ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO AULA 1. CIV 247 OBRAS DE TERRA Prof. Romero César Gomes

Transcrição

1 ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO AULA 1 CIV 47 OBRAS DE TERRA Prof. Romero Césr Gomes

2 1.1 Introdução. 1. Tipos de Estruturs de Contenção. 1.3 Empuxos de Terr. Aul 1

3 Introdução São estruturs projetds pr resistir empuxos de terr e/ou águ, crgs estruturis e quisquer outros esforços induzidos por estruturs ou equipmentos djcentes. As estruturs de rrimo são utilizds qundo se desej mnter um diferenç de nível n superfície do terreno e o espço disponível não é suficiente pr vencer o desnível trvés de tludes. Critérios pr Escolh de um Estrutur de Contenção ltur d estrutur; crgs tuntes; nturez e crcterístics do solo ser rrimdo; nturez e crcterístics do solo de fundção; condições do NA locl; espço disponível pr construção; equipmentos e mão de obr disponíveis; experiênci e prátic ds equipes; especificções técnics especiis; nálise de custos.

4 Introdução Podem ser executds em cráter temporário (escormentos de vls por exemplo) ou em cráter permnente (muros de rrimo por exemplo). Se escvção for relizd bixo do lençol freático, deve proceder-se previmente o rebixmento do NA e, qundo for necessário diminuir s pressões d águ sobre estrutur definitiv, deve ser incorpordo um dreno junto o muro de rrimo.

5 Critérios de Projeto de Estruturs de Contenção Nturez d estrutur (tipos diferentes pr propósitos diferentes) Geometri do Terreno e Condições Geotécnics Locis Posição do NA e Condições de Drengem Empuxos de Terr e Crgs Atuntes Proprieddes dos solos locis: peso específico, coesão, ângulo de trito Movimentos reltivos solo - estrutur Metodologis construtivs

6 Tipos de Estruturs de Contenção Estruturs de Contenção com Reterro Muros de grvidde: são estruturs cuj estbilidde é função pens do seu peso próprio. concreto lvenri de pedrs (secs ou rgmssds) gbiões crib wll scos de solo cimento pneus, etc Muros de grvidde de seção livid: seção do muro é reduzid, utilizndo-se um rmção pr bsorver os esforços de trção tuntes.

7 Introdução muros de grvidde convencionis de concreto ou de lvenri de pedrs

8 Tipos de Estruturs de Contenção Muros de gbiões: são estruturs formds pel superposição de fôrms (com formto de cixs, colchões ou scos) de mlhs metálics ou plástics, que são preenchids por pedrs de mão ou blocos de roch.

9 Tipos de Estruturs de Contenção Muros tipo crib wll : são estruturs formds pel montgem, num rrnjo tipo fogueir, de vigots pré-moldds de concreto ou de mdeir, com os espços internos preenchidos com solo grnulr compctdo.

10 Tipos de Estruturs de Contenção Outrs vrintes de muros de grvidde: muros de scos de solo cimento.

11 Tipos de Estruturs de Contenção Outrs vrintes de muros de grvidde: muros de blocos pré-molddos de concreto.

12 Tipos de Estruturs de Contenção Outrs vrintes de muros de grvidde: muros de pneus

13 Tipos de Estruturs de Contenção Estruturs de Contenção com Reterro Muros de flexão: são estruturs em concreto rmdo, comumente sob s forms de L ou T invertido. Muros de contrfortes: são estruturs em concreto rmdo dotds de contrfortes pr umentr rigidez do muro.

14 Tipos de Estruturs de Contenção

15 Tipos de Estruturs de Contenção Estruturs de Contenção com Reterro Aterros Reforçdos: Terr Armd geossintéticos

16 Tipos de Estruturs de Contenção Estruturs de Contenção sem Reterro cortin de estcs prnchs predes de estcs metálics com prnchões de mdeir predes difrgm muros de estcs escvds solo grmpedo ( soil niling ) cortins tirntds

17 Tipos de Estruturs de Contenção Cortins de estcs prnchs: são estruturs constituíds por estcs-prnchs djcentes, que são crvds no terreno e que possuem engtes lteris que permitem conexão entre els e formção de um cortin. As estcs são comumente de ço ou de concreto, podendo ser usdos elementos de mdeir em obrs provisóris. Pr resistir os esforços d crvção, sem sofrer flmbgem, s estcs-prnchs metálics possuem configurções especiis que lhe grntem rigidez necessári, mesmo tendo pequens espessurs.

18 Tipos de Estruturs de Contenção

19 Tipos de Estruturs de Contenção Predes de Estcs Metálics com Prnchões de Mdeir: s predes são constituíds de estcs metálics, gerlmente de seção H, que são crvds com certos espçmentos nos limites d áre ser escvd, sendo posteriormente introduzidos prnchões de mdeir entre els e dispositivos trnsversis de escormento ( estroncs ), de cordo com o vnço d escvção.

20 Tipos de Estruturs de Contenção Predes Difrgm: são estruturs contínus de concreto rmdo, concretds em módulos ou pinéis ntes do início d escvção, com espessurs típics entre 0,40 e 1,00m ou mis. Os pinéis são escvdos por meios de ferrments especiis, prtir d superfície do terreno, tingindo profundiddes superiores 40 metros. A lrgur dos pinéis pode vrir de 4 metros, podendo ser executdos em seqüênci ou em trechos lterndos. A estbilidde ds predes é grntid pelo preenchimento d escvção com lm bentonític, constituíd por um mistur bem dosd de águ e bentonit e que present proprieddes tixotrópics, ou sej, lm tende mnifestr um cert consistênci qundo em repouso e perder est consistênci qundo gitd (durnte escvção).

21 Tipos de Estruturs de Contenção PD pré-moldd PD tirntd

22 Tipos de Estruturs de Contenção Muros de Estcs Escvds: são estruturs constituíds por estcs justposts de concreto, moldds in situ e escvds por processo rottivo, utilizndo-se revestimento metálico (recuperdo à medid em que se procede concretgem d estc) ou lm bentonític (concretgem submers, por meio d substituição contínu d lm pelo concreto). A prede finl pode ser compost por estcs espçds, djcentes ou secntes; neste último cso, execução d estc seguinte é feit ntes d cur do concreto d estc nterior.

23 Tipos de Estruturs de Contenção Solo Grmpedo ( Soil Niling ): é um sistem de contenção, plicdo cortes, que empreg chumbdores, concreto projetdo e drengem (superficil e profund). A prtir do corte executdo ou existente, inici-se execução d primeir linh de chumbdores, plicção do revestimento de concreto projetdo e execução d drengem, e ssim sucessivmente, té o fundo d escvção. Pr um tlude já cortdo, pode-se trblhr de form scendente ou descendente, de cordo com conveniênci d obr.

24 Tipos de Estruturs de Contenção concreto projetdo drenos horizontis profundos (DHP s)

25 Tipos de Estruturs de Contenção Cortins Atirntds: são estruturs constituíds por plcs de concreto que são ncords no terreno por tirntes, elementos que permitem trnsferir, por trção, esforços pr o interior do mciço. Os tirntes podem ser de brr, de fios e de cordolh e su instlção ocorre de cim pr bixo, de cordo com o vnço d escvção (comumente com um sistem de drengem ssocido).

26 Tipos de Estruturs de Contenção tirnte drenos

27 Empuxos de Terr Estdo K 0 No cso de um depósito de solo nturl homogêneo e NT horizontl: σ h X σ v NT relção σ h /σ v é constnte e é chmd de coeficiente de empuxo em repouso K 0. Nests condições (estdo K 0 ), NÃO SE TEM DEFORMAÇÕES LATERAIS NO SOLO.

28 Empuxos de Terr Estdo K 0 Estimtivs de K 0 Pr Argils Normlmente Adensds e Solos Grnulres: K 0 = 1 sen φ Pr Argils Sobredensds: K 0,SA = K 0,NA. OCR 0.5 D Teori d Elsticidde: K 0 υ = 1 υ coeficiente de Poisson

29 Empuxos de Terr em Repouso E o =1/ γ H K o

30 Empuxos de Terr em Repouso presenç de NA

31 Empuxos de Terr Ativos e Pssivos Empuxo Ativo: é pressão limite induzid entre o solo e o muro qundo existe um tendênci de movimentção do solo no sentido de se expndir horizontlmente. Empuxo Pssivo: é pressão limite induzid entre o solo e o muro qundo existe um tendênci de movimentção do solo no sentido de se comprimir horizontlmente.

32 Empuxos de Terr Ativos σ v = γz - solos grnulres σ h A σ v z Inicilmente, não existem deslocmentos lteris: σ h = K 0 σ v = K 0 γz No movimento d prede pr for do solo: σ v permnece mesm σ h diminui té ocorrer ruptur estdo tivo

33 Empuxos Ativos τ estdo K 0 inicil ruptur (estdo tivo) pressão limite no estdo tivo diminuição de σ h σ v σ h h estdo K 0 σ estdo tivo movimento d prede

34 Empuxos Ativos τ plno de ruptur: ângulo de 45 + φ/ com horizontl 45 + φ/ φ σ [σ h ] tivo σ v K [σ h '] tivo = K Aσ v ' A 1 senφ = = 1+ senφ tg (45 φ/) coeficiente de empuxo tivo de Rnkine

35 Empuxos Ativos - solos coesivos [σ '] = p = γzk c h tivo K Rnkine K - coeficiente de empuxo tivo H c K z o z o = γ c K E E E E H = p z o 1 = K = dz γ(h K z γ(h z o ) c o ) K (H z o ) + 1 ( H z o ) 3 K γh

36 Empuxos de Terr Pssivos σ v = γz - solos grnulres σ h A σ v z Inicilmente, não existem deslocmentos lteris: σ h = K 0 σ v = K 0 γz No movimento d prede em direção o solo: σ v permnece mesm σ h ument té ocorrer ruptur estdo pssivo

37 Empuxos de Terr Pssivos τ estdo K 0 inicil ruptur (estdo pssivo) pressão limite no estdo pssivo σ v σ σ h h estdo pssivo umento de σ h estdo K 0 movimento d prede

38 Empuxos de Terr Pssivos τ φ σ v [σ h ] pssivo σ [σ h '] pssivo = K Pσ v ' K p = 1+ senφ = 1 senφ tg (45 + φ / ) coeficiente de empuxo pssivo de Rnkine

39 - solos coesivos Empuxos de Terr Pssivos Rnkine [σ '] = p = γzk + h pssivo p p c K p K p - coeficiente de empuxo pssivo H 1 H 1 3 H E p E E p p = z H o p p 1 = γh dz K p + ch K p c K P K p γh

40 Empuxos de Terr Cso Ativo Tensão Cso Pssivo σ v σ h 0 Empuxo no Repouso condições nturis (nenhum deformção no muro e nenhum mudnç ns tensões horizontis) Empuxo Ativo - deformção do muro e decréscimo d tensão horizontl Empuxo Pssivo - deformção do muro e umento d tensão horizontl Empuxo pssivo δ p >> δ Empuxo no repouso Empuxo tivo δ δ p Deslocmento

41 Empuxos de Terr Teori de Empuxo de Rnkine (1857) muro sem trito prmento do muro verticl terro horizontl muro flexível [σ '] = γzk h tivo c K [σ '] = γzk + h pssivo p c K p

42 Empuxos de Terr Rnkine - Superfície do terreno Inclind de um Ângulo β K = cos β cos cos β β + cos cos β β cos cos φ φ K p = cos β cos cos β β + cos cos β β cos cos φ φ

43 Empuxos de Terr Teori de Empuxo de Coulomb (1776) A C β E δ W φ D α θ φ R B E α δ E δ: trito entre o muro/solo R W α o α θ φ

44 ) ( ) ( ) ( ) ( 1 ) ( ) ( ) ( = β α δ α β φ δ φ δ α α φ α sen sen sen sen sen sen sen k Empuxos de Terr ) ( ) ( + β α δ α sen sen ) ( ) ( ) ( ) ( 1 ) ( ) ( ) ( = β α δ α β φ δ φ δ α α φ α sen sen sen sen sen sen sen k p

45 Distribuição de Pressões sobre um Muro E A e E P são s resultntes ds tensões tivs e pssivs sobre o muro [σ h ] tivo [σ h ] pssivo H E A =0.5 γh K h E P =0.5 γh K p K P γh K A γh

46 Distribuição de Pressões sobre um Muro Solo distribuição dos empuxos tivos Solo distribuição dos empuxos pssivos Solo

47 Distribuição de Pressões sobre um Muro q Muro com sobrecrg q: Solo γ p = γzk + qk σ v σ K H E = z H o e dz E = 1 γh K + qhk γzk qk

48 Distribuição de Pressões sobre um Muro q Muro com sobrecrg q: Solo γ p = γzk + qk σ v σ K H E = z H o e dz E = 1 γh K + qhk qk γzk