Tese Mest Paulo-Matos

7/25/2019 Tese Mest Paulo-Matos

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Departamento

De Engenharia Civil

Influncia da aplicao do Eurocdigo 7 no

dimensionamento de muros de suporteDissertao apresentada para a obteno do grau de Mestre em

Construo Urbana

Autor

Paulo Jorge Carreira Matos

Instituio

Instituto politcnico de Coimbra

Instituto Superior de Engenharia de Coimbra

Coimbra, Abril, 2012


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Aplicao do EC7 em Muros de Suporte AGRADECIMENTO

Paulo J.C. Matos ii

AGRADECIMENTO

Ao terminar esta dissertao de mestrado resta-me registar os sinceros agradecimentos s

individualidades que de vrias formas contriburam para que esta se tornasse uma realidade.

Os meus agradecimentos dirigem-se primeiramente ao Professor Doutor Carlos da CruzMoreira, orientador desta dissertao, pela sua disponibilidade, ensinamentos e sugestes

efectuadas, realizadas neste trabalho.

Ao Professor Joo Marado do Instituto politcnico de Viseu, pela disponibilidade e pelos

conselhos que se relevaram preciosos para a concluso deste trabalho.

Por fim, aos meus pais, irmo e amigos, pelo apoio, incentivo e pacincia que sempre

demonstraram.

A todos o meu profundo agradecimento.


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Aplicao do EC7 em Muros de Suporte RESUMO

Paulo J.C. Matos iii

RESUMO

Na presente dissertao pretende-se analisar a influncia do Eurocdigo 7 (EC7) no

dimensionamento de muros de suporte. Pois h vrios anos que se constroem muros de

suporte, e obviamente tiveram de ser dimensionados, mas nunca existiu um regulamento para

o seu dimensionamento. Com o aparecimento do EC7 passou a existir, e como tal, decidiu-seestudar a influncia do EC7 no dimensionamento dos muros de suporte.

Para analisar a influncia do EC7 no dimensionamento, comeou-se por compreender o

funcionamento do mtodo tradicional e fundamentalmente do EC7 no dimensionamento de

muros de suporte, pois trata-se de um regulamento novo e como tal desconhecido para todos.

Pretendeu-se assim analisar essencialmente as regras do EC7, e de seguida decidiu-se realizar

trs exemplos prticos, nos quais se efectuou o dimensionamento pelos dois mtodos. Assim,

foi possvel identificar as formas de calcular, o grau de complexidade dos clculos e o seu

rigor. Atravs dos valores resultantes destes clculos elaborou-se uma anlise comparativa

entre o mtodo tradicional e o EC7, que permite constatar as diferenas entre os mtodos.

Palavras-chave:Mtodo tradicional,Eurocdigo 7, dimensionamento de muros de suporte,anlise comparativa.

.
http://www.google.com/search?hl=pt-BR&client=firefox-a&hs=kzG&rls=org.mozilla:pt-BR:official&sa=X&ei=Ba5jTt7cLpLA8QP4zbH8CQ&ved=0CBUQvgUoAA&q=complexiblidadde&nfpr=1&biw=1280&bih=544http://www.google.com/search?hl=pt-BR&client=firefox-a&hs=kzG&rls=org.mozilla:pt-BR:official&sa=X&ei=Ba5jTt7cLpLA8QP4zbH8CQ&ved=0CBUQvgUoAA&q=complexiblidadde&nfpr=1&biw=1280&bih=544


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Aplicao do EC7 em Muros de Suporte ABSTRACT

Paulo J.C. Matos iv

ABSTRACT

The present essay alows us to understand the influence of Eurocode 7 (EC7) in the

dimensioning of supporting walls. Supporting walls have been built for several years, and

obviously had to be dimensioned, but never existed a regulation for this.

With the emergence of EC7 the regulation came into existence and, therefore, we decided to

study the influence of EC7 in the dimensioning of supporting walls.

To analyse the influence of EC7, first it was understood the functioning of tradional method

and fundamentally of EC7 in the dimensioning of supporting walls, since it was a new

regulation and as such unknown to everyone.

The purpose was to analyse essentially the rules of EC7, and then undertake three pratical

examples in which the dimensioning is made by the two methods.

Thus, it was possible to identify ways to calculate de degree of complexity of the calculationsand their accuracy. Through the resulting values of these calculations a comparative analysis

between the tradional method and EC7 has been made, which allows to observe the

differences between the two methods.

Keywords: Tradional method, Eurocode 7, dimensioning of supporting walls, comparativeanalysis.


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Aplicao do EC7 em Muros de Suporte NDICES

Paulo J.C. Matos v

NDICE GERAL

RESUMO .................................................................................................................................. iii

ABSTRACT ............................................................................................................................. iv

NDICE GERAL ...................................................................................................................... v

1. INTRODUO .................................................................................................................... 1

1.1. Enquadramento ......................................................... ................................................................. .................. 1

1.2. Objectivos e Metodologias ............................................................. ............................................................. 1

1.3. Estrutura da dissertao ....................................................................................... ........................................ 2

2. EUROCDIGO 7 ................................................................................................................. 4

2.1. Definio e estrutura ............................................................ ................................................................. ....... 4

2.2. Objectivos ...................................................... ................................................................. ............................. 4

2.3. Principais ocorrncias na Histria ............................................................................................................... 4

2.4. Aspectos relevantes do EC7 ................................................................................ ........................................ 52.4.1. Impactos geogrficos dos Eurocdigos ........................................................ ........................................ 52.4.2. Interaco entre o EC7 e os restantes Eurocdigos ............................................................ .................. 52.4.3. Princpios e regras de aplicao ........................................................ ................................................... 62.4.4. Estados limites de utilizao ................................................................................................................ 62.4.5. Situaes acidentais ................................................................................................ ............................. 7

3. DIMENSIONAMENTO GEOTCNICO DE UM MURO DE SUPORTE COM BASENO EC7 ...................................................................................................................................... 9

3.1. Categoria geotcnica ............................................................ ................................................................. ....... 9

3.2. Requisitos mnimos .................................................................................. ................................................... 9

3.3. Dimensionamento por medidas prescritivas ......................................................................................... ..... 10

3.4. Dimensionamento com base em ensaio de carga e ensaios em modelos experimentais ............................ 10

3.5. Mtodo observacional .......................................................... ................................................................. ..... 10

3.6. Dimensionamento geotcnico com base no clculo........................ ........................................................... 113.6.1. Aces ............................................................... ................................................................. ................ 11

3.6.1.1. Valor de clculo das aces........................................................................................................ 11

3.6.1.2. Estados limite ltimo e correspondentes coeficientes parciais relativos s aces .................... 123.6.2. Propriedades de solos, de rochas e de outros materiais ................................................................ ...... 13

3.6.2.1. Valores caractersticos ............................................................... ................................................. 133.6.2.2. Valores de clculo dos parmetros geotcnicos ................................................................. ........ 143.6.2.3. Estados limite ltimo e correspondentes coeficientes parciais relativos s caractersticas

resistentes ............................................................... ................................................................. ................ 143.6.3. Grandezas geomtricas ...................................................................................................................... 16

3.6.3.1. Valores de clculo das grandezas geomtricas ........................................................... ................ 163.6.4. Modelos de clculo ............................................................................................................................ 163.6.5. Abordagens de clculos em situaes persistentes ou transitriasNos ELU STR/GEO ................ 17

3.7. Critrios e tipos de estados limites ltimos a considerar no projecto geotcnico ...................................... 183.7.1. ELU de perda de equilbrio (EQU) .................................................................................... ................ 183.7.2. ELU de rotura estrutural (STR) / de rotura do terreno (GEO) ........................................................... 183.7.3. ELU de levantamento global (UPL) ...................................... ............................................................ 19


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Paulo J.C. Matos vi

3.7.4. ELU de rotura causada por gradientes hidrulicos (HYD) ............................................................ ..... 20

3.8. Dados geotcnicos .................................................... ................................................................. ................ 20

3.9. Relatrio de projecto geotcnico ................................................................ ................................................ 20

4. ANLISES COMPARATIVAS........................................................................................ 214.1. Anlise comparativa do muro de suporte 1 .......................................................... ...................................... 21

4.2. Anlise comparativa do muro de suporte 2 .......................................................... ...................................... 43



5. CONCLUSO .................................................................................................................... 90

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................................. 95

ANEXOS ................................................................................................................................. 96

Anexo I: Aplicao dos mtodos de dimensionamento ao muro de suporte 1 .................................................. 96

Anexo II: Aplicao dos mtodos de dimensionamento ao muro de suporte 2............................................... 113

Anexo III: Aplicao dos mtodos de dimensionamento ao muro de suporte 3 ....................................... ...... 129

Anexo IV: Aplicao dos mtodos de dimensionamento ao muro de suporte 4 ............................................. 149


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Paulo J.C. Matos vii

NDICE DE FIGURAS

Figura 2-1Impacto geogrfico dos Eurocdigos (Andrew Bond, 2012) .............................................................. 5

Figura 2-2 - Interaco entre os Eurocdigos intervenientes nas verificaes em relao aos ELU e ELUt

(Castorina Vieira, 2007) ............................................................................................................. ............................. 6

Figura 3-1 - Propriedades do terreno (Rui Correia, 2010) .......................................................... ........................... 14

Figura 4-1 - Esquema do muro do suporte 1 .................................. ............................................................... ........ 22Figura 4-2 - ngulo de atrito versus diferena percentual entre mtodosderrube no muro de suporte 1 .......... 25

Figura 4-3 - Altura do muro versus largura mnima da base para diferentes ngulos de atrito no muro de suporte

1 pelo EC7 ...................................................... ................................................................. ...................................... 27

Figura 4-4 - Altura do muro versus largura mnima da base para diferentes ngulos de atrito entra a combinao

condicionante e o mtodo tradicional no muro de suporte 1 ........................................... ...................................... 28

Figura 4-5 - ngulo de atrito versus diferena percentual entre mtodos deslizamento pela base no muro de

suporte 1 (k=2/3) ................................................................................................................................................... 31

Figura 4-6 - ngulo de atrito versus largura mnima da basedeslizamento pela base no muro de suporte 1 .... 32

Figura 4-7Altura do muro versus largura mnima da base deslizamento pela base no muro de suporte 1 pelo

EC7 ......................................................... .............................................................. ................................................. 34

Figura 4-8Altura do muro versus largura mnima da basedeslizamento pela base no muro de suporte 1 (EC7vs mtodo tradicional) ................................................................................................................ ........................... 34


suporte 1 (beto betonado contra o terreno, k=1) .................................................................................................. 36

Figura 4-10 - ngulo de atrito versus diferena percentual entre mtodos rotura do solo da fundao no muro

de suporte 1 ........................................................................................................................................................... 39

Figura 4-11 - ngulo de atrito versus diferena percentual entre mtodos Estabilidade global no muro de

suporte 1 ................................................................................................................................................................ 42

Figura 4-12 - Esquema do muro de suporte 2.................................................................. ...................................... 43

Figura 4-13 - ngulo de atrito versus diferena percentual entre mtodosderrube no muro de suporte 2 ........ 46


suporte 2 ................................................................................................................................................................ 50

Figura 4-15 - ngulo de atrito versus diferena percentual entre mtodos deslizamento pela base com coeso

no solo abaixo da sapata ............................................................................................................. ........................... 52

Figura 4-16 - ngulo de atrito versus diferena percentual entre mtodos Rotura do solo de fundao no muro

de suporte 2, considerando FS = 3,0 ........................................................... ........................................................... 54

Figura 4-17 - ngulo de atrito versus diferena percentual entre mtodos Rotura do solo de fundao no muro

de suporte 2, considerando FS = 2,0 ........................................................... ........................................................... 55


suporte 2 ................................................................................................................................................................ 59

Figura 4-19 - Esquema do muro de suporte 3.................................................................. ...................................... 60

Figura 4-20 - ngulo de atrito versus diferena percentual entre mtodos considerando beto projectado contra oterrenoderrube no exemplo 3 (k = 1) ................................................................................................ ................. 63

Figura 4-21 - ngulo de atrito versus coeficiente activo no muro de suporte 3 .................................................... 65

Figura 4-22 - ngulo de atrito versus diferena percentual entre mtodos considerando beto pr-fabricado

derrube no exemplo 3 ........................................................................................... ................................................. 65

Figura 4-23 - ngulo de atrito versus coeficiente activo da sobrecarga no muro de suporte 3 ............................. 66

Figura 4-24 - ngulo de atrito versus diferena percentual entre mtodos deslizamento pela base no exemplo 3

(k = 1) ............................................................. ................................................................. ...................................... 68

Figura 4-25 - ngulo de atrito do solo de fundao versus diferena percentual entre mtodos deslizamento

pela base no exemplo 3 (k = 1) ........................................................ ................................................................. ..... 69

Figura 4-26 - ngulo de atrito do solo no tardoz do muro versus diferena percentual entre mtodos

deslizamento pela base no exemplo 3 (k = 2/3) ............................................................... ...................................... 70Figura 4-27 - ngulo de atrito do solo do solo de fundao versus diferena percentual entre mtodos rotura do

solo de fundao no exemplo 3 ............................................................................................................................. 72


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Paulo J.C. Matos viii

Figura 4-28 - ngulo de atrito do solo do solo de fundao versus diferena percentual entre mtodos

estabilidade global no exemplo 3 ..................................................... ................................................................. ..... 75

Figura 4-29 - Esquema do muro de suporte 4 ........................................................ ................................................ 77

Figura 4-30 - ngulo de atrito versus diferena percentual entre mtodosderrube no muro de suporte 4......... 80

Figura 4-31 - ngulo de atrito versus diferena percentual entre mtodosdeslizamento pela base no muro 4.. 83

Figura 4-32 - ngulo de atrito versus diferena percentual entre mtodos Rotura do solo de fundao no murode suporte 4 ........................................................ .............................................................. ...................................... 86

Figura 4-33 - ngulo de atrito do solo de fundao versus diferena percentual entre mtodos Rotura do solo

de fundao no muro de suporte 4 .................................................................................................................... ..... 87


suporte 4 ................................................................................................................................................................ 89


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Paulo J.C. Matos ix

NDICE DE QUADROS

Quadro 2-1 - Coeficientes parciais para os parmetros do terreno em verificaes respeitantes a estados limites

ltimos em situaes acidentais ................................................................. .............................................................. 7

Quadro 2-2 - Coeficientes parciais para as aces nas verificaes respeitantes a estados limites ltimos em

situaes acidentais ................................................................................................................................................. 8

Quadro 2-3 - Coeficientes parciais para as capacidades resistentes nas verificaes respeitantes a estados limitesltimos em situaes acidentais ................................................................. .............................................................. 8

Quadro 3-1 - Atribuio da Categoria Geotcnica ................................................................................ .................. 9

Quadro 3-2 - Coeficientes parciais para a verificao de estado limites de perda de equilbrio (EQU) e de

levantamento global (UPL) ................................................................................................................................... 12

Quadro 3-3 - Coeficientes parciais para a verificao de estado limites de levantamento hidrulico (HYD) ....... 12

Quadro 3-4 - Coeficientes parciais para a verificao de estado limites de rotura de estrutural (STR) ou de rotura

do terreno (GEO) ....................................................... ................................................................. ........................... 13

Quadro 3-5 - Coeficientes parciais para a verificao de estados limites de perda de equilbrio (EQU) e de

levantamento global (UPL) (caractersticas resistentes) ............................................................. ........................... 15

Quadro 3-6 - Coeficientes parciais para a verificao de estado limites de rotura de estrutural (STR) ou de rotura

do terreno (GEO) (caractersticas resistentes) ....................................................................................... ................ 15Quadro 3-7 - Coeficientes parciais para as capacidades resistentes aplicveis em muros de suporte (yR) ............ 15

Quadro 3-8 - Coeficientes parciais para as capacidades resistentes (yR) para fundaes superficiais. ................. 16

Quadro 3-9 - Coeficientes parciais para a capacidade resistente (yR) para taludes e estabilidade global ............. 16

Quadro 4-1 - Diferena percentual dos mtodos no derrube para um ngulo de atrito de 38 no muro de suporte 1

................................................................ .............................................................. ................................................. 22


................................................................ .............................................................. ................................................. 23


................................................................ .............................................................. ................................................. 23


................................................................ .............................................................. ................................................. 23


................................................................ .............................................................. ................................................. 24


................................................................ .............................................................. ................................................. 24


................................................................ .............................................................. ................................................. 24

Quadro 4-8 - Diferena percentual na verificao ao derrube no mtodo tradicional no muro de suporte 1 ........ 25

Quadro 4-9 - Diferena percentual na verificao ao derrube pelo EC7 no muro de suporte 1 ............................ 25

Quadro 4-10 - Diferena percentual dos mtodos no derrube para um ngulo de atrito de 52 no muro de suporte

1 .............................................................. .............................................................. ................................................. 28Quadro 4-11 - Diferena percentual dos mtodos no deslizamento pela base para um ngulo de atrito de 38 no

muro de suporte 1 ................................................................................................. ................................................. 30

Quadro 4-12 - Diferena percentual dos mtodos no deslizamento pela base para um ngulo de atrito de 35 no

muro de suporte 1 ................................................................................................. ................................................. 30


muro de suporte 1 ................................................................................................. ................................................. 30

Quadro 4-14 - Diferena percentual na verificao ao deslizamento pela base no mtodo tradicional no muro de

suporte 1 ................................................................................................................................................................ 31

Quadro 4-15 - Diferena percentual na verificao ao deslizamento pela base pelo EC7 no muro de suporte 1 .. 31


suporte 1 ................................................................................................................................................................ 33Quadro 4-17 - Diferena percentual dos mtodos no deslizamento pela base para um ngulo de atrito de 38 no

muro de suporte 1 ................................................................................................. ................................................. 35


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Paulo J.C. Matos x


muro de suporte 1 ........................................... ................................................................. ...................................... 35


muro de suporte 1 ........................................... ................................................................. ...................................... 36


suporte 1 ................................................................................................................................................................ 36Quadro 4-21 - Diferena percentual na verificao ao deslizamento pela base no mtodo tradicional (beto

betonado contra o terreno) no muro de suporte 1 .................................................................................. ................ 36

Quadro 4-22 - Diferena percentual dos mtodos na rotura do solo de fundao para um ngulo de atrito de 38

no muro de suporte 1 .................................................................................. ........................................................... 38





Quadro 4-25 - Diferena percentual na rotura do solo de fundao no mtodo tradicional no muro de suporte 1 39

Quadro 4-26 - Diferena percentual na rotura do solo de fundao pelo EC7 no muro de suporte 1 .................... 39

Quadro 4-27 - Diferena percentual dos mtodos na estabilidade global para um ngulo de atrito de 38 no muro

de suporte 1 ........................................................ .............................................................. ...................................... 40


de suporte 1 ........................................................ .............................................................. ...................................... 41


de suporte 1 ........................................................ .............................................................. ...................................... 41

Quadro 4-30 - Diferena percentual na estabilidade global no mtodo tradicional no muro de suporte 1 ............ 41

Quadro 4-31 - Diferena percentual na estabilidade global no EC7 no muro de suporte 1 ................................. 41


2 .................................................................................................................. ........................................................... 44

Quadro 4-33 - Diferena percentual dos mtodos no derrube para um ngulo de atrito de 30 no muro de suporte2 .................................................................................................................. ........................................................... 44


2 .................................................................................................................. ........................................................... 45


2 .................................................................................................................. ........................................................... 45


2 .................................................................................................................. ........................................................... 45

Quadro 4-37 - Diferena percentual no derrube pelo mtodo tradicional no muro de suporte 2 ........................... 45

Quadro 4-38 - Diferena percentual no derrube pelo EC7 no muro de suporte 2 .................................................. 46


2 .................................................................................................................. ........................................................... 47Quadro 4-40 - Diferena percentual dos mtodos no derrube para um ngulo de atrito de 35 no muro de suporte

2 .................................................................................................................. ........................................................... 48


2 .................................................................................................................. ........................................................... 49

Quadro 4-42 - Diferena percentual dos mtodos no derrube para o ngulo de atrito de 25 no muro de suporte 2

.................................................................................................................... ........................................................... 49

Quadro 4-43 - Diferena percentual no deslizamento pela base no mtodo tradicional no muro de suporte 2 ..... 49

Quadro 4-44 - Diferena percentual no deslizamento pela base pelo EC7 no muro de suporte 2 ......................... 49

Quadro 4-45 - Diferena percentual dos mtodos no derrube para o ngulo de atrito 35 com uma coeso no solo

da fundao de 12 kPa. .................................................................... .............................................................. ........ 50

Quadro 4-46 - Diferena percentual dos mtodos no derrube para o ngulo de atrito 30 com uma coeso no soloda fundao de 12 kPa. .................................................................... .............................................................. ........ 51


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Paulo J.C. Matos xi

Quadro 4-47 - Diferena percentual dos mtodos no derrube para o ngulo de atrito 25 e com uma coeso de 12

kPa. ......................................................... .............................................................. ................................................. 51




no muro de suporte 2 ............................................................ ................................................................. ................ 53

Quadro 4-51 - Diferena percentual dos mtodos na rotura do solo de fundao para um ngulo de atrito de 30no muro de suporte 2 ............................................................ ................................................................. ................ 53


no muro de suporte 2 ............................................................ ................................................................. ................ 54

Quadro 4-53 - Diferena percentual na rotura do solo de fundao no mtodo tradicional no muro de suporte 2 54

Quadro 4-54 - Diferena percentual na rotura do solo de fundao pelo EC7 no muro de suporte 2 ................... 54


de suporte 2 ........................................................................................................................................................... 57


de suporte 2 ........................................................................................................................................................... 58


de suporte 2 ........................................................................................................................................................... 58

Quadro 4-58 - Diferena percentual na estabilidade global no mtodo tradicional no muro de suporte 2 ............ 58

Quadro 4-59 - Diferena percentual na estabilidade global pelo EC7 no muro de suporte 2 ................................ 58

Quadro 4-60 - Diferena percentual dos mtodos no derrube para um ngulo de atrito do solo no tardoz do muro

de 36 no muro de suporte 3 ....................................................................................................... ........................... 61





Quadro 4-63 - Diferena percentual dos mtodos no derrube para o ngulo de atrito do solo no tardoz do muro de

20 no muro de suporte 3 ...................................................... ................................................................. ................ 62Quadro 4-64 - Diferena percentual no derrube pelo mtodo tradicional no muro de suporte 3 ........................... 63

Quadro 4-65 - Diferena percentual no derrube pelo EC7 no muro de suporte 3 ................................................. 63

Quadro 4-66 - Valore de ka no muro de suporte 3 com variabilidade do ngulo de atrito ................................ 64

Quadro 4-67 - Valore de ka para a sobrecarga no muro de suporte 3 com variabilidade do ngulo de atrito .... 66

Quadro 4-68 - Diferena percentual do coeficiente activo do solo e da sobrecarga no muro de suporte 3 com

variabilidade do ngulo de atrito do solo .............................................................. ................................................. 66

Quadro 4-69 - Diferena percentual dos mtodos no deslizamento pela base para um ngulo de atrito do solo no

tardoz do muro do suporte 3 de 36 ............................................................................................................... ........ 67

Quadro 4-70 - Diferena percentual dos mtodos no deslizamento pela base para o ngulo de atrito do solo no

tardoz do muro do suporte 3 de 30 ............................................................................................................... ........ 67

Quadro 4-71 - Diferena percentual dos mtodos no deslizamento pela base para o ngulo de atrito do solo notardoz do muro do suporte 3 de 25 ............................................................................................................... ........ 68

Quadro 4-72 - Diferena percentual no deslizamento pela base pelo mtodo tradicional no muro de suporte 3 .. 68


Quadro 4-74 - Diferena percentual dos mtodos na rotura do solo de fundao para o ngulo de atrito do solo de

fundao de 40 no muro de suporte 3................................................................................................................... 71





Quadro 4-77 - Diferena percentual na rotura do solo de fundao pelo mtodo tradicional no muro de suporte 3

................................................................ .............................................................. ................................................. 72Quadro 4-78 - Diferena percentual rotura do solo de fundao pelo EC7 no muro de suporte 3 ........................ 72


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Paulo J.C. Matos xii

Quadro 4-79 - Diferena percentual dos mtodos na estabilidade global para o ngulo de atrito do solo de

fundao de 40 no muro de suporte 3 ........................................................ ........................................................... 73


fundao de 35 no muro de suporte 3 ........................................................ ........................................................... 74


fundao de 30 no muro de suporte 3 ........................................................ ........................................................... 74Quadro 4-82 - Diferena percentual na estabilidade global pelo mtodo tradicional no muro de suporte 3 ......... 74

Quadro 4-83 - Diferena percentual na estabilidade global pelo EC7 no muro de suporte 3 ................................ 74


4 .................................................................................................................. ........................................................... 78


4 .................................................................................................................. ........................................................... 78


4 .................................................................................................................. ........................................................... 79


4 .................................................................................................................. ........................................................... 79


4 .................................................................................................................. ........................................................... 79


4 .................................................................................................................. ........................................................... 80

Quadro 4-90 - Diferena percentual no derrube pelo mtodo tradicional no muro de suporte 4 ........................... 80

Quadro 4-91 - Diferena percentual no derrube pelo EC7 no muro de suporte 4 .................................................. 80


4 .................................................................................................................. ........................................................... 82


4 .................................................................................................................. ........................................................... 82

Quadro 4-94 - Diferena percentual dos mtodos no derrube para o ngulo de atrito de 20 no muro de suporte 4.................................................................................................................... ........................................................... 82




no muro de suporte 4 ................... ............................................................... ........................................................... 85





Quadro 4-100 - Diferena percentual na rotura do solo de fundao no mtodo tradicional no muro de suporte 4

.................................................................................................................... ........................................................... 86Quadro 4-101 - Diferena percentual na rotura do solo de fundao pelo EC7 no muro de suporte 2 .................. 86

Quadro 4-102 - Diferena percentual dos mtodos na estabilidade global para um ngulo de atrito de 30 no

muro de suporte 4 ........................................... ................................................................. ...................................... 88


muro de suporte 4 ........................................... ................................................................. ...................................... 88


muro de suporte 4 ........................................... ................................................................. ...................................... 88

Quadro 4-105 - Diferena percentual na estabilidade global no mtodo tradicional no muro de suporte 4 .......... 89

Quadro 4-106 - Diferena percentual na estabilidade global pelo EC7 no muro de suporte 4 .............................. 89


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Aplicao do EC7 em Muros de Suporte SIMBOLOGIA E ABREVIATURAS

Paulo J.C. Matos xiii

SIMBOLOGIA E ABREVIATURAS

ad- Valores de calculo das grandezas geomtricas

anom - Valor nominal de grandeza geomtrica

a - Varincia do valor nominal de grandezas geomtricas feita para fins especficos doprojecto

B - Largura da sapata

B- Largura efectiva da sapata

Cd- Valor limite de clculo do critrio relevante de aptido para a utilizao

c- Coeso

c- Coeso em tenses efectivas

Ed- Valor de clculo do efeito das aces

Estb;d -Valor de clculo do efeito das aces estabilizantes

Edst;d-Valor de clculo do efeito das aces desestabilizantes

Fd- Valores de clculo das aces

FK- Representa o valor caracterstico da aco

Frep - Valor representativo de uma aco

Gdst;d- Valor de clculo das aces permanentes desestabilizantes na verificao relativa ao

levantamento global

Gstb;d- Valor de clculo das aces verticais permanentes estabilizantes na verificao relativa

ao levantamento global

Gstb;d - Valor de clculo das aces verticais permanentes estabilizantes na verificao relativa

ao levantamento global;

Gstb;d - Valor de clculo das aces verticais permanentes estabilizantes na verificao

relativa ao levantamento hidrulico (peso submerso)

H - Carga horizontal, ou componente da aco total segundo a direco da base de umafundao

Hed - Valores de clculo das aces horizontais

Hrd - Valores de clculo das resistncias horizontais

Ka - Coeficiente activo

Mest - Momento estabilizador (mtodo tradicional)

Mderr- Momento derrubador (mtodo tradicional)

MEd,stb - Momento de clculo estabilizador (EC7)MEd,dst - Momento de clculo derrubador (EC7)


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Paulo J.C. Matos xiv

q- Valor da aco

qd- Valor de calculo da aco

Qdst;d- Valor de clculo das aces variveis verticais destabilizantes na verificao relativa

ao levantamento global

Rd- Valor de clculo da capacidade resistente em relao a uma acoSdst;d - Valor de clculo da fora de percolao desestabilizante no terreno

Td- Valor de clculo da capacidade resistente total ao corte mobilizvel em torno de um bloco

de terreno contendo um grupo de estacas traco, ou na parte da estrutura que est em

contacto com o terreno

dst;d- Valor de clculo da presso na gua dos poros desestabilizante

V - Carga vertical, ou componente da aco total segundo a direco normal base de

fundao

Vd- Valor de clculo de V

Vdst;d- Valor de clculo da aco vertical desestabilizantes numa estrutura

Vdst;k- Valor caracterstico da aco vertical desestabilizantes numa estrutura

XK - valores caractersticos das propriedades do terreno

Xd - valores de clculo das propriedades do terreno

Letras gregas

- Inclinao da base de uma fundao relativamente horizontal- Inclinao da superfcie de um talude de terreno situado atrs de uma estrutura de suporte

- ngulo de atrito de contacto solo-estrutura

d- Valor de clculo de

Y - Peso volmico

yc - Factor parcial para a coeso em tenses efectivas

yF- Coeficiente parcial de segurana para a aco

yG - Coeficiente parcial para uma aco permanente

yG;dst - Coeficiente parcial para as aces permanentes desfavorveis ou desestabilizantes

yG;stb - Coeficiente parcial para as aces permanentes favorveis ou estabilizantes

yM- Coeficiente de segurana relativo s propriedades dos materiais

yQ - Coeficiente parcial para uma aco varivel

yQ;dst- Coeficiente parcial para as aces variveis desfavorveis ou desestabilizantes

yQ;stb - Coeficiente parcial para as aces variveis favorveis ou estabilizantes.yR - Coeficiente parcial para uma capacidade resistente


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Paulo J.C. Matos xv

yRc - Coeficiente parcial para a capacidade resistente passiva de terras

yRh - Coeficiente parcial para a capacidade resistente ao deslizamento

yR;x - Coeficiente parcial para a capacidade resistente do terreno

yRv- Coeficiente parcial para a capacidade resistente ao carregamento do terreno de fundaoyy - Coeficiente parcial para o peso volmico

y-Coeficiente parcial para o ngulo de atrito interno em tenses efectivas

- ngulo de atrito interno em tenses efectivas

d - Valor de clculo de

cv- ngulo de atrito interno no estado critico

cv d- Valor de clculo de cv

Abreviaturas

AC 1 - Abordagem de clculo 1



CEN - Comit Europeu de Normalizao

CG - Categoria Geotcnica

CTT 115 - Comisso Tcnica Portuguesa de Normalizao

EC1 - Eurocdigo 1

EC2 - Eurocdigo 2

EC3 - Eurocdigo 3

EC7 - Eurocdigo 7

EQU - Estado limite para a perda de equilbrio

FS - Factor de segurana global

GEO - Estado limite da rotura do terreno

HYD - Estado limite para o levantamento hidrulico

STR - Estado limite para a rotura estrutural

UPL - Estado limite para o levantamento global


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CAPTULO 1

Paulo J.C. Matos 1

1. INTRODUO

1.1. Enquadramento

O tema da dissertao Influncia da aplicao do Eurocdigo 7 no dimensionamento de

muros de suporte .

Aqui est-se perante a aplicao de um regulamento geotcnico, o Eurocdigo 7, pertencente

a um grupo de novos regulamentos, que surgiram na Europa devido a uma necessidade de

actualizao e uniformizao do dimensionamento, com as necessrias diferenas e

necessidades de cada pas. O surgimento do grupo de novos regulamentos, no apelidado

programa dos Eurocdigos estruturais, foi importantssimo e era esperado h muitos anos,

obtendo assim uma grande adeso por parte de vrios pases, facilitando a interaco entre os

vrios pases aderentes.

Com o passar do tempo, a forma de dimensionar muros de suporte foi sofrendo altercaes.

At revoluo industrial era consumado com base na experincia, posteriormente passoupara os chamados mtodos tradicionais e por fim para o EC7. Ento julgou-se importante

concluir acerca da influncia que esta evoluo regulamentar (dos mtodos tradicionais para o

EC7) provocou no dimensionamento de muros de suporte. Este estudo de particular

interesse, porque o EC7 o primeiro regulamento para o dimensionamento geotcnico em

Portugal.

Com a evoluo dos mtodos de dimensionamento, estes foram-se tornando cada vez mais

completos, relevando particular interesse por vrios aspectos que anteriormente nunca tinha

manifestado. Um destes, e trazido pelo EC7, foi a maior aproximao ao dimensionamento

estrutural, passando a dimensionar-se por coeficientes parciais em detrimento dos coeficientes

globais, o que trar maior rigor, dimensionar a partir de estados limites ltimos e de servio,

entre outros.

A evoluo regulamentar faz com que o EC7 seja de especial confiana por parte de todas as

entidades envolvidas em relao aos dimensionamentos anteriores, devido ao importante

estudo que foi algo, portanto, possvel uma maior fiabilidade e ao mesmo tempo poder

permitir maiores ganhos econmicos, aspecto essencial em qualquer tipo de

dimensionamento.

Com esta dissertao pretende-se essencialmente que o engenheiro fique conhecedor dodimensionamento de muros de suporte realizados com base no EC7 e que compreenda a

influncia que este trouxe ao seu dimensionamento.

1.2. Objectivos e Metodologias

O objectivo principal desta dissertao verificar a influncia do EC7 no dimensionamento

de muros de suporte, realizando-se um estudo comparativo entre os mtodos tradicionais e o

EC7. Mais especificamente pretende-se:

Analisar o EC7 destacando alguns dos seus aspectos mais relevantes;

Dissecar sobre a aplicao do EC7 ao dimensionamento de muros de suporte,analisando os passos a dar nesse sentido;


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INTRODUO CAPITULO 1

2

Identificar algumas das influncias do EC7 no dimensionamento de muros de suporte,tal como a nvel econmico, a evoluo no clculo, entre outras. Para isso necessrio

uma anlise comparativa, perante isto considerou-se pertinente analisar alguns muros

de suporte por ambos os mtodos (mtodo tradicional e EC7), fazendo variar as

caractersticas resistentes do terreno, e comparar os resultados fornecidos por ambos

os mtodos, procurando explicar as vrias causas para os resultados.

Para que os objectivos fossem atingidos decidiu-se definir um processo de trabalho faseado:

Estudo do EC7 direccionado para a sua aplicao aos muros de suporte;

Estudo do Programa Slide para uso como auxlio na verificao estabilidadeglobal nos muros de suporte; (Slide um programa informtico relativo ao estudo

de solos pertencente Rocscience, cujo a verso utilizada foi 5.0)

Aplicao prtica do dimensionamento de muros de suporte nos mtodos tradicionaise pelo EC7;

Anlise comparativa do dimensionamento aplicado aos vrios exemplos de muros desuporte;

Organizao da informao e escrita do documento final.

Para a realizao do primeiro objectivo foi necessrio o estudo o EC7 e de outras bibliografias

relacionadas de forma a entender a sua filosofia, a sua organizao e os trilhos a seguir no

dimensionamento de muros de suporte. De seguida, foi necessrio o estudo do programa slide

para puder entender o seu modo de funcionamento na verificao estabilidade global. Aps

adquirir o conhecimento suficiente pelo programa slide e pelo EC7 segue-se a sua aplicao

prtica ao dimensionamento de muros de suporte. Alm disso, tambm foi necessriorelembrar o dimensionamento efectuado pelos mtodos tradicionais e assim aplica-los

tambm aos muros de suporte, para que posteriormente se possa recorrer a uma anlise

comparativa e assim entender a influncia do EC7 no dimensionamento de muros de suporte.

1.3. Estrutura da dissertao

Esta dissertao composta por 5 captulos e quatro anexos.

No captulo 1 realizada uma introduo na qual se apresenta o enquadramento do tema,

enumeram-se os objectivos e as metodologias, alm disso descrita de uma forma resumida a

forma com a dissertao est organizada.No captulo 2 apresentado a definio, a estrutura, os objectivos e a forma de surgimento do

novo regulamento. So tambm apresentados vrios aspectos relevantes do EC7 ficando

assim com uma melhor noo acerca deste cdigo.

No captulo 3, encontra-se explicado de uma forma terica o EC7 aplicado ao

dimensionamento geotcnico de muros de suporte, de forma a entende-se os passos a dar no

sentido do seu dimensionamento.

No captulo 4, realizam-se anlises comparativas entre os dois mtodos de dimensionamento

referentes aos exemplos prticos que esto desenvolvidos nos anexos. um capitulo bastanteimportante, na medida em fornece informaes relevantes do ponto de vista prtico (valores),


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INTRODUO CAPITULO 1

Paulo J.C. Matos 3

que nos indica as diferenas entre o mtodo tradicional e o EC7, ficando-se assim a conhecer

a influncia deste ltimo.

No captulo 5 apresentam-se as principais concluses do trabalho efectuado.

Por fim encontram-se os anexos que so reservados para o clculo, nos quais esto

desenvolvidos exemplos prticos de dimensionamento de muros de suporte por ambos osmtodos. Trata-se de muros de suporte simples porque a ideia fundamental avaliar a

influncia do EC7.


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EUROCDIGO 7

4

2. EUROCDIGO 7

2.1. Definio e estrutura

O Eurocdigo 7 o primeiro regulamento para o dimensionamento geotcnico utilizado em

Portugal, encontrando-se dividido em duas partes:

A parte 1 alusiva s regras gerais do dimensionamento geotcnico, sendo constituda por 12

seces, 9 anexos (1 normativo e 8 informativos) e um anexo nacional.

A parte 2 relativa caracterizao geotcnica: prospeco e ensaios de campo e

laboratoriais. (Rui Correia, 2010)

2.2. Objectivos

O Eurocdigo 7 teve como principais objectivos eliminar entraves tcnicos e a harmonizao

das especificaes tcnicas, permitindo assim facilitar o entendimento entre todas as entidades

envolvidas (clientes, projectista, empreiteiro e autoridades publicas) e dispor-se de um sistemade dimensionamento coerente, garantindo a qualidade estabelecendo parmetros objectivos.

(Rui Correia, 2010)

2.3. Principais ocorrncias na Histria

O programa dos Eurocdigos estruturais, na qual se insere o Eurocdigo 7, j est a ser

preparado desde 1975, quando a Comisso das Comunidades Europeias, adoptou um

programa de aco na rea da construo.

Em 1989 ocorreu a transferncia da responsabilidade da elaborao dos Eurocdigos, da

comisso Europeia para o Comit Europeu de Normalizao (CEN) com o objectivo de lhesconferir o estatuto de Norma Europeia.

Em 1990 surgiu a criao do comit tcnico CEN/TC 250 do CEN, encarregue e elaborar os

Eurocdigos.

A parte 1 do EC7 foi aprovada em 1993 e publicada como Pr-Norma Europeia em 1994. Dez

anos mais tarde foi publicada como Norma Europeia e em Fevereiro de 2005 foi-lhe dado o

estatuto de Norma Portuguesa. O estatuo de Norma Portuguesa partiu de uma proposta do

laboratrio nacional de engenharia civil ao Instituto portugus de qualidade na criao de uma

Comisso Tcnica Portuguesa de Normalizao (CT 115), em que esta tinha duplo trabalho,na participao dos seus vogais nos trabalhos do Comit CEN/TC 250, e na elaborao das

verses nacionais dos Eurocdigos.

As partes 2 (Ensaios laboratoriais) e 3 (Ensaios de Campo) foram aprovadas em 1997 e

publicadas como Pr-Normas Europeias em 1999. Mais tarde estas juntaram-se em apenas

uma parte, englobando nesta a componente laboratorial e de campo, sendo publicada em 2007

como Norma Europeia.

A parte 1 do EC7 em 2009 teve um processo de errata (EN 1997-1:2004/AC:2009), na qual j

est includa na sua verso mais actual e que se encontra em portugus (NP EN 1997-1:2010).A parte 2 do EC7 tambm sofreu um processo de errata em 2010, em que a verso mais actual

a EN 1997-2:2007/AC:2010. (FuturEng, 2011) e (LNEC. 2010)


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EUROCDIGO 7 CAPITULO 2

Paulo J.C. Matos 5

2.4. Aspectos relevantes do EC7

2.4.1. Impactos geogrficos dos Eurocdigos

Um dos aspectos que merece especial ateno o impacto geogrfico obtido pelo programa

dos Eurocdigos Estruturais, em que 25 pases de Unio Europeia mais 4 da associao para o

comrcio livre aderirem. Este impacto geogrfico bastante positivo, porque permite umafcil interaco entre os vrios pases aderentes, j que a base de dimensionamento a

mesma, apenas muda o anexo nacional que varia consoante as necessidades de cada pas. (Rui

Correia, 2008)

Um exemplo prtico e positivo deste impacto geogrfico, tornando-se ainda mais evidente

neste perodo de crise em que se vive, j que existe cada vez mais necessidade de sair do pas,

a possibilidade de um engenheiro portugus ter a capacidade de trabalhar num destes pases

aderentes ou at elaborar projectos em Portugal e exportando-os (tendo apenas ateno ao

anexo nacional de cada pas), j que conhecedor do regulamento.

Figura 2-1Impacto geogrfico dos Eurocdigos (Andrew Bond, 2012)

2.4.2. Interaco entre o EC7 e os restantes Eurocdigos

A interaco entre o EC7 e os outros Eurocdigos demonstra a forma articulada como este

programa dos Eurocdigos estruturais foi elaborada, facilitando o entendimento/interaco

entre todas as especialidades da engenharia civil.

Observando-se a figura 2.2, possvel verificar a interaco dos cdigos nas verificaes

respeitantes aos estados limites ltimos e de servio de uma estrutura geotcnica. No que diz

respeito s aces, estas so divididas entre o Eurocdigo 1 e o Eurocdigo 7, classificando-se

no EC1 e definindo-se no EC7. J as propriedades do material estrutural encontram-se

integralmente nos EC2 e do EC3, utilizando-se posteriormente nas verificaes respeitantes

do EC7.


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6

Figura 2-2 - Interaco entre os Eurocdigos intervenientes nas verificaes em relao aos

ELU e ELUt (Castorina Vieira, 2007)

2.4.3. Princpios e regras de aplicao

Este cdigo composto por princpios e regras de aplicao, em que das cerca de 600

clusulas, quase 70% so princpios, ento, e de acordo com Matos Fernandes, o EC7 um

bom caderno de encargos para o projecto e de modo algum um manual, estabelecendo

sobretudo exigncias para o projecto, sendo parco em orientaes precisas. (Manuel de Matos

Fernandes, 2011)

Os princpios so indicadospela letra P, so compostos por disposies gerais e definies

que no admitem alternativa, e por requisitos e modelos analticos para os quais no se

admitem alternativas excepto quando expressamente indicado.

As Regras de Aplicao so exemplos de mtodos e procedimentos reconhecidos como

adequados, na qual se pode usar regras alternativas, desde que se demonstre que as regras

alternativas estejam de acordo com os princpios aplicveis. (Jaime Santos, 2011)

2.4.4. Estados limites de utilizao

Uma das contribuies positivas trazidas pelo EC7 a aproximao do dimensionamento

geotcnico ao estrutural, contribudo para isso de forma decisiva a diviso em estados limites

ltimos e de utilizao.

No estado limite de utilizao, poder ser necessrio ou no clculo explcito dos

deslocamentos no muro de suporte.

Em situaes que, exista comprovada experincia comparvel com o terreno, estrutura e

mtodo de construo semelhante, e no seja requerido um valor da deformao (situaes

enumeradas no captulo 9 do EC7) considera-se uma abordagem simplificativa, em que para

manter as deformaes aqum dos limites de aptido poder ser feita a verificao de que mobilizada uma fraco suficientemente baixa da resistncia do terreno. Portanto, nesta


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Paulo J.C. Matos 7

situao o projecto poder ser justificado mediante a verificao de que os deslocamentos

estimados no excedem os valores limites respectivos.

Caso contrrio, deve-se recorrer ao clculo de forma a satisfazer o seguinte critrio:

d d (2.1)

Ed- Valor de clculo dos efeitos das aces

Cd- Valor limite de clculo do critrio relevante de aptido para a utilizao

Nesta verificao os coeficientes parciais normalmente utilizados devero tomar valor 1,0.

Um desses casos as estruturas fundadas em argila, em que o EC7 requer o clculo explcito

dos assentamentos sempre que a relao entre a capacidade resistncia do terreno e o

carregamento aplicado seja inferior a 3. Se for superior pode-se considerar verificado para

este estado limite.

No anexo H do EC7 esto outros valores limites da deformao estrutural e dos movimentosda fundao em funo de cada estrutura. (EC7-1,2010)

2.4.5. Situaes acidentais

O EC7 um regulamento que considera diversas conjunturas, de tal forma que considera

situaes acidentes. Trata-se de situaes excepcionais (exemplo: exploses), que dependendo

da situao de projecto, podero ter de ser verificadas.

Nas situaes de acidente, tal como nas situaes persistentes e transitrias, tem de se

verificar todos os estados limites a serem considerados, mas no que diz respeito aos estados

limites ltimos de rotura estrutural ou de rotura de terreno, segundo o anexo nacional,contrariamente ao que sucede no caso de situaes persistentes ou transitrias, apenas se

considera uma nica combinao de conjuntos de valores.

Os coeficientes parciais utilizados com os respectivos estados limites, esto indicados nos

seguintes quadros: 1

Quadro 2-1 - Coeficientes parciais para os parmetros do terreno em verificaes respeitantes

a estados limites ltimos em situaes acidentais

1Os estados limites e correspondentes critrios de dimensionamentos esto explicados no ponto 3.7.

Parmetro do terreno

Tipo de estado de limite

EQU STR/GEO UPLngulo de atrito interno

em tenses efectivas1,25 1,10 1,25

Coeso em tensesefectivas

1,25 1,10 1,25

Resistncia ao corte nodrenada

1,40 1,15 1,40

Resistncia compresso unixial

1,40 1,15 -

Peso volmico 1,00 1,00 -


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8

(EC7-1,2010)

Quadro 2-2 - Coeficientes parciais para as aces nas verificaes respeitantes a estadoslimites ltimos em situaes acidentais

AcesTipo de estado limite

EQU STR/GEO UPL HYDAces

permanentesdesfavorveis

1,0 1,0 1,0 1,2

Acespermanentes

favorveis1,0 1,0 0,9 0,9

Acesvariveis

desfavorveis1,0 1,0 1,0 1,0

Acesvariveisfavorveis

0,0 0,0 - -

(EC7-1,2010)

Quadro 2-3 - Coeficientes parciais para as capacidades resistentes nas verificaesrespeitantes a estados limites ltimos em situaes acidentais

Capacidaderesistente

Tipo de estadolimite

STR/GEO UPL

Carregamento deterreno defundao

1,0 -

Deslizamento 1,0 -

Passiva de terras 1,0 -

(EC7-1,2010)


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DIMENSIONAMENTO GEOTCNICO COM BASE NO EC7

Paulo J.C. Matos 9

3. DIMENSIONAMENTO GEOTCNICO DE UM MURO DE SUPORTECOM BASE NO EC7

3.1. Categoria geotcnica

importante salientar que o ponto de partida para o dimensionamento geotcnico de um muro

de suporte a atribuio de uma categoria geotcnica. Antes dos estudos de caracterizaogeotcnica dever ser atribuda de uma forma preliminar uma categoria geotcnica estrutura.

Esta categoria dever ser verificada em cada fase do processo de projecto e construo, e

alterada se for necessrio.

A categoria geotcnica escolhida em funo da complexidade do projecto geotcnico e dos

riscos que lhe esto associados, e esta varia entre 1 e 3 como se pode verificar pelo quadro

3.1.

Quadro 3-1 - Atribuio da Categoria Geotcnica

CG - Categoria Geotcnica (EC7-1,2010)

A categoria geotcnica 1 inclui apenas estruturas pequenas e relativamente simples, com riscodesprezvel e conhecido, sendo considerados suficientes estudos de caracterizao

qualitativos e procedimentos simplificados no projecto e na construo.

A categoria geotcnica 2 inclui os tipos correntes de estruturas e de fundaes que noenvolvam nem riscos fora do comum nem condies difceis do terreno ou do carregamento.

So requeridos geralmente dados geotcnicos de natureza quantitativa e dimensionamento por

via quantitativa, podendo ser utilizados procedimentos correntes nos ensaios de campo e de

laboratrio no projecto e na construo.

A Categoria Geotcnica 3 inclui as estruturas ou partes de estruturas no abrangidas pelasoutras 2 categorias (grande dimenso, risco fora de comum, condies geotcnicas invulgares

ou particularmente difceis, reas de elevada sismicidade, entre outras). Nos projectos de

estruturas da categoria geotcnica 3 devero normalmente ser utilizadas disposies e regras

alternativas s do EC7. (Rui Correia, 2010)

3.2. Requisitos mnimos

Em funo da escolha da categoria geotcnica, estabelecido os requisitos mnimos no que

diz respeito quantidade e qualidade dos estudos de caracterizao geotcnica, dos clculos

e dos procedimentos de controlo da construo.

Para cumprir os requisitos de Projecto deve-se definir todas as situaes de projecto, tais

como:

Classe de consequncias(CC)

1 2 3

Complexidadedo projectogeotcnico

Elevado CG2 CG3 CG3Mdio CG2 CG2 CG3Baixo CG1 CG2 CG2


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DIMENSIONAMENTO GEOTCNICO COM BASE NO EC7 CAPITULO 3

10

As condies locais no que diz respeito estabilidade global e aos movimentos doterreno;

A natureza e a dimenso da estrutura;

As condies relativas vizinhana (estruturas prximas, trfego, redes de servio,vegetao, produtos qumicos perigosos);

As condies do terreno;

As condies de gua no terreno;

A sismicidade regional;

A influncia do ambiente. (EC7-1,2010)

E deve-se tambm definir todos os estados limite a serem considerados. Para este efeito, o

EC7 fornece vrias hipteses ao projectista, ficando ao critrio deste escolher qual o tipo de

dimensionamento mais apropriada ou at recorrendo a combinaes destas. Os tipos de

dimensionamento possveis so:

3.3. Dimensionamento por medidas prescritivas

Utiliza-se nas situaes em que no se dispe de modelos de clculo ou em que a sua

utilizao no se justifique.

O dimensionamento por estas medidas envolve:

Pormenores convencionais de projecto geralmente conservativos;

Especial ateno especificao e controlo dos materiais, qualidade de execuo eaos procedimentos de proteco e manuteno. (EC7-1,2010)

3.4. Dimensionamento com base em ensaio de carga e ensaios emmodelos experimentais

Quando so utilizados resultados de ensaios de carga ou ensaios de modelos experimentais de

grandes ou pequenas dimenses, na justificao de um dimensionamento ou para

complementar uma das alternativas de verificao dos ELUs. Devem ser considerados os

seguintes aspectos:

As diferenas entre as condies de terreno e obra;

Os efeitos do tempo (diferencial de durao de carregamento entre a obra e o ensaio);

Os efeitos de escala (nvel de tenses, dimenses das partculas). (EC7-1,2010)

3.5. Mtodo observacional

usado quando a previso do comportamento geotcnico seja difcil, na qual possvel a

adaptao do projecto durante a construo (poder ser combinado como mtodo de clculo

no caso de uma situao geotcnica difcil).

Antes do incio da construo devem ser satisfeitos os seguintes requisitos:

Estabelecer os limites de comportamento admissvel;

Deve ser avaliada a gama de comportamentos possveis e deve ser demonstrado queexiste uma probabilidade aceitvel que o comportamento real se situe aqum dos

limites admissveis;


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Paulo J.C. Matos 11

Elaborar um plano de observao;

Elaborar um plano de actuao a ser adoptado caso a observao revele umcomportamento fora dos limites aceitveis. (EC7-1,2010)

3.6. Dimensionamento geotcnico com base no clculo

Este dimensionamento realizado com base no clculo, tratando-se do tipo dedimensionamento que engloba a maioria dos casos. O dimensionamento com base no clculo

implica a considerao:

De aces;

Propriedades de solos, de rochas e de outros materiais;

Grandezas geomtricas;

Modelos de clculo. (EC7-1,2010)

3.6.1. Aces

Quando se est a tratar de um dimensionamento geotcnico com base no clculo, um dos

aspectos a ter em conta so as aces, a que se d o nome de aces geotcnicas. Trata-se de

uma aco transmitida estrutura por foras (pelo terreno, por um aterro, por gua livre ou

por gua do terreno) ou impostas pelos deslocamentos.

As aces geotcnicas tm de ser avaliadas caso a caso, e devem ser objecto de especial

ateno:

As aces variveis (podem ocorrer de modo conjunto quer separadamente);

A durao das aces;

As aces repetidas e as aces de intensidade varivel; As aces que do origem a uma resposta dinmica da estrutura e do terreno;

As aces em que predominam as foram devidas gua do terreno ou por gua livre.(EC7-1,2010)

a partir dos valores resultantes das aces geotcnicas que se obtm os chamados valores

caractersticos das aces,FK.

3.6.1.1. Valor de clculo das aces

Aps ter obtido os valores caractersticos das aces, estes sero majoradospela aplicao de

coeficientes de majorao, yF em funo do estado limite em causa, de forma a obter osvalores de clculo das aces,Fd.

Segundo o EC7, os valores de clculo das aces so obtidos pela equao:

Fd=yF*FK (3.1)

FK- Representa o valor caracterstico da aco;

yF - o coeficiente parcial de segurana para a aco, que tem em conta possveis desvios

desfavorveis do valor da mesma e a possibilidade de existncia de inexactides na forma

como se modelam as aces e as incertezas relativas determinao do efeito das aces e s

variaes geomtricas. (EC7-1, 2010)


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12

3.6.1.2. Estados limite ltimo e correspondentes coeficientes parciais relativos s aces

Nos prximos quadros esto apresentados os coeficientes parciais para a majorao das

aces, em funo do estado limite ltimo.

Na verificao dos estados limites de rotura de estrutural (STR) ou de rotura do

terreno (GEO) encontra-se os conjuntos A1 e A2 dos coeficientes parciais para asaces (yF) ou para os efeitos das aces (yE),porque no caso destes estados limites, o

seu critrio de dimensionamento assenta sobre aaplicao de abordagens de clculo,

que como se poder verificar numa altura mais adiantada da dissertao, necessita

destes dois conjuntos de valores.

Quadro 3-2 - Coeficientes parciais para a verificao de estado limites de perda de equilbrio

(EQU) e de levantamento global (UPL)

Coeficientes parciais para as aces (YF)Aco Smbolo Valor

PermanenteDesfavorvel yG;dst 1,1

Favorvel yG;stb 0,9Varivel

Desfavorvel yQ;dst 1,5Favorvel yQ;stb 0,0

(EC7-1,2010)

yG;dst - Para as aces permanentes desfavorveis ou desestabilizantes;yG;stb - Para as aces permanentes favorveis ou estabilizantes;

yQ;dst - Para as aces variveis desfavorveis ou desestabilizantes;yQ;stb - Para as aces variveis favorveis ou estabilizantes.

Quadro 3-3 - Coeficientes parciais para a verificao de estado limites de levantamento

hidrulico (HYD)

Coeficientes parciais para as aces (YF)Aco Smbolo Valor

PermanenteDesfavorvel yG;dst 1,35

Favorvel yG;stb 0,90VarivelDesfavorvel yQ;dst 1,50

Favorvel yQ;stb 0,0

(EC7-1,2010)


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Quadro 3-4 - Coeficientes parciais para a verificao de estado limites de rotura de estrutural(STR) ou de rotura do terreno (GEO)

Aco Smbolo

Conjunto

(STR/GEO)

A1 A2

PermanenteDesfavorvel 1,4 1,0

Favorvel 1,0 1,0

VarivelDesfavorvel 1,5 1,3

Favorvel 0,0 0,0

(EC7-1,2010)

3.6.2. Propriedades de solos, de rochas e de outros materiais

No dimensionamento geotcnico fundamental ser conhecedor das propriedades do terreno,como tal, torna-se importante conter uma ptima amplitude e qualidade dos estudos de

caracterizao geotcnica. Nesta procura pelo conhecimento das propriedades do terreno

surge um trabalho em conjunto entre as duas partes do Eurocdigo 7.

Inicialmente a parte 2 do EC7 que fornece a informao necessria, estabelecendo os

requisitos para a realizao e para a avaliao dos resultados de ensaios de laboratrio e

campo, atravs de:

O planeamento dos estudos de caracterizao geotcnica (prospeco e ensaios) para

apoio ao projecto; Estabelecendo os requisitos gerais para os ensaios mais comuns de campo e de

laboratrio;

A interpretao dos resultados dos ensaios, tendo em vista a determinao de valoresdeduzidos dos parmetros geotcnicos, que deve ser complementada por experincia.

Na determinao dos valores deduzidos, nos casos em que tal seja necessrio, devem seraplicados coeficientes de calibrao para converter os resultados de ensaios de laboratrio e

de campo. (EC7-1,2010)

Aps chegar a um valor representativo do terreno auxiliado pela parte 2 do EC7, recorre-se

parte 1 para se chegar aos valores caractersticos e valores de clculo dos parmetros

geotcnicos.

3.6.2.1. Valores caractersticos

Para se obter os valores caractersticos, partindo dos valores representativos do terreno, deve-

se recorrer a estimativas cautelosas:

Se utilizarem mtodos estatsticos, o valor caracterstico dever ser deduzido para quea probabilidade calculada de que o valor que condiciona a ocorrncia do estado limite

em considerao seja mais desfavorvel no exceda 5 %;

No projecto geotcnico o valor que condiciona muitas vezes uma mdia espacialdos valores pontuais do parmetro em causa. O valor caracterstico do parmetro


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depende da extenso da zona de terreno que condiciona o comportamento da obra.

(EC7-1,2010)

3.6.2.2. Valores de clculo dos parmetros geotcnicos

Aps ter obtido os valores caractersticos dos parmetros geotcnicos, estes sero minorados

pela aplicao de coeficientes de minorao, em funo do estado limite em causa, deforma a obter os valores de clculo dos parmetros geotcnicosXd. Segundo o EC7, a equao para obter os valores de clculo dos parmetros

geotcnicos :

Xd=XK/ (3.2)

XK - valores caractersticos das propriedades do terreno

- Coeficiente de segurana relativo s propriedades dos materiais (EC7-1,2010)

A outra alternativa presente no cdigo para obter os valores de clculo dos parmetrosgeotcnicos, estes serem avaliados directamente, ou seja, a partir dos valores

resultantes dos ensaios estabelece de imediato os valores de clculo dos parmetros

geotcnicos.

Na figura 3.1 encontra-se esquematizada toda a informao tratada no ponto 3.3.2. da

dissertao. Que consiste no tratamento dos dados geotcnicos, desde os resultados dos

ensaios at aos valores de clculo.

Figura 3-1 - Propriedades do terreno (Rui Correia, 2010)

3.6.2.3. Estados limite ltimo e correspondentes coeficientes parciais relativos scaractersticas resistentes

De seguida sero apresentados os quadros com os coeficientes parciais relativos s

caractersticas resistentes com maior possibilidade de serem usados em muros de suporte.

Os coeficientes de segurana relativos s propriedades dos materiais, pretendem ter emateno a possibilidade de desvios desfavorveis em relao ao valor caracterstico, e a


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possibilidade de existncia de inexactides nos factores de converso e as incertezas

quanto ao modelo de resistncia e os dados geomtricos.

Em caso de risco fora do comum ou de terreno ou condies de carregamentoexcepcionais difceis ou no usuais, devero ser utilizados valores mais severos do que

vem recomendado nos seguintes quadros, j em estruturas provisrias ou em situaes

de projecto transitrias podero ser utilizados valores menos severos desde que assequncias provveis o justifiquem.

Quadro 3-5 - Coeficientes parciais para a verificao de estados limites de perda de equilbrio

(EQU) e de levantamento global (UPL) (caractersticas resistentes)

(EC7-1,2010)Quadro 3-6 - Coeficientes parciais para a verificao de estado limites de rotura de estrutural

(STR) ou de rotura do terreno (GEO) (caractersticas resistentes)

Parmetro do solo Smbolo

Conjunto(STR/GEO)

M1

M2

ngulo de atrito interno em tensesefectivas

y 1,00 1,25

Coeso em tenses efectivas yc 1,00 1,25Resistncia ao corte no drenada ycu 1,00 1,40Resistncia compresso unixial yqu 1,00 1,40

Peso volmico yy 1,00 1,00

(EC7-1,2010)

No existem coeficientes parciais para a verificao de estados limites de

levantamento hidrulico (HYD) relativo s caractersticas resistentes.Quadro 3-7 - Coeficientes parciais para as capacidades resistentes aplicveis em muros de

suporte (yR)

Capacidade resistente SmboloConjunto

R1 R2 R3Capacidade resistente ao carregamento

do terreno de fundaoyR;v 1,0 1,4 1,0

Capacidade resistente ao deslizamento yR;h 1,0 1,4 1,0

Capacidade resistente passiva de terras yR;e 1,0 1,4 1,0

Parmetro do solo Smbolo Valor

ngulo de atrito interno em tenses efectivas y 1,25

Coeso em tenses efectivas yc 1,25

Resistncia ao corte no drenada ycu

1,40

Resistncia compresso uniaxial yqu 1,40

Peso volmico yy 1,00


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(EC7-1,2010)

Quadro 3-8 - Coeficientes parciais para as capacidades resistentes (yR) para fundaessuperficiais.


R1 R2 R3Carregamento do terreno yR;v 1,0 1,4 1,0

Deslizamento yR;h 1,0 1,1 1,0

(EC7-1,2010)

Quadro 3-9 - Coeficientes parciais para a capacidade resistente (yR) para taludes eestabilidade global


R1 R2 R3Capacidade resistente do terreno yR;e 1,0 1,1 1,0

(EC7-1,2010)

3.6.3. Grandezas geomtricas

Outro aspecto importante no dimensionamento efectuado com base no clculo, as grandezas

geomtricas, que indicam as dimenses e os nveis, tais como:

O nvel e a inclinao da superfcie de terreno e da gua;

Os nveis das superfcies de contacto entre estratos;

Os nveis de escavao;

As dimenses da estrutura geotcnica. (EC7-1,2010)

Uma vez que usado o clculo no dimensionamento, importante que os valores estejam

prximos do que acontece na obra, para que o dimensionamento consiga a preciso

necessria, como tal, nos casos em que os desvios nas grandezas geomtricas tenham um

efeito significativo na fiabilidade da estrutura, devem ser calculados os valores de clculo das

grandezas geomtricas (ad).

3.6.3.1. Valores de clculo das grandezas geomtricas

Os valores de clculo das grandezas geomtricas (ad) devem ser avaliados directamente,ou

ser obtidos a partir de valores nominais recorrendo seguinte expresso:

ad = anom a (3.3)O valor de a (varincia do valor nominal) depende do tipo de estrutura e da grandeza em

causa. No caso dos muros de suporte como dependem pouco destas grandezas (devido ao seu

porte), este clculo desnecessrio. (EC7-1,2010)

3.6.4. Modelos de clculo

O dimensionamento com base no clculo fornece trs tipos de modelos, em que seja qual for o

escolhido deve descrever o comportamento presumvel do terreno para o estado limite em

considerao, caso no seja possvel recorre-se a outro estado limite aplicando coeficientesque assegurem que a ultrapassagem do estado limite em causa improvvel, ou como

alternativa recorre-se a um dos outros mtodos de dimensionamento. O resultado ob

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