ATLANTIC INTERNATIONAL UNIVERSITY

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1 ATLANTIC INTERNATIONAL UNIVERSITY GRAU: DOUTORADO ENGENHARIA CIVIL- GEOTECNIA MECHANICALLY STABILIZED EARTH WITH CONCRETE WALL FACING TECHNIQUE. PROJETO DE ESTRUTURA DE CONTENÇÃO SISTEMA DE TERRA ARMADA V MURO DE FLEXÃO COMPARAÇÃO DE CUSTOS Aluno: Albano Sâlzon Maparagem Albano S. Maparagem 1

2 SUMÁRIO 1 Introdução ETAPAS CONSTRUTIVAS DO SISTEMA DE REFORÇO TERRA ARMADA APRSENTAÇÃO DOS DADOS DO PROJETO PRE-DIMENSIONAMENTO ANÁLISE DA ESTABILIDADE EXTERNA VERIFICAÇÃO QUANTO AO DESLIZAMENTO VERIFICAÇÃO QUANTO AO TOMBAMENTO...9. VERIFICAÇÃO DA RUPTURA DA FITA PRJETO DA FITA VERIFICAÇAO DA RUPTURA DE TODO O CONJUNTO DAS FITAS VERIFICAÇÃO DO ARRANCAMENTO DAS FITAS VALORES ADOTADOS POR INTERAÇÕES ESTABILIDADE GLOBAL CONCLUSÕES...7 ANEXO I- MEMÓRIA JUSTIFICATIVA E DESCRITIVA...9 ANEXO II- PEÇAS DESENHADAS...34 ANEXO III- ORÇAMENTAÇÃO...37 BIBLIOGRAFIA...40 LISTA DE FIGURAS Fig. 1 geometria da contenção a ser dimensionada...7 Fig 1. Apresenta a distribuição das forças...09 Fig.3. Apresenta a distribuição das forças para a análise ao tombamento...09 Albano S. Maparagem

3 Fig. 4- Apresenta a distribuição das forças para a análise da capacidade de carga...10 Fig.5- Apresenta a distribuição das forças para a análise capacidade de carga- sugestão de Meyerhof...10 Fig.6. Apresenta as fitas e seus espaçamentos...11 Fig.7 - Apresenta as forças intervenientes na análise a ruptura...1 Fig.8- Apresenta o cálculo de coeficiente de atrito Figura9. Apresenta a variação do cálculo de f...13 Fig.10- Apresenta o esquema para o cálculo do comprimento de arrancamento...14 Fig.11 a)- Área da armadura F Fig.11 b): Área da armadura F...16 Fig. 1- Área da armadura F1 e seu recobrimento...16 Fig.13- Superfície zincada da armadura da F...16 Fig.14.-Superfície corroída da Fita...17 Fig. 15 Área final da fita depois dos 100 anos de vida útil...18 Fig.16- Gráfico para determinação de K de empuxo por interações...19 Fig.17- Disposição das fitas no terreno reforçado Figura 19: Análise da estabilidade global da fita de 60mm...6 Albano S. Maparagem 3

4 LISTA DE FOTOS Fotos 1, e 3. Procedimentos de execução...06 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Armaduras utilizadas no projeto...08 Tabela Apresenta o número das fitas e sua distribuição...08 Tabela3-Verificação da ruptura da fita de 40 mm Tabela4-Verificação da ruptura da fita de 60 mm Tabela6a1,a-Verificação do arrancamento da fita de 40mm usando os valores adotados para a largura de arrancamento Tabela6b1,b-Verificação do arrancamento da fita de 60mm usando os valores adotados para a largura de arrancamento Tabelas orçamentais...37 Albano S. Maparagem 4

5 1 INTRODUÇÃO O Projeto de terra armada Como os outros projetos de construção civil, o projeto de terra armada tem exigências para um dimensionamento adequado, para garantir a sua estabilidade, segurança, durabilidade e satisfação em termos de qualidade e economia. Neste projeto serão abordadas as condições de projeto de um muro reforçado pela tecnologia conhecida como Terra Armada. De acordo com a NBR 986/1986 considera-se Terra Armada a um sistema constituído pela associação do solo de aterro com propriedades adequadas, armaduras (tiras metálicas ou não) flexíveis, colocadas, em geral, horizontalmente em seu interior, à medida que o aterro vai sendo construído, e por uma pele ou paramento flexível externo fixado às armaduras, destinado a limitar o aterro. Os muros Terra Armada são largamente utilizados em obras rodoviárias, ferroviárias, industriais e em outras aplicações de engenharia civil. Devido à sua alta capacidade de suportar carregamentos, a técnica é ideal para muros de grande altura, ou que estejam sujeitos à sobrecargas excepcionais. Os Principais componentes do sistema de Terra Armada são: 1. Solo de aterro: normalmente solo arenoso. A seleção do material de aterro deve atender a critérios geotécnicos, químicos e eletroquímicos. Elementos de reforço: fitas metálicas conectadas ao painel de concreto. São responsáveis pela resistência interna à traça do maciço e devem possuir resistência a ruptura do tipo não frágil, pequena deformabilidade e durabilidade. 3. Elementos de face: escamas (painéis de concreto) com função estrutural secundária, empregadas com objetivo estético e de prevenir a erosão na face do muro. Devem evitar a geração de pressões neutras através da drenagem Etapas construtivas do sistema de reforço Terra Armada a) Após a limpeza manual do terreno e locação topográfica da obra, dá-se início a escavação da vala com 0,70 m de profundidade para a instalação da soleira de regularização que vai ancorar as escamas. Depois é concretada a soleira (35 cm de largura de 15 cm de altura) para o nivelamento e regularização da primeira camada de escamas. b) Em seguida procede-se a execução da primeira linha de escamas da face do aterro sobre a soleira. c) Posteriormente é feito o reaterro da vala o material do reforço, seguindo de lançamento e compactação da primeira camada de aterro até o nível da primeira camada de Albano S. Maparagem 5

6 armadura. Ao final da instalação das camadas de armadura, faz-se a instalação dos drenos verticais e horizontais e executa-se a próxima linha de escamas. e) São feitos lançamentos e compactações sucessivas das etapas deste processo até que se atinja o topo do muro. A última camada do aterro deve ser lançada e compactada com solo argiloso de baixa permeabilidade. A execução do sistema de drenagem externa é composta por pequenos canais, pré-moldadas de concreto, boca de bueiro e dissipador de f) As figuras abaixo ilustram o detalhe do gabarito utilizado para o posicionamento das placas de concreto, e o detalhe do local de posicionamento das fitas metálicas. Sugere-se também a execução de revestimento vegetal no topo do muro. A seguir vão ser apresentadas algumas figuras ilustrativas da execução. Fofo1- execução de uma obra em terra armada, assentamentos iniciais Foto- Cuidados na sobreposição das escamas e os alinhamentos horizontais e verticais Foto3- a disposição das fitas Albano S. Maparagem 6

7 1.. APRESENTAÇÃO Este memorial de cálculo apresenta o dimensionamento de uma estrutura reforçada com o sistema terra armada para desnível vertical de 5 metros, paramento vertical, terreno horizontal a jusante e a montante da estrutura e solos com as seguintes características: =0KN/m³ Φ=35 =18KN/m³ Φ=3 Figura 1 : Geometria da contenção a ser dimensionada.0 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA O muro com a geometria e parâmetros acima propostos será dimensionado avaliando a distribuição das trações ao longo das armaduras, nos diversos níveis de profundidade, pela técnica de reforço denominada Terra Armada. O muro de contenção será projetado e dimensionado para uma vida útil de 100 anos, considerando o efeito da corrosão nas armaduras, com a aplicação das normas brasileiras. Albano S. Maparagem 7

8 As seções das armaduras analisadas no projeto estão apresentadas na Tabela 1. Armadura Tipo de armadura Dimensões (mm) T1 nervurada 40 x 5 T nervurada 60 x 5 Tabela 1: Armaduras utilizadas no projeto. A norma brasileira, ANBR 986 sugere que D=0.10* H, portanto: D=0,50m. As inclusões serão feitas com o espaçamento vertical de S v =0,75m. fita Z (m) 1 0,75 1,50 3,5 4 3,00 5 3,75 6 4,50 7 5,5 Tabela. Apresenta o número das fitas e sua distribuição..1 VERIFICAÇÂO DE ESTABILIDADE EXTERNA>>>LARGURA DA BASE Deslizamento; Tombamento (pouco provável); Capacidade de carga; Ruptura global. Albano S. Maparagem 8

9 .1.1 FS F F H resistentes H atuantes F E H A FS C W tg 0,5 k H a FS FS H. L.. tg 5,5.0. L. tg 3 0,5. ka.. H 0,5.0, ,5 68,80 L 1,50 83,60 Figura. Apresenta a distribuição das forças. L= 1,85m.1. Tombamento. FS M M resistentes atuantes,0 Figura3. Apresenta a distribuição das forças para a análise ao tombamento. FS L L W * ( H * L* )* H H Ea * 0,5* K a * * H ²* 3 3 FS L² L H * * ( H * L* )* H ³ 5,5³ K a * * 0,307*18* 6 6 L =,40m Albano S. Maparagem 9

10 .1.3 a) Capacidade de carga da fundação M o 0 R * e log o; e v Ea * b ( Ea * b R F v V 0 Ea. Ea R v W L * H * Figura4. Apresenta a distribuição das forças para a análise da capacidade de carga. 0, se: e L 6 ; para evitar tensões de tração; tem-se: e max L 6 e e max L 6 Ea * b HL Ea L 6 e max = L/6 = L,90m; adotar L 3,0m [83,60 x (5,5/3)] / (0 x L x 5,5) e max 3 m / 6 0,50 m b) Capacidade de carga da Fundação Sugestão de Meyerhof. Figura5. Apresenta a distribuição das forças para a análise capacidade de carga- sugestão de Meyerhof. Albano S. Maparagem 10

11 5,5,75,75,75,75,75,75,75 MECHANICALLY STABILIZED EARTH WITH CONCRETE WALL FACING TECHNIQUE. r c * Nc 0,5* * N *(L - e) q * Nq Nc, N e Nq f( ) 3 Nc 44,9; N 7,4; Nq 9,5. r 0,5*18* 7,4* 0,5*18* 9,5 760 kpa Verificação do fator de segurança a W L - e * kPa FS Tensão. resistente( Tensão. aplicada( a ) ) r FS ,0 5,50m Fitas Z(m) 1 1 0,75 1,50 3 3, , , ,50 5,5 Figura6. Apresenta as fitas e seus espaçamentos Albano S. Maparagem 11

12 . a) Ruptura da fita Figura7. Apresenta as forças intervenientes na análise a ruptura. NOTA: O exercício foi inicialmente resolvido na sala, somente para a fita 4. Com z= 3,00 m F H AREA * k * V ka tg (45-35 /) ka 0,71 k 0 1 sen 35 o k 0 0,46 Figura8. Apresenta o cálculo de coeficiente de atrito. (z - z) Ka * z 0 K K 0 ; z 0 z 0 Para z < z 0 ; z 0 6m k 0,71 0,5*(0,46-0,71) ; k 0,348 b) Considerando o efeito do empuxo: e 4 = (E V4 b 4 ) / W 4 = [(0,5 x 0,348 x 0 x 3 ). (3/3)] / (3 x 0 x 3) = 0,174 m σ`vb = (0 x 3 x 3)/(3 x 0,174) = 67,87 kpa Albano S. Maparagem 1

13 c) Sem considerar Meyerhof: σ`v = 3 x 0 = 60 kpa Cálculo da tensão de tração admissível da fita: d) Força de tração máxima na fita. T = Área*σ Ti T = 5 * * 40 x * (5 x /1,5 ) = 66,67 kn Onde: σ Ti = s y /1,5; σ y = 500 MPa e) Força horizontal: F H = σ vb * k * Área de influência F H = 67,87 * 0,348 *0,56 = 13, kn Para o preenchimento das tabelas; elaborou-se planilhas e, nas tabelas são apresentados os resultados. Para a melhor compreensão dos cálculos, são apresentadas todas as fórmulas usadas para o caso da fita 4 e outras, também serão apresentadas fórmulas para os cálculos no dimensionamento contra a corrosão. f) Ruptura por arrancamento F ARR = *ÁREA * (c α + σ V * f) c α = 0 F ARR = *largura da fita * L ARR *(c α + σ V * f) F ARR = x(4 x 10-0 x L ARR ) x (67,87) x f h) Cálculo do coeficiente de atrito: f 0 = tgφ = 0,700 Z= 3,00 m f = tgφ + 0,5 (1,5 tgφ) f = 0, ,5(1,5-0,700) Figura9. Apresenta o esquema para o cálculo de f. f = 1,1 Albano S. Maparagem 13

14 i) Cálculo de comprimento de arrancamento: Figura10. Apresenta o esquema para o cálculo do comprimento de arrancamento 0,5H 0,3H H L i z i L 4 = L [0,6 (H - zi) ] L 4 = 1,50 m. Como FS < 1,50 --->>> modificar as dimensões: Na modificação das dimensões vamos: 1 - Utilizar fita de 60mm de largura. - Aumentar o comprimento de ancoragem. F H * FS = F ARR 13, x 1,5 = x (6 x 10-0 * L ARR ) *67,87 * 1,1 L ARR,0m Observação: O roteiro dos cálculos realizados para a fita de largura 40 mm será repetido, tomando em conta a realidade da nova fita; fita de largura 60mm. Planilhas : Albano S. Maparagem 14

15 Para a verificação da estabilidade interna, elaboraram-se planilhas de cálculos com o software Microsoft Excel. Na análise dos dados obtidos por estas planilhas, observou-se que na verificação dos fatores de segurança encontrados, que a fita de largura igual a 40 mm, não atende a NBR-986/86. Desta forma a demonstração dos cálculos para estabilidade interna será realizada adotando uma fita de largura igual a 60 mm; com um comprimento de ancoragem necessário para atender a Norma. O maior comprimento de ancoragem necessário, para que o dimensionamento atendesse as exigências da Norma relativas aos fatores de segurança, foi de valores maiores que 3,0m, desta forma adotaram-se valores satisfatórios de L para a segurança na execução do aterro de solo reforçado. Apresentadas as planilhas elaboradas e os resultados dos cálculos que, também servirão de memória de cálculo deste projeto. 3.0 PROJETO DA FITA Analisou-se primeiro a fita 4; fita apresentada como demonstrativa. Dados - Fita 4 Largura = 60,0 mm Espessura = 5,0 mm Profundidade (Z 4 ) =,875 m 3.1 ANÁLISE DA CORROSÃO (EM FITAS ) Áreas das Fitas Fita1. A A f 1 f 1 40,0mm.5,0 mm.10 4 m 00mm Figura11 a): Área da armadura F1.. Albano S. Maparagem 15

16 A A f f 60,0mm.5,0 mm m 300mm Figura11 b): Área da armadura F. A obra projetada para o tempo de 100 anos (vida útil). Corrosão da Fita 40mm 60mm Corrosão Primeiros anos (μm/ano) Anos posteriores (μm/ano) Zinco 0,087 mm Zinco Aço 5 mm Aço Zinco 6 Zinco 0,087 mm Zinco Aço 45 9 Figura 1: Área da armadura F1 e seu recobrimento. Geometria da Fita, com l = 60,0 mm e f = 5 mm Espessura do Zinco de recobrimento: e z = 87 μm Figura13. Superfície zincada da armadura da F. Albano S. Maparagem 16

17 a) Corrosão do Zinco para o tempo igual a T 1 = anos: 6 C Z m C 5 Z 1 1, 10 m b) Corrosão do Zinco para tempo igual a T. ( e zinco C z1) T T anos 6 37, 5 * C Z 37,5* * 10 C Z 7,5* 10 m c) Corrosão Total do Zinco: C ZT C C Z1 Z 5 C ZT 8,7 *10 m d) Corrosão do Aço para o tempo T 1 = anos. 6 C A * 45* 1 10 C 5 A 1 9 * 10 m m e) Corrosão do Aço para o tempo igual at : T T útil T zinco T 58, 5anos 6 4 C Z 58,5* * 10 C Z 5,65* 10 m f) Corrosão Total do Aço. C AT C C A1 A C 4 AT 6,165 *10 m Albano S. Maparagem 17

18 g) Corrosão que a fita irá sofrer durante a vida útil do projeto (100 anos) C Total C ZT C AT C Total 8,7*10 5 6,165*10 4 C 4 Total 7,035*10 m Figura14. Superfície corroída da Fita T h) Área remanescente da Fita depois de 100 anos (vida útil do projeto) Esta área remanescente será calculada considerando que, a corrosão foi sofrida longitudinal e transversalmente. A Fremanesce nte 100 (60,0 * 7,035*10 4 ).(5,0 * 7,035*10 4 ) A remanescente ,59 *3,59 10,34mm A Fremanesce nte 100,11*10 4 m Albano S. Maparagem 18

19 i) Determinação dos coeficientes de empuxo (K) para a profundidade Z 4 = 3,00m O coeficiente de empuxo (K) é determinado através da interpolação considerando os valores pré-determinados de K a e K 0. 6,00 m (0,46 0,71) 3,5 m ( K = 0,0839) K 0, ,355 K 0,355 Figura16. Gráfico para determinação de K. j) Análise da Resistência da Fita Para a análise da resistência à tração das armaduras deve-se considerar a seção submetida a σ yadm, que ocorre no interior do maciço, e a seção de conexão da armadura ao paramento, onde, devido ao furo para a passagem do parafuso, há uma redução de seção. Será realizada inicialmente a verificação da resistência da fita no interior do maciço, e posteriormente a verificação da resistência da conexão. Albano S. Maparagem 19

20 Figura17. Disposição das fitas no terreno reforçado para análise da Fita 4. F h onde, A i4 * ' h ' h F A h i4 ' h = tensão aplicada na fita k) Cálculo da excentricidade (e) A determinação da determinada a excentricidade com intuito de se reduzir a base de acordo com o proposto por Meyerhoff. e 4 1 * K a 1 * * Z 4 * L*1* Z Z * ,5*0,307*18*(3 0*4*3 ). 3 3 e 4 0,104m 0,10m V 4 V 4 W4 L e ,17kPa 0*4,0*3,0 4,0 (0,10) Albano S. Maparagem 0

21 Se deixar de considerar o efeito da excentricidade proposto por Meyerhoff, obtém-se: ' V 4 ' V 4 1 * Z 4 60,0kPa 0*3 l) Área da Placa A P 1,50*1,50,5m m) Área de influência de uma fita na placa. A A inf inf 1 * AP 4 0,56m 1 *, VERIFICAÇAO DA RUPTURA DE TODO O CONJUNTO DAS FITAS Para a verificação da ruptura de cada fita calcula-se inicialmente o valor de K, no gráfico representado na figa16, através do roteiro mostrado anteriormente. A seguir é apresentado o roteiro de cálculo, e os valores obtidos para cada verificação de cada fita, são apresentados nas Tabelas 3 e 4. Para o cálculo da tensão vertical efetiva, considera-se o efeito do empuxo horizontal e utiliza-se a consideração de Meyerhof, conforme a equação a seguir. vbi * L* zi ( L * e ) i onde e i EVi * bi W i,onde i é a ordem ou número da fita Com o valor da seção transversal da fita corrigida pela corrosão e da tensão admissível do aço, determina-se a força de tração admissível da fita, com σ y igual a 500MPa, portanto: T A corrig σ y * σti sendo, σti, sendo, Ti 1,5 a força T para a fita i. Através do valor da tensão vertical, do K e da área de influência, calcula-se a força horizontal de cada fita. F Hi K * vbi * A influência Com a relação entre as forças admissível (T) e horizontal (FH), determinou-se o fator de segurança para cada fita. Este fator deve ser superior a 1,50. Albano S. Maparagem 1

22 Fita z (m) k e (m) σ'v (kpa) Ainf (m²) σh (kpa) FH (kn) Ti fita 40 (kn) 1 0,75 0,407 0,013 15,13 0,700 6,16 4,31 48,5 11,4 1,50 0,388 0,048 31,00 0,55 1,0 6,31 48,5 7,68 3,5 0,368 0,104 48,34 0,55 17,79 9,34 48,5 5,19 4 3,00 0,349 0,174 67,89 0,55 3,67 1,43 48,5 3,90 5 3,75 0,39 0,57 90,5 0,55 9,81 15,65 48,5 3,10 6 4,50 0,310 0, ,5 0,55 36,33 19,07 48,5,54 7 5,5 0,90 0, ,5 0,350 43,34 15,17 48,5 3,19 FS Tabela3. Verificação da ruptura da fita de 40 mm. Fita z (m) k e (m) σ'v (kpa) σh (kpa) FH (kn) Ti (kn) FS 1 0,75 0,41 0,009 1,57 5,16 3,61 73,57 0,37 1,5 0,391 0,041 8,7 11,05 5,8 73,57 1,68 3,5 0,371 0,093 45,31 16,83 8,84 73,57 8, ,35 0,16 64,44,68 11,91 73,57 6,18 5 3,75 0,333 0,43 86,5 8,76 15,1 73,57 4,87 6 4,5 0,313 0,333 11,46 35,1 18,49 73,57 3,98 7 5,5 0,94 0,49 143,49 4,14,1 73,57 3,33 Tabela 4. Verificação da ruptura da fita de 60 mm. Para a verificação da ruptura da ligação entre a fita e a face de concreto, calcula-se inicialmente o valor da área efetiva da fita, descontando-se a corrosão. A Figura18 esquematiza a vista em planta de uma fita com o furo para a conexão. A tensão atuante na ligação será a relação entre a força horizontal e a área efetiva. Esse valor deve ser inferior a 85% da tensão de serviço do aço CA 50, assim a tensão admissível é determinada pela equação: Ci F 0,85* A Hi útil y 0,85* 1,5 Fig.18. Uma fita com o furo para a conexão Albano S. Maparagem

23 (mm) Largura Altura Área Área corr Redução(%) Fita ,174 06,96 145,38 9,8 Fita , ,44 0,7 8,9 Tabela5a. Áreas correspondentes para cada fita. Para fita 40mm Fita z (m) Área corr Área furo Área útil Fhi (kn) σci (Mpa) 0,85*σTi FS 1 0,75 145,38 53,83 91,55 4,31 40,0 83,33 7,1 1,50 145,38 53,83 91,55 6,31 58,57 83,33 4,8 3,5 145,38 53,83 91,55 9,34 86,74 83,33 3,3 4 3,00 145,38 53,83 91,55 1,43 115,40 83,33,5 5 3,75 145,38 53,83 91,55 15,65 145,30 83,33,0 6 4,50 145,38 53,83 91,55 19,07 177,08 83,33 1,6 7 5,5 145,38 53,83 91,55 15,17 140,85 83,33,0 Tabela5b. análise da ruptura da ligação entre a fita e a face de concreto para a feta F. Para fita 60mm Fita z (m) Área corr Área furo Área útil Fhi (kn) σci (Mpa) 0,85*σTi FS 1,00 0,75 0,7 53,83 166,89 4,31 1,95 83,33 1,9,00 1,50 0,7 53,83 166,89 6,31 3,13 83,33 8,8 3,00,5 0,7 53,83 166,89 9,34 47,58 83,33 6,0 4,00 3,00 0,7 53,83 166,89 1,43 63,30 83,33 4,5 5,00 3,75 0,7 53,83 166,89 15,65 79,70 83,33 3,6 6,00 4,50 0,7 53,83 166,89 19,07 97,14 83,33,9 7,00 5,5 0,7 53,83 166,89,76 115,90 83,33,4 Tabela5c. análise da ruptura da ligação entre a fita e a face de concreto para a fita F. 4.1 Verificação do arrancamento da fita Para a verificação do arrancamento da fita, calcula-se o valor do comprimento interno da fita (L i ) que varia de acordo com a profundidade de acordo com o mecanismo de ruptura adotado. Com este valor, determina-se o comprimento de arrancamento (L arr ) a partir do comprimento total (L) adotado na estabilidade externa, neste caso 3,0m. L L i ARR 0,6*(H L L i Z i ) A força resistente de arrancamento pode ser calculada através da área das duas faces da fita, multiplicada pela coesão do solo (neste caso, c=0) e pela tensão vertical multiplicada pelo coeficiente de atrito, portanto: Albano S. Maparagem 3

24 F arr *Lfita *Larr.*( c a σ v f ) Fita z (m) f Li (m) Fig. 6- valores de Farr. A análise ao arrancamento da fita é feita com relação da força horizontal em cada fita e a força resistente ao arrancamento, este valor não deve ser inferior a 1,5. As Tabelas a seguir exibem os valores encontrados para cada fita nessa verificação, que é a mais critica do projeto. 4. VALORES ADOTADOS Para determinar o menor comprimento de ancoragem que se adequasse aos preceitos da norma com Fator de Segurança σ'v (kpa) LARR (m) AARR (m²) 1,5, fixou-se valor de FS = 1,5 e realizaram-se as interações para determinar o valor de L a. Os valores de L a para as Fitas de (60 x 5 mm) e (40x5mm), estão apresentados nas Tabelas, que indicam valores adotados. FARR (kn) FH (kn) FS Verificação 1 0,750 1,40 1,65 15,18 1,35 0,05,1 4,31 0,51 Não verifica! 1,500 1,30 1,65 31,001 1,35 0,05 4,0 6,31 0,67 Não verifica! 3,50 1,0 1,65 48,336 1,35 0,05 6,04 9,34 0,65 Não verifica! 4 3,000 1,10 1,50 67,891 1,50 0,058 8,65 1,43 0,70 Não verifica! 5 3,750 1,00 1,05 90,55 1,95 0,075 13,63 15,65 0,87 Não verifica! 6 4,500 0,90 0,60 117,46,40 0,093 19,55 19,07 1,03 Não verifica! 7 5,50 0,80 0,15 149,47,85 0,110 6,7 15,17 1,73 Verifica! Lf FARR necess L ARR nec L total Ltotal adot Larr adot Farr final FS final verificação 0,04 6,46 3,95 5,60 5,60 3,95 6,46 1,50 Verifica! 0,04 9,46 3,04 4,69 4,80 3,15 9,80 1,55 Verifica! 0,04 14,01 3,13 4,78 4,80 3,15 14,10 1,51 Verifica! 0,04 18,64 3,3 4,73 4,80 3,30 19,0 1,53 Verifica! 0,04 3,47 3,36 4,41 4,50 3,45 4,11 1,54 Verifica! 0,04 8,61 3,51 4,11 4,0 3,60 9,33 1,54 Verifica! 0,04,76,47,6 3,00,85 6,7 1,73 Verifica! Tabela6a1. Verificação do arrancamento da fita de 40mm usando os valores adotados para a largura de arrancamento. Albano S. Maparagem 4

25 Li σ'v AARR FARR Fita z (m) f (m) (kpa) LARR (m) (m²) (kn) FH (kn) FS 1 0,750 1,40 1,65 15,18 1,35 0,08 3,4 4,31 0,78 Não verifica! 1,500 1,30 1,65 31,001 1,35 0,08 6,4 6,31 1,01 Não verifica! 3,50 1,0 1,65 48,336 1,35 0,08 9, 9,34 0,98 Não verifica! 4 3,000 1,10 1,50 67,891 1,50 0,09 13,1 1,43 1,06 Não verifica! 5 3,750 1,00 1,05 90,55 1,95 0,11 0,7 15,65 1,3 Não verifica! 6 4,500 0,90 0,60 117,46,40 0,14 9,7 19,07 1,56 Verifica! 7 5,50 0,80 0,15 149,47,85 0,17 39,9,76 1,75 Verifica! Tabela 6b1. Verificação do arrancamento da fita de 60mm. FARR necess L ARR nec Ltotal adot Lf L total Larr adot Farr final FS final 0,06 6,46,60 4,5 4,30,65 6,58 1,53 Verifica! 0,06 9,46,00 3,65 3,70,05 9,68 1,53 Verifica! 0,06 14,01,06 3,71 3,70,05 13,94 1,49 Verifica! 0,06 18,64,13 3,63 3,70,0 19,6 1,55 Verifica! 0,06 3,47,1 3,6 3,40,35 4,93 1,59 Verifica! 0,06 8,61,31,91 3,00,40 9,68 1,56 Verifica! 0,06 34,13,44,59 3,00,85 39,89 1,75 Verifica! Tabela6b. Verificação do arrancamento da fita de 60mm usando os valores adotados para a largura de arrancamento. 4. ESTABILIDADE GLOBAL Para o cálculo da Estabilidade Global foi usado o programa Slope/W, incluso no Geo-Studio 004. Este programa utiliza como método de cálculo o Método de Bishop que trabalha realizando uma interação entre as lamelas formadas pelo círculo critico do mecanismo de ruptura. A análise do maciço aterrado, considerando L = 4,30 metros, obteve o fator de segurança encontrado é,053. O valor é satisfatório porque atendem ao fator de segurança global mínimo exigido no projeto. Albano S. Maparagem 5

26 Figura 19: Análise da fita de 60mm Figura 0: Análise do maciço de relativo ao comprimento da fita de 60mm (L = variável). Albano S. Maparagem 6

27 5. 0 CONCUSÕES O projeto foi dimensionado primeiramente prevendo o uso de fitas de 40mm de largura e por não ter verificado a estabilidade interna, no que diz respeito a ruptura por arrancamento, obrigou a adoção de uma fita de 60mm de largura. Repetiu-se o roteiro de cálculo para a fita de 60mm de largura. Considerou-se uma vida útil de 10 anos para a análise de corrosão das fitas. Para a obtenção de Fator de Segurança 1,5, fixou-se valor de FS = 1,5 e realizaram-se as interações para determinar o valor de L a. Os valores de L a para as Fitas de (60 x 5 mm) e (40x5mm), estão apresentados nas Tabelas, que indicam valores adotados. Para facilitar os cálculos foram elaboradas planilhas por Solver e apresentadas no presente trabalho. A comparação dos preços baseou-se em comparar o custo da execução de um metro quadrado de cada projeto (Muro de arrimo-terra armada). Feitas as comparações orçamentais entre o projeto de terra armada e do murro de arrimo, notou-se que o murro de arrimo é % mais oneroso do que o sistema de terra armada Albano S. Maparagem 7

28 ANEXOS Albano S. Maparagem 8

29 ANEXO I SISTEMA TERRA ARMADA MEMÓRIA JUSTIFICATIVA E DESCRITIVA 1. CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES. 1.1 Este projeto refere-se à execução de reforço de solo por sistema de terra armada, o projeto será executado na Cidade De Vargem Grande- São Paulo. O projeto será executado tendo em conta que: Depois de abertura de caboucos de fundação com profundidade mínima de 0,70m e largura de 0,50m; os mesmos deverão ser bem tratados contra insetos e outros agentes agressivos que possam prejudicá-la e bem compactados e nivelados. Deverão levar uma almofada de areia limpa numa camada de espessura 0,10m, bem compactada. Depois da camada de areia deverá ter um enrocamento de brita de bem compactada com espessura de 0,10m e, Um concreto (betão B15MPa), de limpeza com espessura de 0,05m; Deverá ser executada uma soleira de concreto simples para nivelamento e regularização do primeiro nível de escamas Deverá ser executada a primeira linha de escamas sobre a soleira, e em seguida lançar a primeira camada de aterro até o primeiro nível de armaduras. Deve-se compactar a camada e aparafusar as armaduras. Instalam-se juntas verticais e horizontais, e monta-se uma nova linha de escamas, prosseguindo com o aterro e compactação até o ponto onde deve ser instalado o segundo nível de armaduras. Este processo deve ser repetido até o topo da obra. O material de empréstimo previsto, para execução do aterro foi caracterizado como areno-siltoso, tendo ângulo de atrito interno de 35 o e peso específico de 0 kn/m 3. Caso seja utilizado material de outra jazida a empreiteira deve providenciar a caracterização do mesmo e apresentar novo memorial de cálculo do projeto, para verificação da necessidade de alterações no projeto. Somente poderá ser utilizado material de outra jazida com aprovação da fiscalização. Albano S. Maparagem 9

30 O aterro deve ser executado conforme especificações da NBR986/86, sendo exigido grau de compactação de 95% a 98% do Proctor Normal As escamas devem ser executadas com concreto de 5 MPa e devem ser armadas conforme projeto executivo de estrutura e deverão ser içadas através de alças de içamento embutidas na escama e nuca pelos pontos de ligação com as fitas metálicas(vide peças desenhadas). Como sempre o sistema terra armada, é constituído pela associação de um aterro de solo, com propriedades que se pretende melhorar, armaduras (tiras metálicas) flexíveis, e por um paramento (pele ou escama) flexível externo ligado às armaduras, destinado a delimitar o aterro. Para execução de uma obra durável, que garanta uma boa qualidade é necessário quea equipa técnica seja experiente para o tipo de trabalho ou pelo menos esteja familiarizado com o sistema de terra armado. 1. DURABILIDADE: Deve se tomar em conta que ao escolher ou especificar os materiais de construção, deve-se sempre reparar para os fatores relacionados com a vida útil da obra: A) B) Obras projetadas para uma vida útil até 30 anos, e; Obras projetadas para uma vida útil superior a 30 anos. Tipo do terreno onde a obra será implantada: Para a execução da obra devem ser verificadas as condições relativas à agressividade do meio em que esta será inserida. Executam-se investigações geotécnicas normais e se necessário específicas, no caso de obras em que o solo apresentar baixa capacidade de suporte. Deve-se verificar a segurança à ruptura do solo e a evolução dos recalques de acordo com o tempo, desta forma pretende-se avaliar o solo local de maneira global e como elemento receptor de cargas de fundação da obra. Albano S. Maparagem 30

31 .0 Elementos Utilizados no Sistema Terra Armada.1 Utiliza-se, na execução do sistema de reforço de solos terra armada elementos como: Elementos de face (pele ou escama); Solo de aterro arenoso; Elementos de reforço (fitas metálicas) e parafusos de fixação; Acessórios complementares. Essas informações devem ser bem verificadas por técnicos experientes neste tipo de obras.. SOLOS DE ATERRO O material de empréstimo para execução do aterro foi caracterizado como areno-siltoso, tendo ângulo de atrito interno de 35 o e peso específico de 0 kn/m 3. Caso seja utilizado material de outra jazida a empreiteira deve providenciar a caracterização do mesmo e apresentar novo memorial de cálculo do projeto, para verificação da necessidade de alterações no projeto. Somente poderá ser utilizado material de outra jazida com aprovação da fiscalização. O aterro deve ser executado conforme especificações da NBR986/86, sendo exigido grau de compactação de 95% a 98% do Proctor Norm. O solo não deve conter terra vegetal ou detritos domésticos. Para definição e qualificação do solo, este deve atender critérios geotécnicos, químicos e eletroquímicos (no caso de alteração do tipo do solo)..3 CRITÉRIO GEOTÉCNICO No caso da alteração das características do solo inicial de aterro, o ângulo de atrito soloarmadura deve ser avaliado por ensaios de cisalhamento direto rápido, sendo igual ou maior que º. A dimensão máxima dos grãos do material não deve ultrapassar 50 mm. Deve-se também limitar o teor de umidade nos materiais sensíveis à água, evitando dificuldades na compactação..4 CRITÉRIOS ELECTRO-QUÍMICOS: As medidas de resistividade em amostras saturadas a 0ºC não devem ser inferiores a 1000 Ω cm para obras não inundáveis e 3000Ω cm para obras inundáveis.5 ELEMENTOS DE REFORÇO São as armaduras (lineares) conectadas à face, estendendo-se ao interior do elemento, que trabalham em atrito com o solo do aterro responsáveis pela maior parte da resistência interna à tração do maciço. Devem apresentar as seguintes qualidades: Resistência à tração com ruptura do tipo não frágil; Pequena deformabilidade sob cargas de serviço; Albano S. Maparagem 31

32 Bom coeficiente de atrito com o material de aterro; Flexibilidade para não limitar a deformabilidade vertical do maciço; Boa durabilidade. O dimensionamento das armaduras é feito a partir de uma espessura de cálculo e c, definida pela relação e c = e n e s Onde e n = espessura nominal e s = espessura de sacrifício, determinada de acordo com a agressividade do meio.6 ELEMENTOS DE FACE São compostas por painéis pré-moldados de concreto, sem função estrutural, utilizados para estética e/ou evitar erosão na face do talude, equilibrando as tensões da periferia próxima ao paramento externo. O concreto utilizado para execução dos paramentos deve possuir resistência característica (fck) compatível com as hipóteses de cálculo estrutural atribuídas às escamas. Devese evitar o uso de aditivos ao concreto, como aceleradores de pega, que podem ser nocivos à galvanização da liga. O concreto utilizado deve ser ensaiado em acordo com a norma NBR ACESSÓRIOS COMPLEMENTARES Os acessórios complementares seguintes deverão ser usados: Dispositivos de ligação entre escamas e armaduras; Talas de emenda de armaduras; Junta entre escamas; Parafusos; Chumbadores; Sistema de pino e furo verticais. Estes dispositivos e materiais devem atender as especificações de resistências às solicitações das normas vigentes para cada situação de serviço. Albano S. Maparagem 3

33 3.0 DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL Este projeto atendeu todos os requisitos necessários para a segurança. Desta maneira fezse a necessária verificação, através de cálculos específicos, da estabilidade do sistema em acordo com os critérios apresentados a seguir: 3.1 ESTABILIDADE EXTERNA Para garantir a estabilidade externa,foi feita a verificação dos maciços em terra armada, verificações essas que se assemelham às das obras de contenção por gravidade, exceto na capacidade de tolerar deformações: Segurança ao Deslizamento; Segurança ao Tombamento; Capacidade de Carga da Fundação; Ruptura Global. 3. ESTABILIDADE INTERNA É feita a verificação da estabilidade interna pelo método do equilíbrio local, e cada camada é avaliada independentemente. As verificações são realizadas quanto a: Ruptura por quebra (tração); e Ruptura por arrancamento. A partir da análise da estabilidade interna, determinaram-se as dimensões do reforço (espessura e largura) e sua disposição geométrica no maciço. Albano S. Maparagem 33

34 .ANEXO II PEÇAS DESNNHDAS E ORÇAMENTOS Fig.1. corte do muro mostrando a variação do comprimento L Figura 7 : Vista frontal da obra a ser executada Albano S. Maparagem 34