UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

MTODO DE CULMAN Ancoragens e Tirantes

Programa de apoio acadmico

Disciplina: rea de projeto: Professor:

Obras de Terra I Desenvolvimento de material didtico Jos Martinho de Azevedo Rodrigues

ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO ATIRANTADAS

MTODO DE CULMAN

D q (kPa)

B

c.l

PLANO CRTICO

P

R

PLANO DE ANCORAGEM

H

F

i A

cr

'

Parmetros geotcnicos c = coeso = ngulo de atrito interno do solo = peso especfico do solo

q = sobrecarga (kPa, kgf/cm, tf/m)

2

Onde: CR = ngulo formado pela horizontal com o plano crtico de deslizamento (plano de menor coeficiente de segurana ao deslizamento) = ngulo formado pela horizontal com um plano qualquer de possvel deslizamento i = inclinao do talude com a horizontal = ngulo formado pela horizontal com o plano de ancoragem = ngulo formado pela horizontal com a inclinao do terreno acima da cortina = ngulo formado pelos tirantes com a horizontal = ngulo formado pelos tirantes com o plano crtico de deslizamento = + CR P = peso da cunha mais provvel de deslizamento com dimenso unitria. Obs.: em taludes sujeitos sobrecarga, esta dever ser includa no clculo de P. R = reao do macio terroso sobre a cunha ABD l = comprimento da linha de maior declive do plano crtico de deslizamento c.l = fora de coeso necessria para manter a cunha ABD em equilbrio F.S. = coeficiente de segurana ao deslizamento F.S.min = coeficiente de segurana mnimo (relativo ao plano crtico de deslizamento) F.S.p = coeficiente de segurana obtido com as foras de protenso F = fora de protenso necessria para obteno do fator de segurana F.S.p = 1,5 cunha ABD (com dimenso transversal unitria) H = altura da estrutura de arrimo q = sobrecarga

3

Formulrio Mtodo de Culman

CR =

i + 2

= + CRFS min = c.l. cos P.sen( CR )

FS p = 1,50 (adotado)

=F=

FS p FS min

1 sen ( CR ) . P. cos ( )

F (tf/m)

Clculo do no de tirantes (na vertical)

Adotando-se um espaamento horizontal entre os tirantes, igual a e (metros), a fora de protenso por vo de: e(m). F (tf/m) = e.F (tf) Para o clculo do nmero de tirantes necessrios para combater o esforo e.F, basta dividir este esforo pela carga de trabalho admissvel do tirante que ser utilizado.e.F c arg a de trabalho admissvel

n o de tirantes na vertical =

Definio do plano de ancoragem

Mtodo Analtico Sendo Onde:FS = K= K sen (i ' ). sen ( ' )

2c . sen i. cos H

Fixando o valor de FS em 1,5; determinamos o ngulo do plano de ancoragem () Mtodo Grfico (ver anexo 2)

4

Clculo do comprimento de ancoragem

O comprimento de ancoragem deve atender a duas condies:a) Aderncia entre o tirante e a pasta: lanc

10 f y . .d 3. f ck

(ver anexo da EB-3/67)

b) Aderncia entre a pasta e o macio: lanc T .D. b

onde: lanc = comprimento de ancoragem do tirante fy = tenso de escoamento do tirante fck = tenso de ruptura da pasta = coeficiente de aderncia ( = 1,8 para o ao CA-60B) d = dimetro do tirante D = dimetro do cilindro da pasta, no trecho da ancoragem T = esforo do teste de trao do tirante b = resistncia devido aderncia pasta-rocha ou aderncia pasta-soloNota: Adotaremos como comprimento de ancoragem (lanc) o maior dos dois valores encontrados, ou seja, o calculado no item a) ou no item b) acima.

Exemplo numrico:heq= q/ = 2m Plano de ancoragem H=8,0 CR= 60o = 30o q= 3,6tf/m Dados: c= 0,5tf/m = 30o = 1,8tf/m = inclinao do tirante = 15o i = 90o

CR =

i + 90 + 30 = 60o = 2 2

5

= + CR = 15 + 60 = 75oFS min = c.l. cos 0,5. 11,4. cos 30 = = 0,19 10. 5,8 P.sen( CR ) . 1. 1,8. sen 30 2

FS p = 1,50

=F=

FS p FS min

=

1,50 = 7,89 0,19

7,89 1 sen 30 1 sen ( CR ) . P. . 52,2. = F = 32,1 tf/m cos ( ) 7,89 cos 45 Adotando-se um espaamento e = 3,00 m Temos: e.F = 32,1 . 3,00 = 96,3 tf/ 3m Utilizando-se tirante Qw = 34,7 tf (ST-85 - = 32mm) No de tirantes na vertical = e. F 3,00 . 32,1 = = 2,78 = 3 tirantes Qw 34,6

- Painel tipo de 15,00 m Vista Frontal ( ver anexo 3) - Painel tipo de 10,00 m Vista Frontal ( ver anexo 4)Determinao do plano de ancoragem () (pelo mtodo analtico)

2. c 2. 0,5 = = 0,06 ' = 32o . H 1,8. 10

Distribuio de tirantes na vertical com o diagrama de empuxo (ver anexo 2)

A1 = A2 = A3 ou F1 = F2 = F3

A1 A2 A3 F1 F2 F3

Distribuio de drenos

Curtos (Barbars) Suborizontais (drenos profundos) quando for o caso

Comentrios da NBR-5629/96 da ABNT

- Comprimento livre mnimo: ll = 3,00 m - Altura do aterro mnima sobre o incio ou o ponto mdio do trecho da ancoragem: haterro 5,00 m

6

Comentrios prticos do mtodo de Culman 1. A fora F de protenso, para estabilizar a cunha ABD, com FS = 1,5, dada por espaamento horizontal unitrio. 2. A NBR-5629/96 da ABNT recomenda e 1,30 m 3. A fora F dever ser distribuda atravs do diagrama de empuxo e duas hipteses podero ocorrer:

F1 = F2 A1 = A2 F1 F2A2 A1

F1 F2

A1

F1 F2 A1 A2

A2

Hiptese 1 Notas:

Hiptese 2 -

1) Caso da hiptese 1, quando temos: A1 = A2 F1 = F2 2) Caso da hiptese 2, quando temos: A1 A2 F1 F2, no muito usual pois implicar na utilizao de ancoragens de diferentes capacidades de carga. 3) Em ambos os casos, podemos ter qualquer tipo de diagrama, triangular, trapezoidal ou outro qualquer.4. As ancoragens podero ser definidas pelo plano de ancoragem, calculadas pelo mtodo de Culman, analitica ou graficamente. 5. As ancoragens podero ser ancoradas a partir da superfcie provvel de ruptura, determinada atravs de mtodos clssicos, como por exemplo, Fellenius, Bishop, etc. 6. Determinao da provvel superfcie de ruptura, atravs de mtodos clssicos de Fellenius ou Bishop, de fator de segurana (F.S. = 1) ou o C.G. do trecho de ancoragem poder se situar no crculo provvel de ruptura igual a 1,5 (F.S. = 1,5).

7

FS= 1,0

FS= 1,5

7. Comentrios da NBR-5629/96/ ABNT

= 15

Haterro 5,0 m

Llmin 3,0 m

8. Ensaios de tirantes

Ver o que a NBR-5629/96 em relao a este item, no anexo 89. Instrumentao

A NBR recomenda que em toda estrutura de concreto armado atirantada, tenhamos no mnimo 5% das ancoragens instrumentadas, atravs da utilizao de dispositivos e equipamentos que possam medir carga, como clulas de carga de deformaes, dispositivos denominados alongametros.10. Definio do comprimento dos painis tipo

Normalmente em estruturas de concreto armado, expostas aos raios solares, chuvas e variaes trmicas, tm comprimentos j consagrados na rea estrutural, da ordem de 10 a 15 m.Aplicaes ou uso de ancoragens 1 Execuo de estruturas de arrimo estabilizao de taludes 1.1 Cortinas atirantadas

So estruturas de concreto armado atirantadas atravs da utilizao de tirantes ancorados no solo ou no.

8

Podem ser executadas de cima para baixo, pelo sistema conhecido como mtodo brasileiro ou pelo processo tradicional, de baixo para cima. A colocao da estrutura de concreto armado e dos tirantes pode ser feita antes ou depois da concretagem.1.2 - Cortinas de estacas-prancha

Consiste numa estrutura composta por perfis metlicos, que constituem as estacas, espaados uns dos outros por uma distncia da ordem de 1,5 a 2,0 m. Os perfis so cravados numa primeira etapa. A seguir inicia-se a escavao entre os perfis metlicos, concomitantemente com a colocao de pranches de madeira de lei, do tipo peroba do campo, maaranduba, etc. Este prancho encunhado entre 2 almas, de modo a se executar uma parede de estacas prancha, de cima para baixo, sempre encunhando-a entre perfis e contendo o solo a montante do alinhamento longitudinal dos perfis metlicos. A escavao prossegue simultaneamente com a colocao dos pranches horizontais de madeira. usual a colocao de 1 a 2 pranches abaixo do ltimo nvel de escavao.PLANTA

VISTA FRONTAL

NVEL DO TERRENO

NVEL FINAL DA ESCAVAO

Em funo da altura de escavao, poder optar-se por uma soluo utilizando estroncas apoiadas em vigas longitudinais, denominadas de longarinas, ou ainda uma soluo com tirantes provisrios ao invs de estroncas.

9

SEO TRANSVERSAL TIPO: ESTONCAS NT

LONGARINA

PERFIS METLICOS C/ PRANCHES HORIZONTAIS DE MADEIRA NVEL DE ESCAVAO

MO FRANCESA

SEO TRANSVERSAL TIPO: TIRANTES PROVISRIOS NT

LONGARINA MO FRANCESA NE

1.3 Parede diafragma

Parede de concreto armado que utiliza lama bentontica, moldada in-situ. A lama bentontica, com base nas propriedades tixotrpicas, tem a finalidade de escavar, contendo as paredes da escavao. O concreto utilizado especial, com slump test (trabalhabilidade) de (20 2) cm, com um consumo mnimo de cimento de 400 kg/m de concreto, portanto, um concreto auto adensvel. Hoje, so utilizadas em grande escala, paredes diafragma pr-moldadas com comprimentos da ordem de 12/ 15 m, e sees transversais do tipo (60 x 240), (90 x 240), por exemplo.

10

2 Reforo de estruturas de arrimo pr-existentes

Execuo de grelhas em concreto armado, ou seja, vigas horizontais e verticais no ponto de encontro das vigas, instalao de tirantes. Execuo de vigas metlicas verticais e horizontais com tirantes no ponto de encontro.

Na realidade, a execuo de um reforo de uma estrutura de arrimo existente que, por algum motivo tornaram-se insuficientes no tocante ao tombamento, ou ao deslizamento, ou a ambos. Aplicaes e vantagens do mtodo 1 - Maior resistncia aos esforos horizontais 2 - Uniformizao das presses sobre as fundaes 3 - Maior resistncia estrutural pela utilizao de grelha de concreto armado, apoiada nos tirantes e armando a antiga estrutura3 Constituio de encontro de pontes

Este tipo de estrutura apresenta freqentemente problemas de recalques diferenciais, devido superposio no campo de presses de terra sobre as das fundaes das pontes. O mtodo de ancoragens permite separar as terras do aterro junto a estrutura da ponte (encontro).4 Ancoragens - Estruturas de diferentes tipos em encostas

O mtodo permite executar estruturas sobre encostas, em condies que apresentariam dificuldades de assegurar a estabilidade, no caso de ausncia de ancoragens. Tem sido utilizado o mtodo de ancoragens para a estabilizao das fundaes de tubulaes e outras estruturas em barragens hidroeltricas, tais como condutos forados, chamins de equilbrio, estruturas de drenagem sobre superfcie de rocha, etc.5 Estabilizao de escavaes subterrneas tais como cavernas e tneis

Trata-se de uma aplicao muito antiga que precedeu o processo de escavao a cu aberto. Nota-se que devido a tenses internas e a existncia de material expansivo nas fraturas e diclases, certas rochas apresentam tendncia a escamarem, s vezes to violentamente que constituem verdadeiras exploses de rocha. A experincia tem mostrado que, se as deformaes iniciais so evitadas ou minimizadas por meio de chumbadores, a rocha se comporta muito melhor.

11

6 Fundaes de postes, mastros, torres de telefricos e outros

Tais estruturas apresentam esforos horizontais e ascensionais, muito importantes, diante das cargas verticais de peso.7 Uso de ancoragens em barragens e estruturas auxiliares

muito comum a utilizao de ancoragens em estruturas auxiliares de barragens, como por exemplo, em vertedouros, em funo do seu tipo e forma.

TIRANTES

ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO

8 Resistncia a foras de subpresso

As ancoragens constituem uma soluo vantajosa em muitos casos de estruturas sujeitas a importantes foras de subpresso, tais como piscinas, lajes de subsolo, diques, galerias de metr, estaes de metrs, garagens em praas pblicas (ex. Cinelndia), etc. O combate a tais foras era realizado, tradicionalmente, pelos seguintes mtodos: 8.1 peso prprio da estrutura 8.2 drenagem profunda/ rebaixamento do lenol fretico 8.3 estacas de trao Exemplo: Prdio do BNDES combate de subpresso de 16 m de coluna dgua com o peso prprio da estrutura e utilizao de 1670 tirantes definitivos de 450 kN.9 Resistncia a esforos horizontais e inclinados

Tais esforos so comuns em estruturas hidrulicas como tubulaes diversas, cais, dentre outras, bem como nas estruturas hiperestticas e protendidas (pistas de pouso e decolagem em aeroportos, por exemplo) 12

10 Fundaes sobre rocha inclinada

Um problema difcil o das fundaes profundas sobre rocha muito inclinada e lisa. o caso de executar uma estrutura de concreto armado auxiliar, que servir de apoio para a sapata de construo.sapata Rocha inclinada Bloco de apoio de concreto armado estaca

ll La chumbadores tirante

Perfurao em rocha = ...mm

chumbador Exemplo 10.2

Exemplo 10.1

Dever ser dimensionada para os esforos transmitidos pela sapata, bem como as tenses cisalhantes no contato estrutura de concreto x rocha. Poder ser necessria tambm, a execuo de um ponto de apoio para a ponta da estaca na rocha. Portanto, a rocha dever ser retirada, com um dimetro especificado, de modo que revista todo o furo com tubos de revestimento. A rocha ser perfurada dentro do revestimento para que se possa introduzir um chumbador e fix-lo na rocha. Aps esse procedimento, a estaca pr-moldada de concreto ser introduzida dentro do tubo de revestimento, j escavado, de modo que o chumbador fique centralizado com o eixo da estaca. Aplicar o grout e depois de endurecido, retirar o tubo de revestimento. (preencher com grout o vazio entre a superfcie lateral da estaca e a superfcie do terreno, aps a retirada do revestimento).11 Estabilizao de lascas de rocha ou blocos sobre a rocha

o caso de tirantes ancorados em rocha ou chumbadores para fixao de blocos ou lascas de rocha a rocha matriz. pertinente tambm a utilizao de tirantes que permitam que determinadas estruturas de concreto resistam a provveis deslocamentos de blocos de rocha soltos. 13

12 Estaiamento de estruturas sujeitas especialmente ao vento

Consiste na execuo de um tirante ancorado em solo ou em rocha. Normalmente ele inclinado e dimensionado para resistir ao esforo de trao provocado pelo vento, no tabuleiro de uma ponte, ou de uma torre, ou de outra estrutura.

NA

13 Encontros de pontes pnseis e sustentao de coberturas

Trata-se de outro caso particular de estruturas com elevadas cargas horizontais. O uso de ancoragens permite reduzir consideravelmente os volumes dos blocos de encontro, capazes de ancorar os cabos, especialmente no caso do solo superficial no ser rochoso.

14

14 Deslocamento de estruturas pr-existentes

O mtodo permite deslocar estruturas pr-existentes, como por exemplo, muro de sustentao ou blocos de fundaes de tanques ou outras estruturas sobre uma nica fundao. Com efeito, possvel com utilizao de ancoragens, aplicar foras muito elevadas, distribudas e orientadas convenientemente para deslocar as referidas estruturas.15 Ensaios de carga in-situ Placas (NB-27) Estacas e tubules (NB-20 NBR-6122/86)

Sistema clssico de utilizao de tirantes ancorados no solo ou na rocha, presos a uma estrutura de reao.

VIGA DE REAO macaco BC E S T A C A ll tirante

Lanc

Coloca-se um macaco na interface bloco de coroamento/ viga de reao. O deslocamento do mbolo do macaco para cima comprime a viga de reao, que por sua vez, traciona os tirantes. O tirante tracionado pela ascenso vertical da viga, de baixo para cima. A esta ao corresponde uma fora de compresso. Portanto, sob todos os aspectos de custos e segurana de prova de carga, esta a concepo mais utilizada. Existem inmeros exemplos, dentre eles, a prova de carga no tubulo da ponte Rio-Niteri.

15

16 Cravao de estacas de reao

Estacas pr-moldadas de concreto armado, metlicas ou de madeira, que so cravadas (prensadas) atravs de um sistema de reao. Para o sistema de reao poder ser utilizada uma cargueira ou tirantes verticais ancorados no solo.

Viga de reao

macaco tirante

Estacas pr-moldadas

17 Pr-adensamento do solo ou de fundaes Uso de sistemas elsticos auxiliares

usual o processo de pr-adensamento do terreno de fundao ou fundaes individuais, do tipo sapatas ou placas isoladas, por meio de pr-carregamento com carga auxiliar, que se substitui pela carga da construo (peso prprio), uma vez obtido o pr-adensamento conveniente do solo. Pode se obter esse efeito, aplicando a carga ao terreno (solo) por meio da utilizao de ancoragens. Como o solo a que o processo se aplica , em geral compressvel, as ancoragens vo perdendo a carga inicial medida que o solo se deforma (recalca). Para manter a eficincia das ancoragens, pode se coloc-las periodicamente em tenso.

16

ANEXO 1 Desenho Esquemtico Corte

l lt

3

lo

4 5 6 1 8 2l la

7

lT

la

1. Cabea de ancoragem 2. Bloco de apoio 3. Estrutura de apoio 4. Perfurao 5. Bainha de proteo 6. Tirante 7. Bulbo de ancoragem 8. P de ancoragem 9. llT comprimento livre de tirante 10. lo comprimento de ancoragem do tirante 11. lla comprimento livre da ancoragem 12. la comprimento do bulbo 13. lT comprimento total

ANEXO 2 Determinao do plano de ancoragem () Mtodo Grfico

DETERMINAO DO PLANO DE ANCORAGEM ( ')ESC.: 1:100

2c H

FS= 1,5

FS=2c. seni.cos . H sen(i-).sen('-)

= 15c - Coeso - Peso especfico aparente - ngulo de atrito interno0,15I= 90 80I= 90

= 20

= 25

= 30

= 35

I= 90I= 70

70

80

I=

I= 80

I=

I=

I= 70

I= 90

I=

80I= 70

i

'

I= 80

H

I=

90

0,10

2c H 0,05 Chave

'0,03 15 20 25 30 35 40

'

I=

70

ANEXO 3 Painel tipo H= 8,0 m e L= 15,0 m Vista Frontal - Forma

PAINEL TIPO DE COMPRIMENTO 15,0m (e = 3,0 m)ESC. 1:125 VISTA FRONTAL - FORMA

11,5

CORTE 1 britas areia

1

2

3

4

5

ll3llmin > 3,0m

haterro min > 5,0m .

PLANO DE ANCORAGEM

3,5 8,0

6

7

8

9

10

2,0

ll832

11

12

13

14

151,0

ll13

1,5 LEGENDA:

3,0

3,0

3,0

3,0

1,5

TIRANTES DRENO CURTO

1

DRENO SUBORIZONTAL PROFUNDO

QUADRO RESUMO DE TIRANTESTIRANTES N 1A5 6 A 10 11 A 15 UNID. 5 5 5 COMPRIMENTOS (m)

ll8,0 4,0 3,0

lanc8,0 8,0 8,0

ltot16,0 12,0 11,0 TOTAL

TOTAL 80,0 60,0 55,0 195,0

QUADRO DE CARGA- CARGA DE ENSAIO: Qe = 61 tf - CARGA DE TRABALHO: Qw = 34,6 tf - CARGA DE INCORPORAO: Qi = 27 tf

PERFURAODIMETRO () = - PERFURAO EM SOLO = .......... m - PERFURAO EM ROCHA ALTERADA = .......... m - PERFURAO EM ROCHA = .......... m

INJEO DE CALDA DE CIMENTOTRAO: GUA/ CIMENTO/ ADITIVOS: ............... FATOR GUA/ CIMENTO: .......... ADITIVOS: .......... fck > 25 MPa

ANEXO 4 Painel tipo H= 8,0 m e L= 10,0 m Vista Frontal - Forma

PAINEL TIPO DE COMPRIMENTO 10,0m (e = 3,0 m)ESC. 1:125 VISTA FRONTAL - FORMA

11,5

CORTE 1 britas areia

1

2

3

4

5

ll3llmin > 3,0m

haterro min > 5,0m .

PLANO DE ANCORAGEM

3,5 8,0

6

7

8

9

10

2,0

ll832

11

12

13

14

151,0

ll13

1,25 LEGENDA:

2,5

2,5

2,5

2,5

1,25

TIRANTES DRENO CURTO

1

DRENO SUBORIZONTAL PROFUNDO

ANEXO 5 Fases de execuo da cortina ancorada Mtodo Brasileiro

FASES DE EXECUO DA CORTINA ANCORADA (Mtodo Brasileiro)CORTE FRENTE FASE 1 - Escavao de nichos para colocao dos tirantes (1 fileira).

FASE 2 - Perfurao, colocao do tirante, injeo do furo, colocao da placa, protenso com esforo de ensaio, ancoragem da placa com esforo de incorporao.

FASE 3 - Repetio das operaes das fases 1 e 2, com relao as placas restantes da 1 fileira.

FASE 4 - Concretagem da cortina na faixa relativa 1 fileira. Repetio das operaes das das fases 1 e 2 com relao s placas alternadas da 2 fileira

FASE 5 - Repetio das operaes das da fase 3 com relao s placas da 2 fileira, concretagem da cortina na faixa relativa 2 fileira.

FASE 6 - Prosseguimento dos trabalhos da mesma maneira at a concluso da cortina.

ANEXO 6 Cargas em ancoragens ABNT- NBR-5629/96 Sistema de Monobarras

ANEXO 6 - CARGAS EM ANCORAGENS (ABNT - NBR-5629/96)ANCORAGENS MAIS UTILIZADAS NO BRASIL (SISTEMA DE MONOBARRAS) QUADRO RESUMOTIPODIMETRO NOMINAL OU EFETIVO SEO PLENA SEO REDUZIDA P/ ROSCA DIMETRO MN. DE PERFURAO RECOMENDADO CARGA LIMITE TENSO DE ESCOAMENTO DO AO

ANCORAGENSPROVISRIA F.S.= 1,5 DEFINITIVA F.S.= 1,75

(As) (mm)

(Qlim) (kN)

() (mm)

(As') (mm)

(mm)

(f'yk ) (kgf/mm)

(Qw) (kN)

(Qw) (kN)

CA-50AO DOCE

25 32 22 25 28 32 32 14 17 20 23 26 29 35 37 41 22 30 40 30 30 40 40 52 73 73

506,7 791,7 387,9 506,7 641,3 791,7 792,7 -

430,7 672,9 329,7 430,7 545,1 160,5 234,9 323,6 425,7 533,0 674,0 977,6 1.124,0 1.325,1 327,0 707,0 1.140,0 364,0 594,0 876,0 1.002,0 1.320,0 1.979,0 2.800,0

75 100 75 75 100 100 100 75 75 75 75 100 100 125 125 175 * * * ** ** ** ** ** ** **

194,0 258,0 178,0 232,0 294,0 300,0 606,0 106,8 157,5 218,8 287,0 360,5 455,0 659,8 787,5 899,5 24,5 42,0 68,4 140,0 290,0 460,0 580,0 770,0 990,0 1.340,0 75,0 60,0 60,0 39,0 50,0 53,0 58,0 58,0 50,0 48,0

130,0 172,0 118,0 154,0 196,0 200,0 404,0 70,0 105,0 146,0 191,0 240,0 203,0 440,0 524,0 600,0 160,0 280,0 450,0 90,0 190,0 300,0 380,0 500,0 660,0 890,0

110,0 147,0 102,0 132,0 168,0 170,0 346,0 61,0 90,0 125,0 164,0 206,0 260,0 377,0 450,0 514,0 140,0 240,0 390,0 80,0 165,0 260,0 330,0 440,0 560,0 760,0

CA-50 CA-60 CA-60 CA-60

DYWIDAG

ST-50/55 ST-85/105 ST-75/85 ST-75/85 ST-75/85 ST-75/85 ST-75/85 ST-75/85 ST-75/85 ST-75/85 ST-75/85

MONOBARRA

ROCSOLO (ESTE)

INCO-13-D INCO-22-D INCO-35-D

INCO-7SISTEMA TUBULAR

INCO-15 INCO-24 INCO-30 INCO-40 INCO-50 INCO-70

NOTAS: 1) Carga limite: Qlim = 0,9.As.f'yk 2) Carga de trabalho = Q = Qlim/FS w 3) Carga de incorporao: Qi NBR-5629/96 ABNT - Qi = 0,8.Qw De acordo com critrio do projetista em funo do perfil geolgico-geotcnico 4) Sistema de protenso e ancoragem da INCOTEP em monobarra (*) e tubular (**) 5) Rocsolo um tirante fabricado pela ESTE Engenharia com utilizao de ao ST-75/85, um sistema particular com ancoragem de resina (Rocsolo-IAR), por esta razo os dimetros mnimos de perfurao recomendados so menores que as ancoragens clssicas normais, utilizadas pela grande maioria das firmas de sondagens. Na tabela indicamos os dimetros mnimos de perfurao clssica. 6) A DYWIDAG apresenta dois tipos de ao: GEWI ST-50/55 e DYWIDAG ST-85/105 7) H profissionais que utilizam no dimensionamento de estruturas de reao em provas de carga, ancoragem provisria com FS = 1,3. Neste caso, Qw = Qlim/1,3CONVENO Ancoragens injetadas pela boca do furo e/ ou vlvulas mltiplas tipo Manchete Ancoragens injetadas com resina ou pela boca do furo e/ ou vlvulas mltiplas tipo Manchete Ancoragens injetadas com calda de cimento medida que a perfurao cresce

Prof. Jos Martinho de A. Rodrigues

ANEXO 7 Cargas em ancoragens ABNT- NBR-5629/96 Sistema de Fios e Cordoalhas

ANEXO 7 - CARGAS EM ANCORAGENS (ABNT - NBR-5629/96)FIOS = 8 mm E CORDOALHAS = 12,7 mm ANCORAGENS MAIS UTILIZADAS NO BRASIL QUADRO RESUMODESCRIO TIPO DIMETRO () (mm) SEO PLENA (mm) SEO REDUZIDA P/ ROSCA (mm) CARGA LIMITE (kN)

ANCORAGENS PROVISRIA DEFINITIVAQw FS = 1,5 (kN) Qi (kN) Qw FS = 1,75 (kN) Qi (kN)

4 8mmAO CP-150FIOS 8mm MDIAS

201 302 402 603 201 302 402 603 754 942 1130 1413 1884 754 942 1130 1413 1884 754 942 1130 1413 1884 754 942 1130 1413 1884

-

270 407 543 814 307 460 615 923 1.086 1.356 1.627 2.035 2.713 1.221 1.526 1.730 2.290 3.052 1.191 1.484 1.780 2.225 2.967 1.290 1.610 1.932 2.416 3.221

180 270 360 540 204 307 410 615 724 904 1.084 1.356 1.808 814 1.017 1.220 1.526 2.034 794 990 1.186 1.484 1.978 860 1.073 1.288 1.610 2.147

144 217 290 434 163 245 330 490 580 723 867 1.085 1.446 651 813 976 1.220 1.627 655 791 950 1.187 1.582 688 858 1.030 1.288 1.718

154 230 310 460 175 260 350 530 620 775 930 1.163 1.550 697 872 988 1.308 1.744 680 848 1.017 1.271 1.695 737 920 1.104 1.380 1.840

123 186 250 370 140 210 280 420 496 620 744 930 1.240 558 698 790 1.047 1.395 544 679 814 1.017 1.356 590 736 883 1.104 1.472

6 8mm 8 8mm 12 8mm 4 8mm 6 8mm 8 8mm 12 8mm 8 12,7mm 10 12,7mm 12 12,7mm 15 12,7mm 20 12,7mm 8 12,7mm

AO CP-170ANCORAGENS PARA CAPACIDADE DE CARGAS

AO BEMA-160

CORDOALHAS 12,7 mm

AO BEMA-180

10 12,7mm 12 12,7mm 15 12,7mm 20 12,7mm 8 12,7mm

ALTAS

AO BEMA-175

10 12,7mm 12 12,7mm 15 12,7mm 20 12,7mm 8 12,7mm

AO BEMA-175

10 12,7mm 12 12,7mm 15 12,7mm 20 12,7mm

NOTAS:

1) Os valores das cargas acima relacionadas so para o Ao RB (relaxao baixa), quando o ao usado for do tipo RN (relaxao normal), as cargas ficam reduzidas em 6%. 2) Carga limite:Qlim= 0,9.As.f'yk 3) Carga de trabalho:Qw = Q /FS lim 4) Carga de incorporao: Qi NBR-5629/96 ABNT - Qi = 0,8.Qw De acordo com o critrio do projetista, em funco do perfil geolgico-geotcnico 5 ) H profissionais que utilizam no dimensionamento de estruturas de reao em provas de carga, ancoragem provisria com FS = 1,3. Neste caso, Qw = Qlim/1,3Conveno Todas as ancoragens so providas de um sistema de vlvulas mltiplas (manchetes), portanto, so ancoragens reinjetveis cujo sistema se encontra no eixo do tirante com dimetro da ordem de 32/ 40 mm

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ANEXO 8 Ensaios de tirantes

Ensaios de tirantes Os tipos de ensaio, conforme norma da ABNT NBR-5629/96, so: Ensaio Bsico

Ensaio executado somente para a verificao da adequao de um novo tipo de tirante injetado. Ensaio de Qualificao

Ensaio executado somente para a verificao de um dado terreno, do desempenho de um tipo de tirante injetado, j credenciado pelo ensaio bsico. Ensaio de Recebimento

Ensaio executado para controlar a capacidade de carga e o comportamento de todos os tirantes de uma obra. Ensaio de Fluncia

Ensaio executado somente para a avaliao da estabilizao do tirante sob a ao de cargas de longa durao. Recomendaes quanto utilizao dos ensaios de ancoragem Os ensaios bsicos, de quantificao e fluncia sero aplicveis quando for introduzido um novo tipo ou sistema de ancoragem ou no caso de terrenos onde no se tenha experincia comprovada na utilizao de ancoragens. O projeto da obra (fiscalizao) definir a necessidade da utilizao desses tipos de ensaios. A NBR-5629/96 aborda em detalhe os aspectos desses ensaios. Ensaio de Recebimento obrigatria a sua realizao em todas as ancoragens, adotando-se a proposio da norma NBR-5629/96. Tipo A:

Ensaiar em 10% dos tirantes instalados e no mnimo em um ensaio. Tipo B

Realizado nas demais ancoragens.

Estgios de carga em ensaios de ancoragens A norma NBR-5629/96 fornece todos os estgios de carga a serem praticados nos ensaios de recebimento tipos A e B. (Para modelo de boletim de ancoragens e ensaio de recebimento ver anexo 9).

TIPO A TIPO B To= 0,1.fy. As To= 0,1.fy. As 0,3.Ttrabalho 0,6.Ttrabalho 0,8.Ttrabalho 1,0.Ttrabalho 1,2.Ttrabalho 1,4.Ttrabalho 1,6.Ttrabalho 1,75.Ttrabalho 0,3.Ttrabalho 0,6.Ttrabalho 0,8.Ttrabalho 1,0.Ttrabalho 1,2.Ttrabalho 1,4.Ttrabalho 1,6.Ttrabalho 1,75.Ttrabalho

ANEXO 9 Ensaios de tirantesModelo de boletim de ancoragens (GeoRio)

MODELO DE BOLETIM DE ANCORAGENS E ENSAIO DE RECEBIMENTO - AO CA 50 A

DADOS DA OBRA:OBRA: LOCAL: EMPRESA PROCESSO N.: DES. REFERNCIA N.: DATA:

Folha 1/2

DADOS DA ANCORAGEMANCORAGEM N. Comp. Livre(m): Carga Ensaio. (kN): DIM. EFETIVO (mm): Comp. Anc.(m): Carga Trab. (kN):

32,0

TIPO:

Inclinao (): Comp. Total(m): Carga Incorp. (kN):

DADOS DA PERFURAODim. Furo (mm): Circ. gua: Sim Revestimento Diam.(mm): at (metros) No Perfur. em solo(m): Perfur. em alterao(m): Perfur. em rocha(m): Perfur. total(m): Data A/C INJEO Cimento(sc) Presso(kg/cm2)

DADOS DO ENSAIO (para preenchimento dos dados, ver formulrio apresentado abaixo da tabela)Equipamento de Carga: Relao de Carga: col. 1 col. 2 col. 3 col. 4 col. 5 Eq. medio de desloc.: Data do Ensaio: col. 6 col. 7 col. 8 col. 9

Hora

Leitura de Carga na Deslocamento (mm) Deformaes Ciclo Tipo Ensaio Carga (kN) obra Real Elsticas Plsticas Leiturainicial Leitura Fo=0,1Fe AeB Zero Zero Zero 35 0,3Ft AeB 105 0,6Ft AeB 210 0,8Ft AeB 280 1,0Ft AeB 350 1,2Ft AeB 420 1,4Ft AeB 490 1,6Ft A 560 Fe=1,75Ft A 610

1,6Ft A 560 1,4Ft AeB 490 1,2Ft AeB 420 1,0Ft AeB 350 0,8Ft AeB 280 0,6Ft AeB 210 0,3Ft AeB 105 Fo AeB 35 0,8Ft AeB 280 ENSAIO TIPO A => 10% das ancoragens e/ou no mnimo 1. ENSAIO TIPO B => Demais ancoragens

dmx

=demx

dpmx

FORMULRIOOBS.1: Para facilitar a leitura, adotou-se utilizar a carga inicial Fo = 0,1 x Fe = 0,1 x 1,75 x Ft OBS.2: O ndice j apresentado nas equaes a seguir corresponde a cada estgio de carga desloc. realj = Leituraj - Leiturainicial demx = dmx - dpmx (deformao elstica mxima) (deformao elstica no estgio de carga j) dej = [(Fj - Fo)xdemx]/(1,75Ft - Fo) dpj = dej - desloc. realj (deformao plstica no estgio de carga j. Se dpj > 0, adotar igual a zero)

Eng. Responsvel:

Eng. Fiscal

MODELO DE BOLETIM DE ANCORAGENS E ENSAIO DE RECEBIMENTO - AO CA 50A

Folha 2/2

GRFICOSGrfico Carga x Deslocamentos Totais (colunas 4 x 7)Carga (kN)

00 Deslocamentos totais (mm) 10 20 30 40 50

100

200

300

400

Grfico Carga x Deformaes (colunas 4 x 8 e 4 x 9)

40 30 20 10 0 dp

de

0-10 -20

100

200

300

400

Carga (kN)

CONSTRUO DAS RETAS LIMITES(A SEREM TRAADAS NO GRFICO CARGA X DEFORMAES ELSTICAS)

Para retas limites, considerar: E = 210 S = 804,25 Reta a PONTO A B (Mdulo de Elasticidade do ao em kN/mm ) (Seo de ao em mm ) Reta b PONTO C D2 2

X Fo 1,75Ft

Y zero

X Fo 1,75Ft

Y zero

=[(1,75Ft - Fo)*(Comp Livre(mm) + Comp. Ancorado(mm)/2)]/(E*S) =[(1,75Ft - Fo)*(Comp Livre(mm)*0.8)]/(E*S)

ANEXO 10 TraoCalda de Injeo Especial

CALDA DE INJEO ESPECIALEstamos apresentando um trao de calda de cimento especial, para injeo sob presso ou no, na execuo de tirantes, chumbadores e/ou grampos, dentro de uma nova tecnologia, de proporcionar uma obra mais limpa e sem causar maiores danos ao meio ambiente. Trao: Fator gua / cimento = 0,38 Cimento= 50 kg gua = 19 L (Gelada:5 / 10C) Aditivo RX-322 N 0,3% (Plastificante e Redutor de gua) Aditivo RX-3000A 1,5% (Superfluidificante) Intraplast N 0,5% ( Sika recomenda 0,5% - 1,5%) Expansor defloculante - plastificante estabilizador para injees de cimento. Nota: 1) A mistura dever ser mantida em agitao e injetada at 20 minutos aps seu preparo. 2) A obteno da gua gelada pode ser obtida com 2 a 3 pedras de gelo (forma de paraleleppedo), diludas em lato de 50/100 L de gua potvel. 3) A fluidez obtida com o trao acima da ordem de 10 / 15 segundos. Objetivo: A utilizao desta calda poder eliminar o servio de reinjeo atravs das vlvulas manchete, ou seja, s a bainha ser suficiente para fazer o tirante resistir s teras de trao projetadas. Foi utilizado em obras com sucesso total, no havendo necessidade de reinjeo.

ANEXO 11 Tenso de aderncia:Calda de cimento x solo/solo residual jovem ou rocha

CLCULO PARA CAPACIDADE DE CARGA DO TIRANTE AUTO-INJETVEL Para o clculo da capacidade de carga do tirante auto-injetvel faz-se uso da seguinte expresso:

Qrup = 9,2 N spt L Konde

Qrup = Carga de ruptura (tf) do tirante;N SPT = Nmero mdio de SPT na regio de implantao do bulbo de ancoragem;

= dimetro de perfurao do tricone (m);L= comprimento de ancoragem do tirante; K= coeficiente que depende do tipo de solo. SOLO K(tf/m) ARGILAS/SILTES 1,00 AREIASMUITOARGILOSAS/SILTOSAS 0,60 AREIASPOUCOARGILOSAS/SILTOSAS 0,40 AREIAPOUCOARGILOSA 0,42 AREIAPOUCOSILTOSA 0,50 AREIAMUITOARGILOSA 0,68 AREIAMUITOSILTOSA 0,63 AREIA 0,30

Notas: 1) Esse mtodo foi proposto e apresentado no SEFE V pelos engenheiros: Ivan Joppert Jr.;Walter Iorio.;Willian Mallman. 2) Permite calcular, portanto: Tenso de aderncia: Calda de cimento x solo Calda de cimento x solo residual jovem (rocha alterada)