INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO
MESTRADO AVANÇADO EM CONSTRUÇÃO E REABILITAÇÃO
CADEIRA DE CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS
PAREDES TIPO MUNIQUE
Jorge de Brito
Março de 2001
ÍNDICE
1. Introdução 1
2. Campo de aplicação 5
3. Vantagens e desvantagens 8
4. Trabalhos preparatórios 10
4.1. Determinação das características do solo 10
4.2. Projecto de contenção 11
4.3. Precauções a implementar durante a escavação 12
5. Processo de execução 15
5.1. Considerações gerais 15
5.2. Equipamento utilizado 15
5.3. Escavação geral 17
5.4. Introdução dos perfis metálicos 18
5.5. Execução da viga de coroamento 21
5.6. Execução dos painéis primários 22
5.6.1. Escavação do terreno 22
5.6.2. Aprumo da escavação e aplicação do dreno 23 5.6.3. Colocação de uma camada de areia e terra na base do painel 25
5.6.4. Preparação e colocação da armadura 25
5.6.5. Cofragem do painel 30
5.6.6. Betonagem do painel 32
5.6.7. Descofragem do painel 34
5.7. Execução das ancoragens dos painéis primários 35
5.7.1. Execução do furo 35
5.7.2. Colocação da armadura no furo 38
5.7.3. Selagem da ancoragem 41
5.7.4. Criação do bolbo de selagem 42
5.7.5. Aplicação do pré-esforço 43
5.8. Execução dos painéis secundários e respectivas ancoragens 45
5.9. Execução dos painéis terciários e respectivos escoramentos 45
5.11. Execução da sapata de fundação 48
5.12. Execução da superestrutura 49
5.13. Desactivação das ancoragens 49
5.14. Controlo pós-execução 51
6. Considerações gerais sobre o dimensionamento 54
6.1. Aspectos gerais 54
6.2. Estados limite 55
6.3. Regras práticas de dimensionamento 56
6.4. Dimensionamento para acções verticais 56
6.4.1. Fase provisória 56
6.4.2. Fase definitiva 56
6.5. Dimensionamento para acções horizontais 57
6.5.1. Fase provisória 57
6.5.2. Fase definitiva 59
6.6. Dimensionamento das fundações 61
6.7. Viga de coroamento 61
7. Bibliografia 63
PAREDES TIPO MUNIQUE
1. INTRODUÇÃO
Em contenções periféricas de edifícios ou em muros de suporte de taludes, é vulgar já há bastantes anos o recurso a paredes tipo Munique (desde os anos 70 - Fig. 1), em virtude da facilidade de execução, da relativa economia do processo e do facto de prescindir de mão de obra e equipamento muito especializado, assim como de um grande espaço de estaleiro. Mais recentemente, a sua morosidade, as suas limitações em termos do terreno a escavar e o facto de permitirem a descompressão dos terrenos no tardoz têm provocado a sua substituição por outras soluções como as paredes moldadas e as cortinas de estacas moldadas.
Fig. 1 - Secção-tipo de uma parede tipo Munique
A solução de contenção periférica descrita neste documento é pouco rígida perpendicular-
mente ao seu plano e recorre a perfis metálicos (geralmente em forma de I ou H) cravados no
terreno na vertical, fundamentalmente com a função de transmitir ao terreno acções verticais (componente vertical das ancoragens e peso das paredes).
O espaço entre perfis é preenchido de forma contínua com betão armado (que acaba por envolver os perfis) nas contenções definitivas integradas na superestrutura. A construção das paredes é feita de cima para baixo e por painéis, em simultâneo com a escavação e a execução dos escoramentos e ancoragens, de carácter provisório. Posteriormente, a construção das fundações da superestrutura e dos pavimentos dos pisos enterrados permite desactivar esses mesmos meios.
Fig. 2 - Perspectiva de uma parede tipo Berlim ancorada
Estas designações (Munique e Berlim) suscitam alguma confusão e mesmo polémica. Assim,
na indústria da construção, é corrente designar indistintamente estes dois tipos de paredes
como tipo Berlim ou “Berlins”. Os técnicos mais ligados à Geotecnia designam as paredes
tipo Munique (Fig. 1) por paredes de Berlim definitivas e as paredes tipo Berlim (Fig. 2) por
de Berlim provisórias. No 5º Congresso Nacional de Geotecnia em 1995 [9], propôs-se que as
paredes tipo Munique passassem a ser designadas por paredes de Lisboa (onde foram
utilizadas pela primeira vez em 1975) e uma variante a estas, em que as paredes de betão armado não contêm os perfis metálicos, por paredes de Coimbra (onde foram utilizadas pela primeira vez em 1971). Em [10], o mesmo autor descreve as paredes tipo Munique como uma variante às tipo Berlim, em que são utilizados, como cofragem posterior de uma contenção definitiva em betão armado, painéis de aglomerado de madeira com espaçadores no tardoz apoiados nos elementos de entivação das paredes tipo Berlim, sendo o espaço entre os painéis e a entivação preenchido com areia. Regista-se ainda a existência das paredes tipo Paris, em que os perfis metálicos são substituídos por elementos pré-fabricados de betão armado, já preparados com armaduras de ligação (Fig. 3).
Fig. 3 [6] - Sequência construtiva das paredes tipo Paris (“Parisiennes”)
Em termos de dimensionamento, as paredes tipo Munique inserem-se nas chamadas cortinas de contenção flexíveis, ou seja, aquelas que, pela sua elevada deformabilidade na fase construtiva, são influenciadas ao nível dos esforços de cálculo pela interacção solo-estrutura.
Este documento pretende servir de apoio aos alunos da Mestrado Avançado em Construção e
Reabilitação do Instituto Superior Técnico na Cadeira de Construção de Edifícios. Foca parte
do capítulo dessa mesma cadeira dedicado às contenções periféricas que, tal como toda a
restante matéria, se restringem fundamentalmente aos edifícios correntes. O documento aborda fundamentalmente a classificação e descrição das técnicas designadas por paredes tipo Munique, utilizadas como cortinas de contenção periférica definitivas.
A elaboração deste documento não resultou de investigação específica sobre o tema efectuada pelo seu Autor mas sim de alguma pesquisa bibliográfica e de monografias escritas realizadas por alunos do Instituto Superior Técnico, na Licenciatura em Engenharia Civil. Assim, muita da informação nele contida poderá também ser encontrada nos seguintes textos, que não serão citados ao longo do texto:
Marco Almeida, Nelson de Sousa, Pedro Guerreiro e Rui Galrão, “Monografia: Paredes Tipo ‘Berlim’ e Tipo ‘Munique’”, Monografia apresentada na Licenciatura em Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico, 1998, Lisboa.
Ana Silva, Carlos Costa e Paulo Carvalho, “Paredes de Berlim e Munique”, Monografia apresentada na Licenciatura em Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico, 1998, Lisboa.
Ricardo Maçarico, Carlos Costa, Carlos Coimbra e Maria Ramos, “Paredes de Contenção Tipo ‘Berlim’ e ‘Munique’”, Monografia apresentada na Licenciatura em Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico, 1998, Lisboa.
Niels Koefoed, Maria Rafaela Cardoso, Margarida Caetano e José Pedro Moura, “Paredes de Berlim. Paredes de Munique”, Monografia apresentada na Licenciatura em Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico, 1999, Lisboa;
Susana Silva, Sílvia Catapirra, Vera Gordo e Jorge Moniz, “Paredes tipo Berlim e Munique”, Monografia apresentada na Licenciatura em Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico, 2001, Lisboa.
Este documento baseia-se ainda em boa parte num texto didáctico anterior:
Jorge de Brito e Paulo França, “Paredes Tipo Munique e Berlim”, Folhas da cadeira de
Processos de Construção, Licenciatura em Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico,
1999, Lisboa.
2. CAMPO DE APLICAÇÃO
A escolha do tipo de parede de contenção a utilizar em cada caso específico depende de factores técnicos e económicos. Como exemplos dos primeiros, pode-se enumerar os seguintes: as condições geotécnicas e hidro-geológicas do local e o grau de conhecimento das mesmas; a distância e estado de conservação das construções vizinhas; o deslocamento horizontal aceitável no terreno; o espaço livre para estaleiro fora e dentro do terreno a construir; o equipamento disponível no local da obra; o facto de a cortina servir ou não de elemento de impermeabilização.
Aliados a esses factores estão outros mais ligados aos aspectos económicos, tais como os custos de transporte do equipamento e do material; o preço do material necessário para viabilização da obra e o custo da mão-de-obra, ou seja, os custos directos da solução, para além do tempo de execução.
Feita a avaliação dos factores acima referidos, é seleccionada a que é considerada a melhor solução. O campo de aplicação das paredes tipo Munique está assim muito ligado às vantagens e desvantagens relativas da técnica, que serão enumeradas no capítulo 3.
Estas paredes, não sendo muito económicas, são-no por comparação com algumas das alternativas: as paredes moldadas e as cortinas de estacas moldadas.
As paredes tipo Munique, com ritmos da ordem de um mês por piso em edifícios correntes em meios urbanos, têm no factor tempo um dos seus principais inconvenientes.
Em termos de impermeabilidade, esta solução não oferece garantias a longo prazo, mesmo
recorrendo a soluções de impermeabilização e drenagem adequadas. Estas paredes permitem a
presença de alguma água na fase provisória, desde que não abundante nem com percolação
acentuada. Refira-se desde já que esta solução não oferece garantias de boa execução para
situações de nível freático elevado.
O tipo de terreno em que esta solução é aplicável é um dos factores mais limitativos da mesma. De facto e em face do processo de execução, exige-se um terreno com alguma coesão, auto-sustentável em paramentos verticais de pequena largura e altura (entre 2 e 4 m) durante períodos de tempo limitados mas não desprezáveis. A existência de água em quantidade, em movimento ou sob pressão inviabiliza o processo.
A existência, perto do perímetro da escavação, de edifícios susceptíveis a eventuais assentamentos, por introduzirem tensões de contacto importantes no terreno, por as suas paredes não permitirem a introdução de tracções importantes ou por se encontrarem relativamente degradados, inviabiliza este tipo de parede. De facto, o processo pode originar uma descompressão significativa do terreno no seu tardoz.
Em termos de espaço de estaleiro, a solução não é exigente, ainda que a execução de ancoragens (e a introdução dos perfis metálicos) obrigue à utilização de equipamento de furação do terreno. Por esta razão e porque o interior do terreno pode ser aproveitado para estaleiro à medida que a escavação vai prosseguindo, esta solução pode ser empregue mesmo em terrenos de pequena área de implantação e com limitações de gabarito (ao contrário das paredes moldadas e das cortinas de estacas moldadas).
Finalmente, deve ser referido que, à excepção das ancoragens, praticamente todas as restantes operações associadas ao tipo de paredes aqui descrito podem ser elaboradas por pessoal relativamente pouco especializado, recorrendo a técnicas, equipamento e know-how correntes, uma vantagem também em relação a algumas das soluções alternativas.
Dito tudo isto, torna-se mais simples definir o campo de aplicação destas soluções: terrenos
coerentes sem presença significativa de água, sem edifícios susceptíveis a assentamentos na
periferia da contenção (nem outros que possam inviabilizar o traçado das ancoragens) e
quando o cronograma da obra não for muito exigente. Dentro deste vasto domínio, estas
soluções tornam-se mais competitivas (nalguns casos inevitáveis) se o terreno tiver uma área
de implantação pequena (Fig. 4, à esquerda), se existirem fortes limitações de gabarito ou de
acesso à obra (Fig. 4, à direita) ou se o custo final for um factor preponderante.
Fig. 4 - Contenções periféricas em zonas urbanas: com área de implantação pequena (à esquerda) e difícil acesso à obra (à direita)
Em resumo, não obstante também possam ser empregues em contenções de taludes ou no
desnivelamento de pisos, as paredes tipo Munique estão sobretudo vocacionadas para
contenções periféricas de edifícios em zonas urbanas, onde o recurso a taludes para a
escavação não é possível.
3. VANTAGENS E DESVANTAGENS
No capítulo anterior foi já descrita em detalhe a maioria das vantagens e desvantagens das paredes de Munique relativamente às restantes soluções de contenções periféricas (cortinas de estacas moldadas, paredes moldadas), pelo que aqui as mesmas serão apenas enumeradas.
Para que fique claro, todas estas soluções serão em princípio preteridas quando for possível executar taludes com inclinação aceitável a toda a volta da área enterrada da nova construção, permitindo desta forma a construção das paredes definitivas a céu aberto, cofradas de ambos os lados, como se de paredes resistentes interiores se tratasse, após o que se segue o aterro do tardoz das mesmas.
São as seguintes as vantagens relativas das paredes tipo Munique:
economia, em termos de custos directos; uma vez que “tempo é dinheiro”, a comparação apenas dos custos directos poderá não ser adequada; se as ancoragens puderem ser substituídas por escoramentos, a solução torna-se bastante mais barata;
permitem a realização da escavação em simultâneo com a execução da contenção;
não exigem uma grande área de estaleiro ou equipamento especial de apoio à excepção do de furação e de uma central de preparação (misturadora) da calda de cimento para as ancoragens; também não têm exigências de gabarito ou de acessos muito largos à obra;
não exigem pessoal nem tecnologia muito especializados;
por serem cofradas no seu interior, propiciam um acabamento aceitável para alguns tipos de ocupação dos pisos enterrados (por exemplo, garagens);
em termos de aproveitamento da área de implantação do edifício como área útil, pela sua pequena espessura, apresentam um bom rendimento;
e as seguintes as suas desvantagens relativas:
processo muito moroso e fracos rendimentos diários em termos de área de parede;
mau desempenho para nível freático elevado;
não garantem, por si só, impermeabilidade satisfatória a longo prazo;
exigem terrenos com alguma consistência, para se manterem em talude vertical, ainda que durante um período de tempo limitado;
causam uma descompressão do solo, originando assentamento das fundações das construções vizinhas e os eventuais estragos subsequentes;
a (eventual) cravação dos perfis metálicos pode introduzir vibrações indesejáveis nas
construções vizinhas.
4. TRABALHOS PREPARATÓRIOS
4.1. DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DO SOLO
Nas obras de contenção de terras, deve-se investigar não só os terrenos que são suportados pela cortina mas também aqueles onde a mesma se apoia. É especialmente indicado identificar a presença de camadas moles, mesmo sendo estas pouco espessas, susceptíveis de serem responsáveis pela existência de superfícies de escorregamento e assim comprometerem a estabilidade do conjunto.
A resistência do solo é traduzida fundamentalmente pelos parâmetros coesão, c, e ângulo de atrito interno, . Para além destes, interessa ainda conhecer o peso volúmico, , e o teor em água, w. Para tal, o primeiro passo é um reconhecimento visual do terreno, para determinar o tipo de solo e possíveis falhas, a proximidade de taludes e outras condicionantes, tais como construções e canalizações subterrâneas.
Passa-se à prospecção geotécnica, procurando reduzir o número de sondagens ao estritamente necessário para a obtenção de amostras significativas, em face do seu elevado custo. O número, profundidade e tipo de ensaios (SPT, CPT, pressiómetro, Vane test, poços e valas, sondas e amostradores, etc.) a realizar vão depender das características e heterogeneidade do terreno, da importância da estrutura e da existência ou não de estudos geológicos do local.
Existe um conjunto de correlações empíricas [3] que permite obter as características principais do terreno a partir dos resultados dos ensaios listados acima. Os valores a adoptar no cálculo devem ser conservativos para garantir uma boa margem de segurança.
É necessário conhecer, com a maior precisão possível, o nível da água, se esta existir , e a sua
variação sazonal. Quando o nível freático estiver ligeiramente acima da cota do futuro piso
térreo (o que não inviabiliza este processo construtivo) ou mesmo quando o terreno não
contiver água freática pode, apesar de tudo, haver acumulação de água no tardoz da
contenção, se o terreno for pouco permeável e não permitir evacuação, para o que haverá que
prever drenagem, eventualmente através de bombagem (Fig. 5, à esquerda). Também convém
conhecer a natureza química das águas, que podem ser agressivas ao cimento impedindo o
endurecimento deste e mesmo a sua presa.
Fig. 5 - À esquerda, escavação com afluência de água a ser bombeada e, à direita, furação com trado contínuo para posterior introdução dos perfis metálicos
4.2. PROJECTO DE CONTENÇÃO
O projecto deverá ter por base um reconhecimento geotécnico do local, sendo importante caracterizar o maciço envolvente. Deve também ser feito o levantamento de todos os obstáculos na zona interessada pela obra assim como do estado de degradação das construções vizinhas (para assegurar a sua segurança durante a execução da contenção e para apurar futuras responsabilidades).
Após a determinação das premissas a obedecer no projecto de contenção, é necessário organizar a documentação. O executante do trabalho deve conhecer, antes do início da construção, o projecto e as condições técnicas e administrativas que condicionam a execução da contenção.
O processo deve conter os seguintes documentos [4]:
planta do terreno antes de qualquer movimento de terra, com curvas de nível cotadas ao
NGP (Nivelamento Geral do País), assim como a implantação de todas as sondagens de
reconhecimento;
definição da contenção (planta e cotas cotados);
planos completos das fases de escavação;
relatório de reconhecimento do terreno, com indicação das características geotécnicas, dos níveis de água, em cotas NGP, e as circulações de água;
valores das cargas permanentes e sobrecargas de exploração, assim como cargas ocasionais no decurso dos trabalhos;
indicação do efeito eventual das acções climáticas a ter em conta;
intensidade sísmica no caso de zonas sísmicas;
lista de obstáculos e obras de subsolo conhecidas;
lista dos condicionamentos particulares susceptíveis de influir sobre os meios e condições de execução dos trabalhos.
O cálculo da contenção tem algum carácter iterativo com o decorrer da obra, isto é, apesar de se projectar uma determinada solução, esta pode não ser a aplicada em obra, uma vez que os ensaios realizados podem não ser representativos de toda a periferia da obra. Como tal, pode ser necessário executar maiores reforços com ancoragens nos painéis ou, o que é mais frequente, detecta-se que o solo tem melhores características do que as amostras indicavam e, como tal, podem-se aumentar as dimensões dos painéis ou abrir painéis primários em conjunto com painéis secundários.
4.3. PRECAUÇÕES A IMPLEMENTAR DURANTE A CONSTRUÇÃO
As questões mais importantes a ter em conta durante a execução das contenções são [4]: as condições meteorológicas; as modificações do regime da água no solo; o risco de esforços anormais; as condições de segurança das construções vizinhas; a interferência de trabalhos uns com os outros.
Este tipo de trabalhos depende muito das condições meteorológicas que se verificam. É então
necessário uma boa organização dos trabalhos que permita reduzir a duração das situações de
maior risco (por exemplo, chuvas intensas na abertura dos painéis), de modo a aumentar o
factor de segurança.
No decorrer da obra, haverá perturbações do regime de circulação da água no solo, com consequências que se repercutem, quer nos valores dos impulsos (activos e passivos), quer nos assentamentos da obra e das zonas vizinhas. Sendo assim, devem ser escolhidas modalidades de execução em que a alteração do regime de circulação da água não inviabilize o regime previsto na concepção e dimensionamento da obra de contenção.
É necessário também ter cuidado para que a contenção não seja submetida, durante qualquer fase de construção, a esforços superiores aos que é capaz de suportar sem dano.
Deverá ser feita uma análise detalhada de todas as construções vizinhas da obra ou que possam vir a ser influenciadas pela mesma. Esta análise preliminar deve ser apoiada por fotografias e pela instalação de dispositivos de controlo da abertura de fendas (testemunhos) ou de outras anomalias encontradas, para futuro acompanhamento das mesmas. Se se achar necessário um escoramento dos edifícios vizinhos, este deverá ser feito antes do início da escavação. À medida que esta avança, deve-se calçar as fundações e prevenir qualquer tipo de rotura inerente à obra.
A execução exige contenção provisória das terras por escoras, ancoragens ou mesmo entivação e escoramento total. Em qualquer desses casos, há interferência entre a obra provisória e a definitiva, o que conduz à necessidade de estabelecer, antes do início dos trabalhos, um plano pormenorizado de sequência, importância e duração das diversas intervenções. É imperativo, portanto, que cada fase não atrase a seguinte e que a estabilidade da contenção fique sempre assegurada até à colocação de apoios definitivos.
Após concluída a construção da parede de contenção, é necessário ter precauções com [4]: as escavações diante do pé da contenção e o risco de sobrecargas ultrapassando as previstas.
As escavações diante da obra, se forem feitas de maneira descuidada ou diferente da prevista no projecto, podem originar a rotura por redução excessiva do impulso passivo na ficha.
Para não haver riscos de sobrecargas imprevistas, devem ser precisadas a localização e a
importância das cargas fixas e das sobrecargas de exploração que podem ocorrer na obra.
5. PROCESSO DE EXECUÇÃO
5.1. CONSIDERAÇÕES GERAIS
Estas paredes, de carácter definitivo, são constituídas por painéis de laje de betão armado, em cada um dos quais existe pelo menos uma ancoragem (a não ser junto aos cantos, onde esta é substituída por um escoramento e, nalguns casos particulares em que o solo se revela muito melhor do que o previsto no projecto, nos painéis secundários), de carácter quase sempre provisório mas podendo também ser definitiva (Fig. 9, à esquerda, um muro de suporte de terras permanente).
5.2. EQUIPAMENTO UTILIZADO
Numa obra com este tipo de contenção periférica é indispensável uma gama variada de equipamento para uma correcta elaboração dos trabalhos. O equipamento mais utilizado é:
máquina retro-escavadora, para a realização da escavação e carregamento dos camiões que levam a terra a vazadouro (Fig. 6, à esquerda);
grua, para a colocação e transporte das armaduras, bem como para o transporte de outro equipamento (Fig. 6, à esquerda);
Fig. 6 - À esquerda, em primeiro plano, retro-escavadora a carregar de terra um camião e, em
segundo plano, gruas e, à direita, equipamento a efectuar o furo para uma ancoragem
máquinas de trado, para a realização dos furos e a colocação dos perfis metálicos (Fig. 5, à direita) e das ancoragens (Fig. 6, à direita);
máquinas de transporte de terras e materiais (Fig. 6, à esquerda);
bomba e outro equipamento de injecção, com os quais é realizado o bolbo de selagem das ancoragens (Fig. 7, à esquerda);
Fig. 7 - À esquerda, equipamento para injecção da calda de cimento e, à direita, misturadora da calda de cimento para injecção da ancoragem
Fig. 8 - À esquerda, macaco hidráulico para aplicação do pré-esforço nas ancoragens e, à
direita, estaleiro para armazenagem e preparação das armaduras
misturadora para preparação da calda de cimento (Fig. 7, à direita);
macacos hidráulicos para a realização do pré-esforço (Fig. 8, à esquerda).
Há ainda a considerar a existência de um estaleiro de armaduras (Fig. 8, à direita), no qual são armazenadas os varões e montadas as gaiolas de armadura.
5.3. ESCAVAÇÃO GERAL
Geralmente, começa-se por fazer uma escavação até à cota inferior da viga de coroamento (de aproximadamente 0.6 a 1.0 m de altura) em toda a área de implantação da obra, regularizando e preparando o solo para as etapas seguintes. Os perfis, depois de introduzidos no terreno, deverão ficar alguns decímetros acima desta cota para permitir a sua inserção na viga de coroamento.
Depois, e consoante a área de implantação, pode ser viável uma escavação em talude no centro da área de escavação, de tal modo que não possa provocar qualquer deslizamento para dentro dessa área (Fig. 9, à direita). Este procedimento tem como principal objectivo uma aceleração na fase de escavação. Quanto à cota da viga de coroamento, ela deverá ser tão baixa quanto as condições de fronteira da futura construção o permitirem, já que a execução de taludes é substancialmente mais barata e rápida que a de paredes tipo Munique.
Fig. 9 - À esquerda, ancoragens definitivas em muro de suporte executado com a técnica das
paredes tipo Munique e, à direita, aspecto da escavação realizada antes da cravação dos perfis
Tanto nesta fase como nas seguintes, é importante a garantia de acessos convenientes do equipamento ao nível mais baixo da escavação (Fig. 9, à direita), embora em locais com pequena área de implantação em zonas urbanas densamente ocupadas tal acesso não exista (Fig. 4, à direita), e o equipamento tenha de ser colocado e retirado da escavação com o auxílio de gruas.
5.4. INTRODUÇÃO DOS PERFIS METÁLICOS
O processo de introdução no terreno dos perfis verticais (quase sempre metálicos, com a excepção mostrada na Fig. 3), afastados entre si geralmente entre 1.5 e 3 m (aproximadamente a largura dos painéis) consoante o tipo de terreno que se constata existir no local (podendo ter de ser ajustado em relação ao projecto inicial; solos particularmente consistentes e condições atmosféricas propícias podem permitir aumentar este valor, conduzindo a painéis com duas ancoragens - Fig. 10, à esquerda; reciprocamente, a constatação à posteriori da existência de água freática em solos rochosos ou de um solo mole, não inviabilizará o método mas obrigará à construção de painéis de menores dimensões - Fig. 10, à direita), o método construtivo (as paredes tipo Lisboa são idênticas às tipo Munique, mas apresentam painéis mais largos por serem dimensionadas tirando o máximo partido do “efeito de arco” absorvido pelas banquetas adjacentes ao painel em construção), as condições climatéricas previsíveis, a geometria da contenção e a capacidade das ancoragens adoptadas, é em tudo semelhante ao descrito para as paredes tipo Berlim [2]. Um aspecto muito importante é verificar de antemão se o posicionamento dos perfis não coincide com os eventuais pilares embebidos na parede.
Os perfis devem ser dimensionados para a totalidade das acções verticais que actuam a parede
na fase construtiva, não obstante o facto de esta ser betonada contra o terreno contribuir para
aumentar o atrito na interface betão - solo, para que não se corra o risco de instabilizarem
durante o processo construtivo (Fig. 11, à esquerda). Os perfis I são orientados com a maior
dimensão perpendicular ao terreno para maximizar a sua resistência à flexão nesse plano. A
insuficiência de área dos perfis, de dimensões susceptíveis de entrar nos furos executados
com a máquina disponível e de ficar totalmente embebidos na futura parede de betão, pode ser
resolvida de duas formas: diminuindo o espaçamento entre perfis ou soldando placas de aço
aos mesmos (processo caro).
Fig. 10 - À esquerda, painéis de largura superior ao normal em solos muito consistentes e, à direita, painéis de largura e altura inferiores ao normal em solos moles ou com água freática
Fig. 11 - Perfil metálico que instabilizou durante a construção por excesso de esforço axial (à esquerda) e perfis metálicos colocados fora do plano da parede de betão (à direita)
Normalmente, os perfis metálicos ficam embebidos na parede de betão armado, perdendo-se.
Uma vez que são relativamente caros, pode-se recuperá-los com facilidade se forem colocados
fora do plano da cortina (no interior da escavação - Fig. 11, à direita), ligados à mesma por
cachorros metálicos executados na altura da betonagem, e na qual se aplicam directamente os escoramentos e as ancoragens. Esta variante é utilizada sobretudo quando se executam paredes imediatamente encostadas a construções vizinhas, o que impede uma boa manobra da máquina de furação. No entanto, a solução é mais limitativa em termos de escolha dos perfis, o processo construtivo é mais complicado e a transmissão de esforços pior, pelo que se deve tentar seleccionar o equipamento de furação para permitir fazer os furos encostados à construção vizinha.
Nos chamados muros tipo Coimbra, prescinde-se totalmente dos perfis metálicos (Fig. 12, à esquerda), o que só é possível em terrenos de boas características geológicas e geotécnicas sem presença de água e embaratece o processo. Para uma melhor descarga das acções verticais no terreno, pode utilizar-se na base do painel uma camada de areia compactada que, após a betonagem do painel, será retirada. O senão deste método, para além de ser discutível a segurança para as acções verticais devidas às ancoragens (a componente de atrito ao longo da altura do painel não deve ser considerada para este efeito), é que é mais moroso do que o das paredes tipo Munique. Isto deve-se ao facto de não se poder abrir logo todos os painéis primários. Abre-se um primário, depois não se abre o primário seguinte, nem os secundários, abrindo só o primário a seguir (Fig. 12, à direita).
Fig. 12 - À esquerda, painel primário de parede tipo Coimbra (sem perfis) a ser executado e, à direita, sequência de execução dos painéis das paredes de Coimbra
5.5. EXECUÇÃO DA VIGA DE COROAMENTO
Após se ter posicionado os perfis em toda a periferia da obra, executa-se a viga de coroamento (Fig. 13, à esquerda), de modo a solidarizar todos os perfis, a fim de que estes possam funcionar em conjunto. Não obstante em teoria só se inicie a escavação dos painéis após a conclusão da viga de coroamento, os prazos de execução obrigam à existência de várias frentes de trabalho e à construção faseada desta viga (Fig. 13, à direita).
Fig. 13 - Viga de coroamento: já completa com as armaduras de espera superiores e inferiores (à esquerda) e feita por troços (à direita)
Para executar a viga de coroamento, é aberta, com o balde da retro-escavadora, uma vala na zona da viga no fundo da qual se coloca areia (para evitar o contacto directo do betão com o terreno), posicionada a armadura respectiva (Fig. 14, à esquerda), cofrada a face exterior (na interior a viga é betonada contra o terreno), colocado o escoramento contra o terreno, feita a betonagem e, após uma pausa para a cura e presa do betão, descofrada a viga. Assinale-se a necessidade de garantir armadura de espera (Fig. 13, à esquerda), não só para os painéis de parede imediatamente inferior (na fase de execução da viga, esta armadura é dobrada e inserida na “almofada” de areia referida acima), como para a superestrutura acima da viga (pilares e eventuais muros executados pelos métodos tradicionais).
Não existindo perfis verticais nas paredes tipo Coimbra, também não se considera necessária
a execução desta viga (Fig. 14, à direita), o que também é bastante discutível em termos de
garantia de solidarização transversal dos painéis.
Fig. 14 - À esquerda, armadura da viga de coroamento já posicionada e, à direita, nível superior de um muro tipo Coimbra, sem viga de coroamento
5.6. EXECUÇÃO DOS PAINÉIS PRIMÁRIOS
Inicia-se agora um ciclo de execução de painéis isolados de laje (inicialmente os primários e depois, intercalados entre os anteriores, os secundários; a execução dos painéis terciários, junto aos cantos e prescindindo das ancoragens em favor dos escoramentos, é um processo independente) que se repete a cada cota até a totalidade do perímetro da contenção estar completa, após o que tudo se reinicia para o nível de painéis imediatamente abaixo, e assim sucessivamente, até se atingir o nível superior das fundações da parede. Nada impede que, num mesmo nível, exista mais do que uma frente de trabalho de forma a acelerar o processo.
5.6.1. Escavação do terreno
O terreno correspondente à largura do painel (a distância entre perfis verticais, que são
betonados com o painel primário, mais uns decímetros para cada lado, para as armaduras de
espera) é escavado, deixando duas banquetas de terreno, uma de cada lado da zona escavada
(Fig. 15, à esquerda), cuja função é suportar parte do impulso do terreno que era suportado
pelo solo escavado através do chamado “efeito de arco”, sendo a restante parte suportada pelo
próprio terreno colocado a descoberto devido à sua coesão. A altura de escavação corresponde em geral aproximadamente a um pé-direito dos pisos enterrados. A profundidade da escavação perpendicular ao plano da parede também é variável até a um máximo de aproximadamente 4 m.
Esta escavação é executada numa primeira fase com uma retro-escavadora (Fig. 15, à direita), à qual se poderá ter de adaptar um “ripper” (Fig. 16, à esquerda) ou um martelo hidráulico (Fig. 16, à direita) para desagregar rocha, e, se necessário, pode ser completada com uma escavação manual. Se o solo for rochoso, essa escavação manual junto à periferia é imprescindível, de modo a poder garantir a espessura do muro e o seu recobrimento, sendo necessário o auxílio de martelo pneumático (Fig. 17, à esquerda). A escavação de mais painéis primários pode ser executada em simultâneo (Fig. 15, à esquerda), uma vez que as banquetas suportam os impulsos.
Fig. 15 - À esquerda, escavação dos painéis primários do primeiro nível de parede (imediatamente abaixo da viga de coroamento) e, à direita, escavação com retro-escavadora e
balde em solo não muito duro
5.6.2. Aprumo da escavação e aplicação do dreno
O acerto da geometria da escavação no tardoz da parede é feito por uma equipa de serventes
com o auxílio de pás, martelos e picaretas braçais (Fig. 17, à direita) e martelos pneumáticos
(Fig. 17, à esquerda), já que a retro-escavadora não permite a execução de empenas
suficientemente regulares. A superfície, que servirá de “cofragem” na execução da parede,
não fica lisa mas consegue-se uma diminuição de sobreconsumo de betão e uma menor variabilidade do recobrimento das armaduras. É preciso garantir que os perfis ficam separados do solo, para que seja possível passar armaduras atrás dos mesmos, e remover a eventual calda de cimento que os envolva. Se a superfície de solo à vista estiver muito irregular, as cavidades poderão ter de ser preenchidas com betão projectado à colher (nunca se deve usar cofragem para este efeito).
Fig. 16 - Escavação com retro-escavadora e “ripper” para desagregar rocha (à esquerda) e martelo hidráulico utilizado para partir pedras de grandes dimensões (à direita)
Fig. 17 - Martelo pneumático manual para realizar o acerto da escavação no tardoz da parede (à esquerda) e escavação a ser aprumada com recurso a picareta (à direita)
Embora este cuidado seja frequentemente ignorado, deve ser aplicado um dreno de tardoz da
parede, constituído por uma manta geotêxtil filtrante, uma camada drenante em nylon e uma
membrana de PVC. A manta geotêxtil deve ficar em contacto com o solo e a membrana de PVC servirá de cofragem à betonagem da parede.
5.6.3. Colocação de uma camada de areia e terra na base do painel
Esta camada (Fig. 18, à esquerda) serve para impedir a infiltração do betão no terreno aquando da betonagem do painel e assegurar também espaço para a colocação das armaduras verticais de espera (que, em princípio, terão de ser dobradas) para amarração ao painel imediatamente inferior (Fig. 25, à esquerda). Após a betonagem, esta camada, assim como todos os detritos acumulados na mesma zona, deve ser saneada com um jacto de água sob pressão, à semelhança aliás do que se faz com a camada de regularização da viga de coroamento antes de se começar a executar os painéis do primeiro nível.
Fig. 18 - À esquerda, vestígios da camada de areia utilizada para a betonagem do painel supe- rior e varões de espera à vista e, à direita, montagem da armadura dos painéis no próprio local
5.6.4. Preparação e colocação da armadura
A montagem da armadura (geralmente A400NR) tanto pode ser realizada in-situ (Fig. 18, à
direita), como em estaleiro (Fig. 19, à esquerda), tendo esta a vantagem de aumentar a rapidez
de execução. Em primeiro lugar, coloca-se a armadura posterior; depois, o reforço para o
punçoamento e para a flexão nos locais da ancoragem, quer através de cruzetas (Fig. 19, à
direita), quer pela sobreposição simples de armadura na face anterior do muro (Fig. 20, à
esquerda), bem como das armaduras de espera das eventuais lajes (Fig. 20, à direita) ou dos
pilares (Fig. 21, à esquerda), se estes ficarem inseridos no muro; no fim, coloca-se a armadura do intradorso. As armaduras dos pilares apenas parcialmente embebidos na parede são colocadas preferencialmente antes da colocação das armaduras dos painéis (Fig. 21, à direita), para o que será preferível que correspondam à fronteira entre painéis.
Fig. 19 - Montagem da armadura dos painéis no estaleiro (à esquerda) e cruzetas de reforço ao punçoamento e à flexão na zona das ancoragens (à direita)
Fig. 20 - Pormenor-tipo do reforço de flexão no extradorso da zona das ancoragens (à esquerda) e armaduras de espera horizontais para os painéis secundários adjacentes e para a
laje do piso (à direita)
As armaduras posteriores e anteriores têm que ter o comprimento necessário para que se possa fazer a amarração dos varões com os painéis secundários do mesmo nível de escavação (Fig.
18, à direita) e com o painel primário da fase de escavação seguinte (Fig. 22, à esquerda). Para
conseguir este comprimento de amarração, a solução é deixar um espaço livre de cada lado do
painel, ficando as armaduras à espera da execução dos respectivos painéis secundários, enquanto que a amarração ao painel inferior é assegurada pela colocação de camada de terra e areia referida acima. Caso não se tenha essa precaução, o betão dessa zona tem que ser posteriormente demolido (Fig. 22, à direita), pois não possui características resistentes, ficando as armaduras de espera com o aspecto representado na Fig. 23, à esquerda, a necessitar de ser endireitadas antes da execução do painel inferior.
Fig. 21 - Armadura de pilar embebida na parede (à esquerda) e colocação prévia das armaduras de um pilar (à direita)
Procede-se depois à colocação de espaçadores (Fig. 23, à direita), cuja função é garantir um
bom recobrimento do betão sobretudo na face interior (em contacto com o terreno) mas
também na exterior (em contacto com a cofragem), dos negativos no local das ancoragens
(geralmente em PVC - Fig. 24, à esquerda), das lajes dos pisos e rampas de acesso automóvel
(geralmente em esferovite - Fig. 25, à direita) e dos perfis de escoramento dos cantos (também
em esferovite). Para permitir a betonagem dos painéis sem preencher os espaços laterais
correspondentes à armadura de espera (evitando assim os trabalhos dispendiosos de demolição
parcial), recorre-se a tábuas de madeira (com furos para os varões - Fig. 25, ao centro
esquerda), a chapas onduladas metálicas (que apresentam a vantagem de criar uma junta de
betonagem com mais relevo - Fig. 26, à esquerda), a esferovite (Fig. 24, à direita) ou à execução prévia de furos nos perfis metálicos (Fig. 25, ao centro direita). Menos trabalhosa durante a betonagem mas exigindo trabalho posterior é a alternativa de dobrar os varões de espera horizontais de forma a ficarem dentro do painel betonado (Fig. 25, à direita).
Fig. 22 - Armaduras de espera verticais para o painel do nível inferior (à esquerda) e pormenor da demolição do betão na base do painel superior e da betonagem do painel inferior (à direita)
Fig. 23 - À esquerda, armaduras de espera torcidas em consequência da demolição parcial da base do painel superior e, à direita, painel de armadura já montado no local com os
espaçadores de argamassa de cimento bem visíveis
Fig. 24 - Negativo para uma ancoragem em tubo de PVC (à esquerda) e esquema com as armaduras de espera do painel primário, a caixa de areia na base do mesmo e os negativos
verticais e da ancoragem (à direita)
Fig. 25 - Negativo em esferovite deixada na armadura do painel para a ligação à laje do piso, vendo-se também o negativo da ancoragem preenchido com material para não ficar cheio de
betão durante a betonagem (à esquerda); contenção lateral dos painéis primários sem interrupção da armadura horizontal: com tábuas de madeira (ao centro esquerda) e com perfis
metálicos furados (ao centro direita); à direita, armadura de espera dobrada na espessura da laje, sendo posteriormente endireitada
Armaduras de espera
Painel betonado inicialmente
Caixa de areia Tábua de madeira (com negativos para os v ou esferovite
arões)
Fig. 26 - Chapas onduladas usadas como cofragem lateral dos painéis primários (à esquerda) e cofragem principal do painel: metálica (ao centro) ou em madeira (à direita)
5.6.5. Cofragem do painel
A cofragem dos painéis poderá ser metálica (Fig. 26, ao centro), com maior resistência, uma maior rapidez de instalação no local, uma maior normalização (se bem que por vezes se torne necessário fazer acertos em madeira - Fig. 28, à esquerda, nomeadamente junto a pilares e na zona das ancoragens se os cabos já tiverem sido colocados no furo) e um maior número de reutilizações (mas garantindo em cada uma que a superfície está livre de detritos, para evitar reparações à posteriori), em contraplacado marítimo (cujas vantagens e desvantagens são intermédias entre a madeira e o metal) ou em madeira (Fig. 26, à direita).
Existe ainda uma variante (com algumas características das paredes tipo Munique - ser
definitiva e em betão armado - e outras das paredes tipo Berlim - não haver ancoragens e as
cofragens apoiarem nos perfis metálicos) com cofragem perdida de elementos discretos de
betão (Fig. 27) e que consiste no seguinte: são utilizados perfis metálicos robustos de altura
correspondente à totalidade da espessura da parede; após a colocação da armadura posterior e
respectivos espaçadores contra o terreno, são colocados os elementos pré-fabricados em betão,
contendo já a armadura do extradorso, apoiados por trás no banzo frontal e em escoramento
exterior (Fig. 27, à esquerda); após a betonagem, é retirado esse escoramento e a parede fica
com um aspecto modular de troços de betão entre perfis metálicos (Fig. 27, à direita).
Fig. 27 - Variante às paredes tipo Munique com algumas semelhanças às paredes tipo Berlim:
à esquerda, fase construtiva e, à direita, fase definitiva
Fig. 28 - À esquerda, acerto de cofragem metálica com troço em madeira e, à direita, prumos metálicos escorados contra maciços de betão
É necessário fazer um bom escoramento contra o terreno (eventualmente injectado com
cimento ou com recurso a tábuas para aumentar a área de contacto - Fig. 26, ao centro) ou
contra maciços de betão (Fig. 28, à direita), através de prumos metálicos (Figs. 26, ao centro,
e 28, à direita) ou barrotes de madeira, pois é necessário garantir que a cofragem resiste ao
impulso do betão, o que por vezes conduz a uma grande densidade de prumos (Fig. 29, à
esquerda). Os prumos apoiam-se do lado da cofragem em barrotes de madeira (Fig. 29, à esquerda) ou em perfis metálicos (Fig. 29, à direita). Na zona posterior do muro não se coloca cofragem, sendo a betonagem realizada contra o terreno.
Fig. 29 - À esquerda, grande densidade de prumos metálicos junto a painéis abertos e, à direita, perfil metálico de apoio do escoramento da cofragem
A cofragem deve ser colocada de forma a deixar uma abertura na zona superior do painel, com a forma de bico de pato (também conhecida como “papo de rola” ou cone - Fig. 30, à esquerda) para permitir a betonagem. Esta caleira poderá não ocupar toda a largura do painel mas apenas o suficiente para que a betonagem do painel seja homogénea (Fig. 29, à esquerda).
5.6.6. Betonagem do painel
Tanto na betonagem dos painéis como em várias outras operações, é preciso ter em obra
algum equipamento de transporte (uma grua de dimensões razoáveis). Por razões de espaço e
porque se torna antieconómico manter permanentemente em obra uma central e bomba de
betonagem para preparar pequenos volumes de betão, pode-se recorrer a um sistema de carris
em toda a periferia da obra, constituídos por perfis metálicos (Fig. 30, à direita) nos quais
circula um pequeno veículo que suspende o balde de betonagem.
Fig. 30 - À esquerda, tremonha para a betonagem do painel constituída pela parte superior da cofragem e, à direita, sistema de carris para apoio da betonagem
Fig. 31 - À esquerda, betonagem de um painel através de um balde ligado a uma manga e, à direita, vibração do betão que é levado até ao topo da tremonha
A betonagem (Fig. 31, à esquerda) e a vibração do betão (Fig. 31, à direita) do painel são
feitas em simultâneo, para evitar o aparecimento de vazios (“chochos”) e garantir uma maior
compacidade no betão (para o que também contribui o facto de o betão ser relativamente flui-
do, com eventual recurso a plastificantes, o que permite ainda o preenchimento de zonas den-
samente armadas). Para minimizar a segregação dos inertes, o betão é conduzido, através de
uma manga ligada ao balde, ao fundo não preenchido do painel. O nível da betonagem é
levado até ao topo da tremonha (Fig. 31, à direita), pelo que após a presa do betão, fica uma espécie de rampa sobressaída que tem de ser demolida a martelo pneumático (Fig. 32, à esquerda), ficando uma superfície relativamente irregular (Fig. 32, à direita). Tanto a cofragem como o respectivo escoramento necessitam de ser mantidos até o betão (geralmente um B30 ou superior) adquirir resistência. O betão deve ser curado molhando-o abundantemente com água.
Para impedir que o betão preencha o negativo das ancoragens, pode-se recorrer a uma de três técnicas: deixar o negativo protuberante da cofragem (Fig. 28, à direita), preencher o negativo com papel ou tapar as suas extremidades com plaquetas de esferovite (Fig. 33, à esquerda).
Fig. 32 - À esquerda, operários a demolir o betão na extremidade superior do painel correspondente à tremonha e, à direita, aspecto da superfície picada (em cima) e roços no
betão correspondentes aos negativos deixados para as lajes (em baixo)
5.6.7. Descofragem do painel
Cerca de 48 h após a betonagem, são retirados os prumos de escoramento da cofragem (Fig.
33, à direita) e é descofrado o painel, tendo o cuidado de não danificar a superfície de betão
(para o que haverá vantagem em ter utilizado óleos descofrantes na face da cofragem em
contacto com o betão) e de rectificar as saliências do betão devido à utilização das caleiras
(Fig. 32). Esta é uma fase em que os painéis estão particularmente vulneráveis por que não
existe ainda uma força importante a opor-se ao impulso das terras. A execução das ancoragens deve portanto dar-se o mais rapidamente possível.
Fig. 33 - À esquerda, negativo de ancoragem tapado com esferovite para impedir a entrada do betão e, à direita, retirada do escoramento da cofragem de um painel após a presa do betão
5.7. EXECUÇÃO DAS ANCORAGENS DOS PAINÉIS PRIMÁRIOS
5.7.1. Execução do furo
Pela razão acima apontada e também para poder realizar as tarefas sucessivas (e nomeadamen- te aplicar o pré-esforço) com maior rapidez, altera-se com frequência a ordem dos trabalhos, nomeadamente executando os furos e colocando a armadura no furo logo na fase de colocação das armaduras. Isto passa-se tanto em relação aos painéis primários (Fig. 34, à esquerda) como aos secundários (Fig. 34, à direita), sendo que nestes últimos o que se pretende é rentabilizar a máquina de furação e, portanto, os furos são feitos ainda com as banquetas de terra na futura localização dos painéis (Fig. 34, à direita). Neste caso, é corrente colocar os negativos das ancoragens apenas após a colocação in-situ da armadura (Fig. 35, à esquerda).
Em face do tipo de solos normalmente associados às paredes tipo Munique (coesivos sem
nível freático), o método de furação utilizado para a realização das ancoragens é quase sempre
por trado contínuo (Fig. 35, à direita). Em função do tipo de terreno, existem duas
alternativas: para solos que não ofereçam garantias de estabilidade após a furação e até à
injecção do furo, recorre-se a um entubamento exterior com uma coroa de corte à rotação na extremidade, geralmente com injecção de água sob pressão para lavar e transportar à superfície o terreno desagregado (Fig. 36, à esquerda), após o que se insere um tubo em PVC com o diâmetro do furo; se, pelo contrário, for de esperar uma camada espessa de rocha dura não muito fracturada, recorre-se a um martelo de fundo de furo e à limpeza e transporte dos detritos por ar comprimido. Apenas será aqui descrito o processo do trado contínuo.
Fig. 34 - Execução do furo e colocação da armadura da ancoragem bastante antes da betonagem: painel primário (à esquerda) e secundário ainda com as banquetas (à direita)
Fig. 35 - À esquerda, introdução do negativo para a ancoragem à posteriori e, à direita, máquina de furação por trado contínuo prestes a iniciar a execução de uma ancoragem
Neste, a rotação do trado (um parafuso de Arquimedes) faz com que este se vá introduzindo
no terreno e, simultaneamente, trazendo o terreno à boca do furo (Fig. 36, à direita). A
máquina é apontada e centrada com o negativo da ancoragem, garantindo a inclinação do
projecto. Se este não estiver à vista, poderá ter de ser detectado pelo som de um martelo percutido contra a parede.
Fig. 36 - Máquina de furação com entubamento exterior e injecção de água (à esquerda) e solo trazido à boca do furo pelo processo de furação com o trado contínuo (à direita)
Fig. 37 - Troços de trado prontos a serem montados (à esquerda) e limpeza do fundo do furo com ar comprimido (à direita)
Uma vez que não há geralmente espaço na obra nem se torna prático começar a trabalhar logo
com o comprimento do trado igual ao da ancoragem, é necessário interromper de quando em
quando a operação para acoplar novos troços de trado (Fig. 37, à esquerda). Quando se atinge
o comprimento do furo previsto, o trado é retirado, havendo necessidade de desacoplar de quando em quando os mesmos troços, e o fundo do furo é limpo dos detritos da escavação, através de ar comprimido e de um tubo introduzido até ao fundo do furo (Fig. 37, à direita).
Refira-se que, após a retirada do trado trazendo consigo o terreno que ainda se encontrava no interior do furo, este fica vazio e as suas paredes têm de ser auto-sustentáveis até à selagem do furo.
5.7.2. Colocação da armadura no furo
Os cabos de ancoragem, preparados de antemão, encontram-se já armazenados no estaleiro ao
comprido (Fig. 38, à esquerda) ou sob a forma de rolos (Fig. 38, à direita). Os cabos de pré-
esforço estão protegidos através de bainhas de PVC (Fig. 38, à direita) na maior parte do seu
comprimento (o chamado comprimento livre, para permitir que sejam esticados sem aderir ao
terreno e assim transmitir toda a sua força apenas ao bolbo de selagem), encontrando-se
descarnados (Fig. 38, à direita) no comprimento correspondente ao bolbo de selagem
(geralmente cerca de 6 m). Na sua extremidade inferior, têm geralmente uma ponteira cónica
metálica (Fig. 38, à esquerda), para facilitar a sua introdução no furo sem desagregar muito as
suas paredes o que contaminaria a calda de cimento. Para além dos cabos, existe um tubo de
PVC no interior dos mesmos (Fig. 39, à esquerda), utilizado para a reinjecção, o qual está
munido de válvulas (ou manchetes) na zona correspondente ao bolbo de selagem, que podem
assumir o aspecto representado na Fig. 39, ao centro, afastados entre si de cerca de 1 m a 1.5
m, que se abrem sob pressão permitindo a saída para o terreno da calda de cimento injectada
após a selagem do furo. Existe também um outro tubo de PVC de menor diâmetro (Fig. 39, à
esquerda) para a selagem inicial do furo. A ligar todo este conjunto são utilizados espaçadores
(ou centralizadores), que podem ser de plástico (Fig. 39, à direita, e Fig. 40, à esquerda em
baixo) ou metálicos (Fig. 40, ao centro em baixo), ou meramente fita-cola (Fig. 39, à
esquerda). Embora seja raro em paredes tipo Munique, por vezes o tubo de PVC para
reinjecção e o revestimento dos cabos na zona livre é substituído por um tubo metálico (tubo
TM), no interior do qual são introduzidos os cabos e no qual existem também as manchetes
(Fig. 40, à direita).
Fig. 38 - Armazenamento dos cabos de ancoragem já preparados: ao comprido (à esquerda) ou sob a forma de rolos (à esquerda, em que se vê os cabos de pré-esforço descarnados ou
protegidos com bainhas de PVC (respectivamente, no bolbo de selagem e fora deste)
Fig. 39 - À esquerda, ponteira do cabo, vendo-se ainda os tubos de PVC, para selagem do furo (em cima de menor diâmetro) e para reinjecção (ao meio de maior diâmetro), e a fita-cola para manter o conjunto unido; ao centro, exemplo de manchetes para reinjecção e, à direita,
exemplo de espaçador em plástico
Refira-se ainda que, não obstante os cabos flexíveis (Fig. 40, ao centro, em cima) sejam de
longe a solução mais comum em ancoragens em paredes tipo Munique, também podem ser
utilizados varões ou barras de alta resistência (Fig. 40, à esquerda, em cima), geralmente
roscados na ponta.
Fig. 40 - À esquerda e ao centro, em cima, cabeças de ancoragem tipo MacAlloy com varões roscados e tipo multi-cordão com cabos flexíveis [4]; à esquerda e ao centro, em baixo, exemplos de espaçadores respectivamente de plástico e metálicos; à direita, tubo metálico TM
para reinjecção da calda de cimento
Fig. 41 - À esquerda, transporte do cabo de ancoragem do estaleiro para o furo e, à direita,
cabo já inserido no furo ainda sem calda de cimento
Mal termina a furação, deve ser introduzido o cabo da ancoragem (Fig. 41).
5.7.3. Selagem da ancoragem
O furo é então preenchido com calda de cimento, preparada numa central misturadora (Fig.
42, à esquerda), fundamentalmente por gravidade (Fig. 42, ao centro), já que a pressão aplicada é pequena. A calda de cimento é introduzida, de forma contínua e sem interrupções, através de um tubo de pequeno diâmetro em PVC e a selagem considera-se concluída quando a calda aflui à boca do furo. As funções desta operação são: preencher os vazios do terreno e o espaço entre a ancoragem e as paredes do furo; dar alguma protecção contra a corrosão à armadura.
Fig. 42 - Central misturadora da calda de cimento (à esquerda), introdução da calda de cimento no furo por gravidade (ao centro) e início da reinjecção da ancoragem: teste do
obturador (à direita)
5.7.4. Criação do bolbo de selagem
A reinjecção da calda de cimento (Fig. 42, à direita) ocorre geralmente cerca de 24 horas depois da primeira injecção. É realizada por fases (sistema IRS, embora também exista a modalidade da reinjecção numa única fase - sistema IGU) na medida em que o obturador (Fig.
43, à esquerda) entra, no tubo de maior diâmetro, até ao nível das diferentes válvulas (furo no tubo envolvido por uma borracha) existentes no tubo, geralmente de 1.5 m em 1.5 m; aí procede-se à injecção da calda sob pressão (até a um máximo da ordem dos 40 kgf/cm
2, suficiente para garantir o funcionamento do bolbo mas não susceptível de danificar a estrutura interior do solo), controlada por um manómetro, de forma a se criar um bolbo de ancoragem (Fig. 43, à direita; este bolbo funciona por macro atrito e é onde é transmitido o pré-esforço dos cabos). Este procedimento repete-se com intervalos de cerca de 24 h. Existem situações em que não se consegue fazer qualquer reinjecção mas que são apesar disso aceites. A obturação é feita a partir da válvula mais profunda para o exterior num comprimento da ordem dos 6 m.
Fig. 43 - À esquerda, obturador utilizado na reinjecção da ancoragem e, à direita, corte
longitudinal de uma ancoragem
5.7.5. Aplicação do pré-esforço
É necessário aguardar que a calda de selagem ganhe resistência antes da aplicação do pré- esforço: entre 3 e 7 dias, consoante se tenha ou não utilizado aditivos aceleradores de presa.
Para tal, recorre-se a macacos hidráulicos (Fig. 8, à esquerda). Numa primeira fase, é posicionada a cabeça da ancoragem e respectiva placa metálica (Fig. 44, à esquerda), inseridas as cunhas metálicas, cortado o comprimento em excesso dos cabos (Fig. 44, à direita) para possibilitar a montagem do macaco. Nesta fase, a cabeça da ancoragem tem de ser segura para não cair (Fig. 45, à esquerda), em virtude de não estar activa. É então posicionado o macaco hidráulico (Fig. 45, à direita) e controlada o pré-esforço através de um manómetro (Fig. 46, à esquerda) e do aumento do comprimento dos cabos que sobressai da cabeça (Fig. 46, à direita).
Fig. 44 - Posicionamento da cabeça da ancoragem (à esquerda) e corte dos cabos para acerto do posicionamento do macaco (à direita)
A colocação das ancoragens em tensão é feita de acordo com um programa específico (por
exemplo, o do Quadro 1, em que T
Sé o nível de pré-esforço), em que se faz a instalação das
forças gradualmente e se medem os deslocamentos. Este procedimento serve para diminuir as
perdas que estão associadas ao pré-esforço. No final, este é colocado ao nível de projecto. Os
deslocamentos são medidos cinco minutos após se aplicar a carga, exceptuando o último que
se mede quinze minutos depois. As ancoragens são ainda sujeitas a ensaios de recepção.
Fig. 45 - Cabeça da ancoragem em cima de apoio para não cair (à esquerda) e macaco hidráulico já montado (à direita)
Fig. 46 - Manómetro para controlo da tensão nos cabos de pré-esforço (à esquerda) e estes após a activação da ancoragem (à direita)
Quadro 1 - Programa de aplicação do pré-esforço nas ancoragens Nível de carga Deslocamento
0.10 T
Sd
10.40 T
Sd
20.70 T
Sd
31.00 T
Sd
41.20 T
Sd
55.8. EXECUÇÃO DOS PAINÉIS SECUNDÁRIOS E RESPECTIVAS ANCORAGENS
A execução dos painéis secundários, entre cada dois painéis primários, e das respectivas ancoragens é em tudo semelhante à destes. Assinalam-se portanto e apenas as diferenças.
Na escavação do terreno, é corrente fazê-lo em larguras maiores que para os primários (Fig.
47, à esquerda), se o solo revelar características melhores que o planeado. Em alternativa, pode-se prescindir das ancoragens na totalidade ou em alguns dos painéis secundários (Fig.
47, à direita). Nesta fase, os painéis primários asseguram a função antes assumida pelas banquetas.
Fig. 47 - Painéis secundários de maior largura que os primários (à esquerda) ou prescindindo de ancoragens (à direita)
Na betonagem dos painéis secundários, a zona correspondente às armaduras de espera horizontais deixadas nos painéis primários é betonada em conjunto com a restante área do painel. Mantém-se no entanto a necessidade de deixar as armaduras de espera verticais para o nível inferior.
5.9. EXECUÇÃO DOS PAINÉIS TERCIÁRIOS E RESPECTIVOS ESCORAMENTOS
Os painéis terciários (ou de canto) tanto podem ser executados antes (o mais corrente por
permitir confinar logo à partida essa zona particularmente sensível da contenção - Fig. 48, à
esquerda) como depois (Fig. 48, à direita) como em simultâneo com os primários e
secundários do mesmo nível.
Fig. 48 - Painéis terciários executados antes (à esquerda) e depois (ao centro) dos restantes;
ancoragens ligando painéis de canto (à direita)
Tira-se partido da proximidade dos painéis de canto para prescindir de ancoragens em ambos através de um escoramento de canto, embora em cantos convexos também seja possível utilizar uma ou mais ancoragens para esse efeito, ligando os dois painéis (Fig. 48, à direita). O escoramento é conseguido através de perfis metálicos cuja ligação aos painéis pode ser feita de diversas formas: encastrando-os em negativos previamente deixados em esferovite que são depois preenchidos com betão (solução mais corrente - Fig. 49, à esquerda), soldando-os ou aparafusando-os a placas metálicas ligadas aos painéis por chumbadouros (Fig. 49, à direita) ou chumbando directamente os perfis aos painéis.
Fig. 49 - Perfis metálicos de escoramento de canto: à esquerda, encastrados na parede e, à direita, soldados a placas metálicas chumbadas na parede
Refira-se ainda que, sempre que possível e por razões económicas, se substitui ancoragens por
escoramentos (Fig. 50, à esquerda). Pode-se mesmo prescindir de qualquer confinamento à
medida que a profundidade de escavação aumenta, se isso corresponder a uma melhoria significativa das características do terreno. A utilização de ancoragens sob edifícios existentes necessita da aprovação dos condóminos dos mesmos, o que nem sempre se consegue, pelo menos com a rapidez que viabilize os trabalhos. Esta situação poderá também impor a utilização de escoramento em detrimento das ancoragens. Apesar de serem mais baratos, os prumos fazem aumentar a dificuldade de execução da obra, são susceptíveis de mudar de posição durante a mesma, levando a maiores deslocamentos, e são também sensíveis à temperatura. Por isso, não está fora de questão quando não se pode recorrer a ancoragens, utilizar uma técnica, muito utilizada nas paredes moldadas [1], de banquetas de terra e erecção da superestrutura no miolo do terreno, a qual servirá para contraventar as paredes (com perfis metálicos) à medida que a execução das mesmas prossegue.
5.10. EXECUÇÃO DOS PAINÉIS DOS RESTANTES NÍVEIS
Após ter-se concluído a execução do primeiro nível de painéis, passa-se para o segundo (Fig.
50, à direita), onde se repetem todos os procedimentos anteriores, e assim sucessivamente, até chegar à cota da implantação da sapata de fundação do muro de suporte (Fig. 51, à esquerda).
Refira-se que, para diminuir o prazo de execução e desde que as condições do terreno e as disponibilidades de recursos o permitam, se pode trabalhar simultaneamente em mais de um nível de painéis (Fig. 50, à direita).
Fig. 50 - À esquerda, escoras colocadas de um lado para o outro da contenção em espaços
apertados e, à direita, início da execução do 2º nível de painéis (em simultâneo com o 1º)
5.11. EXECUÇÃO DA SAPATA DE FUNDAÇÃO
