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SEMINÁRIO
GARE MARÍTIMA DE ALCÂNTARA, LISBOA24 de Novembro de 2014
Geotecnia Portuária
Ancoragens e Estacas Prancha noContexto Portuário: o Caso de
SabrosaLiliana Ribeiro
A. Santos Ferreira
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ÍNDICE
1. Introdução
2. Definições - Ancoragem
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1. INTRODUÇÃO
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Reabilitar a derrocada ocorrida nos muros de
gabiões, na margem direita do Rio Douro(Sabrosa);
Criar uma frente acostável rectilínea com
coroamento +74,50(NGP) e +76,00(NGP), comfundos suficientes para acostagem do naviotipo de projecto (barco hotel);
Criar nova área de terrapleno pavimentado;
Garantir o apetrechamento do cais (cabeços deamarração, defensas e argolas).
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ÍNDICE
1. Introdução
2. Definições - Ancoragem
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2. DEFINIÇÕES - ANCORAGENS
AncoragemElemento estrutural que transmite uma força detracção da estrutura principal ao terrenoenvolvente, mobilizando a resistência de corte
desse terreno (Coelho, 1996).
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2. 1. BOLBO DE SELAGEM
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É através desta estrutura que o pré-esforço,conferido à ancoragem, é aplicado à armadura etransmitido para o terreno. A calda utilizada pode ser composta por:
Cimento;
Outros materiais como resinas epoxídicas.
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2. 2. ARMADURA
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Tem como finalidade acomodar o pré-esforçoaplicado, transmitindo-o para o bolbo de selagem.É constituída por aço de alta resistência e pode sercomposta por: Barras de aço Cordão de aço
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2. 3. CABEÇA DA ANCORAGEM
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Está localizada à superfície do terreno onde aancoragem é colocada, e deve ser capaz de
suportar a máxima força que provém da
armadura.
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2. 4. CLASSIFICAÇÃO DE ANCORAGENS
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Tempo de vida útil; Pré-esforço aplicado;
Tipo de instalação;
Forma de transferência da carga no terreno:
(Xanthakos, 1991)
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3. PRÉ-DIMENSIONAMENTO TEÓRICO
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Armadura: Determinação dos impulsos:
Relaxação:
s pt 1,r
s pt 2,r
=
t 1
t 2
æ
è ç
ö
ø÷
2t *=5
10 h
*Se t = ∞
s pt 1,r
s pt 2,r
- Perda de tensão ao fim do tempo t1;
- Perda de tensão ao fim do tempo t2
- Depende do tipo de aço (0,15 e 0,25)
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3. PRÉ-DIMENSIONAMENTO TEÓRICO
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Armadura: Comprimento livre:
(FHWA-IF-99-015, 1999)
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3. PRÉ-DIMENSIONAMENTO TEÓRICO
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Bolbo de selagem Eurocódigo 7 (NP EN – 1997 – 1):
Estado limite verificar-se para Ed ≤ Rd, com
Bustamante e Doix (1985):
TL = qs × π × Ds × Ls
d R = k R r
Ds = α x Dd
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3. PRÉ-DIMENSIONAMENTO TEÓRICO
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Tipos de terreno Coeficiente α Volume mínimo de calda a injectar ao longo da
selagem (Vi) Volume a injectarIRS IGU
Seixo 1,8
1,3 a 1,4
1,5 Vs
Seixo arenoso 1,6 a 1,8
1,2 a 1,4
1,5 Vs
Areia com seixo 1,5 a 1,6
1,2 a 1,3
1,5 Vs
Areia 1,4 a 1,5
1,1 a 1,2
1,5 Vs
Areia Siltosa 1,4 a 1,5 1,1 a 1,2 (1,5 a 2,0) Vs para IRS e 1,5 Vs para IGU
Silte 1,4 a 1,6
1,1 a 1,2
2,0Vs para IRS e 1,5Vs para IGU
Argila 1,8 a 2,0
1,2
(2,5 a 3,) Vs para IRS e (1,5 a 2,0) Vs para IGU
Marga ou calcário margoso 1,8
1,1 a 1,2
(1,5 a 2,0) Vs para formações compactas
Rocha alterada ou
fragmentada
1,2
1,1
(1,1 a 1,5) Vs para formações ligeiramente fissuradas e 2,0Vs ou
mais para formações fracturadas
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3. PRÉ-DIMENSIONAMENTO TEÓRICO
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(Bustamante e Doix, 1985)SG 1 – Injecção do tipo IRS.SG 2 – Injecção do tipo IGU.
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ÍNDICE
3. Pré-dimensionamento teórico
4. Protecção anti-corrosão
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4. PROTECÇÃO ANTI-CORROSÃO
Tipos de corrosão
Corrosão generalizada;
Corrosão localizada;
Corrosão por fadiga;
Corrosão bacteriana;
Corrosão por correntes vagabundas.
O meio onde se insere a ancoragem influencia aescolha da protecção contra a corrosão.
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4. PROTECÇÃO ANTI-CORROSÃO
Vida útil
Agressividade do meio Agressividade do meio
ConsequênciasClasse I Classe II Sem protecção
Classe I Classe II
Permanente Temporária
Desconhecido ouagressivo Permanente Agressivo Não agressivo
Comgravidade
Semgravidade
(PTI, 1996)
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ÍNDICE
4. Protecção anti-corrosão
5. Estacas-prancha
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5. ESTACAS PRANCHA – DEFINIÇÕES
Elementos estruturais laminares cravadosverticalmente no terreno, em geral em aço, comperfis variados (p. e.):
20
Perfil em Z
Perfil em U
Utilizadas em ambiente agressivo (obrasmarítimas e fluviais) o aço tem tratamentoespecial anti-corrosão.
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5. 1. ESTACAS PRANCHA – DIMENSIONAMENTO
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Estacas prancha em balanço (simplesmente
encastradas);
Estacas prancha ancoradas: Método dos impulsos limite
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5. 1. ESTACAS PRANCHA – DIMENSIONAMENTO
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Estacas prancha ancoradas: Método de Andersosn (ou Viga Equivalente):
Admite-se ponto deinflexão na profundidadea;
Ponto de inflexão B’ – separa-se a partesuperior, havendo
reacção mútua em Rb’, pois
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ÍNDICE
5. Estacas-prancha
6. O caso de Sabrosa
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6. O CASO DE SABROSA
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Derrocada ocorrente no muro de gabiões, emSabrosa, margem direita do Rio Douro.
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6. 1. O CASO DE SABROSA – CONDIÇÕES GEOL.-GEOT. LOCAIS
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6. 1. O CASO DE SABROSA – DIMENSIONAMENTO ESTACA-PRANCHA
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N. A. Máximo (+73,50 m NGP) Albufeira vazia
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6. 1. O CASO DE SABROSA – RESULTADOS OBTIDOS
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Acções estáticas – Resultados
Acções sísmicas – Resultados
N. A.Ficha
(m)
Comprimentoda estaca-
prancha (m)
Mmáx estaca
(kN.m/m)
Ftirante (kN/m)
Avazia3 10
77,17200
Acheia 71,62
N. A. Ficha(m)
Comprimentoda estaca-
prancha (m)
Mmáx
estaca
(kN.m/m)
Ftirante (kN/m)
Avazia3 10
79,02200
Acheia 72,90
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6. 1. O CASO DE SABROSA – RESULTADOS OBTIDOS
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Análise de estabilidade – Resultados
Factores de segurança ao deslizamento global
Análise
com sismo
Análise
sem sismo
Avazia 3,37 3,88
Acheia 3,91 3,37
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6. 2. O CASO DE SABROSA – SOLUÇÃO ESTRUTURAL ADOPTADA
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6. 2. O CASO DE SABROSA – SOLUÇÃO ESTRUTURAL ADOPTADA
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Cortina de estacas-prancha monoancoradas:
Alinhamento rectilíneo ≈ 410,52 m;
Estacas-prancha com altura máx. 10,0 m e 5,0 m alturamínima (perfil em Z);
19 tirantes espaçados 6,0 m + 100 tirantes espaçados 3,0m;
Inclinação dos tirantes 20° com a horizontal;
Comprimento dos tirantes varia entre 19,0 m e os 21,0 m;
Bolbo de selagem com 6,0 m.
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BIBLIOGRAFIA
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Bustamante, M. and B. Doix (1985). Une méthode pour le calcul destirants et des micropieux injectés. Bull. Liaison Ponts et Chaussées.Paris, Laboratoire Central des Ponts et Chaussées. 140: 75 to 91.
Coelho, S. (1996). Tecnologia de Fundações. Amadora, edições E.P. G. E.
EN1537 (1999). Execution of special geotechical works - groundanchors. Brussels, European Committee for Standardization. EN
1537.
EN1997-1 (2010). Eurocódigo 7 Parte 1, Projecto Geotécnico.Regras gerais., IPQ.
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BIBLIOGRAFIA
Xanthakos, P. P. (1991). Ground Anchors and Anchored Structures,John Wiley & Sons.
Ribeiro L., Santos-Ferreira A. Vertical harbour quay rehabilitationusing ground anchors. XII IAEG Congress,15 to 19 September 2014.Torino. Italy.
Ribeiro, L. (2012). Ancoragens em estruturas portuárias. Análise deum caso de obra. Dissertação para obter o grau de mestre em
Engenharia Geológica (Geotecnia). FCT / UNL
FHWA-IF-99-015 (1999). Geotechnical Engineering Circular no. 4