser muito boa.

Os equipamentos normalmente utilizados para a execução das ancoragens são:

Equipamento de furação;

Ferramentas diversas de furacão: varas, martelo de fundo de furo, martelo de
superfície, “casing”, bits de furação;

Bomba de injecção e misturadora de alta turbulência;

Bomba de água (se necessário);

Compressor;

Macaco hidráulico e bomba de pré-esforço;

Máquina de soldar.

Simplificadamente, os materiais utilizados constituintes são:

A) Elementos verticais

Geralmente, os elementos verticais são perfis metálicos em forma de “H” ou “I”, por vezes
utilizadas secções circulares, sendo estes últimos menos utilizados por não terem uma forma
que permita o apoio dos elementos horizontais, obrigando à fundição ou cravação de perfis
adicionais, como, por exemplo, perfis em forma de “T” de modo a permitir o apoio das
pranchas.

B) Elementos horizontais

I-9


Os elementos horizontais, são constituídos por pranchas em madeira para contenções de curta
duração, usando-se também com carácter mais duradouro pranchas metálicas ou em betão
armado pré-fabricado (também conhecido como Paredes de Paris). Em alguns casos, também
são utilizados os perfis metálicos em forma de “H” ou “I” como elemento horizontal para uma
correcta amarração dos perfis verticais, mantendo a verticalidade e distância entre os perfis.
Por vezes introduzem-se calços entre as pranchas e os perfis de modo a melhorar o contacto
com o solo e reduzir os deslocamentos laterais.

C) Elementos de fixação e as ancoragens.

Quanto aos elementos de fixação (cabeça das ancoragens ou placas de distribuição), estes
poderão ser de diversos tipos, porém tendo uma composição e resistência apropriadas às
forças e pressões que são aplicadas tanto em fase colocação como em fase posterior devendo
suportar as acções impostas pelo terreno, podendo ou não ser agravadas na fase de colocação.

As ancoragens, serão aplicadas no terreno por meio de cabos de aço, os quais deverão ser
apreciados os seguintes parâmetros:

Características de resistência;

Características de elasticidade;

Características de fluência;

Comportamento de relaxação.

Para a selagem das ancoragens no terreno, serão utilizadas caldas de cimento (a base de água
e cimento) apresentando características de viscosidade e rigidez suficiente baixas para que
possam ser injectadas, tendo como função:

Ligar a armadura ao terreno na zona de amarração;

Fornecer protecção contra a corrosão na zona de amarração;

I-10


Preencher os vazios do terreno que possam consentir perda de calda
envolvente, principalmente na zona de selagem.

A calda de cimento é injectada de forma contínua e sem interrupções na zona de selagem, até
que seja obtida a pressão de injecção adequada (quando o terreno já não aceita calda e/ou
quando a pressão atinge aproximadamente os 30 bar). O intervalo entre injecções, caso seja
necessário, deverá estar entre 12 e 24 horas.

O equipamento de mistura da calda de cimento é de alta turbulência, para proporcionar a
uniformidade na qualidade da calda, devendo a mistura ser mantida em tanque agitador
enquanto decorre a injecção e a água utilizada ser introduzida antes da mistura e nunca em
estágio posterior.

O equipamento de pré-esforço é composto por um conjunto macaco/bomba hidráulico, sendo
a carga aplicada por patamares e os alongamentos registados directamente sobre o êmbolo do
macaco. A aplicação do pré-esforço nas ancoragens realiza-se normalmente 7 dias após a
última operação de injecção e quando aplicado o aditivo acelerador de endurecimento da
calda de cimento, o tensionamento poderá ser aplicado cerca de 4 dias após essa data.

As ancoragens provisórias serão desactivadas após o travamento definitivo da contenção.

I.3.1. Metodologia Construtiva

O processo de execução é semelhante a construção das paredes moldadas, com a diferença
que o muro irá ser executado conforme a escavação avança. Pode-se dizer que as paredes
moldadas em relação aos muros de Berlim conferem uma melhor qualidade e também um
maior custo.

O processo de execução pode ser resumido nas seguintes fases e como mostra a Figura I. 7:

Reconhecimento do local, implantação e piquetagem ou marcação das posições
correctas onde serão colocados os perfis;

I-11


Furação para colocação e selagem de perfis metálicos verticais

Colocação e selagem dos perfis metálicos;

Escavação da vala para execução da viga de coroamento;

Execução da viga de coroamento;

Escavação geral para execução do primeiro nível de painéis primários,
deixando banquetas nas zonas correspondentes aos painéis secundários;

A escavação é realizada de forma a deixar exposta apenas a área
correspondente à execução dos painéis primários acrescida do espaço
necessário à implantação dos varões de espera para os painéis secundários
(laterais) e painel primário seguinte (cota inferior). Tal procedimento implica,
nesta fase, a permanência de banquetas correspondentes aos painéis
secundários que garantam a estabilidade da escavação;

Execução dos painéis primários;

Montagem da armadura dos painéis, seguida de cofragem e betonagem. Na
zona inferior do painel é usual e aconselhável deixar os varões de espera dentro
de uma caixa de areia, a qual após a escavação do nível seguinte, se desmorona
por acção da gravidade deixando visíveis os varões para amarração do painel
seguinte;

Execução de ancoragens e colocação de escoras nos painéis executados na fase
anterior;

Remoção das banquetas correspondentes aos painéis secundários e respectiva
execução;

Uma vez garantida a estabilidade dos painéis primários, por intermédio das
ancoragens e escoras, pode-se proceder à remoção das banquetas deixando
toda a plataforma ao mesmo nível. Fica assim concluída a escavação do
primeiro nível de painéis;

Execução de ancoragens e colocação de escoras nos painéis secundários;

I-12


Repetição, para cada um dos níveis de escavação previstos, e até à cota do
fundo da escavação, das operações anteriormente referidas.

Actualmente, no sentido de acelerar o processo construtivo descrito, a
betonagem dos painéis pode ser realizada com o recurso a betão projectado.

Na fase final de execução da contenção periférica há que realizar ou a sapata de fundação sob
a base das paredes de contenção Berlim, no caso de ser possível uma solução de fundação
superficial, ou o maciço de encabeçamento de estacas, no caso de fundação profunda.

Na figura seguinte apresenta-se um esquema do faseamento construtivo de uma parede
Berlim.

ial
lnic
ta
Co

o
çã
va
sca
ae
ld
tua
ac
C ota

a)1ª Fase da betonagem e escavação;

I-13


l
cia
a lni
t
Co

ão
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ld
tua
ac
ta
Co

b) Execução da 1ª ancoragem;

ia l
lnic
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C

o
çã
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d ae
tu al
ac
ta
Co

c)2ª Fase da betonagem e escavação;

I-14


ial
l nic
C ot a

o
çã
va
s ca
ae
a ld
ctu
t aa
Co

d) 2ª Fase da ancoragem.
Figura I. 7 - Fases de execução do muro de Berlim

I.4. Cortina de Estacas

Este tipo de estrutura de contenção assenta na hipótese da redistribuição de pressões que
ocorre entre as zonas menos rígidas e mais rígidas de um dado meio ou domínio, vulgarmente
designada de “efeito de arco”.

A solução consiste na cravação de uma linha de estacas com trado contínuo, cujo afastamento
entre faces pode oscilar entre zero (estacas tangentes) e o diâmetro das estacas (0).
Afastamentos maiores não são recomendáveis devido às limitações inerentes ao “efeito de
arco”.

Após a colocação das estacas, executa se uma lâmina de betão com Malhasol, podendo ainda
ser feita uma viga de coroamento para uma melhor solidarização e estabilização das estacas.

I-15


No caso de se utilizarem ancoragens intermédias, pode ainda ser necessário utilizar vigas
metálicas de repartição.

Betão

Øe <Øe

Viga de coroamento
das estacas

PAREDE MOLDADA
ou
MURO DE BERLIM

hencastramento

Figura I. 8 - Cortina de estacas

I.5. Outros tipos gerais de contenção

Todos os tipos de estrutura de contenção de terras visto anteriormente, são justificáveis
quando o talude não é aceitável, realizável ou ainda quando não é economicamente viável.
Além destes, também há outros tipos de contenção que são utilizados com os mesmos
propósitos, porém adoptados em situações especiais e/ou são poucos utilizados, vejamos:

I.5.1. Muros de suporte Mistos e Compósitos

São muros constituídos por pedras ou por elementos pré-fabricados de betão que na face
frontal ficam à vista e na parte de trás é colocado betão simples, para permitir a ligação dos
elementos da parte frontal com o tardóz do muro.

I-16


I.5.2. Escavações Entivadas

As entivações são geralmente de madeira ou de metal, tendo como objectivo principal escorar
o terreno contra apoios fixos (geralmente estes apoios são as faces opostas do terreno
escavado), servindo como uma cofragem, quase sempre provisória.

Em alguns casos, estas entivações podem fazer parte de um processo construtivo de contenção
de terras, servindo como apoio ao andamento das operações de construção e garantido a
segurança, evitando acidentes com os trabalhadores, tais como soterramentos.

I.5.3. Muro de Gabiões

Este método muito antigo e ainda muito utilizado é de fácil execução e aplicações pouco
complicadas. Em alguns casos estas gaiolas que aprisionam o material pétreo de grande
dimensão são rectangulares e em outros cilíndricos. Estas são fabricadas por forma a garantir
um boa robustez, utilizando-se para isso arames de aço galvanizado ou revestidos com PVC
para assegurar a sua resistência, permeabilidade e durabilidade.

I.5.4. Muro de Terra Armada

Em geral, este tipo de contenção é composta por um compósito na face externa que deverá
garantir a forma pretendida para a obra e também permanecer flexível para que as
deformações do maciço (nível de elementos de paramento, o aterro e a camada de armaduras
correspondente) não lhe provoquem esforços secundários.

O segundo material essencial são as armaduras tendidas, constituídas por bandas metálicas
colocadas horizontalmente que são suficientes para mobilizar os esforços de atrito
indispensáveis a estabilidade do conjunto.

I-17


Capítulo II: METODOLOGIAS DE CÁLCULO

II.1. Introdução

O cálculo e dimensionamento de estruturas de suporte, tal como as restantes estruturas pode
ser dividido no seguinte conjunto de procedimentos:

1. Pré-Dimensionamento

2. Quantificação de acções

3. Quantificação de esforços

4. Cálculo orgânico

Os pontos seguintes visam a apresentação, de forma sintética, dos principais aspectos
relacionados com a análise e dimensionamento deste tipo de estrutura.

Para maior facilidade de compreensão, os conceitos teóricos serão acompanhados de um
exemplo concreto de aplicação.

II.2. Acções

II.2.1. Pressões de Terras

I) Estruturas Rígidas

A quantificação de pressões de terras e o seu respectivo diagrama será feita a partir de teorias
de equilíbrio limite tais como a teoria de Coulomb e teoria de Rankine.

II-1


Segundo a teoria de Rankine, e para um solo granular, o coeficiente de impulso activo, Ka,
induzido pelo solo no tardoz de um muro rígido é dado por

q

1 − sin φ
ka =
1 + sin φ

Ka.q Ka.γa.H

Figura II. 1- Muro de suporte com estrutura rígida

Este coeficiente de impulso pode ser calculado para quantificar os impulsos devidos à pressão
das terras, assim como, devidos à aplicação de sobrecargas à superfície do terreno (Figura II. 1).

Este coeficiente de impulso pode ser quantificado com base em teorias mais elaboradas, tal
como o método de Coulomb. Esta metodologia tem em linha de conta outros parâmetros, tais
como o ângulo de atrito entre o solo e o tardoz do muro.

II) Estruturas Flexíveis

A quantificação das pressões de terras sobre estruturas flexíveis reveste-se, à partida, de uma
complexidade acrescida devido ao elevado grau de hiperestaticidade do problema de
interacção entre a estrutura e o solo. Em geral as pressões das terras a considerar obtêm-se de
forma experimental a partir de envolventes baseadas em obras reais.

A envolvente de esforços variam conforme as diferentes fases de execução, daí a utilização
das regras do TERZAGHI-PECK; que define os impulsos equivalentes para o cálculo e não
os impulsos reais.

II-2


Para o caso de areia, a distribuição equivalente para o cálculo da carga máxima possível no
apoio será:

p = 0,65.γ .tg 2 ⎛ π − φ ⎞.H
⎜ 4
⎝ 2⎟
⎠

Para o caso de argila, a distribuição equivalente para o cálculo da carga máxima possível no
apoio poderá variar conforme a rigidez da argila, em que N p = γ .H cu , poderá ser rija

(N p ≤ 3e4), mole (N p ≥ 6e8) e intermédia (4 < N p < 6) :

a) Argila em geral rija:

Esta argila com um comportamento ainda elástico, com deformações ainda
pequenas, terrenos de elevada coesão, ou em escavações de pequena profundidade; a
distribuição do impulso deverá ser usada quando o tempo da obra for pequena a
deformação seja mínima:

p = 0,2.γ .H a p = 0,4.γ .H

b) Argila em geral mole:

Esta argila com um comportamento já plástico, com grandes deformações e
assentamentos da superfície do terreno, sendo estes de baixa coesão
(c u )
= 10a30 KN m 2 e escavações de profundidade significativa; a distribuição do
impulso será:

⎛ ⎞
p = γ .H ⎜1 − 4.m
⎝ Np ⎟
⎠

Onde o coeficiente redutor (m) poderá variar:

II-3


Máximo (m=1): fundo da escavação se situa em camada resistente;

Mínimo (m=0,4): quando se trata de uma camada muito espessa,
abaixo do fundo da escavação e sem melhoria da coesão com a
profundidade e sem sinal de sobreconsolidadação da argila.

II.2.1.1. Sem Apoios Intermédios

Nas estruturas flexíveis em consola (ou cantilever) a quantificação das pressões de terras pode
ser efectuada com base na teoria de Rankine ou Mohr-Coulomb.

Lembra-se, no entanto, que esta abordagem constitui uma aproximação, uma vez que se trata
de uma estrutura flexível e, como tal, sujeita ao designado efeito de arco.

Ka.q Ka.γa.H

Figura II. 2- Muro de suporte com estrutura flexível sem apoios intermédios

Este efeito reside no facto de, na realidade, existir uma redistribuição de pressão da zona mais
flexível da estrutura (longe da base da cortina) para a zona mais rígida (base da cortina)
(Figura II. 2).

II-4


II.2.1.2. Com Apoios Intermédios

Nas estruturas flexíveis com apoios intermédios, materializados por ancoragens ou escoras, o
erro decorrente da utilização das teorias de Rankine ou de Coulomb, deixa de ser aceitável.

Diagrama real

Fa1

Fa2
Diagrama de
Rankine

Figura II. 3- Muro de suporte com estrutura flexível com apoios intermédios

Neste tipo de estrutura de suporte, a diferença entre os diagramas de pressão, baseados nas
teorias anteriormente referidas, e os que na realidade irão solicitar a estrutura é apreciável.
Esta diferença é particularmente notória na forma do diagrama de pressões (Figura II. 3).

Uma vez que a obtenção do diagrama real de pressões se reveste de grande complexidade, em
geral, opta-se pela adopção das envolventes de pressões desenvolvidas por Terzaghi e Peck.

Diagrama real Envolvente Terzaghi Peck

Fa1

Fa2

K Winkler Ka.γ.h

Figura II. 4– Modelo de cálculo para estrutura flexível com apoios intermédios

II-5


II.2.2. Impulso das Águas

No dimensionamento de estruturas de suporte deve ser tido em linha de conta o impulso
resultante da pressão de água atrás do tardoz.

A evolução em profundidade da pressão horizontal devida à água, media a partir da cota do
nível freático é dada por:

σ h = γ água ⋅ y
água

II.2.3. Impulso de Sobrecargas Uniformemente Distribuídas

A sobrepressão horizontal devida a uma sobrecarga à superfície pode ser quantificada, a partir
de:

σ h arg a = K a ⋅ q Superfície
Sobrec

II.3. Modelos de cálculo

II.3.1. Introdução

Para o cálculo dos esforços em estruturas de suporte podem ser utilizadas variadas
metodologias, desde a simples aplicação dos princípios fundamentais da estática até à
utilização de modelos numéricos baseados em técnicas de elementos finitos, passando pela
aplicação da teoria da resistência dos materiais.

A adopção de ou dada metodologia de cálculo é, em grande parte, condicionada por factores
que vão desde as especificidades da estrutura em estudo até ao tipo de meios de cálculo
automático disponíveis.

II-6


Assim sendo, de uma forma genérica, podemos dividir os modelos de cálculo de estruturas de
contenção flexíveis em dois tipos fundamentais: modelos unidimensionais e modelos
bidimensionais.

O primeiro deles, e talvez o mais comummente utilizado, consiste na análise de uma fatia da
parede, cuja largura seja representativa da zona em estudo, através da sua divisão em barras
cujas propriedades mecânicas sejam as homólogas que se obteriam reduzindo a referida fatia
ao seu centro de gravidade. A principal desvantagem desta estratégia reside no facto de só se
obter o comportamento da estrutura ao longo da sua direcção longitudinal.

A segunda via de análise, apesar de aparentemente mais complexa, consiste numa análise
bidimensional da estrutura. Neste modelo é possível obter as deformações e os esforços tanto
na direcção longitudinal (vertical) como na direcção transversal (horizontal).

II.3.2. Modelo bidimensional

Este modelo utilizado consiste na divisão da zona da parede em análise em várias sub-regiões,
formando desta maneira o que, no contexto da mecânica computacional, se designa de malha
de elementos finitos. Para a realização dos cálculos, mais adiante apresentados, foi utilizada a
plataforma de elementos finitos VIFEM [7].

Atente-se à cortina Berlim apresentada na figura II.5. Trata-se de uma cortina de betão
armado, reforçada com perfis metálicos HEB140, embebidos.

II.3.3. Geometria

Na figura II.6 ilustra-se a malha de elementos finitos de laje adoptada para a simulação do
módulo de parede representativo

Este módulo resulta da meia distância entre ancoragens. Esta simplificação assenta na
hipótese da parede possuir um grande desenvolvimento em planta.

II-7


Perfil HEB
Betão

3.00

2.00

Ancoragem
3.00

3.50

Fundo da escavação

1.50

b,eq

Figura II. 5 – Esquema de uma cortina Berlim com perfis embebidos

Figura II. 6 – Malha de elementos finitos de parede

II-8


Materiais

Supondo que a parede é construída em betão da classe C20/25, reforçada por perfis metálicos
HEB140, da classe Fe360 (Figura II. 7), obtemos as propriedades, resumidas no quadro
seguinte:

A simulação da espessura da parede na zona correspondente ao perfil metálico efectuou-se
considerando uma altura equivalente à inércia real garantida pelo perfil metálico mais a
espessura de betão.

1 1
⎛ 12.I x ( Perfil + Betão ) ⎞ 3 ⎛ 12 ⋅ (0.00001509 + 0.00004567 ⎞ 3
h eq = ⎜ ⎟ =⎜ ⎟ = 0.1733m
⎜ B ⎟ ⎝ 0.14 ⎠
⎝ Perfil HEB ⎠

Material E [GPa] ν h [m]
1 29.5 0.2 0.300
2 200 0.3 0.173

Figura II. 7 – Materiais da parede

II.3.4. Condições fronteira

As condições fronteira rígidas e elásticas são definidas em função do tipo de ligação da
estrutura ao exterior.

II-9


Assim, na zona correspondente à mediatriz entre duas ancoragens, foram imposta uma
restrição à rotação em torno do eixo vertical.

Quanto à interface com o solo foi considerado um apoio elástico contínuo correspondente à
rigidez garantida pelo solo, ou seja, um apoio de Winkler.

Neste exemplo adoptou-se um coeficiente de Winkler igual 50000 kPa/m

Figura II. 8 – Condições fronteira

II.3.5. Acções

Nas figuras seguintes pode observar-se as acções consideradas no cálculo da estrutura de
contenção.

Considerou-se que existirá drenagem das águas acumuladas atrás do tardoz do muro. Assim, a
pressão actuante sobre a cortina resulta apenas da pressão de terras dada pela expressão de
Terzaghi para maciços do tipo arenoso.

q = 0.65 ⋅ K a ⋅ γ solo ⋅ H terras = 0.65 ⋅ 0.265 ⋅ 18 ⋅ 11 = 34.1 kN / m 2

II-10


Figura II. 9 – Acções sobre a parede

Optou-se por introduzir as acções equivalentes à forças das ancoragens através de uma força
concentrada cujo valor corresponde à força de esticamento da ancoragem (600kN).

II.3.6. Deformações

Nas duas figuras seguintes pode-se observar-se as isocolorações correspondentes às
deformações da cortina, bem como um corte representativo da evolução da deformação ao
longo da altura.

II.3.7. Pressões no solo

Em proporção com as deformações obtidas, podem ser observadas as pressões de contacto
entre a cortina e o solo.

Pode-se observar a anulação das pressões nas zonas onde a cortina avança no sentido do
afastamento do solo.

II-11


Figura II. 10 – Deformações da cortina

Figura II. 11 – Esforços de flexão

II-12


II.3.8. Esforços

I) Flexão

Os esforços de flexão na direcção longitudinal no alinhamento dos perfis metálicos e na zona
correspondente às ancoragens, são apresentados nas figura seguinte.

Figura II. 12 – Esforços de flexão mx

De igual modo, são apresentados os esforços de flexão na direcção transversal na figura
seguinte.

II) Corte

Os esforços de corte correspondentes à direcção longitudinal, a mais condicionante, são
representados nas figuras seguintes.

II-13


Figura II. 13 – Esforços de flexão my

Figura II. 14 – Esforços de corte

II-14


Capítulo III: CASO PRÁTICO

III.1. Introdução

Neste capítulo procura-se expor um exemplo da execução de uma estrutura de contenção
flexível integrada numa obra real.

A obra em apreço consiste na execução de um edifício situado na antiga zona conserveira da
Cidade de Matosinhos. Esta edificação destina-se a albergar lojas no piso do rés-do-chão e
apartamentos nos pisos superiores, constituindo um total de quatro pisos.

Foi previsto, em fase de projecto, que a obra deveria ser executada em duas fases (Figura III.
1), devido a dificuldade em transferir os moradores para outros locais. Esta necessidade
advinha do facto de ser necessário demolir todas as habitações antigas, armazéns e comércios
existentes, mantendo-se apenas as fachadas principais.

1ª FASE 2ª FASE

PLANTA DA COBERTURA

Figura III. 1- Fases da obra

III-1


A fim de se conseguir um melhor andamento da obra, optou-se por dividir a segunda fase em
duas etapas (Figura III. 4). Na primeira parte conseguiu-se dar início às etapas de execução
conforme estavam definidas em fase de projecto (o restante do lado norte e metade do lado
este). A segunda parte teve início quando se conseguiu deslocar os moradores da parte
restante do lado sul, e os painéis primários e os secundários do primeiro nível de ancoragems
do lado norte e da metade do lado este já estavam concluídos.

Além destas condicionantes, o nível freático situava-se 1,5 m acima das fundações do edifício
a ser construído, exigindo maiores cuidados na execução dos últimos painéis primários e
secundários.

Durante a construção houve também necessidade de realizar contenções de terras provisórias
(rede metálica com betão projectado - Figura III. 2), a fim de conter as terras da área da
segunda fase da obra. Esta necessidade adveio da falta de espaço para estabilizar a escavação
com um ângulo que garantisse a segurança em relação a desmoronamentos e deslizamentos de
terras.

Figura III. 2- Contenção de terras provisórias com telas e betão projectado

III-2


Uma vez que a obra implicava a realização de escavações até cerca de oito metros de
profundidade, foi prevista, no projecto original, a execução de uma parede tipo “Berlim”,
reforçada com ancoragens provisórias.

Figura III. 3- Parede de contenção prevista – Corte tipo

A profundidade total da escavação inicialmente prevista em projecto era igual a 7.80 m,
embora a altura total de parede executada tenha ficado pelos 7.30 m. Foram adoptados dois
níveis de ancoragens pré-esforçadas, com afastamento vertical de 4.00 m e afastamento
horizontal variando entre os 2.40 m e os 2.60 m.

III.2. Faseamento Planeado

O faseamento construtivo inicialmente previsto no projecto constava dos seguintes passos:

III-3


1 - Reconhecimento do terreno de forma a permitir a definição de processos
adequados para a remoção de eventuais obstáculos que interfiram com os
trabalhos subsequentes;

2 - Preparação da plataforma de trabalho;

3 - Cravação de perfis verticais do tipo HEB160 e HEB180 de modo sequencial;

4 - Execução da viga de coroamento;

5 - Execução do 1º nível de ancoragens;

6 - Escavação do terreno correspondente aos painéis primários, até à profundidade
de projecto;

7 - Colocação das armaduras nos painéis primários;

8 - Betonagem dos painéis primários;

9 - Realização do segundo nível de ancoragens nos painéis primários;

10 - Escavação do terreno correspondente aos painéis secundários, até à
profundidade de projecto;

11 - Colocação das armaduras nos painéis secundários;

12 - Betonagem dos painéis secundários;

13 - Realização do segundo nível de ancoragens nos painéis secundários.

III.3. Acompanhamento da obra

Neste capítulo será feita uma descrição do desenrolar dos trabalhos previstos,
realçando-se as diversas alterações relativamente aos projectos iniciais, resultantes dos
variados imprevistos ocorridos durante a fase de execução.

III-4


Foram mencionados anteriormente, no ponto III.2, os processos previstos na fase de
projecto de execução da estrutura de contenção. Vejamos então como estas foram de facto
executadas na obra em causa:

1 – Reconhecimento do terreno de forma a permitir a definição de processos adequados para a
remoção de eventuais obstáculos que interfiram com os trabalhos subsequentes;

Figura III. 4- Demolições para a preparação da 2ª Fase de execução da obra

Esta primeira fase (Figura III. 4), aparentemente simples, veio a revelar-se de maior
complexidade. Verificou-se a necessidade de realizar vários trabalhos preparatórios à
demolição, tais como:

Remoção das telhas cerâmicas;

Remoção das asnas em madeira;

Corte e remoção das infraestruturas eléctricas, telefónicas e abastecimento de água
(Figura III. 5);

III-5


Figura III. 5- Retirada de fios e tubagens e demolições das paredes interiores

Demolição das paredes interiores em alvenaria e dos muros em pedras de granito
(Figura III. 5);

Retirada das caixilharias em madeira e em alumínio;

Remoção de portas, portões e reforço dos pórticos com perfis metálicos (Figura III. 6);

Demolição dos pilares, das vigas e lajes maciças. Tomando-se cuidado na demolição
das vigas e das lajes, realizando-se primeiramente o corte dos varões ligados à fachada
a fim evitar que durante a demolição destas, ocorre-se a queda de alguma parte das
fachadas (Oeste e Sul);

Fixação das estruturas metálicas de suporte da fachada principal do edifício sob vigas
de fundação. Estas possuíam grande dimensão de forma a resistir às significativas
acções do vento naquela zona (Figura III. 7 e Figura III. 8).

III-6


Figura III. 6- Reforço do pórtico do portão antes da demolição total da laje

Figura III. 7- Estrutura metálica de suporte da fachada (lado exterior)

III-7


Figura III. 8- Fixação da estrutura metálica de suporte da fachada (lado interior)

2 – Preparação da plataforma de trabalho;

Nesta fase existiu sempre a preocupação de retirar todos os entulhos resultantes das
demolições e proceder à preparação do local para execução das tarefas subsequentes, tais
como a recepção de materiais e de máquinas, assim como a marcação dos locais onde seriam
realizados os furos para a colocação dos perfis da cortina (Figura III. 9).

Revelou-se ainda necessário alterar os espaçamentos entre os perfis do lado norte, devido, por
um lado, à existência de pilares que ajudavam a estabilizar a parede do armazém e, por outro
lado, devido à difícil localização do último perfil da zona de transição entre o lado norte e o
lado este.

Estas alterações repercutiram-se na mudança dos espaçamentos entre perfis que passaram de
2.50 m de afastamento para valores compreendidos entre os 2.00m e 3.00m.

III-8


Figura III. 9- Recepção e preparação de máquinas, acessórios e materiais

3 – Cravação de perfis verticais HEB de modo sequencial;

Havia sido prevista no projecto inicial a utilização de perfis da classe HEB160 e HEB180. No
entanto, a empresa que realizou a subempreitada assumiu uma alteração (mediante o
reconhecimento do local e das condicionantes subjacentes) que consistiu na utilização de
perfis HEB120, que também já haviam sido utilizados na 1ª Fase de execução da obra.

4 – Execução da viga de coroamento;

A execução desta fase revestiu-se de especiais cuidados, principalmente nas zonas de fronteira
com a fundação do armazém do lado norte e ao longo de toda fundação da fachada do
edifício. Em algumas zonas foi mesmo necessário realizar o preenchimento ou colmatação do

III-9


terreno e das fundações antes da colocação das armaduras da viga de coroamento (Figura III.
11).

Figura III. 10- Perfuração de um dos furos para a colocação do perfil HEB120

Ocorreu uma situação, durante a execução desta fase, que acarretou trabalhos e alterações no
projecto não previsto com alguma dimensão que, em parte, se deveu ao não cumprimento
total da ordem de escavação na execução da parede.

Aquando da realização do corte das pedras da fundação da parte restante da fachada Sul
(Figura III. 12), com o objectivo de permitir a colocação das armaduras da parede, deu-se um
abatimento parcial da fundação da parede da fachada e, consequentemente, o aparecimento de
uma fissura (Figura III. 13).

III-10


Figura III. 11- Colmatação e preparação do local para a execução da viga de coroamento

Figura III. 12- Preparação dos locais para a execução da viga de coroamento antes do abatimento da fundação

III-11


Figura III. 13- Fissura da fachada após o abatimento da fundação

Foram tomadas, de imediato, medidas para evitar o agravamento do abatimento, utilizando-se
principalmente betão no preenchimento dos vazios existentes sob fundação (Figura III. 14),
conseguindo-se desta maneira a estabilização do conjunto.

5 – Execução do 1º nível de ancoragens;

O processo de execução das ancoragens compreendeu as seguintes fases:

Perfuração;

Colocação dos cabos;

Selagem;

Aplicação do pré-esforço.

III-12


Figura III. 14- Local onde ocorreu o abatimento da fundação e preenchimentos efectuados

A perfuração para a colocação de ancoragens foi executada com o ângulo de 25º (Figura III.
15), tal como definido no projecto de execução.

Figura III. 15- Perfuração de um dos furos para a colocação dos cabos da ancoragem

III-13


A colocação dos cabos que foi feita de duas maneiras distintas. A primeira dela corresponde à
colocação dos cabos antes da injecção da calda de cimento.

Figura III. 16- Selagem dos cabos da ancoragem após colocação

.
Figura III. 17- Colocação dos cabos da ancoragem após injecção da calda

III-14


A segunda metodologia consistiu na injecção da calda de cimento antes da colocação dos
cabos

Esta última opção foi a mais utilizada por ser mais prática e garantir uma melhor injecção da
calda de cimento.

As aplicações dos pré-esforços foram feitas após sete dias a selagem dos cabos de ancoragem
por forma evitar a obrigatoriedade em realizar nova perfuração em caso de cedência do bolbo
de selagem (Figura III. 3).

a) Macaco hidráulico b) Bomba de pré-esforço
Figura III. 18- Equipamentos para a aplicação do Pré-esforço
Fontes: Figura a) - http://www.tensacciai.it/ing/equ_centr_tes.htm
Figura b) - http://www.tensacciai.it/ing/ptseries.htm

6 – Escavação do terreno correspondente aos painéis primários, até à profundidade de
projecto;

Uma vez mais, tentou-se seguir as indicações do projecto, tendo sempre em atenção as águas
resultantes do nível freático. Foi necessário que a escavadora realizasse o trabalho com muita
cautela a fim de evitar a retirada de terras em excesso, podendo a terra no tardoz da parede
servir de cofragem. Em alguns casos, foi necessário escavar manualmente a fim de evitar a
retirada de terras em excesso que pudesse conduzir à ocorrência de pequenos deslizamentos.

III-15


É importante salientar, que a execução do muro, foi realizada processualmente em quatro
níveis (Figura III. 19). A sequência de execução dos muros em cada nível, foi realizada tendo
início na construção de um painel primário, deixando a área ao lado para a execução do painel
secundário, só avançando para este, após a betonagem de todos os painéis primários do
respectivo nível. Estes processos foram seguidos sucessivamente para os quatro níveis, até a
cota final de escavação.

ial
nic Viga de coroamento e
tal
Co
1º Nível de ancoragem

1º Nível de painéis
sem ancoragem

2º Nível de ancoragem

2º Nível de painéis
sem ancoragem

o
çã
va
s ca LEGENDA:
ae
a ld
a ctu Painéis Primários
ta
Co
Painéis Secundários

Figura III. 19- Faseamento real da execução do muro

7 – Colocação das armaduras nos painéis primários;

Após a escavação da área correspondente e suficiente para a execução dos painéis primários
do segundo nível de ancoragem, seguiu-se a colocação das armaduras.

III-16


Verificou-se a necessidade de deixar no interior da “gaiola” formada pelas armaduras
principais, os varões indicados no projecto que só deveriam ser amarrados “in situ”, devido à
complexidade e dificuldade de execução. Foi também necessário deixar as armaduras
devidamente preparadas para a futura colocação das armaduras dos painéis secundários,
através da execução de “empalmes”.

Figura III. 20- Armaduras de espera para o empalme com a armadura dos painéis primários

8 – Betonagem dos painéis primários;

Em geral, as terras existentes no tardoz da parede serviram como cofragem desta face, devido
à grande dificuldade existente em colocar uma cofragem nesta zona. Para a colocação do
betão, foi construída “in situ” uma cofragem rampeada na zona superior, por forma a permitir
a colocação e a vibração do betão eficazmente (Figura III. 21). Nesta mesma figura, podemos
ainda observar, as armaduras de espera deixadas para o posterior empalme com a laje de piso.

III-17


Figura III. 21- Pormenor superior da cofragem para betonagem de um painel com armaduras de espera

Existiram situações, no entanto, em que houve necessidade de desviar as águas que surgiam
nas zonas de trabalhos e colocar cofragens perdidas para a betonagem da parede, por forma
evitar grandes perdas de betão.

A fim de evitar a penetração excessiva de betão no terreno, nas zonas onde este apresentava
pouco consistência ou grandes vazios optou-se por colmatar o terreno com entulhos. Com isto
conseguiu-se evitar falhas ou cedências do terreno, principalmente quando os trabalhos eram
executados na proximidade do nível freático.

9 – Realização do segundo nível de ancoragens nos painéis primários;.

Seguiu-se os mesmos passos da execução do 1º nível de ancoragem (5º passo), sendo que,
desta vez, os cabos foram colocados após a injecção de calda de cimento (selagem).

III-18


Na verdade, a perfuração dos painéis primários e secundários para a colocação e selagem dos
cabos foram realizados em simultâneo. Já a execução dos pré-esforços, também foi efectuada
da mesma forma, após os sete dias da selagem dos cabos. Isto porque toda a estrutura deveria
trabalhar em conjunto, de forma evitar rupturas na estrutura.

Devido às condicionantes de espaço e andamento dos trabalhos, ao fim da realização de todas
as perfurações, colocação e selagem dos cabos e aplicação dos pré-esforços em cada nível de
execução do muro, a empresa que realizava a subempreitada deveria retirar-se do local da
obra. Isto era necessário, devidos os trabalhos de movimentos de terras e das operações de
construção do muro, os quais se tornavam impossíveis de realizar com todos os equipamentos
de execução das ancoragens no local.

Figura III. 22- Equipamentos necessários à execução das ancoragens

III-19


10 – Escavação do terreno correspondente aos painéis secundários, até à profundidade de
projecto;

Os procedimentos utilizados para a execução dos painéis secundários, seguiram os mesmos
processos mencionados e explicados na Figura III. 19.

Houve também a preocupação de definir a estratégia a adoptar para a remoção das terras nas
fases finais de escavação, devido a profundidade e à necessidade de se executar rampas para o
acesso dos camiões. Conforme o andamento dos trabalhos de ancoragem, as rampas eram
construídas e demolidas nos lados este e sul (após a demolição de uma parte da fachada Sul),
ou seja, as terras resultantes da demolição de uma rampa constituíram o material utilizado na
rampa seguinte.

Figura III. 23- Demolição da rampa do lado este e a execução rampa do lado sul

Neste processo construtivo, apesar da presença de águas, e devido à consistência do terreno
no tardoz do muro, não foi necessária uma especial preocupação com a execução faseada dos

III-20


painéis. Isto aconteceu principalmente no último nível de execução do muro, como mostra a
Figura III. 24, em se executou toda a escavação necessária para a execução dos últimos
painéis e da sapata de fundação do muro, sem a ocorrência de problemas.

Ainda na mesma figura pode-se observar que a execução do último nível do muro, foi
realizada a escavação do terreno referente as áreas dos painéis primários e dos painéis
secundários, de forma contínua, avançando a construção de uma ponta a outra.

Figura III. 24- Escavação total até a cota inferior das sapatas do muro

11 – Colocação das armaduras nos painéis secundários;

Os procedimentos correspondentes a este processo seguiram as mesmas indicações e
preocupações definidas no ponto sete.

12 – Betonagem dos painéis secundários;

Este processo seguiu os procedimentos definidos no ponto oito, salientando-se a necessidade
de execução da bombagem de águas existentes devido à proximidade com cota do nível

III-21


freático. Esta necessidade, repetiu-se muitas vezes, principalmente na execução do último
nível do muro, tanto na colocação como na betonagem dos painéis primários e secundários

Figura III. 25- Armaduras de espera para o empalme com a armadura do painel secundário

.
Figura III. 26- Execução dos painéis primários e secundários do último nível de ancoragem

III-22


13 – Realização do segundo nível de ancoragens nos painéis secundários.

Para finalizar o acompanhamento da obra, vejamos a seguinte comparação entre as
fotos correspondentes à fase inicial e à fase final da execução do muro da 2ª Fase da
obra:

Figura III. 27- Cabos do 2º nível de ancoragem prontos a levar o pré-esforço

Figura III. 28- Início dos trabalhos da 2 ª Fase da obra

III-23


Figura III. 29- Fase final dos trabalhos de execução da parede tipo Berlim

III-24


BIBLIOGRAFIA

[1] BOWLES, Josefh E. (1997). Foundation Analysis and Design (Fifty edition). (s.l), MC
GRAW-HILL.

[2] CAPUTO, Homero Pinto Caputo. (1994). Mecânica dos Solos e suas Aplicações (Volume
2). (6ª edição). Livros Técnicos e Científicos Editora (LTC).

[3] Centraline di tesatura. Disponível em http://www.tensacciai.it/ing/equ_centr_tes.htm.
[Consultado em 15 de Novembro de 2004].

[4] COELHO, Silvério. (1996). Tecnologia de Fundações (1ª edição). Amadora, Escola
Profissional Gustavo Eiffel (EPGE).

[5] FERNANDES, Manuel de Matos. (1994). Mecânica dos Solo (I Volume). Porto,
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP).

[6]"PT" Series Stressing Jacks. Disponível em http://www.tensacciai.it/ing/equ_centr_tes.htm.
[Consultado em 15 de Novembro de 2004].

[7] TEIXEIRA, Ricardo. (1999 - 2002). Visual Interface for the Finite Element Method
(VIFEM). [Programa de Cálculo]

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