CURSO DE ENGENHARIA CIVIL. Rafael Reckziegel

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1 CURSO D NGNHARIA CIVIL Rfel Reckiegel AVALIAÇÃO D CORTINAS S CO ANCORAG D TIRANTS: STUDO PARA CONTNÇÃO D UA SCAVAÇÃO NO UNICÍPIO D LAJADO-RS Snt Cru o Sul 0

2 II Rfel Reckiegel AVALIAÇÃO D CORTINAS S CO ANCORAG D TIRANTS: STUDO PARA CONTNÇÃO D UA SCAVAÇÃO NO UNICÍPIO D LAJADO-RS Trblho e conclusão resento o Curso e ngenhri Civil Universie e Snt Cru o Sul (RS), r obtenção o título e Bchrel em ngenhri Civil. Orientor: Dr. João Rorigo Guerreiro ttos Snt Cru o Sul 0

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4 IV AGRADCINTOS Gostri e grecer tos s essos ue me jurm neste longo cminho e grução e ue semre estrão n minh memori. Aos meus is, Ver Inês e ilton José Reckiegel, elo eterno crinho e comreensão com ue tiverm em to minh vi. Pelos ensinmentos e eucção ue me tornrm n esso ue hoje eu sou. A minh irmã, Brun Reckiegel, ul semre ue contr em uluer situção. Aos meus migos, ue comrtilhrm comigo muitos os momentos e tensão e nsiee com forc e legri o longo e to trjetóri cêmic. Aos colegs e trblho, ue irimente contribuem r o meu crescimento rofissionl e essol. Ao meu orientor, rofessor João Rorigo elos ensinmentos, el ciênci e eicção com ue me uxiliou n conclusão este trblho. s emis essos ue contribuírm iret ou iniretmente r tingir este objetivo.

5 V LISTA D FIGURAS Figur - Ilustrção o ensio SPT... 5 Figur - muxo tivo, no reouso e ssivo... 0 Figur - Plnos e escorregmento entro e um mss e solo... Figur - Vrição os emuxos e terr tivo e ssivo, ressão hirostátic e sobrecrg uniforme... Figur 5 uros... Figur - Cortin tirnt x cortin em blnço... Figur 7 - Detlhe e escvção seno execut e imlntção o inel rémolo... 7 Figur - Detlhe e sistem e erfil metálico e lc ré-mol... Figur - suem tíico e tirnte... Figur 0 - Aresentção e resultos F... Figur - Loclição e corte esuemático o terreno... Figur - geológico o esto o RS... Figur - nsio SPT... 5 Figur - Digrm e emuxos... Figur 5 - oelos estuos referentes o comrimento e fich... 7 Figur - oelos estuos referentes os eslocmentos horiontis... Figur 7 - Lnçmento estrutur - esforços... Figur - Deformções cortin sem tirntes... 0 Figur Deformções cortin com tirntes... Figur 0 - Ftor e segurnç x Profunie o N.A Figur - Cortin sem tirntes e sem resenç 'águ... 7 Figur Cortin com tirntes sem resenç águ... 7 Figur - sessur contenção x eslocmento horiontl sem N.A.... Figur Deslocmento horiontl x esessur cortin sem N.A. (escl logrítmic)... Figur 5 - Cortin sem tirntes e lençol freático n suerfície... Figur - Cortin com tirntes e lençol freático intermeiário... 0 Figur 7 - Cortin sem tirntes e lençol freático n suerfície...

6 VI Figur - Cortin com tirntes e lençol freático n suerfície... Figur - sessur contenção x eslocmento horiontl com N.A. n suerfície... Figur 0 - Deslocmento horiontl x esessur cortin com N.A n suerfície... (escl logrítmic)... Figur - nsio SPT F0... Figur - nsio SPT F Figur - muxos tuntes cortin sem tirntes... 5 Figur - muxos tuntes - cortin com tirntes Figur 5 - muxos tuntes - vrição nível gu... 5

7 VII LISTA D TABLAS Tbel - Clssificção e solos... 7 Tbel - Peso esecífico e solos rgilosos... 7 Tbel - Peso esecífico e solos renosos... 7 Tbel - Coesão e rgils... Tbel 5 - Prâmetros geotécnicos: Gibbs & Holt... Tbel - Prâmetros geotécnicos: Skemton... Tbel 7 - Comrimento s fichs...

8 VIII LISTA D QUAÇÕS ução... ução... ução... ução... ução 5... ução... ução 7... ução... ução... ução 0... ução... 0 ução... 0

9 IX LISTA D ABRVIATURAS ABNT Associção Brsileir e Norms Técnics c coesão solo. cm - centímetro móulo e Young ou móulo e eformbilie o solo - emuxo tivo o - emuxo no reouso - emuxo ssivo f comrimento fich. FS - ftor e segurnç globl H - ltur e contenção - coeficiente e emuxo tivo o - coeficiente e emuxo em reouso - coeficiente e emuxo ssivo m - metro F - étoo e elementos finitos mm - milímetro N - Número e goles no ensio SPT Ʃ - somtório os momentos tivos Ʃ - somtório os momentos ssivos SPT - Stnrt enetrtion test rofunie no mciço e solo. 'φ - ângulo e trito efetivo o solo. - eso esecífico o solo. σ v ' - tensão efetiv verticl. σh ' - tensão horiontl efetiv. σ ' - tensão norml efetiv. σ - tensão norml.

10 X SUÁRIO. INTRODUÇÃO..... Justifictiv..... Objetivos..... Limitção o tem..... Orgnição o trblho.... RVISÃO BIBLIOGRÁFICA..... Stnr enetrtion test - SPT..... Crcterição e râmetros geotécnicos rtir o ensio SPT sforços solicitntes Teori e Rnkine uções..... struturs e contenção Cortins stcs rnch Prees ifrgm Perfil rncho Tirntes..... Determinção o comrimento e fich étoo numérico: elementos finitos.... TODOLOGIA..... Loclição e crcterístics áre em estuo..... Crcterição o solo e efinição e râmetros..... Determinção o comrimento fich..... Ftores e segurnç Deslocmentos horiontis.... APRSNTAÇÃO ANÁLIS DOS RSULTADOS..... Determinção o comrimento fich..... Ftores e segurnç..... Deformções...

11 XI... Cortin sem resenç e lençol freático Cortin com lençol freático intermeiário Cortin com lençol freático n suerfície CONCLUSÕS Prâmetros geotécnicos Comrimento fich Ftores e segurnç Deformções RFRÊNCIAS... 7 ANXO A... ANXO B APNDIC A... 5 APNDIC B APNDIC C... 5 APNDIC D...

12 . INTRODUÇÃO Atulmente, o esço urbno está ltmente isuto e ossui lto vlor e investimento visto su grne imortânci econômic. Com isso, surge necessie e roveitmento mior áre ossível o terreno, inclusive construções bixo o nível nturl o terreno. Dess form, engenhri geotécnic esenvolveu soluções construtivs r tener esse ensmento. As estruturs e contenções e solos ermitirm, or exemlo, crição e subsolos freuentemente utilios como estcionmentos e eifícios, contenção e cortes e terros, murros e rrimo, execução e construções em limites e iviss e um série e outrs licções. sts obrs estão resentes em váris áres engenhri civil como snemento, estrs, ontes, metros, estbilição e encosts, entre outrs. Devi est imortânci e or não hver muitos trblhos ness áre, ue o utor conteml ns róxims ágins reseito esse ssunto... Justifictiv O crescimento centuo construção civil lio o umento no orte s eificções e os terrenos com relevos centuos n região o Vle o Turi obrigrm s construtors buscrem soluções geotécnics r lcnçr seus objetivos econômicos. Nesse contexto surge necessie contenção e solos. O utor observ ue, n região cit, existe certo escso com esses tios e estruturs. Normlmente, estuos os solos, rojetos e imensionmentos estruturis são isensos, utilino-se no lugr métoos tricionis bseos ns exeriêncis e rofissionis. ste trblho não tem como fim julgr esses tios e execuções e sim, crcterir o uão imortnte é o correto imensionmento trvés e softwres e rofissionis ulificos. Atrvés e resultos obtios o longo o trblho, o mesmo tem como fim resentr o imensionmento, esforços e eslocmentos o ul ests cortins ossm vir estr submetis.

13 .. Objetivos O resente trblho tem or objetivo gerl estur o comortmento e um estrutur e contenção o tio cortin r um escvção em um terreno no municíio e Ljeo-RS. Pr tingir esse objetivo gerl, foi necessário tingir os objetivos esecíficos seguir: Crcterição o erfil o terreno e obtenção os râmetros geotécnicos os solos rtir e ensios e songens Stnr enetrtion test (SPT); Dimensionmento o comrimento e fich cortin com e sem resenç e tirntes, bseno-se ns teoris e euilíbrio limite; Avlição influênci oro-ressão no ftor e segurnç (FS) cortin, simulno elevções o lençol freático ós su construção; e Avlição o eslocmento estrutur e contenção emregno o métoo os elementos finitos, vrino esessur estrutur... Limitção o tem ste trblho limit-se o estuo e cálculo e cortins levno em consierção os râmetros geotécnicos obtios rtir o ensio SPT e não rtir e ensios e lbortório; utilição teori e Rnkine r cálculo os emuxos; r elevção o nível o lençol freático, serão estuos três situções e unto o comrimento fich cortin, serão estus us situções, ocorrênci ou não sobrecrg vriável extern... Orgnição o trblho Além este citulo introutório, est issertção ivie-se em mis utro, escritos bixo: No citulo é reli um revisão bibliográfic ue embs o trblho, borno sobre execução o ensio SPT e eterminção os râmetros geotécnicos rtir o mesmo. Relt tmbém s teoris clássics e tensões horiontis em um mss e solo e os cálculos os emuxos. Por fim, trt reseito e tios e contenções e sectos básicos sobre tirntes. No cítulo trt metoologi ot no resente trblho. Aresent-se o locl e s crcterístics o cso, o ensio SPT oto r o resente trblho

14 e form como se roceeu r obtenção os resultos. Tmbém ilustr reseito o rogrm numérico ffel, crcterino o softwre e resentno os os e entr. O cítulo resent os resultos roostos elo trblho: râmetros geotécnicos, comrimentos e fichs, ftores e segurnçs e os resultos obtios ns simulções numérics, com s evis nlises e iscussões. Por fim, o citulo 5 resent s conclusões obtis no resente trblho.

15 . RVISÃO BIBLIOGRÁFICA Neste cítulo resent-se um breve revisão sobre sectos imortntes r o nmento o trblho. Dess form, reliou-se um exlicção sobre execução o ensio e SPT (Stnr Penetrtion Test) e su interretção r eterminr os râmetros geotécnicos. Ain trt os esforços horiontis oriunos os solos, ou sej, os emuxos tivos e ssivos ue gem n estrutur e os tios e estruturs e contenção ossíveis no enfoue rincil às cortins... Stnr enetrtion test - SPT A rogrmção e songens eve stisfer exigêncis mínims ue grntm o reconhecimento s conições o subsolo. A Norm Brsileir NBR 0/ regulment tis exigêncis, resentno recomenções unto o número, loclição e rofunie e songens e simles reconhecimento. Seguno est norm, s songens evem ser, no mínimo, e um r c 00 m² e áre e rojeção o eifício em lnt, té 00 m². ntre 00 m² e 00 m² eve-se fer um songem r c 00 m² ue exceerem 00 m². Acim e 00 m² o número e songem eve ser fixo e coro com construção. O número mínimo eve reseitr: () us songens r áre e rojeção em lnt o eifício té 00 m², e (b) três r áre entre 00 m² e 00 m². m csos e estuos e vibilie ou e escolh o locl, o número e songens eve ser fixo e form ue istânci máxim entre els sej e 00 m, com um mínimo e três songens. ntrno no mérito os ensios e songem, Hchich et l () cit ue o Stnr Penetrtion Test (SPT) é, e longe, o ensio mis executo n miori os íses o muno e tmbém no Brsil. Isto eve-se su rticie e seu bixo custo, resentno resultos stisftórios. Não exige necessie e lbortório r nlise os resultos. A Norm Brsileir NBR /00 rescreve o métoo e execução e songens e simles reconhecimento e solos, com SPT, cujs finlies, r licções em engenhri civil, são: A eterminção os tios e solos em sus resectivs rofunies e ocorrênci;

16 5 A osição o nível águ e Os ínices e resistênci à enetrção (N) c metro. O ensio SPT, escrito or Schni (000), constitui em um mei e resistênci inâmic conjug um songem e simles reconhecimento. A erfurção é reli or trgem e circulção e águ utilino-se um tréno e lvgem como ferrment e escvção. Amostrs reresenttivs o solo são colets c metro e rofunie or meio e mostror-rão, e iâmetro externo e 50 mm. O roceimento e ensio consiste n crvção este mostror no funo e um escvção (revesti ou não), usno um eso e 5,0 kg, cino e um ltur e 750 mm. O vlor e N é o número e goles necessário r fer o mostror enetrr 00 mm, ós um crvção inicil e 50 mm. Figur - Ilustrção o ensio SPT Fonte: Schni (000).. Crcterição e râmetros geotécnicos rtir o ensio SPT O ensio SPT tem sio uso r inúmers licções, ese mostrgem r ientificção os iferentes horiontes, revisão tensão missível e

17 funções irets em solos grnulres, té correlções com outrs roriees geotécnics (SCHNAID, 000). A rimeir licção tribuí o SPT consiste n simles eterminção o erfil e subsolo e ientificção táctil-visul s iferentes cms rtir o mteril recolhio no mostror-rão. Usulmente, literturs como e Schni (000), recomenm correção o vlor meio e número e goles (Nst) consierno o efeito energi e crvção e o nível e tensões. A eficiênci o sistem e mostrgem SPT é função s ers or trito e róri inâmic e trnsmissão o conjunto. Atulmente, rátic interncionl sugere normlir o número e goles com bse no rão mericno e N0. A seguir, é ilustr eução: N 0 ( nergilic. ) NSPT (Schni, 000) () 0,0 Seguno Norm Brsileir, com cionmento mnul o mrtelo, fornece-se um mei e energi e % e energi teóric e ue livre. A clssificção o mteril é normlmente obti combinno escrição o testemunho e songem com s meis e resistênci à enetrção. O sistem e clssificção resento n tbel, mlmente utilio no Brsil e recomeno el NBR /00 (nexo A), é bseo, em meis e resistênci à enetrção sem uluer correção unto à energi e crvção e nível e tensões. O SPT oe tmbém ser utilio n rátic e engenhri r obtenção e râmetros serem otos n nálise e roblems geotécnicos. Váris são s correlções existentes, ms é imortnte lembrr-se semre s limitções su utilição. A seguir, são resents s tbels utilis r relição e réclssificção o solo, ou sej, vlores sugerios el litertur rtir os vlores obtios nos ensios e songem SPT s:

18 7 Solo Tbel - Clssificção e solos Ínice e resistênci à enetrção (N) Designção Areis e siltes renosos Argils e siltes rgilosos Fof (o) 5 Pouco comct (o) einmente comct (o) 0 Comct (o) > 0 uito comct (o) uito mole 5 ole 0 éi (o) Rij (o) > Dur (o) Fonte: NBR /00 Anexo A Tbel - Peso esecífico e solos rgilosos N (goles) Consistênci Peso esecífico (kn/m³) uito ole 5 ole 5 0 éi 7 Rij > Dur Fonte: Gooy, 7 u Citr et l (00) Tbel - Peso esecífico e solos renosos N (goles) Consistênci Peso esecífico (kn/m³) Sec Úmi Stur 5 Fof 5 Pouc comct einmente comct Comct 0 > 0 uito comct 0 Fonte: Gooy, 7 u Citr et l (00)

19 Tbel - Coesão e rgils N (goles) Consistênci Coesão (kp) < uito ole <0 ole 0 5 éi Rij uito rij >0 Dur >00 Fonte: Alonso () Conforme relt Schni (000), o número e goles o ensio SPT fornece um mei e resistênci e é rtic comum estbelecer correlções entre N e ensie reltiv Dr ou ângulo e trito efetivo o solo ɸ. ntre els, s mis usuis e utilis são: D r N 0, ' 0 σ v (Gibbs e Holt, 57 u Schni, 000) () D r N 0, ' 0 7 σ v (Skemton, u Schni, 000) () One: D r σ ' v0 ensie reltiv tensão efetiv e reouso, em kp; N número e goles obtio no ensio SPT (, D ) tn φ ' 0, 7 (e ello, 7 u Schni,000) () One: D r r ensie reltiv tnφ' ângulo e trito efetivo o solo

20 .. sforços solicitntes As obrs geotécnics são, freuentemente, submetis um vriee e solicitções. O engenheiro eve sber ou ntecir o tio e mgnitue s solicitções ue obr geotécnic eve suortr. C tio e solicitção, ou certs combinções els, oe fer com o ue o sistem reson e mneir iferente. A norm ABNT NBR :00 clssific s ções em rovenientes suerestrutur, ecorrentes o terreno, oriun águ suerficil e subterrâne e ções excecionis. stá ultim consier s solicitções ue ocorrem em obrs ns roximies (escvções, terros, túneis), tráfego e veículos esos e euimentos utilios n construção, exlosão, colisão e veículos, entre outrs. sts solicitções, lics em um obr geotécnic, são trnsferis n form e tensões r o solo. Conforme Buhu (0), o cálculo istribuição e tensões no interior o solo oriuns e crgs e suerfície reuer suosições ue simlificm grosseirmente o comortmento o solo. A ção e um mciço e terr sobre s obrs com ele em contto é chmo e emuxo e terr (CAPUTO, 7). A eterminção o seu vlor é e funmentl imortânci n nálise e rojeto e obrs volts contenção e solos. Normlmente ele é clculo or um fix e lrgur unitári estrutur, não se consierno s forçs ue tum sobre s suerfícies lteris ess fix. A mgnitue o emuxo eene rofunie o onto o solo ul esej relir o estuo, configurção geométric, s roriees o solo (ângulo e trito interno, coesão, eso esecífico), o fluxo e osição o nível águ, eformção sofri el estrutur, inclinção o terrleno, entre outrs. De coro com Cvlcnte (00), n nture, um mciço e terr oe se encontrr em três situções e euilíbrio: em reouso, em esto ssivo ou em esto tivo. Assim têm-se: muxo tivo (): ressão exerci elo mciço e terr sobre estrutur e contenção uno existe tenênci e o solo eformr estrutur ul cee com euenos eslocmentos. Devio esse ftor, o mciço tene exnir-se. muxo ssivo (): ressão exerci el estrutur sobre o mciço e terr uno existe tenênci e ue estrutur comrim o solo. Nesse cso, há um eslocmento no sentio contrário o o emuxo tivo.

21 0 muxo no reouso (o): ressão exerci uno o mciço e terr não sofre exnsão nem comressão (eslocmento nulo). Figur - muxo tivo, no reouso e ssivo Fonte: Cuto (7) Um estrutur e contenção oe sofrer simultnemente emuxo tivo e ssivo. O emuxo tivo o mciço e solo ue está seno contio é euilibro em rte elo emuxo ssivo, uxilino o eslocmento o muro. Ain trtno e esforços solicitntes, seguno Crig (007), resistênci ssiv eve ser clcul mitino-se ue não há sobrecrg e suerfície e ressão tiv eve ser clcul mitino ue exist um sobrecrg e suerfície e, no mínimo, 0 kn/m².... Teori e Rnkine Usulmente n mecânic os solos, n eterminção os vlores e emuxos, são utilis us teoris: um roost or Coulomb (77) e outr resent or Rnkine (57). No resente trblho será utili ens teori e Rnkine. Conforme é relto or Buhu (0), o moelo é bseo ns seguintes consierções: O muro e contenção é verticl. Não há trito n interfce muro e solo.

22 A suerfície o solo é horiontl e não há tensão cislhnte nos limites horiontl e verticl. O muro é rígio e se estene em um rofunie e mss e solo seco, homogêneo e isotróico. Cuto (7) firm ue, or esconsierr o trito solo-muro, teori e Rnkine tene oferecer resultos mis elevos e emuxo tivo, iferentes e outros moelos mis elboros, mostrno-se conservtivo. O utor in resslt ue, or ser e fácil e rái licção, crescentno-se o fto e ue ificilmente oe-se contr com vlores recisos r o trito entre o solo e o muro, esse é um moelo muito utilio n rátic. Rnkine, o esenvolver su teori, bseou-se n hiótese e ue um ligeir eformção o solo é suficiente r gerr um esto limite lástico em too o mciço. Se com isso for suer resistênci o cislhmento o solo, o mciço oe movimentr-se, gerno esto tivo (no cso exnsão o solo) ou esto ssivo (no cso e retrção) (DOINGUS, 7). Originlmente, o esenvolvimento teori ignor coesão (c) o solo r o levntmento o emuxo (CRAIG, 0). Contuo, sbe-se ue solos coesivos (ex.: rgils) comortm-se iferentemente e solos não coesivos (ex.: reis). Logo, teori recebe um esenvolvimento mis generlio em ue é consierno tmbém o vlor e coesão o solo.... uções Consierno ue um estrutur e contenção estej totlmente enterr, ou sej, ue s us fces estejm em contto com mesm untie e solo. l ermnece rígi e sem movimento, então s tensões efetivs verticis e horiontis corresonem o emuxo em reouso. Suono um rotção sobre rte inferior o muro conforme figur. A rotção necessári, e conseuentemente s eformções lteris, r rouir lnos e escorregmentos n fce frontl o muro é muito mior ue necessári r fce osterior ree. Isso ocorre, ois mss o solo n fce osterior o muro está contribuino r rutur o mesmo, enunto mss e solo n fce frontl o muro está resistino à rutur.

23 Figur - Plnos e escorregmento entro e um mss e solo Fonte: Buhu (0) Neste cso, tensão verticl não será lter em uluer elemento, ms tensão efetiv horiontl no elemento B (figur b) será reui, enunto r o elemento A (figur ) será ument. Atrvés os lnos e escorregmento e s tensões efetivs horiontis e verticis, etermin-se os coeficientes e emuxo: senφ ' φ' tn² 5º senφ ' senφ ' φ' tn² 5º senφ ' (5) () One: coeficiente e emuxo tivo coeficiente e emuxo ssivo Ø ângulo e trito interno o solo Com eterminção os coeficientes e emuxo, é ossível obter s tensões horiontis no esto tivo e Rnkine e o s tensões horiontis e no esto ssivo:

24 σ ' σ ' σ ' ' σ ' ' (7) () One: σ tensão no esto tivo ' σ tensão no esto ssivo ' ' σ tensão efetiv verticl ' eso esecífico o solo rofunie Seguno Buhu (0), os coeficientes e emuxo tivo e ssivo são licos somente em tensões efetivs. Pr solos cim o lençol freático: ' st () nunto r solos bixo o lençol freático, uno oro-ressão está seno consier no emuxo o solo: ' ( ) st w (0) Figur - Vrição os emuxos e terr tivo e ssivo, ressão hirostátic e sobrecrg uniforme Fonte: Buhu (0)

25 O vlor o emuxo é áre o igrm e emuxo, ou sej, envolve no seu cálculo tensão horiontl e ltur cm e solo, como oe ser observo n figur. A forç resultnte é locli no centroie o igrm e istribuição e emuxo e terr. N mesm figur, oro-ressão e sobrecrg vriável () estão seno consiers sers o emuxo oriuno o solo. m ocsiões ns uis orção e solo estiver submeti um sobrecrg uluer, ess crg é trnsmiti totlmente o longo o solo. Porém, su trnsmissão horiontl o esforço sofre influênci o solo em ue está se rogno, ou sej, eve ser multilic elo coeficiente e emuxo. Diferentemente oro-ressão, ue trnsmite seus esforços uniformemente em tos s ireções... struturs e contenção Como efine Hchich et l. (), contenção é too elemento ou estrutur estino contror-se emuxos ou tensões gers em mciço cuj conição e euilíbrio foi lter or lgum tio e escvção, corte ou terro. São utilis uno se esej mnter um iferenç e nível n suerfície o terreno e o esço não é suficiente r vencer o esnível trvés e tlues. Dentre os rinciis tios, oemos citr os muros, escormentos, cortins e reforços e solo. Figur 5 uros Fonte: Ato e Hchich et l () Hchich et l () relt ue muros são estruturs corris e contenção constituís e ree verticl ou use verticl, oi em um função rs ou

26 5 rofun. Poem ser construís em lvenris (tijolos ou ers) ou em concreto (simles ou rmo), ou in, e elementos eseciis. Bsicmente, os muros são estruturs em ue o eso rório é resonsável el su estbilie, or isso normlmente são enominos muros e grvie. Contuo, tulmente são utilis técnics r umentr su estbilie como: crição e contrforte, umento n bse fce em ue o mciço será contio, crição e entes r umento e resistênci o eslimento, entre outrs. Os escormentos são estruturs rovisóris executs r ossibilitr construção e outrs obrs. São utilios mis comumente r ermitir execução e obrs enterrs ou o ssentmento e tubulções embutis no terreno. O rocesso e reforço e solo consiste em se introuir no mciço, elementos ue ossum elev resistênci à trção (fits metálics, mnts geotêxtis, mlhs e ço) ou comressão (cl e cimento). As cortins são contenções ncors ou ois em outrs estruturs, crcteris els euens eformbilies. Aborremos no róximo item os rinciis tios e técnics emregs em cortins, visto ue o resente trblho vis nlisr esse tio e estrutur.... Cortins Dois tios e cortins são freuentemente executs no cmo geotecni. Um é cortin em blnço (sem ncorgem) ue, seguno Buhu (0), usulmente é utili r conter solos um ltur inferior m. O outro é um cortin tirnt ou escor e normlmente utili, e coro com o mesmo utor, r suortr escvções rofuns e como estruturs e contenção e orl mrítim. Cortins em blnço eenem resistênci ssiv o solo r su estbilie, enunto ue s tirnts eenem e um combinção e tirntes e resistênci ssiv o solo r su estbilie. O comrimento estc ue fic totlmente enterro (ns us fces) recebe o nome e fich. A figur emonstr esse etlhe e resent os ois tios citos nteriormente.

27 Figur - Cortin tirnt x cortin em blnço Fonte: Ato e Joert Jr. (007)... stcs rnch Cortins e estc rnch são flexíveis e são construís usno lcs e ço ou e concreto e euen esessur ou meir. São crvos iniviulmente um o lo o outro, com engstes lteris ue ermitem su conexão r construir cortin. Como vntgem, resslt-se velocie n execução, custo cometitivo e licção vri, ese terminis ortuários ssgens e nível rooviário. Usulmente utili-se como estrutur temorári ois ermite reutilição, ou sej, os erfis metálicos oem ser retiros e osicionos em outrs obrs.... Prees ifrgm As rees ifrgm são rees contínus e concreto rmo. São concrets em inéis ntes o início escvção, constituino um estrutur bstnte rígi. São utilis uno s escvções evem ser relis ns roximies e construções ue não oem sofrer reclues iferenciis excessivos. l não necessit rebixmento o lençol freático e elimin o fluxo e águ r entro escvção, oeno constituir s rees estrutur efinitiv.

28 7 Os inéis e concreto resentm form retngulr e vrim e comrimento e um seis metros e coro com rojeto. ste tio e contenção resent um form iferenci e execução, ois o locl escvo r construção ois inéis é reenchio or um lm bentonític enunto o concreto não for vertio. Tl lm tem função e euilibrr ressão exerci elo solo e el águ nuele momento, e form evitr o esmoronmento o locl escvo. Figur 7 - Detlhe e escvção seno execut e imlntção o inel ré-molo Fonte: Joert Jr (007) Termin escvção, coloc-se n extremie lterl um tubo e ço ue ermite, urnte concretgem, crição e um engte entre o inel em execução e o seguinte ser executo. m segui, coloc-se rmção e lic-se um concreto bstnte lástico com o uxilio e tubos, reencheno o burco e bixo r cim, exulsno lm. st é recolhi r osterior reroveitmento. Normlmente, s rees-ifrgm são lics como contenções e rees e subsolo enterrs, roteção e costs mrítim e contenções em cortes rooviários.

29 ... Perfil rncho Joert Jr. (007) coment ue este tio e contenção é obtio el crvção e erfis metálicos estruturis (lminos ou solos) junto às iviss o terreno ser escvo. A crvção é feit trvés e bte-estc. sses erfis metálicos ficm esços entre si seno ue o esçmento é efinio or rojeto. Os vãos são reenchios com rnchões e meir ou estruturs ré-mols, servino como form r confecção ree ou té mesmo, ree efinitiv conforme figur 0. Os erfis tem função e receber os esforços s lcs e trnsmitir o solo. Atulmente vem se utilino bstnte s estruturs ré-mols visto ue servem como form r concretgem cortin. São e fácil mnuseio, o rocesso é inustrilio o ue grnte ulie e confibilie mior, rie n montgem, menor número e mão e obr envolvi. Figur - Detlhe e sistem e erfil metálico e lc ré-mol Fonte: Joert Jr (007).5. Tirntes O tirnte é um elemento liner c e trnsmitir esforços e trção entre sus extremies: extremie ue fic for o terreno é cbeç e extremie ue fic enterr é conheci or trecho ncoro, e esign or comrimento ou bulbo e ncorgem. O trecho ue lig cbeç o bulbo é conhecio or trecho livre ou comrimento livre. (HACHICH et l, )

30 Figur - suem tíico e tirnte Fonte: Hchich et l () A grne miori os tirntes é constituí or um ou mis elementos e ço, usulmente brrs, fios ou corolhs. O emrego esse elemento se eve o grne vlor e resistênci à trção ue ele ossui. A função básic o tirnte é trnsmitir um esforço externo e trção r o terreno trvés o bulbo. O bulbo não eve se romer or rrncmento e nem eformr em emsi em função e crgs e long urção nem or efeito e fluênci, com um mrgem e segurnç eu. A ABNT NBR 5-00 estiul um vlor mínimo e ftor e segurnç e,5 r o imensionmento e tirntes em tos s sus conições, embor Cuto (7) recomene utilir o vlor e no mínimo. Dentre s rinciis vntgens utilição e tirntes, oem ser cits: Obtém reção entro o rório mciço; Poe ultrssr uluer obstáculo urnte erfurção; Poem ser instlos e rotenios n estrutur e contenção, à mei ue escvção vi seno execut; Poe ultrssr uluer obstáculo urnte erfurção.

31 0.. Determinção o comrimento e fich O objeto e estuo o resente trblho são cortins e su rofunie é etermin el ltur e escvção mis o comrimento enterro, seno este enomino como fich. st e no cso e hver resenç e tirntes, são os rinciis resonsáveis or grntir estbilie estrutur. Pr eterminção fich sem ncorgem or tirntes, o somtório s forçs e emuxos é relio no onto e rotção estrutur e eve ser nulo. O mesmo encontr-se n bse contenção, ou sej, no onto mis rofuno cortin. No cso s contenções com resenç e tirntes, o somtório e momentos será em relção o onto e ncorgem o tirnte, ou sej, o onto e inserção o mesmo n cortin-solo. Normlmente, ele ocorre,50 metros suerfície, oeno hver mis tirntes. o 0 FS FS 0 () Cuto (7) coment ue usulmente é utilio um ftor e segurnç igul, consierno-se ssim ens um rcel o emuxo ssivo, ois ue, r su comlet mobilição, seri necessári um grne eformção. Crig (0), em su obr, slient ue não evem ser licos coeficientes às ressões neutrs em um nlise e tensões efetivs. O resulto esse somtório e momentos será um função olinomil e º gru. A mesm é resolvi elo rocesso e interções té obter-se o comrimento e fich. Além utilição e um ftor e segurnç no emuxo ssivo, lgums literturs reveem um créscimo e 0% no comrimento fich, or segurnç. f, () f res

32 .7. étoo numérico: elementos finitos Os métoos numéricos são e grne vlor em engenhri e funções, já ue s obrs geotécnics estão se tornno c ve mis comlexs, lém ccie e nlise e euilíbrio limite e e nlise limite. Deve-se comreener formulção básic, interretção e resultos e os erigos e s limitções e uso estes rogrms. (BUDHU,0) Atulmente, há três métoos numéricos mis utilios n nlise e obrs geotécnics. O métoo s iferençs finits (DF), métoo os elementos finitos (F) e o métoo e elementos e contorno (C). Pr o resente trblho será boro o F, técnic mis utili elos rofissionis áre. Conforme Aeveo (00), o F tem como objetivo eterminção o esto e tensão e eformção e um sólio e geometri rbitrári sujeito ções exteriores. A iei centrl o métoo é iscretir o omínio, reresentno-o, in ue e form roxim, or um reunião e um número finito e elementos. No cso e um omínio lno, os elementos oem ser triângulos ou uriláteros. A formulção o F reuer existênci e um eução integrl, e moo ue sej ossível substituir integrl sobre um omínio comlexo or um somtório e integris estenios subomínios e geometri simles. Se for ossível clculr tos s integris estenis os subomínios, bst efetur o somtório corresonente o seguno membro r obter integrl esteni too o omínio. C subomínio corresone um elemento finito e geometri simles, or exemlo, um triângulo. N resolução e um roblem elo métoo os elementos finitos são envolvis lgums ets, conforme coments seguir: Discretição o meio contínuo: nesse rocesso, o meio contínuo (coro físico, estrutur ou sólio ser nliso) é subiviio meinte linhs e suerfícies imgináris em um número finito e elementos. Suõe-se ue os elementos estão conectos or um número iscreto e ontos, chmos nós. Seleção o moelo e eslocmentos: é efinio o cmo e eslocmentos entro e c elemento, em função os eslocmentos nois em c elemento. Cálculo mtri e rigie: mtri e rigie é comost elos coeficientes s euções e euilíbrio, erivos rtir geometri,

33 roriees ou leis constitutivs ots em c elemento. As forçs istribuís tuntes no meio são convertis em forçs nois euivlentes, obteno-se ssim, um relção e euilíbrio entre mtri e rigie, o vetor e eslocmentos nois, e o vetor e forçs nois. As mtries e rigie e c elemento são ssocis, formno ssim um sistem globl. Cálculo s incógnits o roblem: no cso e roblems lineres, os eslocmentos são clculos e form iret, usno técnics lgébrics como métoo e Guss. Pr o cso e roblems não lineres, s soluções são obtis or um seuênci e ets, one em c et ocorre moificção mtri e rigie e/ou vetor e forçs. A rtir o cmo e eslocmentos nois obtémse, e mneir únic, o esto e eformção em c elemento. sts eformções juntmente com s eformções iniciis e s leis constitutivs e c mteril efinirão o esto e tensão no elemento e no seu contorno. N figur 0 são resentos resultos extríos o trblho e Aeveo (00) referente um console curto. Os vlores oem ser ilustros or cores e elos seus eslocmentos, fcilitno o entenimento o comortmento ue estrutur resentrá. Figur 0 - Aresentção e resultos F Fonte: Ato Aeveo (00)

34 . TODOLOGIA.. Loclição e crcterístics áre em estuo O cso ser estuo foi ielio com bse em um terreno no birro oinhos Águ cie e Ljeo, Rio Grne o sul. Neste locl retene-se executr contenção e um s fces o terreno r se fer-se ossível utilição como cesso e veículos r os subsolos o eifício. Figur - Loclição e corte esuemático o terreno Fonte: Autor Qunto su formção geológic, o m geológic o esto o Rio Grne o Sul ilustr, conforme figur, ue Ljeo ertence formção Serr Gerl Fácies Grmo. stá é form, seguno mesm fonte, or errmes bsálticos grnulres finos méio.

35 Figur - geológico o esto o RS Fonte: Ato e m geológico o Rio Grne o Sul (00).. Crcterição o solo e efinição e râmetros Como relto nteriormente neste trblho, otou-se el relição e ensio SPT r crcterição o solo. Dos três furos relios no locl, selecionou-se o ensio ue resentou os vlores mis ltos e números e goles, resultno em râmetros geotécnicos miores, conseuentemente, esforços miores n contenção. N figur é resento o ensio SPT utilio r relição os estuos. De coro com os resultos obtios nesse ensio, iviiu-se em o solo em três cms té o limite e enetrção. ste ocorreu os metros e rofunie. Pr eterminção e iferencição esss cms observrm-se sus crcterístics e gruou-s em fixs semelhntes. As mesms form iviis seguinte form: Cm A 0 metros metros Cm B metros metros Cm C metros metros

36 5 Figur - nsio SPT Fonte: Autor Utilino s tbels e o resente trblho, form obtios os vlores e eso esecífico o solo. Aós reliou-se correção o número e goles (N0), eterminou-se o número e goles méio cm fim e encontrr ensie reltiv e o ângulo e trito r c região o solo. Os coeficientes form eterminos nlisno o centro cm estu. Ain, seguno o ensio SPT, o nível águ somente oe ser observo rtir e 0,0 metros e rofunie. Com isso, r imensionmento e eterminção os râmetros geotécnicos, o solo foi consiero totlmente seco.

37 A coesão não foi consier neste estuo evio à litertur (tbel ) resentr vlores muito ltos r coesão em solos como este resento. O iel, neste tio e situção, seri relir um ensio e comressão trixil ou e cislhmento ireto r obter o rel número coesão. Prtino esss consierções, eterminou-se ensie reltiv or us euções: métoo e Gibbs & Holt (eução ) e Skemton (eução ). m segui, foi ossível encontrr o ângulo e trito, o coeficiente e emuxo tivo e ssivo, trvés s euções, e 5, resectivmente... Determinção o comrimento fich A rtir s informções obtis o longo o trblho (eso esecífico, coeficientes e emuxos, entre outros), eterminrm-se s tensões horiontis utilino s euções 7 e. Com els, juntmente com rofunie, foi ossível clculr os emuxos tivos e ssivos. Determinou-se os centros e grvies os resectivos emuxos e estes simlificos em forçs resultntes, seno ue seus routos roorcionrm os momentos. A figur retrt o igrm e emuxos o ul os sistems estão submetios. Figur - Digrm e emuxos ) Sem tirntes b) Com tirntes Fonte: Autor

38 7 Vle ressltr novmente ue não form consieros os emuxos cusos el oro-ressão evio o ensio e SPT reltr ue o nível águ está situo lém os 0,0 metros. Por fim, licrm-se s euções e, resultno n função olinomil e terceiro gru. stá é resolvi trvés e rocessos e iterções. Pr tl imensionmento, utiliou-se ftor e segurnç (FS) igul, conforme comento nteriormente. Nest et, buscou-se observr influênci sobrecrg vriável sobre o comrimento fich. Pr isto, relirm-se ois moelos r c situção (com ou sem tirntes) one num eles consierou-se crg e noutro não, conforme figur 5. st, r fim e imensionmento, foi utilio o vlor e 0 kn/m². Figur 5 - oelos estuos referentes o comrimento e fich Fonte: Autor.. Ftores e segurnç Inicilmente, r eterminção o comrimento e fich cortin, utilise um ftor e segurnç (FS) igul, n eução, minorno s forçs e emuxo ssivo. Além esse ftor, ument o seu comrimento em 0%, ssumino ess form um coeficiente mior. Porém, à mei ue o nível águ elev-se no solo, esse mesmo ftor começ sofrer lterções. Determinrm-se os ftores e segurnç r os csos one não houvesse resenç águ, com o lençol freático no nível escvção e com ele no nível o terreno nturl. Sbeno-se o comrimento e fich, utiliou-se eução r

39 eterminr os momentos tuntes n estrutur e, conseuentemente, o vlor esse ftor..5. Deslocmentos horiontis sturm-se s eformções ns cortins obtis no softwre e cálculo ffel Structure, versão 0 ltform Gritec. ste rogrm, com bse no métoo os elementos finitos, reli nálises estátic e inâmic e estruturs D e D. le ermite nlisr e otimir os comortmentos e estruturs e concreto rmo, ço e meir. O estuo está ivio em três csos: sem resenç e lençol freático, elevção o lençol freático té o nível escvção e elevção o nível águ té suerfície o solo ser contio conforme eviencio no orgnogrm bixo. Figur - oelos estuos referentes os eslocmentos horiontis Fonte: Autor O objetivo ess simulção é verificr o comortmento estrutur uno submeti crgs nteriormente não revists. Um estes csos é resenç águ, ue oe ser exemlific em cso rel, como vrição o nível o lençol freático. Inicilmente não há resenç o mesmo conforme ensio SPT, o ue não imlic ue futurmente não oss hver águ. Fortes chuvs, lterções nos terrenos e solos viinhos oem vir lterr osição o lençol em relção à suerfície.

40 Pr isso, vliou-se elevção o nível águ em relção à suerfície o solo ser contio, ou sej, o outro lo escvção. Isso reercutiu no lnçmento s crgs oro-ressão n estrutur. Com resenç águ, sbe-se ue os râmetros geotécnicos lterm ocsionno lterção nos esforços. Contuo, or simlificção, estes vlores não form lteros. O softwre utilio no resente trblho é utilio em lrg escl n uro, não seno e lto conhecimento no Brsil. A estrutur lnç r simulção brngeu, resumimente, um suerfície ln (lc) e esforços horiontis. xistem no merco rogrms esenvolvios esecilmente r nlise e roblems envolveno solos, como é o cso o softwre Plxis. Porém, o rogrm utilio ermitiu esenvolver os objetivos o trblho. Figur 7 - Lnçmento estrutur - esforços ) muxos tivos b) muxos ssivos Fonte: Autor Form utilios os vlores obtios rtir o imensionmento geotécnico cortin (comrimento e fich) e obtenção os esforços e emuxos resentos nos cítulos nteriores. Prâmetros geotécnicos rtir o métoo e Skemton e cortin utili consierno sobrecrg vriável. Por tnto, r lnçmento o cso no softwre foi imrescinível conhecer nteriormente os esforços e cortin ser estu. O eslocmento foi o o fornecio elo softwre. Inicilmente, lnçou-se um estrutur retngulr com s imensões lrgur o terreno e rofunie cortin obti. Pr observr eformções

41 0 ecorrentes n cortin, lternou-se esessur contenção r conseguir tingir vlores e eformções stisftórios. Pr isso, trblhou-se com esessurs e 0, 0, 0 e 50 centímetros. O mteril esecifico r est estrutur foi concreto rmo, ssumino um móulo e elsticie e 0 GP. Aós, licou-se sobre els s crgs horiontis istribuís otno form e tréio e comreeneno vlores oriunos os emuxos, sobrecrgs vriáveis e oro-ressão ul estrutur está submeti. A figur 7 retrt sermente os ois tios e emuxos, tivo e ssivo. No moelo est imgem, não const oro-ressão. As crgs referentes os emuxos ssivos form iviis elo mesmo ftor e segurnç oto nteriormente (FS). Figur - Deformções cortin sem tirntes ) Vist isométric b) Vist frontl Fonte: Autor Por fim, eterminrm-se os oios r estrutur. Nos ois csos, com e sem tirntes, engstou-se to bor inferior, tornno- um oio liner fixo. No cso os tirntes, osicionrm-se oios ontuis rotulos (ermitem o giro), situos,50 metros bor lterl e esços c metros. O rogrm ermite nlisr os eslocmentos or mlhs tringulres ou uriláters. Aotou-se form uriláter, formno mlhs e 50 centímetros e lo. Teno concluío o lnçmento estrutur, estiul-se os csos e crgs ue neste trblho, or trtr-se e resultos envolveno estos limites e serviço, utiliou-se coeficientes igul, ou sej, s solicitções lnçs não sofrerm nenhum mjorção. O rogrm nlis os os, clcul o moelo e

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