CONCURSO PÚBLICO RECUPERAÇÃO E AMPLIACÃO DA ETAR DO FUNCHAL (2ª FASE), TRATAMENTO PRIMARIO NO LAZARETO: ARRUAMENTO DE ACESSO INCLUINDO INFRAESTRUTURAS. MEMÓRIA DE CÁLCULO DE MUROS DE SUPORTE (BETÃO ARMADO/BETÃO CICLÓPICO) Departamento Infraestruturas e Equipamentos Praça do Município Telefone: 291 211 000 email: die@cm-funchal.pt Pág. 1/13
PARTE I 1 MUROS DE BETÃO ARMADO MEMÓRIA DE CÁLCULO 1.1 INTRODUÇÃO Os muros de suporte de terras em betão armado, tanto em corte como em aterro, foram dimensionados para o estado ativo de pressões. Os cálculos dos coeficientes de impulso de terras assim como os respetivos impulsos foram calculados segundo a Teoria de Rankine uma vez que esta apresenta valores mais conservativos. O betão utilizado deverá ser da classe C30/37 XS1 NP EN 206-1: Cl1,0; S3; As armaduras consideradas no cálculo foram da classe A400. O Muro de betão Armado prolonga-se desde a progressiva 24 até a progressiva 120. 1.2 DIMENSIONAMENTO DE MUROS 1.2.1 Pressupostos gerais do cálculo geotécnico Os muros de suporte foram dimensionados de acordo com os pressupostos de cálculo recomendados pela bibliografia da especialidade e as características do terreno onde vão ser localizados. Para a validação das dimensões foi utilizando o Método dos Coeficientes Globais, tendo-se verificado a estabilidade ao derrubamento, a estabilidade ao deslizamento pela base e a capacidade de carga do terreno de fundação. Estas estruturas foram dimensionadas para uma faixa de 1,00m de desenvolvimento, pelo que se desprezaram os efeitos tridimensionais. 1.2.2 Ângulo de atrito terras/muro No dimensionamento dos muros de suporte, considerou-se o seguinte ângulo de atrito entre a superfície ao solo do muro e o paramento de terras: Departamento Infraestruturas e Equipamentos Praça do Município Telefone: 291 211 000 email: die@cm-funchal.pt Pág. 2/13
Paramento em corte 2 ' 3 Os muros de suporte tanto em aterro como em corte deverão ser executados em trechos contínuos de 25,00m (intercalados com juntas de dilatação), com a configuração indicada nas peças desenhadas. As juntas de dilatação deverão ser feitas com material elástico cada 30m. 1.2.3 Sobrecarga sobre o terreno No dimensionamento dos muros não foram consideradas sobrecargas no terreno. 1.2.4 Impulsos Hidrostáticos No dimensionamento dos muros não foram considerados os impulsos hidrostáticos uma vez que se assumiu o estrato como perfeitamente drenado. 1.3 FUNDAÇÃO As fundações dos muros foram dimensionadas com consola somente na face exterior do muro uma vez que se prevê encontrar no tardoz do muro um solo com características maioritariamente rochosas. Para efeitos de dimensionamento considerou-se que todo o solo a reter no tardoz do muro como um solo de características mais desfavoráveis uma vez que se pretende dimensionar o caso mais desfavorável. Todas as condições geotécnicas deverão ser verificadas no lugar de execução da obra. Antes De colocado o betão da fundação, o terreno deverá ser regularizado. 1.4 PARÂMETROS GEOMECÂNICOS ADOPTADOS ARBITRADOS Seguidamente apresenta-se os parâmetros geomecânicos arbitrados para os solos a reter no tardoz do muro e os terrenos de fundação. Departamento Infraestruturas e Equipamentos Praça do Município Telefone: 291 211 000 email: die@cm-funchal.pt Pág. 3/13
Parâmetros geomecânicos Solo a reter Solo de fundação Ângulo de atrito interno 29 32 Peso volúmico (kn/m 3 ) 19 19 Coesão (kpa) 0 10 Ângulo de atrito solo muro 19.33 21.33 2 MATERIAIS Os diversos materiais a utilizar deverão ter as características exigidas pela legislação em vigor, nomeadamente a Norma NP EN 206-1. O betão empregue em obra deverá ser preparado e vibrado mecanicamente, devendo ser acompanhado do respetivo certificado de conformidade. Deverão ser recolhidas amostras em provetes (nas quantidades previstas na Norma NP EN 206-1) de modo a validar características do betão aplicado em obra. Os elementos metálicos aplicados na obra (armaduras, perfis, chapas e parafusos) deverão ser acompanhados do respectivo certificado de conformidade passado por um organismo acreditado. 3 DRENAGEM DE ÁGUAS FREÁTICAS No dimensionamento dos muros não foi contemplada a acção do impulso hidrostático, considerouse o paramento perfeitamente drenado, tendo-se previsto assim a colocação de bueiros (drenos) em tubos de PVC 50, com uma inclinação mínima de 10%. Os bueiros deverão ser colocados em quincôncio, com afastamento vertical de 1,00 m e horizontal de 2,00 m, a entrada deverá ser coberta com material granular, de forma a evitar sua futura obstrução. Refere-se que a superfície deverá ser impermeabilizada junto do coroamento do muro de modo a evitar infiltrações de água no tardoz do muro. Departamento Infraestruturas e Equipamentos Praça do Município Telefone: 291 211 000 email: die@cm-funchal.pt Pág. 4/13
4 GEOMETRIA DOS MUROS (BETÃO ARMADO) Na tabela seguinte apresentam-se os valores das dimensões dos muros assim como as nomenclaturas utilizadas na sua identificação das peças desenhadas: Muro Altura Base Altura Altura Tensão Aterro Total Sapata Sapata Muro (kpa) TIPO A 3,50 1,20 0,40 3,10 0,60 120 TIPO B 4,10 1,50 0,50 3,60 0,60 130 TIPO C 5,60 1,90 1,00 4,60 0,60 180 Todas as dimensões mostradas são medidas em metros. 5 CONSIDERAÇÕES ESTRUTURALES Com os valores obtidos no cálculo feito na verificação de estabilidade e a verificação das dimensões finais, procede-se a fazer os cálculos do aço para os Muros de Suporte de Betão Armado. Para o cálculo do Aço apresentam-se 3 condições, O valor do Aço calculado pelos momentos. Departamento Infraestruturas e Equipamentos Praça do Município Telefone: 291 211 000 email: die@cm-funchal.pt Pág. 5/13
O valor do Aço Mínimo. O valor do Aço pela Retracção. O valor para o aço longitudinal a tracção será o maior resultado obtido das três condições. As expressões a usar são as seguintes: Cálculo de Aço: A s = ω b d f cd f yd Aço Mínimo: A smin = 0,26 f ctm f yk b d Aço por retracção: A sret = 0,0013 b d Na tabela seguinte apresentam-se os valores finais obtidos para cada tipo do Muro a executar. Para a Sapata: Muros Longitudinal Transversal TIPO A Ø 12 // 15 cm Ø 10 // 15 cm TIPO B Ø 12 // 15 cm Ø 10 // 10 cm TIPO C Ø 12 // 10 cm Ø 12 // 10 cm Departamento Infraestruturas e Equipamentos Praça do Município Telefone: 291 211 000 email: die@cm-funchal.pt Pág. 6/13
Para os Muros: Muros Longitudinal Transversal TIPO A Ø 12 // 35 cm Ø 10 // 30 cm TIPO B Ø 12 // 30 cm Ø 10 // 25 cm TIPO C Ø 12 // 25 cm Ø 10 // 20 cm Departamento Infraestruturas e Equipamentos Praça do Município Telefone: 291 211 000 email: die@cm-funchal.pt Pág. 7/13
PARTE II 6 MUROS DE BETÃO CICLÓPICO 6.1 INTRODUÇÃO Os muros de suporte de terras em betão ciclópico, tanto em corte como em aterro, foram dimensionados para o estado ativo de pressões. O betão ciclópico deverá ter um rácio de 70% betão (classe C20/25 EN 206-1: Cl1,0 Dmáx.22 S3) e 30% de pedra de basalto (dimensão máxima de 50cm, assentes a distância entre faces superior a 5 cm). 6.2 DIMENSIONAMENTO DE MUROS 6.2.1 Pressupostos gerais Os muros de suporte foram dimensionados de acordo com os pressupostos de cálculo recomendados pela bibliografia da especialidade, utilizando o Método dos Coeficientes Globais, tendo-se verificado a estabilidade ao derrubamento, a estabilidade ao escorregamento pela base e a capacidade de carga do terreno de fundação. Estas estruturas foram dimensionadas para um faixa de 1,00m de desenvolvimento, pelo que desprezaram-se os efeitos tridimensionais. 6.2.2 Ângulo de atrito terras/muro No dimensionamento dos muros de suporte, considerou-se o seguinte ângulo de atrito entre a superfície ao solo do muro e o paramento de terras: 2 Paramento em corte (betonagem directamente contra o terreno) ' 3 2 Aterro (superfície ao solo em degraus de 0,25 / 1,00) ' 3 Departamento Infraestruturas e Equipamentos Praça do Município Telefone: 291 211 000 email: die@cm-funchal.pt Pág. 8/13
Os muros de suporte tanto em aterro como em corte deverão ser executados em trechos contínuos de 25,00m (intercalados com juntas de dilatação), com a configuração indicada nas peças desenhadas. 6.2.3 Sobrecarga sobre o terreno No dimensionamento considera-se uma sobrecarga no terreno uniforme de: 10 kn/m 2.para os Muros Abaixo da Estrada 2 kn/m 2 para os Muros Acima da Estrada. 6.2.4 Impulsos Hidrostáticos: No dimensionamento dos muros não foram considerados os impulsos hidrostáticos uma vez que se assumiu o estrato como perfeitamente drenado. 6.3 FUNDAÇÃO As fundações dos muros de suporte deverão ter uma profundidade mínima de 20% da altura total do muro, devendo no entanto ser avaliada em cada caso as características do solo. Antes de colocado o betão ciclópico da fundação, o terreno deverá ser regularizado. 6.4 PARÂMETROS GEOMECÂNICOS Seguidamente apresenta-se os parâmetros geomecânicos arbitrados: Para os Solos Acima da Estrada: Parâmetros Estrato Inferior Estrato Superior geomecânicos (Solo de Fundação) Ângulo de atrito interno 32 32 Peso volúmico (kn/m 3 ) 19 19 Coesão (kpa) 0 20 Ângulo de atrito fundação/sapata δ= 0,85 Departamento Infraestruturas e Equipamentos Praça do Município Telefone: 291 211 000 email: die@cm-funchal.pt Pág. 9/13
Características geométricas Tensão admissível Altura total (m) Área (m 2 ) (KPa) 9 14,20 105 8 11,50 124 7 8,78 118 6 6,98 83 5 5,28 75 4 3,70 126 3 2,50 82 2 1,70 42 Para os Solos Abaixo da Estrada: Parâmetros Estrato Inferior Estrato Superior geomecânicos (Solo de Fundação) Ângulo de atrito interno 28 32 Peso volúmico (kn/m 3 ) 19 19 Coesão (kpa) - 10 Ângulo de atrito fundação/sapata δ= 0,85 Características geométricas Tensão admissível Altura total (m) Área (m 2 ) (KPa) 9 14,20 424 8 11,56 373 7 9,38 286 6 7,23 213 5 5,53 151 4 3,62 146 3 2,39 85 2 1,41 36 Departamento Infraestruturas e Equipamentos Praça do Município Telefone: 291 211 000 email: die@cm-funchal.pt Pág. 10/13
7 MATERIAIS Os diversos materiais a utilizar deverão ter as características exigidas pela legislação em vigor, nomeadamente a Norma NP EN 206-1. O betão empregue em obra deverá ser preparado e vibrado mecanicamente, devendo ser acompanhado do respetivo certificado de conformidade. Deverão ser recolhidas amostras em provetes (nas quantidades previstas na Norma NP EN 206-1) de modo a validar características do betão aplicado em obra. Os elementos metálicos aplicados na obra (armaduras, perfis, chapas e parafusos) deverão ser acompanhados do respetivo certificado de conformidade passado por um organismo acreditado. Os materiais considerados são: Betão de Limpeza: C12/15-22 EN 206-1: Cl1,0 Dmáx.22 S3 Classe de resistência à compressão: C12/15 Dimensão máxima do agregado mais grosso: 22mm Classe de teor de cloretos: Cl 1,0 Classe de consistência: S3 Betão Simples: C20/25 EN 206-1: Cl1,0 Dmáx.22 S3 Classe de resistência à compressão: C20/25 Dimensão máxima do agregado mais grosso: 22mm Classe de teor de cloretos: Cl 1,0 Classe de consistência: S3 8 DRENAGEM DE ÁGUAS FREÁTICAS No dimensionamento dos muros não foi contemplada a acção do impulso hidrostático, considerouse o paramento perfeitamente drenado, tendo-se previsto assim a colocação de bueiros (drenos) em tubos de PVC 90, com uma inclinação mínima de 10%. Departamento Infraestruturas e Equipamentos Praça do Município Telefone: 291 211 000 email: die@cm-funchal.pt Pág. 11/13
Os bueiros deverão ser colocados em quincôncio, com afastamento vertical de 1,00m e horizontal de 2,00m, a entrada deverá ser coberta com material granular, de forma a evitar sua futura obstrução. Refere-se que a superfície deverá ser impermeabilizada junto do coroamento do muro de modo a evitar infiltrações de água no tardoz do muro. 9 GEOMETRIA DOS MUROS (BETÃO CICLÓPICO) Muros Abaixo da Estrada Departamento Infraestruturas e Equipamentos Praça do Município Telefone: 291 211 000 email: die@cm-funchal.pt Pág. 12/13
Muros Acima da Estrada Departamento Infraestruturas e Equipamentos Praça do Município Telefone: 291 211 000 email: die@cm-funchal.pt Pág. 13/13