análise do comportamento de paredes tipo berlim definitivo · neste trabalho analisa-se o...
TRANSCRIPT
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
João Nuno de Sousa Rodrigues dos Santos
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Civil
Júri
Presidente: Doutor Jorge Manuel Caliço Lopes de Brito
Orientadores: Doutor João Paulo Janeiro Gomes Ferreira
Doutor Rui Pedro Carrilho Gomes
Vogal: Prof. Alexandre Luz Pinto
Outubro 2011
II
III
Resumo
Neste trabalho analisa-se o comportamento de uma parede tipo Berlim definitivo.
De entre as soluções de contenção periférica correntes, a tecnologia usualmente designada de
Berlim definitivo é uma das que mais tira partido do faseamento construtivo para minimizar
deslocamentos na parede e no terreno adjacente, bem como assegurar a segurança.
É sabido que nem sempre o faseamento construtivo definido no projecto de escavação e
contenção periférica é rigorosamente respeitado na fase de construção por diversas motivos,
entre os quais: (i) as condições do terreno serem diferentes das previstas pelo projecto e (ii) a
necessidade de acelerar o ritmo de construção.
Neste trabalho começa-se por descrever detalhadamente as fases do processo construtivo
aplicado numa obra de escavação contida por uma parede tipo Berlim definitivo em Lisboa e
confronta-se com as disposições de projecto, identificando-se situações de desvios ao projecto.
Posteriormente, procuram-se estabelecer relações entre o faseamento construtivo executado
em obra e os deslocamentos medidos na parede. São estimadas forças resultantes das
pressões das terras e forças resistentes oferecidas pelas banquetas em diferentes fases da
escavação, verificando-se que os deslocamentos horizontais da parede crescem, em
profundidade, com o aumento da proporção entre ambas. Para além disso, observa-se uma
correlação entre o aumento do vão livre entre banquetas e o aumento dos deslocamentos
horizontais das paredes. Posteriormente, através da simulação numérica, recorrendo ao
método dos elementos finitos, demonstra-se a efectiva correlação entre algumas das
alterações relativamente ao projecto identificadas e os deslocamentos registados. Verifica-se,
entre outras conclusões, que a largura das banquetas conservada durante a escavação
influencia a evolução dos deslocamentos horizontais da parede.
Neste trabalho, mostra-se um caso em que a alteração do processo construtivo foi justificada
pela aplicação do método observacional preconizado pelo Eurocódigo 7.
Palavras-chave: Parede de Berlim, Faseamento construtivo, Projecto, Instrumentação,
Deslocamentos, Banquetas, Ancoragens, Método observacional.
IV
Abstract
This work focuses on the behavior of a Berlin-type retaining wall.
Berlin-type walls take advantage of the phasing construction in order to minimize walls and back
ground displacements and to ensure safety as well.
In some cases, the construction phasing defined by project is not strictly followed. These
situations may be due to: (i) the ground conditions being different from those expected and (ii)
the need to accelerate construction pace.
In this work, the construction process applied on an excavation site sustained by a Berlin-type
wall in Lisbon is described and compared with project guidelines.
Then, correlations are established between the construction phasing observed and the wall
displacements. It is verified that the wall horizontal displacements grow, in depth, with the
increase of the ratio between the soil pressure strength and the resistance offered by the
benches. A correlation between the growth of the free span in between benches and the
increasing of horizontal wall displacements measured on the wall topographic aims was also
observed. The situations where the project was not followed during the execution of the
retaining wall are also described. Through numerical simulation, using the finite element
method, the relationship between project changes and the measured displacements is shown.
In this study, a case in which the modification of the constructive process was justified by the
application of the observational method, recommended by the Eurocode 7, is also presented.
Key-words: Berlin-type wall, Construction phasing, Project, Monitoring, Displacements,
Benches, Anchors, Observational method
V
Agradecimentos
Este trabalho surge como o marco que estabelece o final de um capítulo da minha vida. Como
tal, cabe-me agradecer a todos aqueles que contribuíram, de alguma forma, para que esta
etapa chegasse.
Primeiramente, devo agradecer aos meus Pais pela sua dedicação, esforço e empenho que me
possibilitaram ingressar na faculdade e concluir o mestrado. Endereço também uma palavra
terna à minha Irmã pelo apoio e amizade sempre demonstrados.
Segue-se um agradecimento especial aos meus orientadores, o Prof. Rui Carrilho Gomes e o
Prof. João Gomes Ferreira pela confiança depositada em mim e sua dedicação, entrega e
participação activa neste trabalho sob a forma de sugestões e críticas.
Devo agradecer ao Prof. Alexandre Pinto pelos contactos que fez e que resultaram na
possibilidade de eu acompanhar a obra da Quinta do Mineiro.
Cabe-me também, agradecer à Engiarte e à Tecnasol pelo facto de terem permitido a minha
presença na obra. Paralelamente, endereço um agradecimento ao promotor do
empreendimento: Fundo de Investimento Imobiliário Fechado Gef3.
Gostaria de endereçar um agradecimento ao Eng.º Luís Mondim da Tecnasol pela sua
receptividade e prontidão no esclarecimento de qualquer dúvida. Do mesmo modo, envio um
cumprimento ao Eng.º Jorge Petronilho da Engiarte, agradecendo a ajuda prestada quer com
questões relativas à obra como ainda ao permanente envio dos dados provenientes da
instrumentação da obra. Não posso deixar de agradecer ao Sr. Nuno, encarregado da
Tecnasol pelo apoio prestado no terreno e pela sua disponibilidade e contagiante boa
disposição.
Começando pelo princípio, não posso deixar de enviar uma palavra de carinho à Prof. Fátima
por me ter incutido o gosto pela escola e pelo conhecimento.
Gostaria de enviar um cumprimento especial de agradecimento aos meus amigos Luís Ferreira,
Diogo Daniel, Carolina Martins e José Tuna pela valiosa colaboração neste trabalho.
Gostaria de deixar uma palavra especial de agradecimento à Andreia, pelo carinho,
compreensão e energia positiva com que me contagiou e serviu de motivação para a
concretização deste trabalho.
Não posso deixar de enviar um abraço aos meus amigos Paulo Ferreira, João Arromba,
Mariana Matos, João Monteiro, Vicente Guerreiro, Raluca Moldovan, Francisco Silva Pinto,
João Morgado, Luiz Felipe Rocha, Filipa Pereira, Nuno Esteves, e Catarina Palma que sempre
me apoiaram e incentivaram ao longo do curso e especialmente nesta última etapa.
VI
Envio um cumprimento especial a toda a turma do Algarve pelo que significam para mim e que
se lembrem que apesar da ausência a amizade perdura.
Endereço um agradecimento especial a todos os amigos que fiz em Graz por terem contribuído
para o facto de me ter tornado numa pessoa mais tolerante e solidária.
Não termino sem antes relembrar o meu amigo Virgílio. A memória perdura. Um abraço
saudoso.
VII
Simbologia
g - peso volúmico do solo
Eref - módulo de elasticidade do solo
ν - coeficiente de Poisson
cref - coesão do solo
- ângulo de atrito do solo
Ka - coeficiente de impulso activo
≦ - ângulo de dilatância do solo
w - peso da parede de contenção
d - espessura da parede de contenção
gb - peso volúmico do betão armado
Ip - momento de inércia da secção de parede
Ep - módulo de elasticidade da secção de parede
Ap - área da secção de parede
Esel - módulo de elasticidade da selagem
Asel - área da secção da selagem
Eanc - módulo de elasticidade da ancoragem
Aanc - área da secção da ancoragem
VIII
IX
Índice
Resumo ........................................................................................................................................ III
Abstract ........................................................................................................................................ IV
Agradecimentos............................................................................................................................. V
Simbologia ................................................................................................................................... VII
Índice de figuras ...................................................................................................................... XII
Índice de quadros ................................................................................................................. XVII
1. Introdução .............................................................................................................................. 1
1.1. Generalidades ............................................................................................................... 1
1.2. Objectivos e metodologia .............................................................................................. 1
1.3. Estrutura da dissertação ............................................................................................... 2
2. As paredes de contenção tipo Berlim definitivo .................................................................... 5
2.1. Perspectiva histórica ..................................................................................................... 5
2.2. Contextualização das paredes tipo Berlim definitivo em Portugal ................................ 7
2.3. Campo de aplicação .................................................................................................... 10
2.4. Descrição do processo construtivo ............................................................................. 11
2.4.1. Trabalhos preparatórios ...................................................................................... 11
2.4.2. Introdução dos perfis metálicos ........................................................................... 11
2.4.3. Execução da viga de coroamento ....................................................................... 13
2.4.4. Painéis Primários ................................................................................................. 13
2.4.5. Execução dos painéis terciários e respectivos escoramentos ............................ 25
2.4.6. Execução dos painéis dos restantes níveis ........................................................ 25
2.4.7. Execução da sapata de fundação ....................................................................... 26
2.4.8. Execução da superestrutura ............................................................................... 27
2.4.9. Controlo pós-execução........................................................................................ 28
2.5. Anomalias .................................................................................................................... 30
3. Caso de estudo: Escavação Lote 1 da “Quinta do Mineiro” ............................................... 33
3.1. Descrição geral ............................................................................................................ 33
3.2. Solução proposta......................................................................................................... 37
3.2.1. Indicações de projecto......................................................................................... 38
3.2.2. Faseamento construtivo ...................................................................................... 39
3.2.3. Materiais .............................................................................................................. 41
3.2.4. Ancoragens: execução e dimensionamento ....................................................... 42
3.2.5. Acções ................................................................................................................. 44
3.2.6. Plano de instrumentação e observação .............................................................. 44
3.2.7. Modelos de cálculo .............................................................................................. 49
3.2.8. Considerações finais de projecto ........................................................................ 50
X
4. Descrição e Análise da Execução em Obra ........................................................................ 53
4.1. Introdução .................................................................................................................... 53
4.2. Tecnologia construtiva tipo .......................................................................................... 54
4.3. Alçado FG .................................................................................................................... 65
4.3.1. Perfil geológico .................................................................................................... 65
4.3.2. Execução ............................................................................................................. 66
4.3.3. Acção da chuva ................................................................................................... 82
4.3.4. Geologia observada ............................................................................................ 83
4.3.5. Exemplos de desvios ao projecto ........................................................................ 84
4.3.6. Análise de banquetas .......................................................................................... 87
4.3.7. Análise de deslocamentos .................................................................................. 89
4.4. Alçado BC .................................................................................................................. 108
4.4.1. Perfil geológico .................................................................................................. 108
4.4.2. Execução ........................................................................................................... 109
4.4.3. Exemplos de desvios ao projecto ...................................................................... 117
4.4.4. Análise de banquetas ........................................................................................ 120
4.4.5. Análise de deslocamentos ................................................................................ 122
4.5. Qualidade do betão ................................................................................................... 132
4.6. Considerações finais ................................................................................................. 133
4.6.1. Distinção obra vs projecto ................................................................................. 133
4.6.2. Conclusões ........................................................................................................ 135
5. Análise de Sensibilidade ................................................................................................... 139
5.1. Introdução .................................................................................................................. 139
5.1.1. Os diagramas de Terzaghi e Peck .................................................................... 140
5.1.2. A importância da qualidade da construção ....................................................... 141
5.2. Estudo de situações desviantes – via analítica ......................................................... 141
5.2.1. Influência do equilíbrio “frente de escavação – banqueta” nos deslocamentos
horizontais da estrutura em diferentes fases da escavação ............................................. 141
5.2.2. Influência do vão livre entre banquetas nos deslocamentos horizontais da
estrutura em diferentes fases da escavação .................................................................... 149
5.3. Estudo de situações desviantes – análise elementos finitos 2D .............................. 153
5.3.1. Influência dos desvios na posição das ancoragens nos deslocamentos da
estrutura 156
5.3.2. Influência da sobreespessura da parede de contenção nos deslocamentos
verticais da estrutura ......................................................................................................... 161
5.4. Estudo de situações desviantes – análise elementos finitos 3D .............................. 163
5.4.1. Influência da largura das banquetas nos deslocamentos horizontais da estrutura
166
5.4.2. Influência do tensionamento posterior de ancoragens dos painéis primários nos
deslocamentos horizontais da estrutura ........................................................................... 169
XI
6. Conclusões e Desenvolvimentos Futuros ......................................................................... 173
Referências bibliográficas ......................................................................................................... 178
ANEXOS ...................................................................................................................................... A1
Índice de Anexos ......................................................................................................................... A2
XII
Índice de figuras
Figura 2.1 - Construção da primeira parede tipo Berlim provisória, no ano 1900 ....................... 6
Figura 2.2 - Comparação entre a rigidez à flexão da secção de betão armado e a dos perfis
metálicos verticais numa estrutura de contenção tipo Berlim definitiva........................................ 6
Figura 2.3 - Estrutura de contenção tipo Berlim provisória ancorada utilizada na estação do
Metropolitano do Saldanha (Teixeira Duarte SA), no início da década de 70 .............................. 8
Figura 2.4 - Evolução dos projectos de escavação apresentados na Câmara Municipal de
Lisboa para apreciação, entre 1983 e 1999 .................................................................................. 8
Figura 2.5 – Escavação do parque de estacionamento subterrâneo do Largo Luís de Camões
(2000) ........................................................................................................................................... 9
Figura 2.6 - Berlim definitiva com recurso a perfis metálicos pelo exterior. ............................... 12
Figura 2.7 - Cama da de areia na base da viga de coroamento ................................................. 13
Figura 2.8 - Perspectiva da armadura da viga de coroamento. .................................................. 13
Figura 2.9 - Pormenor da cofragem da viga de coroamento. ..................................................... 14
Figura 2.10 - Banquetas entre painéis primários ........................................................................ 15
Figura 2.11 - Martelo pneumático ............................................................................................... 15
Figura 2.12 - Tubo PVC inserido no painel com destaque para a maior densidade de armadura
junto ao tubo. ............................................................................................................................... 16
Figura 2.13 - Cruzetas de reforço ao punçoamento e à flexão. .................................................. 16
Figura 2.14 - Pormenor armadura de espera .............................................................................. 16
Figura 2.15 - Esquema de um painel na fase de colocação da armadura. ................................ 17
Figura 2.16 - Pormenor de escoramentos apoiados no terreno a sustentar cofragem de painel.
..................................................................................................................................................... 17
Figura 2.17 - Pormenor de maciços de betão a suster os escoramentos da cofragem. ............ 17
Figura 2.18 – Furação com trado contínuo ................................................................................. 19
Figura 2.19 – Troços de trado contínuo ...................................................................................... 19
Figura 2.20 – Bit de corte e trem de varas .................................................................................. 20
Figura 2.21 – Pormenor martelo de fundo-de-furo ...................................................................... 20
Figura 2.22 - cabos de prés-esforço sob a forma de rolos ........................................................ 21
Figura 2.23 - Ponteira cónica ...................................................................................................... 21
Figura 2.24 - tubos de PVC de selagem primária e secundária ................................................. 21
Figura 2.25 - Tubos TM ............................................................................................................... 22
Figura 2.26 - Pormenor da manchete ......................................................................................... 22
Figura 2.27 - Central misturadora ............................................................................................... 22
Figura 2.28 – Esquema representativo do funcionamento de uma ancoragem ......................... 23
Figura 2.29 – Pormenor macaco hidráulico na ancoragem ........................................................ 24
Figura 2.30 - Manómetro ............................................................................................................. 24
Figura 2.31 – Pormenor cabeça de ancoragem onde se podem observar as cunhas. .............. 24
Figura 2.32 - Escavação de painel de canto ............................................................................... 25
Figura 2.33 - Escoramentos de canto ......................................................................................... 25
Figura 2.34 – Paineis de canto em canto convexo ..................................................................... 26
Figura 2.35 - Armadura da sapata .............................................................................................. 26
Figura 2.36 - Início da execução da super-estrutura .................................................................. 27
Figura 2.37 – Ancoragem depois de desactivada e da remoção da cabeça. ............................. 28
Figura 2.38 – Vista de alçado com célula de carga numa das ancoragens ............................... 29
Figura 2.39 - Faseamento construtivo das paredes do tipo Berlim definitivo – parte 1 ............. 29
Figura 2.40 - Faseamento construtivo das paredes tipo Berlim definitivo – parte 2 .................. 30
Figura 2.41 –Estrutura de contenção tipo Berlim definitiva após rotura ..................................... 31
Figura 2.42 - Assentamento do terreno no tardoz ...................................................................... 32
Figura 2.43 - Assentamento do terreno no tardoz ...................................................................... 32
Figura 3.1 - Localização da obra ................................................................................................. 33
XIII
Figura 3.2 - Planta da implantação da obra. ............................................................................... 34
Figura 3.4 - Visão sobre o alçado DE ......................................................................................... 38
Figura 3.3 - Escavação em talude ao centro .............................................................................. 38
Figura 3.5 - Planta com as referências exteriores à obra utilizadas para as leituras topográficas
..................................................................................................................................................... 46
Figura 3.6 - Planta da localização dos alvos topográficos. ......................................................... 46
Figura 4.1 - Planta da obra .......................................................................................................... 53
Figura 4.2 - Execução do furo de um perfil metálico no alçado CD. ........................................... 54
Figura 4.3 - Perfis metálicos em estaleiro. .................................................................................. 54
Figura 4.4 - Pormenor do perfil embutido na armadura da viga de coroamento ........................ 55
Figura 4.5 - Pormenor da ligação entre o perfil – cachorro - viga de coroamento ..................... 55
Figura 4.6 - Central de injecção .................................................................................................. 55
Figura 4.7 - Pormenor da armadura da viga de coroamento ...................................................... 56
Figura 4.8 - Armaduras de espera da viga de coroamento ........................................................ 56
Figura 4.9 - Pormenor de armaduras de espera inferiores, superiores e perfil metálico colocado
pelo exterior. ................................................................................................................................ 56
Figura 4.10 - Ripper .................................................................................................................... 57
Figura 4.11 - Martelo penumático ............................................................................................... 57
Figura 4.12 - Colocação de painel extradorso exterior de armadura.......................................... 58
Figura 4.13 - Montagem de armadura no painel ......................................................................... 58
Figura 4.14 - Pormenor de colocação de negativo na armadura ................................................ 58
Figura 4.15 - Pormenor da base de um painel antes da betonagem. ........................................ 58
Figura 4.16 - Chapa amarrada ao painel .................................................................................... 59
Figura 4.17 - Aplicação de óleo descofrante ............................................................................... 59
Figura 4.18 - Operário prestes a soldar o perfil às chapas ......................................................... 59
Figura 4.19 - Sustentação da cofragem com prumos metálicos ................................................. 60
Figura 4.20 - Pormenor cofragem lateral .................................................................................... 60
Figura 4.21 - Pormenor de espaçador ........................................................................................ 60
Figura 4.22 - Janela de betonagem ou bico de pato................................................................... 61
Figura 4.23 - Betonagem de painel com tremonha ..................................................................... 61
Figura 4.24 - Betonagem de painel com recurso ao camião-betoneira ...................................... 61
Figura 4.26 - Alinhamento da perfuradora com o furo com o auxílio de um nível ...................... 62
Figura 4.25 - Pormenor de negativo para ancoragem ................................................................ 62
Figura 4.27 - Pormenor de martelo de fundo de furo e varas de furação ................................... 62
Figura 4.28 - Pormenor da furação com presença de pó. .......................................................... 63
Figura 4.29 - Introdução de cabos de pré-esforço no furo .......................................................... 63
Figura 4.30 - Cabos de pré-esforço ............................................................................................ 63
Figura 4.32 - Manómetro e macaco hidráulico ............................................................................ 64
Figura 4.31 - Pormenor do aparecimento de calda à boca do furo ............................................ 64
Figura 4.33 - Colocação do macaco nos cabos de pré-esforço ................................................. 64
Figura 4.34 - Pormenor de uma cunha ....................................................................................... 64
Figura 4.35 - Pormenor da cabeça de ancoragem ..................................................................... 64
Figura 4.37 - Perfil geológico do alçado FG. ............................................................................... 66
Figura 4.36 - Pormenor da ligação entre uma laje e a parede de contenção ............................. 65
Figura 4.38 - Desenho ilustrativo da fase inicial de execução do 1º nível do alçado FG ........... 67
Figura 4.39 - 1ª fase de execução do 1º nível do Alçado FG (2 de Setembro) .......................... 67
Figura 4.40 - Alçado FG, 1º nível ................................................................................................ 68
Figura 4.41 - Alçado FG – 1º nível (9 de Setembro) ................................................................... 68
Figura 4.42 - Vista sobre parte do alçado FG (15 Setembro) ..................................................... 69
Figura 4.43 - Parte do alçado FG (22 de Setembro)................................................................... 69
Figura 4.44 - Pormenor de parte do 2º nível do alçado FG ........................................................ 70
Figura 4.45 - Parte do execução 2º nível do alçado FG (22 de Setembro). ............................... 71
Figura 4.46 - Pormenor da escavação do painel 2C2 no alçado FG (24 de Setembro) ............. 71
XIV
Figura 4.50 - Pormenor do painel 2E2 em fase de betonagem (4 de Outubro) ......................... 72
Figura 4.47 - Vista sobre o alçado FG (22 de Setembro) ........................................................... 72
Figura 4.48 - Alçado FG – 2º nível .............................................................................................. 72
Figura 4.49 - Pormenor da escavação do painel 2C2 no alçado FG (24 de Setembro) ............. 72
Figura 4.51 - Pormenor da escavação do painel 1B3, do alçado FG, a 11 de Outubro. ............ 74
Figura 4.52 - Fase inicial da escavação do 3º nível do alçado FG. ............................................ 74
Figura 4.53 - Pormenor da execução do 3º nível do alçado FG (16 de Outubro) ...................... 75
Figura 4.55 - 3º nível do alçado FG ............................................................................................ 75
Figura 4.54 - Pormenor da betonagem do painel 3A3 e escavação do painel 3B3 (18 de
Outubro) ...................................................................................................................................... 75
Figura 4.56 - Conclusão do 3º nível do alçado FG – furação das ancoragens (5 de Novembro).
..................................................................................................................................................... 76
Figura 4.57 – Alçado FG, 3º nível – localização de ancoragens ................................................ 76
Figura 4.59 - Pormenor da ancoragem 194 (8 de Novembro) .................................................... 77
Figura 4.58 – Pormenor da execução do painel 1B4 – 4º nível – alçado FG (8 de Novembro). 77
Figura 4.60 - Fase inicial da execução do 4º nível do alçado FG. .............................................. 79
Figura 4.62 - Alçado FG – 4º nível .............................................................................................. 79
Figura 4.61 - Colocação de armadura no painel 2B4 (15 de Novembro) ................................... 79
Figura 4.63 - Pormenor escavação do painel 3A4, 4º nível, alçado FG (18 de Novembro) ....... 80
Figura 4.64 – 4º nível do alçado FG – posicionamento das ancoragens. .................................. 80
Figura 4.65 - 5º nível – alçado FG .............................................................................................. 81
Figura 4.66 - Vista geral FG. Destaque para o início da escavação da sapata de fundação (25
de Novembro) .............................................................................................................................. 82
Figura 4.67 - Saída de água nas ancoragens 169 e 185 ............................................................ 83
Figura 4.68 – Aspecto geral alçado FG a 18 de Novembro com ênfase para a saída de água
nas ancoragens assinaladas. ...................................................................................................... 83
Figura 4.69 – Informação relativa à geologia observada em obra no alçado FG. ...................... 84
Figura 4.70 – Esquema da banqueta .......................................................................................... 88
Figura 4.71 - Localização dos alvos A48 e A49 no alçado FG. .................................................. 90
Figura 4.72 - Planta da obra evidenciando o sistema de eixos utilizado na análise do alçado FG
..................................................................................................................................................... 90
Figura 4.73 – Gráfico representativo da evolução de deslocamentos no eixo yy´do alvo A48 .. 91
Figura 4.74 - Diagrama de execução detalhada, por data, dos paineis no alinhamento vertical
do alvo A48 .................................................................................................................................. 91
Figura 4.75 - Alçado FG – ancoragens do 4º nível ..................................................................... 92
Figura 4.76 - Gráfico representativo dos deslocamentos do alvo A48 – Limites de alerta
parciais. ....................................................................................................................................... 95
Figura 4.77 - Evolução dos deslocamentos do alvo A48 / deslocamentos limite vs profundidade
..................................................................................................................................................... 96
Figura 4.78 - Gráfico representativo da evolução de deslocamentos no eixo yy´do alvo A49 ... 97
Figura 4.79 - Diagrama de execução detalhada, por data, dos paineis no alinhamento vertical
do alvo A49 .................................................................................................................................. 97
Figura 4.80 - Gráfico representativo dos deslocamentos do alvo A49 – Limites de alerta
parciais. ..................................................................................................................................... 100
Figura 4.81 - Evolução dos deslocamentos do alvo A49 / deslocamentos limite vs profundidade
................................................................................................................................................... 101
Figura 4.82 - Sobreposição dos gráficos dos deslocamentos dos alvos A48 e A49. ............... 102
Figura 4.83 - Perspectiva de parte do alçado FG a 21 de Janeiro. .......................................... 103
Figura 4.84 - Evolução dos deslocamentos dos alvos A48 e A49 ............................................ 104
Figura 4.87 – Referencial utilizado. ........................................................................................... 106
Figura 4.85 – Localização dos alvos topográficos destinados à monitorização do Lote 3 ....... 106
Figura 4.86 – Gráfico comparativo dos deslocamentos medidos nos alvos instalados no Lote 3.
................................................................................................................................................... 106
XV
Figura 4.88 - Análise comparativa entre os deslocamentos medidos nos alvos A48 e no alvo
A44. ........................................................................................................................................... 107
Figura 4.89 - Análise comparativa entre os deslocamentos medidos no alvo A49 e no alvo A45.
................................................................................................................................................... 108
Figura 4.90 - Perfil geológico do alçado BC. ............................................................................. 109
Figura 4.91 - Alçado BC – constituição da fase inicial da execução do 1º nível. ..................... 110
Figura 4.92 – Execução do 1º nível do alçado BC (11 de Janeiro). ......................................... 110
Figura 4.93 - Pormenor da execução de um painel do 1º nível do alçado BC. ........................ 111
Figura 4.94 - Alçado BC – Introdução de armadura no painel 1A2 (28 Janeiro). ..................... 112
Figura 4.95 - Constituição da fase inicial da execução do 2º nível ........................................... 112
Figura 4.96 - Execução do painel 2B2. Pormenor do perfil metálico descolado. (10 Fevereiro)
................................................................................................................................................... 112
Figura 4.97 - Escavação do painel 1A3 do 3º nível do alçado BC (21 de Fevereiro)- ............. 113
Figura 4.98 - Execução dos painéis secundários do 3º nível do alçado AB (2 de Março) ....... 114
Figura 4.99 - Fase inicial da execução do 3º nível – alçado FG. .............................................. 114
Figura 4.100 - Fase final da execução do 3º nível do alçado BC ............................................. 115
Figura 4.101 - Fase final da execução do 4º nível do alçado BC (25 de Março) ..................... 116
Figura 4.102 - Fase final da execução do 4º nível do alçado BC. ............................................ 116
Figura 4.103 - Alçado BC – posicionamento dos alvos instalados. .......................................... 123
Figura 4.104 - Referencial considerado na análise dos deslocamentos do alçado BC............ 123
Figura 4.105 - Gráfico representativo dos deslocamentos no alvo A18 ................................... 124
Figura 4.106 - Gráfico representativo dos deslocamentos do alvo A18 – Limites de alerta
parciais. ..................................................................................................................................... 127
Figura 4.107 - Evolução dos deslocamentos do alvo A18 / deslocamentos limite vs
profundidade.............................................................................................................................. 128
Figura 4.108 - Evolução dos deslocamentos verticais medidos no alvo A18 ao longo da
escavação ................................................................................................................................. 129
Figura 4.109 – Alçado BC – alvos colocados no Ed. Duarte Pacheco. .................................... 130
Figura 4.110 – Gráfico representativo nos deslocamentos horizontais medidos nos alvos A13,
A15 e A18. ................................................................................................................................. 131
Figura 5.1 – Diagramas envolventes de Terzaghi e Peck ........................................................ 141
Figura 5.2 - Perfil geológico do alçado BC. ............................................................................... 142
Figura 5.3 - Diagramas de pressões actuantes sobre a cortina ............................................... 143
Figura 5.4 - Fase inicial de execução do 1º nível do alçado BC (entre os dias 9 e 13 de
Janeiro). ..................................................................................................................................... 145
Figura 5.5 - Fase inicial de escavação do 2º nível alvo de estudo (28 de Janeiro a 6 de
Fevereiro) .................................................................................................................................. 145
Figura 5.6 – Fase de escavação do 3º nível (entre 26 de Fevereiro a 3/4 de Março) .............. 146
Figura 5.7 - Fase de escavação do 4º nível (entre 23 a 26 de Março) ..................................... 146
Figura 5.8 - Gráfico que relaciona os incrementos de deslocamentos (alvo A18) entre as fases
analisadas com as relações req determinadas .......................................................................... 148
Figura 5.9 - Variação dos deslocamentos horizontais relativos, por nível de escavação,
medidos no alvo A18, com a variação do vão livre. .................................................................. 150
Figura 5.10 - Variação do vão livre, por nível de escavação, com a evolução dos
deslocamentos horizontais relativos medidos no alvo A49 ...................................................... 152
Figura 5.11 - Divisão de estratos considerada no modelo de elementos finitos ...................... 153
Figura 5.12 - Propriedades da parede de betão armado .......................................................... 154
Figura 5.13 - Propriedades da selagem .................................................................................... 155
Figura 5.14 – Propriedades das ancoragens de 4 cordões. ..................................................... 156
Figura 5.15 - Propriedades das ancoragens de 5 cordões. ...................................................... 156
Figura 5.16 - Disposição altimétrica das ancoragens no modelo MP ....................................... 157
Figura 5.17 - Disposição altimétrica das ancoragens no modelo Alt 1 ..................................... 157
Figura 5.18 - Distribuição de deslocamentos horizontais – modelo MP ................................... 158
XVI
Figura 5.19 - Distribuição de deslocamentos horizontais – modelo Alt 1 ................................. 158
Figura 5.20 - Distribuição de deslocamentos verticais – modelo MP ....................................... 160
Figura 5.21 - Distribuição de deslocamentos verticais – modelo Alt 1 ..................................... 161
Figura 5.22 - Distribuição de deslocamentos verticais no modelo MP. .................................... 162
Figura 5.23 - Distribuição de deslocamentos verticais no modelo MS. .................................... 162
Figura 5.24 - Deslocamentos horizontais junto à parede de contenção – modelo MP ............ 163
Figura 5.25 - Deslocamentos horizontais junto à parede de contenção – modelo MS ............ 163
Figura 5.27 – Região do alçado BC alvo de estudo (a tracejado) ............................................ 164
Figura 5.26 – Geometria do modelo. ........................................................................................ 164
Figura 5.29 - Malha 3D .............................................................................................................. 165
Figura 5.28 - Pormenor da região do alçado BC alvo de estudo .............................................. 165
Figura 5.30 - Evolução do deslocamento horizontal do ponto C nos diferentes modelos
considerados. ............................................................................................................................ 168
Figura 5.31 – Deslocamentos máximos atingidos em cada modelo vs limite de alerta ........... 169
Figura 5.32 - Evolução dos deslocamentos medidos no ponto C nos modelos B e D ............. 171
Figura 5.33 ................................................................................................................................ 171
XVII
Índice de quadros
Quadro 2.1 - Vantagens e desvantagens das paredes de paredes tipo Berlim definitivo .......... 11
Quadro 3.1 - Parâmetros geotécnicos considerados .................................................................. 36
Quadro 3.2 - Patamares de carga dos ensaios em ancoragens ................................................ 44
Quadro 3.3 - Instrumentação adoptada ...................................................................................... 45
Quadro 4.1 - Espessuras (mm) de alguns painéis do 2º nível do alçado FG ............................. 73
Quadro 4.2 - Espessuras de alguns painéis do 3º nível do alçado FG ...................................... 76
Quadro 4.3 - Espessuras de alguns painéis do 4º nível do alçado FG ...................................... 81
Quadro 4.4 - Dimensões dos painéis desviantes ........................................................................ 84
Quadro 4.5 - Situações desviantes ao projecto verificadas em obra.......................................... 85
Quadro 4.6 - Síntese de indicações de projecto sujeitas a incumprimentos. A coluna do lado
direito faz a correspondência com o Quadro 4.5, indicando o tipo de desvio ao projecto que
contraria a indicação em questão. .............................................................................................. 86
Quadro 4.7 - Geometrias das banquetas do alçado FG ............................................................. 88
Quadro 4.8 - Dados referentes às leituras efectuadas ao alvo A48. .......................................... 93
Quadro 4.9 - Deslocamentos e respectivos limites de alerta por nível. ...................................... 95
Quadro 4.10 - Dados referentes às leituras efectuadas ao alvo A49. ........................................ 98
Quadro 4.11 - Deslocamentos e respectivos limites de alerta por nível. .................................. 100
Quadro 4.12 - Deslocamentos verticais medidos nos alvos A48 e A49 ................................... 104
Quadro 4.13 - Deslocamentos horizontais medidos nos alvos situados no Lote 3. ................. 107
Quadro 4.14 - Dimensões dos painéis desviantes .................................................................... 117
Quadro 4.15 - Situações de incumprimento verificadas em obra ............................................. 118
Quadro 4.16 - Síntese de indicações de projecto sujeitas a incumprimentos .......................... 119
Quadro 4.17 - Características geométricas das banquetas. ..................................................... 121
Quadro 4.18 - Esquema da banqueta ....................................................................................... 121
Quadro 4.19 - Leituras efectuadas em obra no alvo A18 e respectivos deslocamentos ......... 125
Quadro 4.20 - Deslocamentos e respectivos limites de alerta por nível. .................................. 126
Quadro 4.21 - Deslocamentos verticais medidos no alvo A18. ................................................ 129
Quadro 4.22 - Deslocamentos medidos nos alvos A13 e A15. ................................................ 132
Quadro 4.23 - Resultados das leituras resultantes da utilização do esclerómetro. .................. 133
Quadro 5.1 - Parâmetros geotécnicos considerados ................................................................ 144
Quadro 5.2 - Síntese de valores calculados. ............................................................................ 147
Quadro 5.3 - Dados relativos às fases de escavação analisadas ............................................ 148
Quadro 5.4 - Banquetas no alinhamento vertical do alvo A18 .................................................. 150
Quadro 5.5 - Quadro auxiliar ao gráfico da figura anterior ....................................................... 150
Quadro 5.6 - Banquetas no alinhamento vertical do alvo A48 .................................................. 151
Quadro 5.7 - Banquetas no alinhamento vertical do alvo A49 .................................................. 151
Quadro 5.8 - Quadro auxiliar ao gráfico da figura anterior. ...................................................... 152
Quadro 5.9 - Parâmetros geotécnicos considerados ................................................................ 154
Quadro 5.10 - Valores utilizados nos cálculos das propriedades da parede ............................ 154
Quadro 5.11 - Grandezas utilizadas nos cálculos das propriedades da selagem. ................... 155
Quadro 5.12 - Características das ancoragens introduzidas no modelo. ................................. 155
Quadro 5.13 - Grandezas utilizadas nos cálculos das propriedades da selagem. ................... 156
Quadro 5.14 - Diferenças na geometria dos modelos considerados (nota: distâncias altimétricas
contabilizadas a partir da base de cada nível). ......................................................................... 157
Quadro 5.15 - Deslocamentos horizontais medidos nos dois modelos nos pontos considerados
em cada fase de escavação. (nota: 1) as fases a vermelho correspondem a fases de
escavação, ao passo que as fases a verde são fases de tensionamento de ancoragens 2) entre
parêntesis está a variação em percentagem entre os deslocamentos da fase em questão e a
fase precedente)........................................................................................................................ 159
Quadro 5.16 - Diferenças entre os modelos considerados ....................................................... 161
XVIII
Quadro 5.17 - Características dos modelos utilizados.............................................................. 166
Quadro 5.18 - Deslocamentos horizontais medidos no ponto C (ver Figura 5.28) nos diferentes
modelos. .................................................................................................................................... 167
Quadro 5.19 - Deslocamentos máximos atingidos vs limites de alerta parciais ....................... 169
Quadro 5.20 - Comparação entre o deslocamento do ponto C no modelo B e modelo D ....... 170
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
1
1. Introdução
1.1. Generalidades
A construção em meio urbano conduz, na maioria dos casos, à execução de pisos enterrados.
As condicionantes da envolvente, conduzem a que esse tipo de escavações seja executado em
face vertical, ao abrigo de uma contenção periférica. Neste contexto, as paredes tipo Berlim
definitivo surgem como umas das técnicas mais frequentes para a execução de contenções
periféricas em Lisboa. Esta tecnologia caracteriza-se pela execução alternada de painéis
ancorados de betão armado, de cima para baixo, à medida que a escavação avança. Por sua
vez, a técnica em questão tira partido do faseamento construtivo para minimizar deslocamentos
na parede e nos maciços de solo adjacentes. Nesse sentido, torna-se bastante importante o
cumprimento das orientações de projecto e do faseamento construtivo.
1.2. Objectivos e metodologia
A realização desta dissertação englobou o acompanhamento detalhado da escavação e
execução da parede de Berlim definitiva do Lote 1 da Quinta do Mineiro, nas Amoreiras, em
Lisboa. A escavação desta obra incidiu sobre uma área total de cerca de 4600 m2, abrangendo
a remoção de um volume total de terras na ordem dos 90000 m3. As alturas da contenção são
variáveis entre 7.0m e 20.0m, aproximadamente.
Entre Agosto de 2010 e Abril de 2011 foram realizadas cerca de quarenta visitas à obra.
Nestas visitas, procurou-se avaliar a qualidade da execução ao nível do faseamento
construtivo, do ritmo construtivo e de detalhes construtivos. Foram medidas espessuras de
painéis, larguras de painéis, e larguras de banquetas, foram recolhidas amostras de solos,
registaram-se datas de escavações e tensionamentos de ancoragens, foi utilizado um
esclerómetro e foi fotografado o desenvolvimento construtivo de cada alçado. Paralelamente,
mostra-se, neste trabalho, a aplicação do método observacional que pode justificar algumas
variantes ao processo construtivo definido em projecto.
O acompanhamento da obra teve como objectivo principal o controlo de qualidade da execução
da contenção, avaliando-se o cumprimento das indicações de projecto com especial atenção
para o faseamento construtivo adoptado.
Consequentemente, ganhou-se conhecimento detalhado do desenvolvimento da execução em
obra. A informação adquirida permitiu que se cruzassem as fases de obra com os dados da
instrumentação. Nesse caso, o objectivo passou por, através de uma análise de deslocamentos
horizontais e verticais, apontar situações ou acontecimentos (desviantes do projecto ou não)
que tivessem tido influência directa em variações relevantes nos deslocamentos medidos nos
alvos topográficos.
Capítulo 1 – Introdução
2
Por último, seleccionam-se resultados do controlo de qualidade, ou seja, situações desviantes
ao projecto (sobreespessura de painéis e desvios na posição de ancoragens) e,
especificamente, situações de incumprimento do faseamento construtivo (comprimento de
escavação de painéis, dimensões de banquetas, vão livre entre banquetas e tensionamento
tardio de ancoragens dos painéis primários) e estuda-se a sua influência na evolução dos
deslocamentos da parede através de cálculos justificativos e ainda através do desenvolvimento
de um modelo de elementos finitos.
1.3. Estrutura da dissertação
A presente dissertação é dividida em capítulos, estruturando-se da seguinte forma:
No presente capítulo (Introdução), introduz-se o tema da dissertação, contextualizando-o com a
realidade actual e apresentam-se os objectivos e a metodologia do trabalho. Neste capítulo,
apresenta-se ainda a estrutura da dissertação.
No Capítulo 2 (As paredes de contenção do tipo Berlim definitiva), mencionam-se as raízes
desta tecnologia, bem como o historial de aplicação da mesma ao longo dos anos. Destaca-se
ainda o campo de aplicação da técnica sendo, então, feita uma descrição detalhada da sua
forma de execução. Este capítulo termina com uma alusão a exemplos de anomalias que
podem advir do incumprimento do faseamento construtivo, entre outros.
No Capítulo 3 (Caso de estudo: escavação do Lote 1 da “Quinta do Mineiro”), é apresentada a
obra acompanhada sendo, numa fase inicial, resumidos os condicionalismos de natureza
geológica-geotécnica e os condicionalismos relacionados com a envolvente. Numa fase
posterior, é apresentada a solução proposta, sendo dada alguma ênfase às indicações de
projecto relativas ao processo e faseamento construtivo.
No Capítulo 4 (Descrição e análise da execução em obra), começa-se, numa fase inicial, por
descrever o processo completo da execução-tipo de um painel de betão armado. Numa fase
posterior, resume-se a execução de dois dos alçados evidenciando-se as situações desviantes
ao projecto detectadas. Prossegue-se com uma análise dos deslocamentos registados no
alçado bem como em edifícios contíguos em que se cruza as fases de escavação com as
deformações ocorridas.
No Capítulo 5 (Análise de sensibilidade), estuda-se a influência de situações desviantes do
processo construtivo ou de situações resultantes do incumprimento do faseamento construtivo
nos deslocamentos registados na parede. Inicialmente, através de cálculos simples, estuda-se
a influência da dimensão das banquetas conservadas nos alçados que resultam no
desequilíbrio frente de escavação/banqueta e do vão livre entre banquetas na evolução dos
deslocamentos medidos. Numa fase posterior, recorrendo à simulação numérica, através dos
programas Plaxis 2D e Plaxis 3D estuda-se a influência de alguns dos desvios ao projecto
identificados nos deslocamentos ocorridos.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
3
No Capítulo 6 (Conclusão e desenvolvimentos futuros), apresentam-se as principais
conclusões a retirar deste trabalho e temáticas a desenvolver nos seguimento desta
dissertação.
Capítulo 1 – Introdução
4
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
5
2. As paredes de contenção tipo Berlim
definitivo
2.1. Perspectiva histórica
As estruturas tipo Berlim tiveram origem na Alemanha, no último ano do século XIX (Wittke,
1997) na construção do Metropolitano de Berlim, tendo sido a sua utilização mais frequente no
período anterior à Segunda Guerra Mundial, em particular para a continuação da construção do
metropolitano (Harms e Berz, 1957).
O nascimento da solução tipo Berlim é assim descrito por Wittke (1997):
“ (…) para o suporte de escavações na execução de túneis através do método “cut-and-cover”
eram usadas frequentemente estacas-pranchas de madeira. Em 1900, em Berlim, foram
usados pela primeira vez elementos metálicos, espaçados de 1,5 m, para evitar as vibrações
causadas pela cravação de estacas-pranchas. Após o rebaixamento do nível de água no solo,
foram inseridas pranchas de madeira entre as estacas metálicas, à medida que a escavação foi
decorrendo. Foi necessário diminuir as vibrações porque, no troço a que se refere a Figura 2.1,
o metropolitano passa a uma distância de apenas 4 m da Igreja do Imperador Guilherme,
visível ao fundo na fotografia.”
Foi nesta altura que se começou a utilizar a técnica paredes tipo Berlim provisórias. Este
método surgiu, como referido, como alternativa a estacas-pranchas, sendo apropriado a solos
resistentes e coesos. Os perfis metálicos verticais (H ou I), colocados com os banzos
paralelamente à parede escavada, beneficiam da sua inércia à flexão para garantir a absorção
das pressões do terreno.
As paredes de contenção tipo Berlim definitivo derivam, assim, da parede de contenção tipo
Berlim provisória ou tradicional ou simplesmente Berlim. Contudo, tal como refere Baracho Dias
(1995), a solução referida como tipo Berlim definitiva assemelha-se à solução de contenção
tipo Berlim provisória especialmente sob o ponto de vista construtivo, partilhando com esta a
execução faseada por níveis e, previamente à realização de qualquer escavação, a instalação
de elementos verticais.
Como referido, nas contenções tipo Berlim provisória, os perfis metálicos verticais funcionam
estruturalmente conferindo rigidez por flexão à parede. Ao invés, no caso de contenções tipo
Berlim definitiva essa função pertence aos painéis de betão armado cuja rigidez à flexão é
consideravelmente superior, tal como está ilustrado na Figura 2.2. Neste caso, a função dos
perfis verticais passa a ser a de transmissão de cargas verticais que resultam do peso próprio
da parede de betão armado e da componente vertical das ancoragens.
Capítulo 2 – As paredes de contenção tipo Berlim definitivo
6
A adopção de perfis metálicos verticais do tipo H é mais um indício da inspiração da técnica
definitiva na provisória. Os perfis são colocados, também nas Berlim definitivo com os banzos
paralelos à parede. Essa colocação indicia possíveis momentos flectores nessa direcção,
resultantes das forças com origem no pré-esforço das ancoragens e nas pressões do terreno.
Baracho Dias (1995) defende a designação de paredes de Lisboa e Coimbra para duas
variantes desta solução. Essas designações dizem respeito aos nomes das cidades em que os
métodos foram utilizados pela primeira vez. Em 1971, na escavação para o edifício de Física e
Química da Faculdade de Ciências da Universidade de Coimbra e em 1975 na escavação para
o edifício da Caixa Geral de Depósitos em Lisboa. Em ambos os casos, a contenção é
executada por níveis e em painéis alternados. Na parede tipo Coimbra não são instalados
perfis verticais, sendo a transmissão de cargas verticais feita através das banquetas de solo
Figura 2.1 - Construção da primeira parede tipo Berlim provisória, no ano 1900 (Kress. 1922)
Figura 2.2 - Comparação entre a rigidez à flexão da secção de betão armado e a dos perfis metálicos verticais numa estrutura de contenção tipo Berlim definitiva. (Guerra, 1999)
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
7
não escavado. Esta solução é algo controversa pelo que a sua utilização é pouco
aconselhável. Nas paredes tipo Lisboa, as cargas verticais são absorvidas pelos perfis
metálicos e pela interface solo-parede.
Em suma, têm-se os seguintes tipos de estrutura com origem na solução Berlim:
1. Estrutura de contenção tipo Berlim provisória – solução original, com perfis metálicos H
ou I e pranchas de madeira entre perfis; os perfis funcionam à flexão ou flexão
composta, no caso de haver cargas verticais significantes.
2. “Estrutura de contenção tipo Berlim definitiva – designação que inclui todas as soluções
derivadas da parede Berlim em que a própria parede é incorporada na restante
estrutura, nomeadamente as paredes Lisboa, Coimbra ou Paris” (Guerra, 1999).
a) Parede Lisboa – solução em que a parede é realizada em betão armado e em que
os perfis verticais tratam de transmitir as cargas verticais impostas à parede;
b) Parede Coimbra – solução semelhante à anterior mas sem perfis metálicos
verticais sendo as cargas verticais transmitidas às banquetas de solo não
escavado;
c) Parede Paris – tal como a parede Lisboa, em que os elementos verticais são
constituídos por elementos pré-fabricados de betão armado.
Este trabalho trata de paredes tipo Berlim definitivas – Lisboa. No entanto, numa designação
mais abrangente, tratar-se-á, ao longo do trabalho, este tipo de paredes por paredes tipo
Berlim definitivo.
2.2. Contextualização das paredes tipo Berlim definitivo em
Portugal
A utilização da solução tipo Berlim definitiva nas contenções periféricas executadas em
Portugal tem sido muito frequente nos últimos anos.
Anteriormente à execução de contenções recorrendo à técnica das paredes tipo Berlim
definitivo, foram feitas diversas escavações significativas em Portugal ao abrigo da solução que
a originou, paredes de Berlim provisórias. O exemplo seguinte (Figura 2.3) diz respeito à
execução da contenção tipo Berlim provisória ancorada utilizada na estação do Metropolitano
do Saldanha (Teixeira Duarte SA), no início da década de 70.
O crescente recurso a soluções do tipo Berlim definitivo na década de 90 (Figura 2.4), suscitou
o aparecimento de maiores preocupações e cuidados gerais no dimensionamento e execução
em obra de cortinas, especialmente, questões estruturais relacionadas com os perfis metálicos
verticais.
Capítulo 2 – As paredes de contenção tipo Berlim definitivo
8
Figura 2.3 - Estrutura de contenção tipo Berlim provisória ancorada utilizada na estação do Metropolitano do Saldanha (Teixeira Duarte SA), no início da década de 70
Figura 2.4 - Evolução dos projectos de escavação apresentados na Câmara Municipal de Lisboa para apreciação, entre 1983 e 1999 (Almeida, 1999a,b)
Na Figura 2.5, observa-se uma das escavações executada em Lisboa, neste período, ao abrigo
de uma contenção tipo Berlim definitiva. Inicialmente, tratando-se de uma “escavação realizada
em formações argilosas sobreconsolidadas, os perfis metálicos utilizados eram dois HEB120
nos painéis primários e nenhum perfil metálicos nos secundários” (Guerra, 2008) sob a
justificação de que, os secundários, sendo executados posteriormente, as respectivas cargas
verticais seriam transmitidas aos perfis primários.
A maioria das opções tomadas até então apoiava-se em conhecimento empírico baseado no
comportamento de contenções periféricas executadas com o recurso a esta técnica.
“Começou, então, a ser mais frequente o recurso a perfis com menor espaçamento, o que
implica a sua utilização também nos painéis secundários” (Guerra, 2008).
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
9
Esta solução coincide com o período em que se começa a utilizar uma camada de areia na
base dos painéis que garante o comprimento de amarração das armaduras necessário e que
acaba por impedir a transmissão ao terreno, através da base dos painéis, de cargas verticais
significativas, como vinha acontecendo.
Paralelamente, crê-se que a utilização de perfis verticais nos painéis secundários pode estar
relacionada com o progressivo abandono da utilização de aço macio na construção do betão
armado destas paredes” (Guerra, 2008), que permitia a sua colocação dobrado a 90º e,
consequentemente, a possibilidade de evitar a colocação da camada de areia. Anteriormente,
recorrendo ao aço macio, tornara-se possível a betonagem do betão em contacto directo com o
terreno na base do painel, sendo as cargas verticais transmitidas deste modo. Como referido, a
utilização de aços A400NR implicou a colocação da camada de areia na base do painel, facto
que motivou a necessidade de transmissão de cargas verticais através de outros elementos.
Ao nível dos perfis metálicos verticais, verificou-se uma alteração em relação ao tipo de perfil a
que se recorria. Inicialmente, em virtude da execução de furos de 8 polegadas (aprox. 0,2 m)
ser mais simples e esse diâmetro ser ideal para o perfil metálico HEB120, apenas se recorria a
este tipo de perfil. Essa tendência decresceu nos últimos anos, provavelmente pela evolução
do equipamento e a consequente possibilidade de executar furos mais largos. Nessa
perspectiva, passaram a adoptar-se perfis metálicos HEB 140 e HEB 160.
No campo da fundação dos perfis metálicos verticais, destaque para as diferenças existentes
caso a escavação ocorra em Lisboa ou no Porto. Obras de escavação executadas no Porto
serão fundadas em formações graníticas que apresentam, normalmente, perfis de alteração
que podem ser bastante irregulares contendo, por vezes, camadas muito resistentes e pouco
alteradas e, imediatamente abaixo, amplas zonas de solos residuais com características
Figura 2.5 – Escavação do parque de estacionamento subterrâneo do Largo Luís de Camões (2000) – (Pinto, (2010)
Capítulo 2 – As paredes de contenção tipo Berlim definitivo
10
resistentes baixas. De outro modo, as formações miocénicas de Lisboa são mais homogéneas,
não se verificando esse tipo de problema.
2.3. Campo de aplicação
As paredes do tipo Berlim definitivo são estruturas flexíveis em betão-armado e
multiancoradas.
A escolha do tipo de contenção a utilizar depende de factores técnicos e económicos. Como
factores técnicos, podem-se estabelecer os seguintes: condições geotécnicas e hidro-
geológicas do local; distância e estado de conservação das estruturas vizinhas; o
deslocamento horizontal aceitável do solo; necessidade da cortina funcionar ou não como
elemento impermeabilizante. Num campo mais económico, têm-se os seguintes factores
decisores: custos directos da solução (equipamento, mão-de-obra e material).
Este tipo de contenção, desenvolvendo-se a ritmos da ordem de um mês por piso em edifícios
correntes em meio urbano, tem, no factor tempo, uma das suas desvantagens.
Refira-se ainda que esta solução não é estanque, o que faz com que não tenha um bom
desempenho em situações de nível freático elevado.
A solução em questão não é aplicável em terrenos de qualquer tipo. Nessa perspectiva, “exige-
se um terreno com resposta não drenada para permitir a execução paramentos verticais de
pequena largura e altura (entre os 2 e 4 m) durante períodos de tempo limitados mas não
desprezáveis.” (Brito, 2001 A).
Esta técnica induz descompressões significativas nos terrenos no tardoz da parede. Nesse
sentido, a execução do faseamento construtivo deve ser respeitada, especialmente em
contenções adjacentes a edifícios susceptíveis a eventuais assentamentos por se encontrarem
degradados ou as próprias paredes não poderem sujeitar-se ao aparecimento de tracções nas
fibras.
As paredes do tipo Berlim definitivo não requerem espaço significativo de estaleiro. Pode,
eventualmente, dizer-se que são facilmente adaptáveis a situações com pequenas áreas de
implantação.
Um dos aspectos que pode ser tido como uma vantagem relativamente a outras técnicas
construtivas, consiste no facto de, a maioria das tarefas inerentes às paredes tipo Berlim
definitivo, poderem ser executadas por mão-de-obra pouco especializada. Acrescente-se que
apenas a execução de ancoragens requer pessoal especializado.
Seguidamente, no Quadro 2.1, enumeram-se algumas vantagens e desvantagens da técnica
em questão.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
11
Quadro 2.1 – Vantagens e desvantagens das paredes de paredes tipo Berlim definitivo
Vantagens Desvantagens
- factor económico: considerando apenas
custos teóricos directos, a solução torna-se
barata.
- processo moroso: fracos rendimentos
diários em termos de área de parede.
- simultaneidade de trabalhos: a execução da
escavação coincide com a realização da
contenção
- incompatibilidade: mau desempenho para
nível freático elevado e impermeabilização
fraca.
- adaptação simples: não exigem área de
estaleiro grande à excepção da misturadora
para a calda de cimento.
- adequabilidade do terreno: exigem terrenos
consistentes, que sejam auto-sustentáveis
em pequenos paramentos verticais.
- facilidade de execução: não exigem pessoal
nem tecnologia muito especializados.
- descompressões no solo: possíveis danos
em construções vizinhas resultantes de
movimentos do solo.
- aproveitamento área de implantação: tendo
as paredes pequenas espessuras, a técnica
possibilita áreas úteis elevadas
2.4. Descrição do processo construtivo
2.4.1. Trabalhos preparatórios
Os trabalhos devem iniciar-se pela realização de uma escavação até à cota inferior da viga de
coroamento (0,6m a 1,0m de altura). Deve garantir-se a remoção de todo o material prejudicial
ao desenvolvimento dos trabalhos na área de implantação.
No sentido de ganhar algum avanço durante a fase de escavação, pode ser iniciada uma
escavação em talude no centro da área de implantação, desde que isso não importune a
mobilidade e não roube o espaço necessário para a maquinaria inerente à execução da
contenção. É importante a garantia de acessos ao nível mais baixo da escavação. A cota da
viga de coroamento deverá ser tão baixa quanto possível, o que depende, obviamente, das
condições de fronteira existentes, nomeadamente da cota de fundação dos edifícios contíguos.
2.4.2. Introdução dos perfis metálicos
Os trabalhos prosseguem com a inserção no terreno dos perfis metálicos verticais. Estes perfis
estão geralmente afastados de 1.5 a 3m. Este afastamento varia com o tipo de terreno que se
pressupõe existir no local, condições meteorológicas (chuva) previstas, geometria da
contenção ou capacidade de carga adoptada nas ancoragens. O tipo de terreno existente é
condicionante do afastamento dos perfis na medida em que, “solos particularmente
consistentes e condições atmosféricas propícias podem permitir aumentar o espaçamento
entre perfis verticais, conduzindo a painéis com duas ancoragens” (BRITO, 2001 - A).
Reciprocamente, na circunstância da constatação à medida que se escava, da presença de
Capítulo 2 – As paredes de contenção tipo Berlim definitivo
12
nível freático ou de solos menos competentes, optar-se-á pela construção de painéis de
menores dimensões.
Os perfis são dimensionados para suportar a totalidade das cargas verticais que resultam da
parede durante a fase construtiva, de modo a que não instabilizem durante a execução da
contenção periférica. A betonagem é feita contra o terreno, o que aumenta o atrito na interface
betão-solo, aliviando a carga vertical transmitida para os perfis e para a base da parede.
Contudo, é difícil quantificar o valor a descontar devido ao atrito. Aquando da colocação dos
perfis no terreno, deve-se garantir que a sua maior inércia fique orientada perpendicularmente
ao terreno, tirando assim o máximo partido da sua rigidez e resistência à flexão. Deve ser
garantida a verticalidade dos perfis no sentido de evitar problemas resultantes do aparecimento
de efeitos de segunda ordem.
Os perfis metálicos ficam, normalmente, embebidos nos painéis de betão. No entanto, em
situações em que a parede de contenção é executada encostada a construções vizinhas, não é
possível realizar os furos junto ao limite, por falta de espaço de manobra para a maquinaria.
Nestes casos, opta-se por inserir os perfis verticais fora do plano da parede (Figura 2.6), sendo
ligados à mesma por intermédio de cachorros metálicos executados aquando da betonagem.
Esta variante tem a vantagem de permitir a recuperação dos perfis, o que representa um ganho
em termos económicos. No entanto, a solução é menos abrangente em termos de escolha de
perfis, para além de que “o processo construtivo é mais complicado e a transmissão de
esforços pior” (BRITO, 2001 - A). Nesse sentido, esta é uma solução pouco recomendável.
Os furos devem ser feitos precisamente no local definido em projecto, recorrendo-se a apoio
topográfico para obter o ponto exacto de inserção. Os perfis metálicos devem ser colocados de
modo a que fiquem com 0,5 m fora do furo para que sejam unidos no seu topo pela viga de
coroamento.
Figura 2.6 - Berlim definitiva com recurso a perfis metálicos pelo exterior.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
13
Os perfis são, na maioria dos casos, do tipo I ou H. No entanto a solução pode também passar
pela utilização de perfis metálicos circulares. Embora apresentem vantagens na resistência à
compressão, o que permite reduzir a área da secção e consequentemente o peso dos perfis,
têm como grande desvantagem a perda em resistência à flexão.
2.4.3. Execução da viga de coroamento
Seguidamente, procede-se à execução da viga de coroamento, que solidariza todos os perfis
fazendo com que trabalhem em conjunto. Em teoria, o início da escavação só deve ocorrer
após a conclusão da execução da viga de coroamento. Todavia, em obra, existindo diversas
frentes de trabalho é desejável que se proceda ao início da escavação antes de terminada a
viga de coroamento em todo o perímetro, em prol do cumprimento de prazos de execução.
Antes do posicionamento da armadura, coloca-se, em baixo, uma cama de areia (Figura 2.7)
com a altura necessária para evitar o contacto directo do betão com o terreno e que aloje
armaduras de espera para o painel que virá a ser executado por baixo da viga. Segue-se então
o posicionamento da armadura (Figura 2.8), centrando-se os perfis no interior da mesma.
O passo seguinte diz respeito à cofragem da viga de coroamento que precede a betonagem
(Figura 2.9). Completado o tempo de espera para a cura e presa do betão, a viga deve ser
descofrada. Como referido, deve-se garantir armadura de espera para os painéis que irão ser
executados abaixo da viga, como ainda para os elementos da superestrutura que se erguerá
acima da viga de coroamento.
2.4.4. Painéis primários
Executada a viga de coroamento, dá-se início à escavação. Os trabalhos começam pelos
painéis primários seguindo-se a estes os painéis secundários realizados intercaladamente com
os anteriores. Os painéis de canto – terciários - são executados depois de primários e
secundários. Este processo repete-se nível após nível até ser atingida a cota pretendida. Num
Figura 2.7 - Cama da de areia na base da viga de coroamento
Figura 2.8 - Perspectiva da armadura da viga de coroamento.
Capítulo 2 – As paredes de contenção tipo Berlim definitivo
14
mesmo alçado pode haver mais do que uma frente de trabalho, desde que não se desrespeite
a ordem de execução dos painéis.
2.4.4.1 Escavação
Inicia-se a escavação pelos painéis primários. Em geral, a largura destes painéis estende-se
entre dois perfis metálicos consecutivos. Deste modo, a largura a escavar será aquela que
compreenda a distância entre os perfis verticais mais cerca de 0,5m para cada lado para
assegurar espaço para a armadura de espera. Adjacentes à escavação ficarão duas banquetas
de terreno por escavar (Figura 2.10), sobre o qual irão incidir as tensões resultantes da
descompressão do terreno, – tirando-se assim partido do “efeito de arco”. Em teoria, as
dimensões de um painel devem corresponder a cerca de 3m de largura e 3m de altura. “A
profundidade da escavação, perpendicular ao plano da parede, também é variável até a um
máximo de aproximadamente 4m” (BRITO 2001 - A). Como referido, “nada impede que, num
mesmo nível, exista mais que uma frente de trabalho por forma a acelerar o processo” (BRITO
2001 - A).
Em princípio, esse trabalho é feito pela retro-escavadora com ripper ou martelo hidráulico
(Figura 2.11) no caso de o terreno apresentar fragmentos de rocha. Seguidamente serão os
operários que, munidos de picaretas, pás ou martelos pneumáticos, regularizam a superfície
vertical de escavação no tardoz da parede, no sentido de minimizar o desperdício de betão e
diminuir a variação do recobrimento das armaduras. A retro-escavadora não consegue uma
regularização das empenas aceitável. Se a superfície de solo à vista estiver muito irregular,
pode-se proceder ao preenchimento das cavidades com recurso a betão projectado à colher,
sem o uso de qualquer cofragem.
Deve ser colocada junto à superfície de escavação uma manta geotêxtil drenante. Deve ser
ainda colocado um filtro que evite que a água de amassadura do betão saia e que impeça a
penetração dos finos do terreno no betão.
Figura 2.9 - Pormenor da cofragem da viga de coroamento.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
15
2.4.4.2. Colocação da armadura
Tal como descrito para a viga de coroamento, também aqui se deve colocar, precedendo a
inserção da armadura, uma camada de areia na base do painel. Assim, assegura-se a não
infiltração do betão no terreno e garante-se a existência de espaço para a colocação das
armaduras verticais de espera que irão servir de amarração ao painel inferior. Após a
betonagem, esta camada deverá ser saneada com um jacto de água sobre pressão, no sentido
de ser removida a areia e todos os detritos acumulados na base do painel.
A armadura é geralmente montada em estaleiro sendo depois transportada e colocada já
“como um todo” no painel, através do auxílio de meios elevatórios. No entanto, pode também
ser montada in-situ, embora esta solução acarrete maiores demoras na execução.
Primeiramente, procede-se à colocação da armadura posterior, que irá encostar
(salvaguardando o recobrimento previsto) no tardoz da parede e irá ser suspensa nas
armaduras de espera da viga de coroamento, ou painel superior, consoante a fase do
processo. Na zona das ancoragens, em consequência da aplicação de uma carga localizada
sobre uma peça fina, deve ser colocado reforço ao punçoamento e à flexão (Figura 2.12). Este
reforço é colocado, quer recorrendo a cruzetas, quer pela sobreposição simples de armadura
na face anterior da parede (Figura 2.13). Podem também colocar-se armaduras de espera para
as lajes. No caso de haver pilares inseridos na parede, coloca-se a armadura destes antes da
armadura do painel. O comprimento das armaduras deve ser o suficiente para fazer a
amarração dos varões com os painéis secundários do nível de escavação em questão e com o
painel primário do nível seguinte de escavação (Figura 2.14).
Figura 2.10 - Banquetas entre painéis primários (Brito, 2001 - A)
Figura 2.11 - Martelo pneumático
Capítulo 2 – As paredes de contenção tipo Berlim definitivo
16
Como descrito (ver secção Escavação), aquando da escavação deve-se deixar um espaço livre
junto ao painel destinado às armaduras de espera. As armaduras destinadas à amarração ao
painel inferior ficarão alojadas na camada de areia que deve ser colocada na base do painel,
tal como descrito acima. No caso de esta situação não ser precavida ter-se-á que demolir o
betão na base do painel, uma vez que este não apresentará características resistentes, ficando
as armaduras de espera torcidas.
Nesta fase do processo, devem ser colocados espaçadores, quer na face posterior (em
contacto com o terreno), quer na face anterior (em contacto com a cofragem). Ao mesmo
tempo devem ser colocados os negativos no local das ancoragens (geralmente tubos em PVC)
(Figura 2.12). No caso de as lajes apoiarem nas paredes, podem ser colocados negativos para
as mesmas. Se a solução para os escoramentos for desse tipo, serão também colocados
negativos destinados a esse fim. Na Figura 2.15, tem-se um esquema que ilustra a localização
das armaduras de espera num painel.
Figura 2.12 - Tubo PVC inserido no painel com destaque para a maior densidade de armadura junto ao tubo.
Figura 2.13 - Cruzetas de reforço ao punçoamento e à flexão. (Brito, 2001 - A) Figura 2.14 - Pormenor armadura de
espera
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
17
2.4.4.3. Cofragem e betonagem
Anteriormente à betonagem, os painéis devem ser cofrados. O tipo de cofragem pode ser
metálica, contraplacado marítimo ou em madeira.
A cofragem metálica tem mais resistência, é de instalação mais rápida, apresenta maior
normalização (o que não exclui eventuais acertos em madeira) e possibilita um maior número
de reutilizações. As vantagens e desvantagens do contraplacado marítimo são intermédias
relativamente às vantagens e desvantagens da madeira e do metal. A utilização da madeira é
mais vantajosa por ser mais leve e mais barata.
Segue-se a cofragem do painel. As cofragens devem ser sustentadas por escoramentos que se
apoiam no terreno através de calços de madeira (Figura 2.16). Por vezes, o terreno onde os
escoramentos da cofragem apoiam pode ser “injectado com cimento ou com recurso a tábuas
para aumentar a área de contacto ou, em situações de deficitárias condições de apoio, o
escoramentos podem ser feitos contra maciços de betão (Figura 2.17).
Figura 2.15 - Esquema de um painel na fase de colocação da armadura. (Brito, (2001) A)
Figura 2.16 - Pormenor de escoramentos apoiados no terreno a sustentar cofragem de painel.
Figura 2.17 - Pormenor de maciços de betão como reacção aos escoramentos da cofragem. (Brito, 2001 -
A)
Capítulo 2 – As paredes de contenção tipo Berlim definitivo
18
A cofragem lateral consiste em tábuas de madeira colocadas entre a armadura que funcionam
como tampões. Deve-se colocar sempre óleo descofrante na face da cofragem.
A betonagem é o passo seguinte. Este processo é feito a partir do topo do painel, com recurso
a mangueira\tremie. Os impulsos dinâmicos na base da cofragem são elevados em situações
em que a betonagem é feita do topo do painel. Esta situação deve ser evitada aproximando a
mangueira do fundo do painel. Após 48 horas é possível proceder-se à descofragem dos
painéis sendo que esse tempo pode ser reduzido através da utilização de aceleradores de
presa.
2.4.4.4. Execução do furo
Depois da descofragem do painel deve proceder-se à furação do solo para introdução dos
cabos de aço necessários para executar a ancoragem. Por vezes, no sentido de acelerar o
processo e rentabilizar a máquina de furação, depois de furado o painel já descofrado (através
do negativo) é furado seguidamente o painel secundário adjacente. Neste caso, furar-se-á
directamente a banqueta, sendo posteriormente inserido um negativo aquando da colocação
da armadura no painel.
Antes do início da furação propriamente dita, deve ser detectado o negativo deixado no painel.
Caso não seja visível a olho nu recorre-se a um martelo que ajudará na detecção do furo, por
percussão no painel. No sentido de garantir a inclinação de projecto, a máquina deve ser
centrada e alinhada com o negativo da ancoragem.
A furação pode ser feita recorrendo a uma das seguintes técnicas:
rotação com recurso a trado contínuo;
roto-percussão com varas e bit e com injecção de água;
roto-percussão com martelo de fundo de furo e com recurso a ar-comprimido.
Independentemente da técnica de furação utilizada, os detritos no interior do furo devem ser
retirados usando ar comprimido, água ou lama argilosa (bentonite).
A furação recorrendo a trado contínuo (Figura 2.18) corresponde à técnica mais utilizada no
caso da perfuração atravessar terrenos mais brandos - “solos coesivos de compacidade média
ou mesmo em rochas friáveis”(BRITO, 2001 - A) e não existir presença de água. Este método
apresenta a vantagem de minimizar a perturbação nos terrenos.
A rotação do trado obriga a que este penetre o terreno e, simultaneamente, vá trazendo o
terreno à boca do furo. Em geral, não há espaço em obra que permita efectuar a furação,
desde início, com o comprimento do trado igual ao comprimento da ancoragem, sendo que, de
quando em vez, a operação é interrompida para que se vão acoplando novos troços de trado
(Figura 2.19).
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
19
Atingido o comprimento de furo pretendido, retira-se o trado sem movimentos rotativos. O solo
deve ter propriedades que permitam que as paredes se mantenham estáveis durante este
processo. À medida que o trado recua, a operação vai sendo interrompida periodicamente de
modo a que se proceda ao desacoplamento dos mesmos troços de trado. Findo este processo,
procede-se à limpeza dos detritos resultantes da furação.
A furação com varas e bit consiste num “bit de corte (Figura 2.20) montado na extremidade de
um trem de varas (Figura 2.20) que lhe transmitem a energia de percussão” (BRITO, 2001 - A).
Esta técnica de furação é utilizada quando o solo a atravessar é constituído maioritariamente
por rocha. No interior das varas circula água sobre pressão, que funciona como agente
responsável pela remoção dos detritos de furação, que irão afluir à boca do furo sobre a forma
de lamas. Nos casos em que a eficácia do bit de corte à percussão for reduzida pode recorrer-
se a um bit de corte que funcione à rotação, com múltiplas coroas, que aumentam a eficácia na
desagregação da rocha. Quando se afigura necessário suster as paredes do furo, este sistema
pode trabalhar ao abrigo de um entubamento exterior.
O processo desenvolve-se do mesmo modo que o anterior, incluindo o acoplamento e
desacoplamento das varas. A saída das varas e bit do furo é feita ao abrigo do entubamento
exterior ou com o preenchimento simultâneo do vazio com calda de cimento.
A roto-percussão recorrendo a um martelo de fundo de furo (Figura 2.21) accionado a ar
comprimido é a técnica de furação adequada a rocha dura. “Ao contrário dos martelos de
superfície, que accionam o bit de corte juntamente com o trem de varas, neste sistema a
energia é transmitida apenas à massa percutora localizada na extremidade do furo” (BRITO,
2001 - A), facto que aumenta a eficácia desta técnica. Paralelamente, o ar comprido é
aproveitado para expelir os detritos da furação. Este método de furação tem como grande
desvantagem o facto de necessitar de um compressor de elevada potência, o que torna o
processo bastante oneroso.
Figura 2.18 – Furação com trado contínuo (Brito, (2001) A)
Figura 2.19 – Troços de trado contínuo (Brito, 2001-A)
Capítulo 2 – As paredes de contenção tipo Berlim definitivo
20
Outra desvantagem deste método de furação está relacionada com o facto de, em rochas
muito fracturadas, o escape de ar pelas fissuras causar importantes perdas de pressão no ar
de retorno. Esta particularidade compromete a eficácia do martelo, uma vez que a acumulação
de detritos no fundo do furo reduz o rendimento do mesmo por amortecimento dos golpes.
O processo de furação procede de forma idêntica à descrita nas técnicas anteriores, mantendo-
se a necessidade de acoplar varas à medida que a penetração do solo avança. Após o término
da furação, o furo permanece vazio até à selagem da armadura, dado que as características do
solo assim o permitem.
2.4.4.5. Colocação dos cabos de pré-esforço no furo
Executado o furo, procede-se imediatamente à introdução dos cabos de ancoragem no mesmo.
Os cabos devem estar armazenados ao comprido no estaleiro ou sob a forma de rolos (Figura
2.22). O transporte dos cabos de pré-esforço até ao local da respectiva ancoragem, pode ser
feito por operários ou por intermédio de uma grua, havendo disponibilidade e a distância
existente assim o justifique. Os cabos de pré-esforço são introduzidos pelos operários no furo.
Os cabos de pré-esforço encontram-se protegidos por bainhas de PVC ao longo do
comprimento correspondente ao seu comprimento livre que servem para evitar o contacto entre
a calda de injecção primária e o varão de modo a que se garanta que os cordões deformam
livremente. Na zona correspondente ao bolbo de selagem, os cabos não possuem qualquer
protecção de modo a que possa haver ligação dos varões à calda. Na extremidade dos cabos
encontra-se uma ponteira cónica (Figura 2.23) que facilita a sua progressão no furo,
minimizando a desagregação das paredes do mesmo. Para além dos cabos, é inserido um
tubo de PVC no interior dos mesmos (Figura 2.24), “utilizado para reinjecção e que está
Figura 2.20 – Bit de corte e trem de varas
Figura 2.21 – Pormenor martelo de fundo-de-furo
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
21
munido de válvulas (ou manchetes) na zona correspondente ao bolbo de selagem (Figura
2.26), (…) afastadas entre si de 1m a 1,5m., que se abrem sobre pressão permitindo a saída
para o terreno da calda de cimento injectada após a selagem do furo.” (BRITO, 2001 - B).
Paralelamente, existe ainda um outro tubo de PVC que serve para a selagem primária do furo
(Figura 2.24). Uma outra solução, cuja utilização é mais rara no contexto das paredes do tipo
Berlim definitiva, corresponde à substituição do tubo de PVC para reinjecção e do revestimento
dos cabos na zona livre por um tubo metálico (tubo TM - Figura 2.25), no interior do qual são
introduzidos os cabos e no qual existem também as manchetes.
2.4.4.6. Selagem da ancoragem e criação do bolbo de selagem
Após a introdução da armadura no furo, procede-se à selagem do mesmo – injecção primária.
Começa-se por transportar e encaixar no tubo de injecção primária a mangueira que introduzirá
a calda no furo. Esta mangueira tem origem na central misturadora. A central misturadora
(Figura 2.27) é o dispositivo onde é feita a mistura da calda que é introduzida no furo por
gravidade, de forma contínua e sem interrupções, através de um tubo de PVC.
Figura 2.22 - Cabos de prés-esforço sob a forma de rolos
Figura 2.23 - Ponteira cónica (Brito, 2001 - A)
Figura 2.24 - tubos de PVC de selagem primária e secundária
Capítulo 2 – As paredes de contenção tipo Berlim definitivo
22
A selagem termina quando a calda aflui à boca do furo. Esta fase do processo pretende
preencher os vazios do terreno e o espaço entre a ancoragem e as paredes do furo e ainda
providenciar às armaduras protecção contra a corrosão.
Segue-se a criação do bolbo de selagem através da reinjecção da calda de cimento. Este
processo é feito sensivelmente 24 h depois da injecção primária e consiste em fazer descer um
obturador pelo tubo de maior diâmetro, até ao nível das diferentes válvulas (furos no tubo
envolvido por uma borracha) existentes no tubo, começando pelo fundo do furo, geralmente de
1.5 m em 1.5 m.
O obturador permite a injecção de calda sob pressão em cada válvula da ordem dos 40
kgf/cm2. A pressão é controlada por um manómetro, sendo suficiente para garantir a criação do
bolbo (Figura 2.28) mas ao mesmo tempo não deve induzir tensões de rotura no solo. Este
método, tal como descrito, desenvolve-se por fases, denominando-se sistema IRS (Injecção
repetitiva e selectiva). Existe ainda um outro método de reinjecção numa única fase – sistema
IGU (Injecção global unitária). Este procedimento repete-se intervaladamente a cada 24 h.
Figura 2.25 - Tubos TM Figura 2.26 - Pormenor da manchete
Figura 2.27 - Central misturadora
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
23
2.4.4.7. Execução do pré-esforço
O pré-esforço pode apenas ser aplicado 3 a 7 dias depois da criação do bolbo de selagem
dependendo do uso ou não de aceleradores de presa. É fundamental que a calda de selagem
ganhe resistência antes da aplicação do pré-esforço. O tensionamento dos cabos de pré-
esforço é feito recorrendo a macacos hidráulicos (Figura 2.29). Inicialmente, deve ser garantida
uma plataforma de trabalho que garante estabilidade e segurança para a introdução do macaco
hidráulico nos cabos e posteriores trabalhos de puxe e medição. São cortadas as bainhas dos
cabos de pré-esforço e as mangueiras de injecção de calda. Posteriormente introduz-se a
cabeça de ancoragem e respectiva placa metálica. Finda essa operação, introduz-se o macaco
hidráulico que dá início ao ciclo de carga. No sentido de minimizar as perdas associadas ao
pré-esforço, o tensionamento das ancoragens é feito segundo o programa definido em projecto,
fazendo variar as forças gradualmente. O pré-esforço é controlado através de um manómetro
(Figura 2.30) e do aumento do comprimento dos cabos que sobressai da cabeça, sendo esse
comprimento registado para que se perceba se o ensaio está a ser bem sucedido ou não.
Antes de se atingir a tensão de projecto, são introduzidas cunhas metálicas (Figura 2.31) que
travam os cabos de pré-esforço de forma a que fique instalada a tensão necessária.
Figura 2.28 – Esquema representativo do funcionamento de uma ancoragem (Brito, 2001 - A)
Capítulo 2 – As paredes de contenção tipo Berlim definitivo
24
2.4.4.8. Execução dos painéis secundários
Seguindo o princípio básico que regula todo este processo, os painéis secundários localizam-
se entre os denominados primários, sendo agora estes a desempenhar o papel de suporte.
A execução dos painéis secundários é semelhante à execução dos painéis primários. Sendo
assim, serão apenas relatadas as diferenças existentes.
Normalmente, a largura dos painéis secundários supera a dos painéis primários ou,
alternativamente, pode-se prescindir das ancoragens na totalidade ou em alguns dos painéis
secundários. As armaduras dos painéis secundários são, como previsto, amarradas às
armaduras de espera deixadas aquando da execução dos painéis primários. A betonagem do
painel secundário abrange, logicamente, as zonas das armaduras de espera. Devem ser
deixadas armaduras de espera verticais para o nível inferior. Executados os painéis procede-se
à execução das ancoragens, tal como foi descrito para os painéis primários.
Figura 2.29 – Pormenor macaco hidráulico na ancoragem
Figura 2.30 - Manómetro
Figura 2.31 – Pormenor cabeça de ancoragem onde se podem observar as cunhas.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
25
2.4.5. Execução dos painéis terciários e respectivos escoramentos
O timing de execução dos painéis terciários depende maioritariamente da disponibilidade de
equipamentos e operários. Estes painéis são normalmente executados depois dos restantes
painéis. No entanto, caso necessário, a sua execução pode ser em simultânea à execução dos
painéis primários e secundários. (Figura 2.32).
Nesta fase do processo, recorre-se a escoramentos de canto. Estes elementos substituem as
ancoragens, tirando partido do auto-equilíbrio alcançado através da utilização de uma escora e
que é possível pela proximidade entre os painéis de canto. (Figura 2.33). Contudo, em cantos
convexos, podem introduzir-se tirantes a unir os painéis de canto (Figura 2.34
O escoramento é feito mediante a utilização de perfis metálicos cuja ligação ao painel pode ser
feita de diversas formas: encastrando-os em negativos previamente deixados em esferovite
que são depois preenchidos com betão (solução mais corrente), soldando-os ou aparafusando-
os a placas metálicas ligadas aos painéis por chumbadouros ou chumbando directamente os
perfis aos painéis.
Caso as características do terreno sejam mais favoráveis, o confinamento pode ser
dispensável à medida que a profundidade da escavação aumenta.
2.4.6. Execução dos painéis dos restantes níveis
Concluído o primeiro nível da contenção, a escavação prossegue e o processo desenvolve-se
para o segundo nível. A execução passa pela repetição de todos os processos atrás descritos
nível após nível até chegar à cota da implantação da sapata de fundação da contenção. Os
Figura 2.32 - Escavação de painel de canto
Figura 2.33 - Escoramentos de canto
Capítulo 2 – As paredes de contenção tipo Berlim definitivo
26
trabalhos podem ocorrer em níveis diferentes no intuito de acelerar o ritmo dos trabalhos,
desde que haja disponibilidade de recursos e as condições do terreno assim o permitam.
2.4.7. Execução da sapata de fundação
Concluído o último nível da contenção, procede-se à execução da fundação. A sapata (Figura
2.35) irá suportar, em fase definitiva, todo o peso próprio da contenção e ainda cargas verticais
da infraestrutura (lajes das caves) e ainda da superestrutura (fachadas e lajes de piso). Neste
caso, trata-se de uma sapata excêntrica, dado que não se pode centrar a sapata com a parede
pois não é possível escavar para a parte de trás do muro de suporte. Na maioria dos casos, a
sapata é executada por troços, à medida que as diferentes frentes de escavação vão chegando
à cota de implantação. Uma questão a estudar é a possível maximização dos perfis metálicos
verticais no sentido de estes descarregarem esforços verticais também provenientes da
superestrutura ao maciço, minimizando as dimensões da sapata de fundação.
O processo construtivo da sapata de fundação da contenção é similar ao adoptado em
fundações superficiais correntes: é feita a escavação, regularizado o fundo da mesma, coloca-
se uma camada de betão pobre (5 a 10 cm) de limpeza, são empalmadas as armaduras nas
armaduras de espera inferiores do painel de parede inferior, faz-se a cofragem contra o
Figura 2.34 – Painéis de canto em canto convexo
Figura 2.35 - Armadura da sapata
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
27
terreno, betona-se e, após a presa, procede-se à descofragem. Deve ter-se o cuidado de
colocar um tubo dreno ao nível do fundo da escavação, que conduza as águas provenientes do
dreno vertical, quando existe, para ligação directa à rede de esgotos existente. No caso dos
perfis metálicos não estarem embutidos na parede, é nesta fase que podem ser retirados
através do corte da ligação à parede (cachorros metálicos) e seccionar os próprios perfis, à
medida que a superestrutura sobe.
2.4.8. Execução da superestrutura
Seguidamente, inicia-se a construção das fundações da superestrutura. Estas fundações são
geralmente superficiais, sapatas, menos frequentemente ensoleiramento geral, em alguns
casos profundas (pegões ou estacas). Segue-se a execução de pilares e paredes resistentes
(Figura 2.36). Executados os elementos verticais, procede-se à execução das lajes dos pisos:
maciças (vigadas ou fungiformes) ou aligeiradas. Uma fase crítica é a ligação das lajes às
paredes, que pode ser feita de diversas formas: empalmando as armaduras da laje em
armaduras de espera previstas na execução das paredes (mantidas na sua posição definitiva
durante todo o processo ou desdobradas posteriormente); introduzindo as armaduras da laje
no interior de roços criados na parede (deixados na altura da betonagem ou abertos
posteriormente, com o cuidado de não danificar as armaduras da parede), mediante varões
chumbados com resina epóxida em furos abertos posteriormente a berbequim nas lajes,
picadas superficialmente para melhorar a aderência entre o betão das paredes e o das lajes;
através de ligações metálicas (placas ou cantoneiras, soldadas, chumbadas ou aparafusadas).
As ancoragens são desactivadas com a execução das lajes dos pisos enterrados. As lajes
passam a escorar a parede de contenção, contrariando os impulsos dos terrenos e
minimizando deformações. Assim, procede-se à desactivação das ancoragens com o erguer da
superestrutura.
Esta situação é previamente pensada, reflectindo-se concretamente no ponto seleccionado
para a execução das ancoragens, devendo estas estar próximas das zonas dos pisos, sem no
entanto coincidirem com estes, permitindo a recuperação da cabeça. As ancoragens são
desactivadas por intermédio do corte, recorrendo a um maçarico, dos cabos de pré-esforço.
Figura 2.36 - Início da execução da super-estrutura
Capítulo 2 – As paredes de contenção tipo Berlim definitivo
28
Este é um processo minucioso sendo os cabos cortados um a um. Resulta deste processo a
possibilidade de reutilizar a cabeça da ancoragem, embora num número limitado de vezes. Os
cabos de pré-esforço são deixados, desactivados, inseridos no terreno (Figura 2.37).
2.4.9. Controlo pós-execução
Os instrumentos topográficos são correntemente utilizados para instrumentação e controlo de
obras de contenção periférica. Recorre-se a um teodolito que se serve de alvos e marcas
topográficas estrategicamente colocados para se medir deslocamentos horizontais e verticais
da parede de contenção. O inclinómetro é outro tipo de equipamento a que se recorre para
medir deslocamentos da parede de contenção em obras de escavação. “A solução de
integração dos tubos de inclinómetro na parede não é, neste caso possível, devido ao facto de
esta ir sendo realizada à medida que a escavação decorre”. (BRITO 2001 - A). Podem,
porventura, ser introduzidos juntamente com os perfis metálicos verticais
Relativamente às ancoragens, há a possibilidade de se medirem “deslocamentos directamente
na cabeça das mesmas ou ainda perdas de tensão nos cabos” (BRITO 2001 - A). Neste
sentido colocam-se células de carga nas ancoragens (Figura 2.38). Estes equipamentos
possuem uma mola que quando solicitada à compressão se desloca. A partir desse
deslocamento é possível determinar o esforço correspondente, sabendo, à partida, a rigidez da
mola. A monitorização das ancoragens permite a substituição das mesmas quando houver
sinais de mau funcionamento da própria ou de comportamentos imprevistos por parte do solo.
Os perfis metálicos podem estar equipados com extensómetros que determinam as variações
de extensão destes, permitindo calcular tensões e variações de comprimento.
Em suma, apresenta-se o esquema da Figura 2.39 e Figura 2.40 que resume a sequência
construtiva do método em estudo.
Figura 2.37 – Ancoragem depois de desactivada e da remoção da cabeça.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
29
Figura 2.38 – Vista de alçado com célula de carga numa das ancoragens
Figura 2.39 - Faseamento construtivo das paredes do tipo Berlim definitivo – parte 1 (Pinto, 2010)
Capítulo 2 – As paredes de contenção tipo Berlim definitivo
30
Figura 2.40 - Faseamento construtivo das paredes tipo Berlim definitivo – parte 2 (Pinto, 2010)
2.5. Anomalias
Em obras geotécnicas do tipo de uma contenção periférica, a realização de um estudo
geotécnico que envolva prospecções e, paralelamente, um estudo que tenha em conta a
história do local são de extrema importância. Brito (1999) - A, refere o exemplo de uma
escavação em Lisboa na qual o plano de prospecção não detectou a existência no local de
uma antiga pedreira, o que implicou que, em determinadas zonas da obra, os perfis verticais
ficassem fundados no material de aterro que preenchia a zona explorada. Dado que a camada
de aterro apresentava características mecânicas muito fracas, a parede sofreu, após a
realização de algumas ancoragens, assentamentos e deslocamentos horizontais consideráveis
que provocaram deformações significativas do terreno suportado. Foram, posteriormente,
executadas ancoragens adicionais que apenas aumentaram os deslocamentos. A solução
passou por efectuar uma campanha de prospecção rigorosa no sentido de avaliar a verdadeira
consitutição geotécnica do solo e, a partir daí, tomar medidas correctivas que levassem à
conclusão da execução da contenção periférica. Este tipo de problema realça a importância da
realização de prospecções geotécnicas rigorosas e detalhadas. Ao mesmo tempo, torna-se
imperial uma observação recorrente da obra com o objectivo de prever acontecimentos
perigosos e actuar sobre os mesmos em pouco tempo.
Os perfis metálicos verticais podem sofrer fenómenos de encurvadura. Alguns autores
defendem o preenchimento do espaço compreendido entre o perfil e as paredes do furo,
aspecto que muitas vezes não é cumprido em obra. É prática internacional o preenchimento
dos furos com betão pobre ou calda de cimento. Klosinsky e Rafalski (1994) referem a
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
31
execução de furos recorrendo a suspensão bentonítica. Na verdade, a principal função do
material de preenchimento, para além de suster as paredes do furo, é evitar a encurvadura do
perfil no seu interior, factor que pode conduzir a uma redução substancial da sua capacidade
de absorção de esforços normais. Este problema será tanto maior quanto maiores forem o
diâmetro do furo e a esbelteza do perfil. Os problemas de encurvadura nos perfis metálicos
podem originar deficiências graves em contenções periféricas.
Um exemplo que descreve este tipo de problema é o incidente ocorrido numa obra em que,
devido à dificuldade da furação motivada pela heterogeneidade das formações, se recorreu a
equipamento de furação próprio para estacas para a execução dos furos para a instalação dos
perfis metálicos verticais. Esta opção levou a que os furos tivessem diâmetros bastante
superiores ao necessário, não se tendo, contudo, preenchido o espaço vazio com qualquer
material. Esta conjugação de factores levou à encurvadura de alguns perfis no interior dos
respectivos furos. A solução passou por instalar escoras inclinadas, apoiadas em sapatas já
betonadas na zona central de escavação. Neste caso, os problemas de encurvadura de perfis
metálicos foram originados por um total incumprimento do que estava definido em projecto.
Em geral, a execução de perfis exteriores à parede deve ser uma solução a evitar. O
funcionamento deste tipo de perfis será sempre menos eficiente do que o de perfis colocados
no interior da parede. Os perfis colocados pelo exterior têm maior probabilidade de sofrer
fenómenos de encurvadura. Além disso, os perfis estão, dessa maneira, muito mais expostos
aos equipamentos de escavação de terras, podendo sofrer impactos que os venham a
deformar e diminuir a sua capacidade estrutural.
A presença de água no tardoz da contenção pode vir a provocar a formação de pressões
elevadas que resultam na fixação de impulsos consideráveis no tardoz da parede. É o caso da
obra da Figura 2.41, onde a rotura de uma conduta de água levou à formação de impulsos no
tardoz da parede, resultando no acidente visível.
Figura 2.41 –Estrutura de contenção tipo Berlim definitiva após rotura (Brito, 2001 - A)
Capítulo 2 – As paredes de contenção tipo Berlim definitivo
32
Uma contenção periférica do tipo Berlim definitiva tem carências relativamente à drenagem de
águas no tardoz da parede. Deste modo, como prevenção, deve colocar-se um dreno no tardoz
da parede e, durante a execução da sapata de fundação, deve colocar-se um tubo dreno ao
nível do fundo da escavação.
Seguidamente apresentam-se algumas imagens que retratam situações de rotura da
contenção. Observando a Figura 2.42, percebe-se ter havido um assentamento do terreno no
tardoz da parede. O assentamento surgiu num momento em que não foi oferecida qualquer
oposição aos impulsos de solo. Na hipótese de cumprimento rigoroso do faseamento
construtivo, a probabilidade desse tipo de situação ocorrer decresce. A situação representada
na Figura 2.43 sugere o mesmo tipo de rotura. Este tipo de assentamentos surge em situações
em que não se cumpre o faseamento construtivo estipulado em projecto.
Figura 2.42 - Assentamento do terreno no tardoz (Pinto, 2010)
Figura 2.43 - Assentamento do terreno no tardoz (Pinto, 2010)
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
33
3. Caso de estudo: Escavação Lote 1 da
“Quinta do Mineiro”
3.1. Descrição geral
A obra que serve de caso de estudo diz respeito à contenção periférica da escavação que
precedeu a construção do Lote 1 do empreendimento “Quinta do Mineiro”. O Lote 1 situa-se na
Rua da Artilharia 1 em Lisboa (Figura 3.1).
A obra tem como empreiteiro-geral a empresa Engiarte, tendo a Tecnasol a subempreitada do
projecto e execução da contenção periférica.
O edifício em questão irá ser usado para habitação de luxo com 7 pisos elevados e 6 pisos
enterrados que serão utilizados para estacionamento.
A fundação do edifício será feita através de sapatas nas bases dos pilares. Por sua vez, o
edifício é constituído por uma estrutura de betão armado com lajes maciça do tipo fungiforme.
No caso dos pisos de estacionamento houve a necessidade de utilização de capitéis na zona
dos pilares. Nos pisos superiores, ou seja, desde o piso 0 até à cobertura haverá a aplicação
de pós-tensionamento.
O recinto da escavação insere-se numa zona urbanizada, sendo delimitado por arruamentos e
por estruturas edificadas. No que respeita a confrontações, a área de intervenção é delimitada
a Norte pela Avenida Duarte Pacheco. Deve referir-se que, sob esta Avenida, se desenvolve o
Túnel do Marquês.
Figura 3.1 - Localização da obra (Google Earth)
Capítulo 3 – Caso de Estudo: Escavação do Lote 1 da “Quinta do Mineiro”
34
Na Figura 3.2 encontra-se representada qualitativamente a planta da obra. É perceptível quais
dos alçados confrontam com outros edifícios, bem como a disposição da logística na obra. A
Nascente, o recinto confronta, nos alçados BC e CD, com o edifício “Duarte Pacheco Nº5”. O
alçado DE confronta, em parte do seu desenvolvimento, com o Lote 6, já executado. O alçado
EF encontra-se virado para o interior do empreendimento “Quinta do Mineiro”, não
confrontando, de momento, com qualquer construção. Parte do alçado FG confronta com o
Lote 3, já executado. Quanto aos alçados GH e HA, a Poente, confrontam com o edifício do
“Sana Amoreiras Park”, actualmente em construção.
Relativamente a equipamentos, inicialmente, a obra dispôs do auxílio da grua G1. As gruas G2
e G3 foram instaladas com o decorrer dos trabalhos. O estaleiro de armaduras localizou-se,
desde o início dos trabalhos, no local indicado na Figura 3.2.
A escavação incidiu sobre uma área total de cerca de 4600 m2, abrangendo a remoção de um
volume total de terras da ordem de 90000 m3. As cotas gerais de escavação variam entre os
82.30m e 83.70m que correspondem a alturas de contenção variáveis entre 7.0m e 20.0m,
aproximadamente.
3.1.1. Condicionalismos de natureza geológica-geotécnica
A definição dos condicionamentos de ordem geológica e geotécnica fez-se recorrendo aos
resultados provenientes das campanhas de prospecção geológica-geotécnica realizadas em
Março de 2000 e em Julho e Setembro de 2004. Nestas campanhas foram efectuadas seis
sondagens verticais na área de escavação, tendo sido uma delas na campanha de 2000 (S9) e
as restantes cinco na campanha de 2004 (S105, 106, 107, 108 e 109). As sondagens
passaram pela realização de ensaios SPT e envolveram ainda a recolha de amostragem
representativa das diferentes formações detectadas. Foram ainda adicionadas ao conjunto de
sondagens atrás referidas outras três sondagens efectuadas na campanha de 2000 (S8, S6 e
S5) em locais próximos ao recinto de escavação. As sondagens realizadas em 2004 atingiram
Figura 3.2 - Planta da implantação da obra.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
35
os 28m e 29m de profundidade ao passo que as sondagens de 2000 atingiram uma
profundidade de apenas 14m. Deste modo, a campanha de 2000 complementa a informação
extraída da campanha de 2004 apenas para as camadas superficiais.
O relatório da campanha de 2004 refere que uma escavação neste local intersectará o maciço
Cretácico, constituído por argilas margosas e por calcário esbranquiçado, atravessando
formações Neocrácitas, Miocénicas e depósitos de aterro, estes últimos com espessuras
variáveis entre 3.0m (S8) e 5.4m (S109). O relatório da campanha de 2000 indica apenas as
camadas recentes do aterro e o estrato Miocénico. Igualmente como no relatório de 2004, o
relatório de 2000 salienta a crescente resistência do Miocénico em profundidade.
Relativamente à cota do nível freático, o estudo de 2004 refere a presença do mesmo em todas
as sondagens e a cotas que variam entre os 24.5m de profundidade na sondagem S107 e os
13.1m na sondagem S109. Ao invés, o relatório de 2000, não faz referência a qualquer vestígio
hídrico nos solos analisados. Tal disparidade pode ter explicação no facto de, em 2004, terem
sido realizadas sondagens mais profundas que detectaram, por sua vez, o nível freático a
profundidades, em geral, superiores às profundidades atingidas na campanha de 2000.
Ambos os documentos são omissos em informação relativa à eventual agressividade química
dos terrenos.
Com fundamento nos documentos referidos anteriormente, a Tecnasol optou por efectuar o
seguinte zonamento geotécnico:
Zona Geotécnica 1 (ZG1)
Esta primeira zona foi definida em toda a área de estudo e corresponde à formação recente,
composta por terra vegetal e aterros argilo-arenosos de cor acastanhada, sendo estes solos
caracterizados por um número de pancadas NSPT compreendido entre 7 e 39 (campanha de
2004) e entre 1 e 23 (campanha de 2000).
Zona Geotécnica 2A (ZG2A)
Esta camada foi definida em toda a área de estudo e corresponde às formações miocénicas
descomprimidas. Esta zona é caracterizada pelos solos argilo-arenosos de cor amarelada ou
acinzentada, com presença frequente de veios de seixos e fragmentos de calcário e, por vezes,
com níveis de arenitos. Relativamente à resistência mecânica, estes solos foram
caracterizados por um número de pancadas NSPT inferior a 40 (campanha de 2004) ou por
valores compreendidos entre 9 a 33 pancadas (campanha de 2000). O relatório desta última
campanha refere que o limite das formações miocénicas atingidas se situa entre os 3 e os 7
metros de profundidade.
Zona Geotécnica 2B (ZG2B)
Capítulo 3 – Caso de Estudo: Escavação do Lote 1 da “Quinta do Mineiro”
36
Esta zona corresponde às formações miocénicas mais profundas e menos descomprimidas.
Foi definida em toda a área de intervenção e é constituída pelo mesmo tipo de solo da camada
anterior: solos argilo-arenosos. No que respeita à resistência dos solos, as campanhas
efectuadas apontaram para um número de pancadas NSPT superior a 40.
Zona Geotécnica 3 (ZG3)
Esta zona refere-se às formações de idade Cretácica, detectadas em toda a área de estudo,
subjacente às formações anteriormente mencionadas, sendo caracterizadas por calcário
esbranquiçado medianamente alterado e muito fracturado, com abundantes preenchimentos
argilosos de cor avermelhada. Esta formação caracteriza-se por um número de pancadas NSPT
superior a 60.
Traçada a matriz geotécnica das camadas a intersectar, foram adoptados, para fins de
projecto, os seguintes parâmetros (Quadro 3.1)
Quadro 3.1 – Parâmetros geotécnicos considerados
Parâmetros Geotécnicos Aterro (ZG1) Miocénico
(ZG2A)
Miocénico
(ZG2B)
Cretácico
(ZG3)
g [kN/m3) 17.5 18 19 19
Eref [kN/m2] 7500 35000 65000 100000
ν [-] 0.3 0.3 0.3 0.3
cref [kN/m2] 1 20 40 40
[º] 28 30 32 35
Clarificando o significado de cada parâmetro, tem-se que o parâmetro g corresponde ao peso
volúmico do solo em questão. Por sua vez, Eref, diz respeito ao módulo de deformabilidade do
solo, ao passo que ν corresponde ao coeficiente de Poisson. O parâmetro cref diz respeito à
coesão do solo em questão, sendo que o parâmetro corresponde ao ângulo de atrito do solo.
No Capítulo 4, na secção relativa a cada alçado analisado, encontram-se os respectivos perfis
geotécnicos admitidos com base nas prospecções feitas até à data.
3.1.2. Condicionalismos relacionados com a envolvente
Neste tipo de obra em particular e na construção, em geral, é ponto prévio e fundamental que a
solução a adoptar privilegie a segurança das estruturas adjacentes e não force a ocupação de
espaços exteriores à zona de intervenção sem a devida autorização. É primordial que se
evitem eventuais interferências e perturbações nas confrontações e que se garanta, ao longo
da escavação, a não descompressão de terrenos de fundação de edifícios contíguos.
Como está presente na (Figura 3.1), a zona de escavação encontra-se rodeada por
arruamentos ou estruturas edificadas. Em relação às estruturas adjacentes (Figura 3.2) revela-
se importante conhecer o número de caves e respectivas cotas, bem como a geometria das
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
37
fundações. Como referido, o lote confronta, a Nascente, com o Lote 6. Este edifício foi fundado,
parcialmente, em estacas de betão armado. Em relação ao Lote 3, que confronta com o alçado
FG, sabe-se que este foi fundado, parcialmente, em estacas de betão armado.
O edifício Sana Hotel foi, do mesmo modo, fundado em estacas de betão armado. Por sua vez,
o edifício Duarte Pacheco nº 5 foi executado sobre sapatas.
Ou seja, aquando da execução do projecto sabia-se, à partida, que a localização das
ancoragens não teria grande margem de manobra em função da existência de estacas de
fundação de edifícios adjacentes.
3.2. Solução proposta
A solução proposta pela Tecnasol indicava que a escavação fosse executada com recurso a
uma contenção periférica, constituída por painéis em betão armado, apoiados provisoriamente
em perfis metálicos verticais. Estes painéis de betão armado devem ser, na sua generalidade,
ancorados ou escorados provisoriamente. Em suma, propõem-se a adopção da tecnologia
denominada “Paredes de Berlim Definitiva”. Esta solução foi a escolhida para todos os alçados
à excepção do alçado AB. Neste alçado, foi proposta pela Tecnasol a execução de uma
contenção periférica constituída por uma cortina de estacas, dado que a presença do Túnel do
Marquês junto ao alçado criaria dificuldades na execução de painéis e ancoragens nos
primeiros 8.0m de escavação. Esta solução tira partido do funcionamento estrutural em consola
permitindo que se realizem os primeiros metros de escavação até à cota do 1ºnível de
ancoragens.
No sentido de ganhar algum tempo, a escavação iniciou-se ao centro da área de implantação,
em talude, tendo sido deixadas bermas de solo, junto aos alçados, de modo a que se iniciasse
a execução dos painéis em betão armado (Figura 3.3).
O acesso à obra foi feito, de início, pelo espaço disponível no alçado DE, entre o edifício
Duarte Pacheco e o Lote 6 (Figura 3.4). Assim, proporcionou-se que se iniciasse a execução
de painéis nos alçados EF e FG. Com o decorrer da escavação junto destes alçados formou-
se, naturalmente, uma rampa de acesso.
Entretanto iniciaram-se os trabalhos em parte do alçado DE (apenas na zona confrontante com
o Lote 6). Por esta altura (Agosto e Setembro de 2010), o desnível de cotas existente na obra
acentuava-se, uma vez que a escavação continuava ao centro e junto dos alçados onde se
executavam painéis ao passo que, junto ao alçado AB, os trabalhos ainda não se tinham
iniciado por estarem dependentes de uma autorização da Câmara Municipal de Lisboa. Os
alçados BC, CD e GH apenas seriam executados posteriormente pois estes alçados estão
projectados para cotas mais baixas, em função da localização das paredes das caves dos
edifícios com os quais confrontam.
Capítulo 3 – Caso de Estudo: Escavação do Lote 1 da “Quinta do Mineiro”
38
Figura 3.4 - Visão sobre o alçado DE
3.2.1. Indicações de projecto
A contenção do tipo “Berlim Definitiva” foi adoptada em todos os alçados da contenção
periférica, à excepção do alçado AB, tal como foi atrás referido.
No projecto, anteriormente à explicação detalhada do faseamento construtivo a adoptar,
surgem algumas indicações gerais que se revelam importantes e que serão seguidamente
transcritas. Encontram-se referências a painéis primários, secundários e terciários: “Cada um
dos referidos níveis de painéis é composto por uma sucessão de painéis primários e
secundários/terciários, devendo a realização destes últimos painéis ser apenas efectuada após
a conclusão dos primários/secundários que lhes são directamente contíguos” (TECNASOL,
2010). Na explicação geral do processo, refere-se a execução das ancoragens provisórias pré-
esforçadas, referindo-se que “o bolbo de selagem, realizado por injecção de calda de cimento,
deverá localizar-se numa zona competente do terreno” (TECNASOL, 2010). O facto de as
ancoragens serem executadas com alguma inclinação leva ao surgimento de uma componente
vertical que será transmitida, através dos painéis de betão armado, aos perfis verticais. Esta
situação foi prevista em projecto.
Figura 3.3 - Escavação em talude ao centro
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
39
No mesmo documento, faz-se referência aos dois tipos de perfis metálicos e respectivos
posicionamentos existentes: i) perfis verticais constituídos por perfis metálicos HEB140
embutidos no interior dos painéis; ii) perfis metálicos HEB120 utilizados nos alçados
confrontantes com outros edifícios, sendo executados exteriormente às paredes de contenção
e ligados a estas através de cachorros metálicos. “A existência de edifícios contíguos deverá
inviabilizar, devido a limitações de ordem executiva do equipamento de furação, a colocação
destes perfis no interior dos painéis de betão armado” (TECNASOL, 2010).
Alerta-se ainda para a importância da correcta execução da viga de coroamento, privilegiando
a uniformização do comportamento da contenção. Reforça-se o facto de, no período que
decorre entre a presa do betão e a aplicação das ancoragens, “a viga de coroamento tem ainda
a função de suportar o peso próprio dos painéis do primeiro nível” (TECNASOL, 2010).
No parágrafo seguinte, lê-se que “foi prevista uma parede de contenção com 0,4 m de
espessura (definida pelo projecto de Estrutura), constituída por uma viga de coroamento, com
0,4m de largura e 0,4m de altura” (TECNASOL, 2010). De acordo com o Projecto de Estrutura,
a sapata periférica que apoia a parede de contenção terá 1,20m de largura e 0,8m de altura.
O projecto refere que, em casos de elevada afluência de água ao interior do recinto de
escavação, devem ser criados mecanismos que possibilitem a drenagem da parede, como por
exemplo “a provisória não betonagem total ou parcial de alguns painéis secundários/terciários”
(TECNASOL, 2010).
Em relação às ancoragens, o projecto refere estarem previstos afastamentos, em planta, entre
3,0 a 8,0 m e afastamentos altimétricos da ordem dos 3,0m. Estão ainda previstos, em
projecto, pré-esforços úteis de 500kN e 600kN, a aplicar, respectivamente, num cabo com
quatro e cinco cordões de 0,6’’ (TECNASOL, 2010).
Os bolbos de selagem das ancoragens devem ter, segundo previsto no projecto, comprimentos
mínimos de 6,0 m. O projecto define ainda, no intuito de se obter uma componente horizontal
resultante da força das ancoragens adequada, inclinações das ancoragens compreendidas
entre 20º e 30º com a horizontal.
3.2.2. Faseamento construtivo
No âmbito da solução estudada, a Tecnasol propõe, em projecto, a adopção do seguinte
faseamento construtivo:
a) Execução de vistorias a todas as estruturas e infraestruturas vizinhas e instalação e
zeragem dos dispositivos de instrumentação possíveis de instalar nesta fase, conforme
definido no Plano de Instrumentação e Observação – desenvolvido posteriormente;
b) Execução de furos verticais para a instalação dos perfis verticais ( min de 8’’), os quais
serão realizados, sempre que possível, no eixo da parede, à partida, de 0,4m de
espessura mínima, seguindo-se a introdução nos mesmos dos perfis metálicos. Nos
Capítulo 3 – Caso de Estudo: Escavação do Lote 1 da “Quinta do Mineiro”
40
casos em que não seja possível a execução dos perfis metálicos no interior da parede
de contenção, deverão ser executados cachorros metálicos que garantam a ligação
dos perfis aos painéis de contenção a executar;
c) Execução da viga de coroamento, apoiada nos perfis verticais ou nos cachorros que
ligam a estes;
d) Instalação e zeragem dos alvos topográficos, colocados ao nível da viga de
coroamento, conforme definido no Plano de Instrumentação e Observação;
e) Execução, de cima para baixo e por níveis, da parede de contenção em betão armado,
constituída por painéis, em geral ancorados, atirantados ou escorados. Para cada
nível, deverão iniciar-se os trabalhos pela realização de painéis primários, seguida dos
secundários e só posteriormente os terciários. Refira-se que, com excepção de
situações devidamente justificadas, e previamente aprovadas pela Fiscalização, não
deverão realizar-se, em simultâneo, dois painéis primários consecutivos, deixando
apenas um secundário de intervalo. Cada painel será executado a partir de uma
escavação localizada, após a qual se colocam as armaduras e se procede à respectiva
betonagem, deixando-se negativos para a realização das ancoragens ou tirantes.
Imediatamente após o mínimo período de espera para endurecimento do betão, deverá
tensionar-se a ancoragem, realizar-se o respectivo ensaio de recepção e a
correspondente blocagem, instalando-se células de carga quando previstas no âmbito
do Plano de Instrumentação e Observação. A furação para a execução das ancoragens
deverá realizar-se com diâmetro mínimo de 150mm ( min de 6”). A selagem das
ancoragens deverá realizar-se com calda de cimento de características apropriadas,
com recurso ao sistema de injecção IRS, recorrendo a válvulas anti-retorno e a
obturador-duplo, em terrenos competentes (Nspt > 60 pancadas) e geologicamente
estáveis em relação à geometria da escavação.
f) Realização de ensaios de recepção simplificados em todas as ancoragens, de modo a
comprovar a sua eficácia para as cargas de dimensionamento. Nas ancoragens
instrumentadas com células de carga deverão ser executados ensaios de recepção
detalhados. Todos os ensaios de recepção deverão respeitar o disposto na EN 1537;
g) Instalação das células de carga nas ancoragens e de alvos nos painéis, conforme
definido no Plano de Instrumentação e Observação;
h) Execução dos restantes níveis de painéis, seguindo a metodologia descrita em e) a g),
até à cota final, correspondente à face superior da sapata;
i) Execução da sapata, por troços correspondentes à largura dos painéis;
j) Execução de baixo para cima das lajes dos pisos das caves, incluindo a laje do piso
que apoia sobre a viga de coroamento;
k) Desactivação das ancoragens e tirantes provisórios e remoção dos escoramentos
metálicos também provisórios, incluindo a selagem das zonas da parede onde foram
realizadas as aberturas para a colocação de ancoragens e instalação de escoras.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
41
O projecto alerta ainda para o facto de se garantir que os painéis sejam totalmente betonados
contra o terreno no sentido de tirar partido do atrito mobilizado na interface solo/parede.
Alerta-se, ainda, para o facto de, considerando as características das camadas de solo a
conter, constituir-se “muito importante que o intervalo de tempo necessário para a escavação e
betonagem de cada painel não seja superior a 12 horas” (TECNASOL, 2010). Ao mesmo
tempo, recomenda-se que o intervalo de tempo entre a betonagem dos painéis e o
tensionamento das respectivas ancoragens, ou instalação das escoras seja o menor possível.
No mesmo documento refere-se ainda que não devem ser deixados rasgos, com altura igual à
espessura das lajes, com o objectivo de facilitar o apoio das lajes de piso das caves nas
paredes periféricas da contenção. O apoio das lajes deverá ser feito através de ferrolhos, que
serão instalados aquando da execução das lajes.
Acrescenta-se ainda a existência da possibilidade de recorrer a dispositivos convencionais de
bombagem de águas no caso da afluência de elevados caudais de água ao interior da
escavação.
3.2.3. Materiais
Os materiais definidos para a execução da obra são:
Betão
Cortina de Estacas: NP EN 206-1;C25/30;XC2(Pt); Cl 0.40; D15; S4
Contenção Tipo “Munique” NP EN 206-1; C25/30;XC2(Pt); Cl 0.40; D20;
S3
Vigas de coroamento NP EN 206-1; C25/30;XC2 (Pt); Cl 0.40; D20;
S3
Betão projectado NP EN 206-1;C25/30;XC2(Pt); Cl 0.40; D10; S4
Regularização e enchimento· C12/15
Aço em elementos de betão armado
Armaduras, em geral A500NR
Malhasol AQ50 A500EL
Aço em ancoragens
Armaduras de alta resistência: Grade 270 k (ASTM A416); (fpuk ≥ 1860 MPa ;
fp0,1k ≥ 1670 MPa)
Aço em tirantes
Capítulo 3 – Caso de Estudo: Escavação do Lote 1 da “Quinta do Mineiro”
42
Armaduras de alta resistência: A500/550
Aço em elementos de construção metálica
Perfis, chapas, cachorros e escoramentos S275 JR (EN 10025:1993)
Calda de cimento e injecções de selagem a alta pressão
Injecção de selagem (refª) 0.40 ≤ A/C ≤ 0.45
Injecção de alta pressão (refª) 0.45≤A/C≤0.50
Resistência à compressão simples aos 28 dias fck = 25MPa (Perfis
metálicos verticais)
Resistência à compressão simples aos 7 dias fck = 27 MPa
(Ancoragens)
Cimento tipo· CEM I 42.5R
No caso particular das soldaduras de elementos de construção metálica, a sua preparação e
execução deverá obedecer ao estipulado no REAE ( Art. 26 a 37, 60 e 65 ), NP 1515 e
Eurocódigo 3.
3.2.4. Ancoragens: execução e dimensionamento
As ancoragens são elementos activos que entram em serviço após blocagem. Deste modo, os
deslocamentos sofridos pelo solo na altura da escavação sofrem uma recuperação parcial.
Nessa perspectiva, as deformações da contenção e do solo “dependerão da resposta das
ancoragens e da sua rigidez axial e relação constitutiva das tensões de atrito lateral que se
mobilizam no bolbo de selagem” (TECNASOL, 2010).
Considera-se importante que o dimensionamento do bolbo de selagem seja feito para
coeficientes de segurança adequados, recorrendo-se ao método proposto por Bustamante.
A furação da ancoragem deverá ser feita de modo a não provocar deterioração das
características mecânicas das formações que forem atravessadas. Relativamente aos desvios,
deverão ser aplicados os seguintes critérios:
- O eixo de furação, à boca do furo, deve ser implantado com uma tolerância radial máxima de
75mm;
- O furo deverá ter, no máximo, uma tolerância de desvio de 2º, relativamente à trajectória
definida em projecto;
- A verificação de eventuais desvios deverá ser efectuada após a furação dos primeiros 2,0m.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
43
No sentido de assegurar um comportamento adequando da calda de cimento, a curto e longo
prazo, “o cimento a adoptar, do tipo Portland, será constituído essencialmente por clinquer,
devendo ser do tipo CEM I 42,5R, possuindo baixo teor de alumina, devido à existência de
sulfuretos naquele componente, assim como baixo conteúdo de cloretos.” (TECNASOL, 2010)
Relativamente à relação água-cimento, deve ser optimizada de modo a assegurar fluidez
necessária à selagem e injecção do bolbo da ancoragem, garantindo-se o envolvimento
adequado da armadura, “assim como assegurar as boas características de impermeabilização
e de resistência após presa e, por último, possuir baixa retracção e elevada durabilidade”
(TECNASOL, 2010). O recurso a aditivos não deverá exceder 1% da massa de cimento.
3.2.4.1. Ensaios em ancoragens
Durante a realização dos ensaios poderão ocorrer perdas no sistema de aplicação da força
durante um patamar de carga constante.
Para a realização dos ensaios que se descrevem seguidamente, para além do equipamento do
pré-esforço constituído pelo conjunto formado pela bomba e pelo macaco, devidamente
calibrados em conjunto, recorre-se a deflectómetros, de forma a se obterem, durante a
realização dos ensaios, leituras de alongamentos da armadura que constitui a ancoragem.
Em qualquer ensaio as leituras com deflectómetros deverão ser efectuadas a partir de
estruturas de referência. As leituras devem ser realizadas no cabo da ancoragem de ensaio.
Ensaios de recepção simplificados
Este ensaio deve ser efectuado em todas as ancoragens exceptuando aquelas em que forem
instaladas células de carga. Através deste tipo de ensaio pretende-se determinar:
- A capacidade para a ancoragem manter a carga de ensaio, Pp.
- As características de fluência;
- As características de resistência à rotura por tracção da ancoragem, relativamente à carga de
ensaio;
- O comprimento livre aparente da ancoragem, Lapp.
O ensaio consiste em fazer variar a carga na ancoragem até à carga de ensaio, Pp.. Entretanto,
ao longo dos diferentes patamares de carga presentes no Quadro 3.2, vão-se registando,
recorrendo a um deflectómetro, os deslocamentos dos cabos e avalia-se se o coeficiente de
fluência e de correlação estão dentro dos valores previstos.
Durante a aplicação dos patamares de carga do ensaio, caso o técnico que realiza o ensaio se
aperceba que o bolbo de selagem se esteja a deslocar excessivamente, num patamar de carga
inferior ao máximo, o técnico pára de imediato o ensaio e crava as cunhas da cabeça da
ancoragem.
Capítulo 3 – Caso de Estudo: Escavação do Lote 1 da “Quinta do Mineiro”
44
Quadro 3.2 – Patamares de carga dos ensaios em ancoragens
Patamares de carga Tempo mínimo de observação 1º Ciclo Blocagem
0,1Pp
P0
1 minuto
0,4Pp 1 minuto
0,7Pp 1 minuto
1,0Pp 15 minutos
0,7Pp 1 minuto
0,4Pp 1 minuto
0,1Pp 1 minuto
No patamar de carga máxima deverão ser efectuadas várias leituras segundo a sequência: 0’-
1’-2’-3’-5’-10’-15’.
No anexo A pode ser consultada a ficha relativa ao ensaio de recepção simplificado
usualmente preenchida em obra.
3.2.5. Acções
As estruturas de contenções existentes (parede de contenção e cortina de estacas) estão
sujeitas aos impulsos horizontais provocados pelas terras e pelas sobrecargas provenientes
dos edifícios adjacentes e arruamentos. A quantificação dos impulsos das terras é definida de
acordo com os parâmetros correspondentes às formações atravessadas. Em relação às
sobrecargas dos edifícios adjacentes considerou-se, em projecto, um valor de 10kN/m2/piso ao
passo que, relativamente aos arruamentos, se estimou uma sobrecarga de 10kN/m2.
As acções descritas foram, em projecto, contabilizadas nos modelos de cálculo considerados
no programa de cálculo automático de elementos finitos “Plaxis – Versão 8.2.”.
3.2.6. Plano de instrumentação e observação
O planeamento construtivo elaborado para a obra em questão baseia-se nos princípios gerais
adoptados neste tipo de intervenção. Neste contexto, adequa-se a implementação de um plano
de Instrumentação e Observação que permita monitorizar a obra através de um controlo
sistemático. Este plano permite a verificação das opções de projecto na medida em que dá
indicações relativas à resposta da obra e da envolvente aos avanços que vão sendo feitos na
escavação. Isto possibilita que se adapte o projecto, privilegiando a segurança, de forma a
garantir o cumprimento dos tempos de execução e a gestão dos imprevistos no contexto
geológico-geotécnico em que a obra se insere.
De acordo com a natureza, dimensões e envolvente da obra decidiu-se que a monitorização da
estrutura de contenção contemplaria a colocação de alvos topográficos nas próprias
estruturas de contenção e edifícios vizinhos para medição de movimentos tridimensionais. Em
relação ao alçado AB, constituído por uma cortina de estacas, procedeu-se à colocação de
marcas topográficas nos arruamentos adjacentes à cortina de estacas e no interior do Túnel do
Marquês. Na cortina de estacas foram ainda instaladas calhas inclinométricas no interior das
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
45
mesmas. Preconiza-se ainda a medição da carga efectiva instalada em 6 ancoragens da
cortina de estacas, instrumentadas através de células de carga de leitura manométrica.
As medições foram feitas segundo uma frequência mínima semanal.
O Quadro 3.3 sintetiza as soluções relativas a instrumentação instaladas em obra. Os dados
relativos à monitorização da cortina de estacas não serão analisados uma vez que se desviam
do âmbito deste trabalho.
Quadro 3.3 – Instrumentação adoptada
Solução Alçado Instrumentação
Contenção
Periférica BC a HA
Alvos topográficos na contenção e edifícios
adjacentes
Cortina de Estacas AB
Marcas topográficas em arruamentos e no interior
do Túnel do Marquês
Calhas inclinométricas
Células de carga em 6 ancoragens
3.2.6.1. Implantação e sistematização da instrumentação
Os alvos foram instalados através da fixação às estruturas por colagem ou selagem de placas
metálicas planas onde aqueles são previamente inseridos. Os alvos foram orientados no
sentido de facilitar a pontaria do equipamento topográfico e, consequentemente, reduzir os
erros (da ordem de 1mm na direcção horizontal e 0,5 mm na direcção vertical). As campanhas
consistiam na leitura de ângulos e distâncias para alvos instalados nos elementos cujos
deslocamentos se pretendem determinar.
O sistema dividiu-se em pontos de apoio e em pontos objecto. Os pontos de apoio serviram
para as observações das referências (pontos de referência). A forma da escavação, bem como
a morfologia do terreno envolvente e da própria construção condicionaram a geometria do
sistema de observação implementado e também a criação do subsistema de apoio. Assim,
optou-se, para a monitorização da contenção, por uma solução de referências fixas exteriores à
zona de influência da obra (Figura 3.5) colocadas em construções vizinhas.
O número total de alvos topográficos, tipo e localização poderia ser alvo de alterações no
decorrer da obra em função do comportamento da estrutura de contenção.
Os edifícios adjacentes foram monitorizados recorrendo a, pelo menos, 4 alvos nas empenas.
Foi proposta a instalação de dois alvos na base, aproximadamente ao nível do piso zero e dois
no topo do edifício alinhados com os pontos de baixo. Na Figura 3.6 apresentam-se, em planta,
a localização dos pontos objecto tanto na contenção como nos edifícios adjacentes. É visível
ainda o Túnel do Rossio, que se desenvolve a cotas mais profundas. Tendo como justificação o
facto de a distância entre as estruturas ser a suficiente para que o túnel do Rossio não fosse
afectado pela escavação, decidiu-se pela não monitorização do mesmo.
Capítulo 3 – Caso de Estudo: Escavação do Lote 1 da “Quinta do Mineiro”
46
A instrumentação da obra começou a ser feita no final de Agosto pela própria Tecnasol.
Todavia, problemas relacionados com a monitorização do Túnel de Marquês levaram a que a
responsabilidade das leituras fosse transferida para a NANOMETRICS – Metrology and
Monitoring, Lda. Deste modo, houve uma interrupção das leituras entre o período de 8 a 25 de
Outubro.
Figura 3.5 - Planta com as referências exteriores à obra utilizadas para as leituras topográficas
Figura 3.6 - Planta da localização dos alvos topográficos.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
47
3.2.6.2. Critérios de alerta e de alarme
Os limites de alerta e de alarme fixados inicialmente pela Tecnasol coincidiam com os do
Projecto Base:
Contenção periférica
a) “Critério de alerta: deslocamentos máximos da ordem de 25mm, no sentido horizontal,
e de cerca de 15mm no sentido vertical” (TECNASOL, 2010)
b) “Critério de alarme: deslocamentos máximos da ordem de 30mm, no sentido horizontal,
e de cerca de 25mm no sentido vertical.” (TECNASOL, 2010)
Aquando da mudança da empresa responsável pela instrumentação os limites de alerta e
alarme sofreram uma ligeira alteração. Os critérios de alerta e alarme adoptados são os
definidos pelo projecto base e aceites pelo projectista (TECNASOL FGE), e que se
transcrevem:
a) “Critério de alerta: deslocamento horizontal máximo de 25 mm e vertical de 15 mm.”
(TECNASOL, 2010)
b) “Critério de alarme: deslocamento horizontal máximo de 35 mm e vertical de 25 mm.”
(TECNASOL, 2010)
A análise dos valores fornecidos pelas leituras não deverá ser feita de forma independente
após cada leitura. A informação deve ser comparada com leituras anteriores no sentido de
perceber quais as tendências da evolução dos deslocamentos.
3.2.6.3. Medidas de reforço
No caso dos limites de critérios apresentados serem atingidos, devem ser tomadas medidas de
reforço, nomeadamente (TECNASOL, 2010):
a) Reforço da capacidade de carga vertical da parede de contenção, através da
realização adicional de perfis verticais;
b) Reforço do travamento horizontal da parede da contenção, através da realização
adicional de ancoragens, eventualmente com maior comprimento livre e maior
inclinação;
c) Realização parcial da escavação e da contenção ao abrigo do método invertido;
d) Reforço das condições de drenagem da parede;
e) Tratamento dos terrenos, depósitos e formações miocénicas descomprimidas,
localizados a tardoz da parede da contenção.
Capítulo 3 – Caso de Estudo: Escavação do Lote 1 da “Quinta do Mineiro”
48
3.3.6.4 Método observacional
Em situações em que a previsão do comportamento geotécnico seja incerta, adequa-se a
adopção de rotinas de observação do comportamento da obra, estabelecendo uma interface
entre a fase de projecto e a fase de obra.
Previamente ao início dos trabalhos no terreno, devem ser satisfeitos os seguintes requisitos
(EUROCODIGO 7):
- devem ser estabelecidos os limites de admissibilidade do comportamento;
- deve ser avaliada a gama de comportamentos possíveis e deve ser demonstrado que existe
probabilidade aceitável de que o comportamento real se situe aquém dos limites de
admissibilidade;
- deve ser elaborado um plano de observação” que garanta observações com “intervalos de
tempo suficientemente curtos para que seja possível a adopção com êxito de medidas
correctivas;
- deve ser definido um “plano de contingência a ser adoptado no caso de a observação revelar
um comportamento para além dos limites de admissibilidade.
Numa escavação deste género, torna-se fundamental uma caracterização do comportamento
do terreno ao longo do decorrer da escavação. Paralelamente, considera-se importante um
acompanhamento visual geral da obra, que permita ter a percepção de alterações de aspecto
ou de degradação de elementos da contenção – inspecções visuais de rotina, a realizar pelos
técnicos responsáveis (encarregado de obra e engenheiros de direcção de obra). Nesta
perspectiva, lê-se no projecto que “importa sublinhar que todas as soluções definidas no
presente projecto devem ser consideradas como carentes de confirmação pela análise do
comportamento da obra, podendo esta, determinar a sua revisão e adaptação”.
Acontecimentos como o aparecimento de fendas, saída de água pelas ancoragens ou ainda o
surgimento de solos pouco condizentes com o expectável são indicadores de incumprimento
do faseamento construtivo ou de erros de projecto que devem ser revistos. No caso de ser
detectada alguma anomalia devem ser feitas inspecções visuais de carácter excepcional,
realizadas conjuntamente pelos técnicos anteriormente referidos, técnicos responsáveis pelo
projecto e técnicos integrantes da equipa de fiscalização. Como meio de prova do cumprimento
do estipulado em projecto, nomeadamente ao nível do faseamento construtivo, considera-se
importante, especialmente neste tipo de obra, a realização de registos fotográficos ao longo de
toda a obra.
Os resultados da observação devem ser analisados em fases apropriadas da construção e,
caso sejam ultrapassados os limites de admissibilidade pressupostos, acciona-se o plano de
contingência estabelecido.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
49
Neste contexto, o método observacional revela-se uma ferramenta fulcral em obras
geotécnicas, acautelando situações em que a resposta do ambiente geotécnico pode não
coincidir com a esperada.
3.2.7. Modelos de cálculo
3.2.7.1. Ancoragens
Aquando da blocagem de um elemento activo como é uma ancoragem pré-esforçada, uma
parte dos deslocamentos sofridos pelas estruturas de contenção, ao longo da escavação, são
recuperados. Os deslocamentos da parede de contenção e do terreno de tardoz passam a ser
função do pré-esforço a que estão submetidos.
A continuidade estrutural dos painéis da contenção periférica permitirá uma redistribuição de
valores de pré-esforço, em serviço, entre painéis adjacentes, caso os impulsos reais tenham a
necessidade de mobilizar uma força superior de pré-esforço na sua área de influência.
Pretende-se, assim, que a estrutura de contenção funcione em conjunto.
A força de pré-esforço da ancoragem é transmitida ao solo através de um comprimento de
selagem, por atrito lateral e deformação do solo envolvente, nessa mesma zona. O
comprimento de selagem é obtido por injecção de calda de cimento a alta pressão (≥ 2.0 MPa)
formando o bolbo de selagem.
3.2.7.2. Escoras
As escoras serão solicitadas essencialmente a esforços axiais, sendo a sua rigidez axial (EA/L)
o factor mais importante para o controlo da deformação das estruturas de contenção. Sendo as
escoras elementos passivos, apenas entram em serviço quando solicitadas pela deformação
das cortinas, sendo cumulativos os deslocamentos que estas irão sofrer no decorrer da
escavação. No intuito de minimizar a deformação global das paredes, considera-se, no
dimensionamento, “que as escoras serão solicitadas com o mesmo nível de esforços das
ancoragens” (TECNASOL, 2010).
Considerou-se um modelo elástico linear e, sabendo que as escoras funcionam apenas na fase
provisória, não se contabilizam efeitos de “segunda ordem” (fluência, fadiga ou relaxação do
aço). Deste modo, a deformação prevista será somente elástica linear,
.
No modelo de cálculo adoptado, considerou-se as escoras como sendo rotuladas nas duas
extremidades de modo a que estejam apenas solicitadas a esforços axiais.
3.2.7.3. Perfis metálicos verticais
O esforço axial dos perfis metálicos é calculado pelo somatório das componentes verticais das
forças intervenientes, valor ao qual se subtraem as forças de atrito que se mobilizam no
Capítulo 3 – Caso de Estudo: Escavação do Lote 1 da “Quinta do Mineiro”
50
contacto entre os painéis de betão armado e o terreno (resultantes do aperto que a força
instalada nas ancoragens mobiliza).
Conhecido o valor de cálculo do esforço axial procede-se às verificações de segurança aos
estados limites últimos de resistência à compressão e de encurvadura por varejamento.
Em relação à capacidade de carga do terreno de fundação dos perfis “é avaliada por recurso à
geologia do local e ao método de cálculo de Bustamante” (TECNASOL, 2010).
3.2.7.4. Betão armado da contenção
A simulação do comportamento das estruturas de contenção realizou-se com recurso a um
programa de elementos finitos, PLAXIS. Partindo dos modelos de cálculo automático torna-se
possível a simulação do faseamento construtivo da escavação e a execução dos elementos de
travamento. Esta simulação conduz a um exercício em que é possível quantificar as
deformações e os esforços previstos para a contenção. Nos modelos definidos “o
comportamento admitido para o solo foi o correspondente ao modelo não linear de Mohr-
Coulomb”(TECNASOL, 2010). Recorrendo aos modelos de cálculo conseguiu-se ainda estimar
as deformações expectáveis das estruturas adjacentes existentes.
3.2.8. Considerações finais de projecto
No projecto elaborado pela Tecnasol são feitas algumas considerações importantes que se
resumem:
- Todos os elementos de base e pressupostos considerados (apoiados nas campanhas de
prospecção anteriormente realizadas) devem ser confirmados em fase de obra.
- A permanente análise das características dos terrenos durante os trabalhos de escavação e
furação é tarefa fundamental para a confirmação dos pressupostos assumidos.
- Salienta-se a necessidade de garantir os comprimentos de selagem das ancoragens, em
terrenos competentes e geologicamente estáveis.
- Considera-se de importância elevada o cumprimento integral do faseamento construtivo
proposto, à excepção de situações justificadas e aceites pelos responsáveis pelo projecto.
- Adverte-se para a realização de 3 poços de prospecção com vista à confirmação da
geometria e cota de fundação do edifício “Duarte Pacheco Nº5” e do edifício do “Sana
Amoreiras Park Hotel”.
- Deve ser confirmada a geometria e a cota de fundação da estrutura do Túnel do Marquês.
- Salienta-se a necessidade de proceder à verificação da localização dos elementos de
fundação indirecta existentes, pertencentes aos Lotes 3 e 6, de modo a que se evite a
intersecção com as ancoragens a executar.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
51
- A armadura para a fase provisória, definida no projecto da Tecnasol, para a parede de
contenção do tipo “Berlim definitiva”, deverá ser compatibilizada, em obra, com a armadura
para a fase definitiva, definida de acordo com o projecto de estrutura.
- Reforça-se a importância da implementação do “Plano de Instrumentação e Observação”
como um mecanismo proactivo do comportamento da obra e, consequentemente, de validação
dos pressupostos de cálculo considerados.
- O projecto pode, em qualquer fase dos trabalhos, ser revisto e adaptado em função da
análise contínua do comportamento da obra.
Capítulo 3 – Caso de Estudo: Escavação do Lote 1 da “Quinta do Mineiro”
52
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
53
4. Descrição e Análise da Execução em Obra
4.1. Introdução
O presente capítulo é constituído por duas partes distintas: uma fase inicial onde é feita uma
descrição pormenorizada da execução-tipo de um painel na obra em questão e uma fase
posterior, onde se sintetiza a execução geral de dois dos alçados da contenção (FG e BC -
Figura 4.1).
Sendo o propósito da primeira parte do capítulo meramente a descrição do processo
construtivo utilizado e suas adaptações práticas relativamente ao que foi descrito no Capítulo 2,
a fase seguinte deste capítulo tem como objectivo estabelecer a comparação entre a execução
em obra e a execução prevista em projecto (descrita no Capítulo 3). Concretamente, far-se-á
uma retrospectiva da execução de dois dos alçados no sentido de se identificarem situações de
desvios ao projecto que possam, eventualmente, influenciar o comportamento dos
deslocamentos da contenção. Deste modo, procurar-se-ão criar condições para que, num
capítulo posterior, se possam vir a estabelecer correlações entre a ocorrência de situações não
previstas em projecto com as variações de deslocamentos na contenção face aos valores
previstos em projecto.
Paralelamente, desenvolver-se-á um estudo avaliador da adequação dos limites de alerta e
alarme assumidos tendo em conta os deslocamentos verificados.
Figura 4.1 - Planta da obra
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
54
4.2. Tecnologia construtiva tipo
Nas páginas que se seguem tenta reproduzir-se um modelo padrão do que foi, na obra em
estudo, a execução-tipo de um painel de betão armado.
Primeiramente procede-se à inserção dos perfis verticais. Os perfis são inseridos recorrendo a
equipamento de furação, mais precisamente a perfuradora do modelo Klemm 803 (Figura 4.2).
No caso específico da Figura 4.2, o perfil ficará fora do plano da parede uma vez que a
existência de um elemento vertical contíguo impossibilita a execução do furo no limite, por falta
de espaço para a furadora. Nesta obra, verificaram-se os dois tipos de situação - perfis
verticais embutidos na parede ou perfis verticais fora do plano da parede e ligados a esta
através de cachorros metálicos.
Feita a furação até à cota planeada, os perfis são içados e transportados desde o estaleiro
(Figura 4.3) até à zona do furo (através de grua telescópica) para que sejam inseridos nos
furos.
Figura 4.2 - Execução do furo de um perfil metálico no alçado CD.
Figura 4.3 - Perfis metálicos em estaleiro.
Geralmente, os perfis têm comprimento suficiente para que fique um troço de perfil acima da
cota do terreno (cerca de 0,5m) que ficará embutido na viga de coroamento (Figura 4.4) ou
para que seja soldado ao cachorro metálico que, por sua vez, está ligado à viga de coroamento
(Figura 4.5).
Os perfis metálicos são normalmente furados no topo de modo a que possam ser içados tal
como se pode ver na Figura 4.4.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
55
Após a inserção dos perfis procede-se à selagem dos mesmos, fazendo-se a injecção de calda
de cimento directamente para o bolbo de selagem através de uma mangueira de diâmetro
reduzido. A calda de cimento é preparada numa zona da obra a que se chama central de
injecção (Figura 4.6). Com o avançar da escavação, a central de injecção é movida para uma
zona exterior ao perímetro de escavação onde não dificulte os trabalhos.
Figura 4.4 - Pormenor do perfil embutido na armadura da viga de coroamento
Figura 4.5 - Pormenor da ligação entre o perfil – cachorro - viga de coroamento
Figura 4.6 - Central de injecção
À medida que são inseridos os perfis de um determinado alçado dá-se início à execução da
viga de coroamento (Figura 4.7). A armadura é colocada sobre uma base de areia (Figura 4.5)
procedendo-se depois à cofragem da viga. São deixadas armaduras de espera tanto para os
painéis de betão armado do primeiro nível de escavação como para a superestrutura (Figura
4.8). Na Figura 4.9 podem observar-se as armaduras de espera tanto superiores como
inferiores e ainda um perfil metálico colocado fora do plano da parede.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
56
Figura 4.7 - Pormenor da armadura da viga de coroamento
Figura 4.8 - Armaduras de espera da viga de coroamento
Figura 4.9 - Pormenor de armaduras de espera inferiores, superiores e perfil metálico colocado pelo exterior.
Prossegue-se com a execução da viga de coroamento ao longo de todo o perímetro do recinto
da escavação. À medida que vão sendo descofrados troços da viga de coroamento começam a
executar-se escavações localizadas para que se dê início à execução do primeiro nível de
painéis de betão armado. Os painéis são executados de forma faseada, alternando-se as
frentes de trabalho pelos diversos alçados consoante a disponibilidade de mão-de-obra e
equipamento.
A escavação é efectuada, a princípio, com recurso a uma escavadora equipada com uma
ferramenta do tipo ripper.(Figura 4.10) Com o avanço da escavação e consequente aumento
da resistência do solo recorre-se ao martelo pneumático (Figura 4.11).
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
57
Concluída a escavação do painel, observa-se, na maioria das vezes, a regularização do tardoz
pelos operários, recorrendo a picaretas ou enxadas.
Seguidamente, procede-se à introdução da armadura. Na maioria dos casos as armaduras são
previamente montadas em estaleiro sendo transportadas e colocadas no painel através de uma
grua telescópica (Figura 4.12). Em casos particulares, especialmente no início da obra, o ferro
é transportado até junto da escavação e montado à mão pelos operários (Figura 4.13). Os
painéis de armadura ordinária são colocados em toda a extensão da escavação (incluindo
armadura de espera) em duas camadas: intradorso e extradorso. De outro modo, a armadura
de punçoamento situa-se apenas junto às zonas de ancoragens. Com a finalidade de facilitar a
colocação da armadura na local devido, montam-se andaimes de apoio, tal como se observa
na Figura 4.13.
Figura 4.10 - Ripper
Figura 4.11 - Martelo penumático
Nesta fase procede-se à inserção dos negativos nas ancoragens. Utilizam-se tubos de PVC
para tal efeito. Para a introdução destes negativos são alargados os espaçamentos entre
armaduras em zonas localizadas.
Observou-se, por parte dos operários, a tentativa de garantir as inclinações definidas em
projecto para as ancoragens através da utilização de níveis (Figura 4.14).
Finda a colocação da armadura, geralmente, os operários procedem à colocação de solo
brando na base do painel, onde, posteriormente, ficarão integradas as armaduras de espera
para o painel imediatamente abaixo deste (Figura 4.15).
Em relação ao apoio das lajes na parede de contenção, deve referir-se que não são deixados
quaisquer negativos uma vez que a solução adoptada não o pressupunha. Nesta fase, são
retirados os andaimes de apoio para que se proceda à cofragem do painel.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
58
Figura 4.12 - Colocação de painel extradorso exterior de armadura
Figura 4.13 - Montagem de armadura no painel
Figura 4.14 - Pormenor de colocação de negativo na armadura
Figura 4.15 - Pormenor da base de um painel antes da betonagem.
A execução das escoras de canto foi feita através da colocação inicial de uma chapa que é
amarrada à armadura do respectivo painel (Figura 4.16). Depois de retirada a cofragem, a
chapa encontra-se à superfície da parede de contenção. Seguidamente, um operário procede à
soldadura entre as chapas e o perfil metálico que ligará ambas (Figura 4.18).
Nesta obra, para a cofragem dos painéis da contenção periférica, recorre-se apenas a
cofragem metálica. Este tipo de cofragem é vantajoso do ponto de vista da sua reutilização.
Todavia, as cofragens metálicas acarretam o problema do elevado peso. Na obra em estudo
ultrapassa-se essa questão recorrendo a uma grua telescópica ou à grua. Antes da colocação
na posição junto ao painel a cofrar, estes elementos são borrifados com óleo descofrante
(Figura 4.17). Como sustentação das cofragens, recorre-se a um sistema de suporte
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
59
constituído por prumos metálicos (Figura 4.19). A cofragem lateral é feita através de fracções
de tábuas colocadas entre as armaduras provocando um efeito de “tampão” (Figura 4.20).
Figura 4.16 - Chapa amarrada ao painel
Figura 4.17 - Aplicação de óleo descofrante
Figura 4.18 - Operário prestes a soldar o perfil às chapas
Observou-se a colocação de espaçadores tanto na face interior como na face exterior (Figura
4.21).
Concluída a cofragem do painel, segue-se a betonagem do mesmo. Este processo é feito a
partir do topo do painel, entrando o betão por uma fresta deixada aberta – janela de betonagem
(Figura 4.22).
O processo de betonagem é feito de dois modos distintos: betonagem através da tremonha
(Figura 4.23) ou betonagem recorrendo à auto-bomba (Figura 4.24). Em ambos os processos
um operário manobra a mangueira/trémie) guiando a betonagem do painel.
Durante e após a betonagem, o betão foi sendo vibrado. Procedeu-se à descofragem dos
painéis após um tempo mínimo de 24 horas depois da betonagem.
O processo prossegue com a execução do furo onde serão introduzidos os cabos de pré-
esforço. O equipamento de furação pode ser colocado junto aos painéis assim que se conclua
a descofragem dos mesmos.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
60
Figura 4.19 - Sustentação da cofragem com prumos metálicos
Figura 4.20 - Pormenor cofragem lateral
Figura 4.21 - Pormenor de espaçador
A maioria dos furos são feitos depois da execução dos painéis, salvo situações pontuais em
que os furos são efectuados de avanço, por motivos de rentabilidade de equipamento e mão-
de-obra.
Previamente à execução do furo, procede-se à detecção do negativo (Figura 4.25) deixado no
interior do painel. Posteriormente, procede-se ao alinhamento da máquina perfuradora (Klemm
803), com o furo, confirmando a inclinação de projecto com um nível, dando-se início à furação
(Figura 4.26).
Em função do tipo de solo presente, constituído por argilas e calcários rijos, optou-se pelo
recurso a duas técnicas de furação: varas e bits e martelo de fundo de furo. Para os solos mais
superficiais (argilas) recorreu-se a varas e bits (Figura 4.27). A técnica do martelo de fundo de
furo foi utilizada quando a furação intersectava calcários rijos.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
61
Figura 4.22 - Janela de betonagem ou bico de pato
Figura 4.23 - Betonagem de painel com tremonha
Figura 4.24 - Betonagem de painel com recurso ao camião-betoneira
Em ambos os casos, são acopladas varas de furação à medida que se avança em
profundidade até que seja atingido o comprimento definido em projecto. Atingido o
comprimento pretendido, as varas começam a ser desacopladas, culminado este processo com
a remoção da máquina de perfuração. O furo permanece autosustentável em função das
características do solo.
O facto de se estar a furar calcário proporciona o aparecimento de muito pó junto ao furo.
(Figura 4.28) No sentido de evitar a formação de tanto pó adiciona-se água durante a furação
sob a forma de chuveiro junto à entrada do furo.
Posteriormente, procede-se à introdução dos cabos de pré-esforço (Figura 4.29). Os cabos são
transportados até junto do furo com o auxílio da grua. Depois, são desenrolados e inseridos no
furo à mão (Figura 4.30). A selagem dos cabos de pré-esforço é feita recorrendo ao sistema
IRS.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
62
Figura 4.26 - Alinhamento da perfuradora com o furo com o auxílio de um nível
Cada ancoragem possui 3 tubos de PEAD de diâmetro 16, sendo dois deles responsáveis pela
selagem primária e um terceiro tubo com manchetes destinado à injecção secundária de calda.
Primeiramente, efectua-se a selagem primária. Liga-se a mangueira de PVC proveniente da
central de injecção aos dois tubos da selagem primária. Assim que a calda surge à boca do
furo dá-se por terminada esta fase (Figura 4.31). No dia seguinte insere-se a mangueira da
calda num terceiro tubo para que se faça a injecção secundária, criando-se o bolbo de
selagem. Seguidamente, insere-se de novo a mangueira da calda nos tubos correspondentes à
selagem primária para que se preencham eventuais vazios existentes nos mesmos.
O facto de a calda de cimento possuir um acelerador de presa possibilita que se faça o
tensionamento dos cabos de pré-esforço três dias após a injecção da calda. Geralmente,
procura-se garantir uma plataforma estável de trabalho junto ao furo.
Figura 4.25 - Pormenor de negativo para ancoragem
Figura 4.27 - Pormenor das varas e bit de furação
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
63
Figura 4.28 - Pormenor da furação com presença de pó.
Faz-se o transporte do macaco hidráulico e respectivo equipamento até junto do furo (Figura
4.32). Após o macaco ser colocado nos cabos dá-se início aos ciclos de carga (Figura 4.33). A
força exercida pelo macaco é medida através de um manómetro. Ao mesmo tempo, recorre-se
a um deflectómetro para que se obtenham, durante a realização do tensionamento, leituras de
alongamentos da armadura que constitui a ancoragem. Faz-se, previamente, para cada
ancoragem, um ensaio de recepção simplificado. Completado este ensaio de recepção, retira-
se o macaco hidráulico e introduzem-se as cunhas (Figura 4.34) nos cabos. As cunhas não
devem ser reutilizadas para que não percam capacidade de travamento dos cabos. O macaco
hidráulico volta a ser colocado e tensionam-se novamente os cabos. Retira-se a pressão do
macaco fazendo com que as cunhas travem os cabos na reentrada e o processo conclui-se.
Por vezes, procede-se ao corte dos cabos junto à cabeça da ancoragem de modo a que não
perturbem os trabalhos (Figura 4.35).
O processo de tensionamento da ancoragem é o último passo da tecnologia construtiva padrão
utilizada na obra em questão. Refira-se ainda que, com a mão-de-obra e equipamento
disponível em obra, o ritmo construtivo foi o de uma média de 4 painéis de betão armado
executados por dia.
Figura 4.29 - Introdução de cabos de pré-esforço no furo Figura 4.30 - Cabos de pré-esforço
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
64
Após a execução das lajes dos pisos enterrados, realiza-se a desactivação das ancoragens.
Este processo revelou-se moroso uma vez que se procede ao corte dos cabos um a um, com
recurso a um maçarico.
Figura 4.32 - Manómetro e macaco hidráulico
Figura 4.31 - Pormenor do aparecimento de calda à boca do furo
Figura 4.33 - Colocação do macaco nos cabos de pré-esforço
Figura 4.34 - Pormenor de uma cunha Figura 4.35 - Pormenor da cabeça de ancoragem
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
65
As cabeças de ancoragem são aproveitadas, ao passo que os cabos de pré-esforço são
deixados desactivados no terreno. Posteriormente, insere-se uma argamassa não retráctil que
tapa os furos deixados pelas ancoragens na parede.
A solução adoptada para a ligação das lajes de piso à parede de contenção consiste em picar
a parede na zona de união e a instalação de chumbadouros 16 fixados com recurso a resina
epoxi que seriam responsáveis pela solidarização dos elementos (Figura 4.36).
4.3. Alçado FG
4.3.1. Perfil geológico
A Figura 4.37 contém a imagem do alçado FG. Pretende-se destacar a presença de duas
zonas geotécnicas distintas. Os dois primeiros níveis contêm a zona geotécnica ZG2 que é
constituída por argila arenosa e areia argilosa amarelada e ainda ligeiros fragmentos de
calcário esbranquiçado.
Figura 4.36 - Pormenor da ligação entre uma laje e a parede de contenção
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
66
Figura 4.37 - Perfil geológico do alçado FG.
De outro modo, o 3º, 4º e 5º níveis são constituídos por pequenas porções de argila margosa
avermelhada e, maioritariamente, calcário esbranquiçado – ZG3. A zona ZG2 subdivide-se em
duas subzonas: ZG2A e ZG2B. Relativamente à resistência mecânica, a zona ZG2A foi
caracterizada por um número de pancadas NSPT inferior a 40 ao passo que a zona ZG2B
caracteriza-se por um número de pancadas NSPT superior a 40. A formação geotécnica ZG3 foi
caracterizada como tendo um número de pancadas NSPT superior a 60, tal como foi descrito no
Capítulo 3. No anexo B encontra-se o perfil geológico completo considerado em projecto.
4.3.2. Execução
Nas figuras seguintes, os painéis são identificados por um código que permite distingui-los por
sequência de execução e nível de escavação a que correspondem. O número no início do
código remete para a situação de se tratar de um painel do tipo primário (1), secundário (2) ou
terciário (3). A letra, que se encontra entre os números, indica o momento de execução do
painel dentro do mesmo tipo de painéis. Por fim, o número depois da letra corresponde ao nível
ao qual pertence ao painel. Exemplo: O painel 2B3 foi o segundo painel secundário a ser
executado no terceiro nível de escavação do alçado em questão.
Deve referir-se que o tempo de presa de cada painel foi de 24h para o efeito de descofragem.
4.3.2.1. 1º nível
O painel 1A1 do alçado FG começou a ser escavado no dia 27 de Agosto de 2010, sendo que,
a dia 28 do mesmo mês foi colocada a armadura no painel. Posteriormente, escavaram-se os
painéis 1B1 e 1C1. Entre os três painéis primários referidos foram deixadas duas banquetas,
B1 e B2, tal como está presente na Figura 4.38. A 2 de Setembro, o painel 1A1 tinha sido já
executado, estando os painéis 1B1 e 1C1 em fase de armação (Figura 4.39). A execução de
ambos os painéis não cumpriu a recomendação de projecto para um tempo máximo entre a
escavação e betonagem de 12 horas.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
67
Nesta primeira fase de execução do nível existe a tendência para que se alargue a escavação
dos painéis em comparação com o definido em projecto.
No caso particular do alçado em questão, note-se o comprimento da escavação do painel 1A1,
de cerca de 8,8m, sendo que o comprimento do painel executado é de 6,5m e 1,6m em
projecto (Figura 4.40). Note-se que, os painéis primários são definidos em projecto como sendo
os de menor comprimento, tal pode ser confirmado no Anexo B. No caso específico do painel
1A1 o comprimento de escavação é cerca de cinco vezes superior ao comprimento definido em
projecto para o mesmo painel. Se se considerar o comprimento de escavação do painel 1A1
constata-se que este é 300% superior ao comprimento definido em projecto. O comprimento do
painel 1C1 é de cerca de 6,5m, em comparação com os 1,6m definidos em projecto
Deve referir-se ainda o comprimento das banquetas B1 e B2, 2 e 3 m, respectivamente. Nota
para o facto do comprimento das banquetas ser inferior ao espaço disponível existente para o
efeito, verificando-se isso especialmente na banqueta 1.
Comparando os comprimentos dos painéis executados em obra com os comprimentos
previamente definidos em fase de projecto (Figura 4.40), constata-se um incumprimento geral
das instruções de projecto. Tal situação deve-se, em parte, a uma tendência verificada em obra
de substituir um painel primário e um secundário de projecto por um único painel.
Figura 4.39 - 1ª fase de execução do 1º nível do Alçado FG (2 de Setembro)
Figura 4.38 - Desenho ilustrativo da fase inicial de execução do 1º nível do alçado FG
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
68
Posteriormente, removeram-se as banquetas B1 e B2 e procedeu-se à execução dos painéis
2A1 e 2B1, respectivamente. Escavou-se ainda o solo para execução dos painéis 2C1 e 2D1
(Figura 4.40). No caso de 2C1 nota para o facto da parte do painel localizada entre o perfil
metálico 48 e 49 já ter sido escavada por causa da escavação do painel 1A1.
A Figura 4.41 é de 9 de Setembro (13 dias após o início dos trabalhos neste alçado).
Observando a figura, destaque para o facto da escavação dos painéis secundários 2A1, 2B1,
2C1 e 2D1 ter sido iniciada anteriormente ao tensionamento dos painéis primários contíguos.
Realce ainda para a zona da banqueta 3 onde se descortina a execução do último troço da
viga de coroamento.
Figura 4.40 - Alçado FG, 1º nível
Figura 4.41 - Alçado FG – 1º nível (9 de Setembro)
A 15 de Setembro, passados 19 dias desde o início dos trabalhos, os avanços no alçado FG
resumiam-se à descofragem de todos os painéis secundários que estavam em diferentes fases
da sua execução na visita anterior. Para além disso, neste intervalo de tempo, foram
executadas as ancoragens 163, 166, 169 e 170 (Figura 4.42). Estas ancoragens pertencem
aos painéis primários. Nos outros painéis foram já abertos os furos para as ancoragens e
introduzidos os cabos sem que, no entanto, tenha sido feito o respectivo tensionamento, em
virtude de terem sido descofrados posteriormente. Para concluir o primeiro nível da contenção
estavam por executar os dois painéis terciários: 3A1 e 3B1. Repare-se que o painel 2D1 tinha
sido já descofrado mas ainda não tinha sido tensionado (Figura 4.42), sendo que a opção foi a
de executar o painel adjacente a este (3A1) uma vez que era a solução mais eficiente em
termos de logística. Assim, executou-se primeiro o painel 3A1 e depois o 3A2, embora este, a
22 de Setembro, estivesse ainda em fase de betonagem. Durante a furação da ancoragem
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
69
170, em resultado de um erro na indicação da localização das estacas de fundação do edifício
contíguo, a perfuradora interceptou uma estaca. O problema foi solucionado através da
execução do furo uns centímetros ao lado.
Observando a Figura 4.43, constata-se que as ancoragens de primeiro nível estavam todas
executadas a 22 de Setembro, 26 dias após o arranque dos trabalhos no nível, à excepção das
ancoragens pertencentes aos painéis 3A1 e 3A2.
4.3.2.2. 2º nível
O segundo nível começou a ser executado pelo painel 1A2, sensivelmente a 18 de Setembro,
22 dias após o início da execução do alçado. A escavação que lhe deu origem tinha um
comprimento de 9,6m, tendo o painel, depois de executado, um comprimento de 7,6m (Figura
4.44). Comparando estes valores ao comprimento de projecto definido para o painel 1A2, 2,1m,
constata-se que a escavação apresenta um comprimento 360% superior ao definido em
projecto e o comprimento do painel executado excede o comprimento definido em projecto em
260%.
Figura 4.42 - Vista sobre parte do alçado FG (15 Setembro)
Figura 4.43 - Parte do alçado FG (22 de Setembro)
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
70
Para além do painel 1A2, o grupo dos painéis primários engloba ainda o painel 1B2 e o painel
1C2. Esta fase inicial da execução do nível seguiu a premissa de conservar banquetas entre
dois painéis abertos (Figura 4.44). As banquetas B1 e B2 apresentam larguras de 3m e 2,5m,
respectivamente, não preenchendo toda a largura disponível para o efeito. O painel 1B2 foi
executado a partir de uma escavação cujo comprimento atingiu os 7,9m. O mesmo painel
executado tinha o comprimento de 6m. Os valores excedem em 390% e 275%,
respectivamente, o comprimento previsto em projecto para o painel: 1,6m.
Voltando à Figura 4.44, observa-se, também neste nível, que os painéis executados em obra
apresentam comprimentos superiores ao definido em projecto. Esta situação volta a justificar-
se pelo facto de, em obra, se ter transformado num só painel o que em projecto correspondia a
um painel primário e um painel secundário.
Na Figura 4.45, é perceptível a execução alternada dos painéis e a existência de banquetas de
contenção. Na mesma figura é possível observar o início da execução dos paineis secundários,
especificamente o painel 2A2. Posteriormente, procedeu-se à remoção das banquetas B1 e B2
para que se executasse os paineis 2D2 e 2C2, respectivamente.
No presente nível, repete-se a situação em que a escavação de painéis secundários se inicia
previamente ao tensionamento das ancoragens dos paineis primários. Observando a Figura
4.45 pode-se constatar isso mesmo em relação ao painel 2A2, isto é, não houve tensionamento
das ancoragens do painel 1A2 antes da escavação do painel adjacente 2A2.
Faz-se referência para o facto de, a 24 de Setembro, 6 dias após o início da execução do nível,
o painel 1C2 estar em fase de betonagem, estando já o painel 2C2 escavado (Figura 4.46).
Para além disso, o intervalo de tempo necessário para a escavação e betonagem do painel
2C2 ultrapassou as 12 horas.
O painel 2A2 estava, a 22 de Setembro, a ser armado (Figura 4.47). A 24 de Setembro, o
mesmo painel encontrava-se descofrado e já tinham sido, inclusive, inseridos os cabos de pré-
Figura 4.44 - Pormenor de parte do 2º nível do alçado FG
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
71
esforço sem, no entanto, terem sido tensionados (Figura 4.49). Nota para o facto de não se ter
esperado que as ancoragens do painel 2A2 fossem tensionadas.
Figura 4.45 - Parte do execução 2º nível do alçado FG (22 de Setembro).
Figura 4.46 - Pormenor da escavação do painel 2C2 no alçado FG (24 de Setembro)
Em relação ao tensionamento de ancoragens, registou-se a 28 de Setembro (10 dias após o
início da execução do nível) o tensionamento das ancoragens 184, 185, 186 e 187 (localizadas
nos painéis 1A2 e 2A2) – ver Figura 4.48. As ancoragens 179, 180, 181, 182 e 183
(pertencentes aos painéis 1B2 e 2D2) estavam tensionadas a 30 de Setembro. Verificou-se
que a execução das ancoragens neste nível não se orientou pela execução prévia das
ancoragens pertencentes aos painéis primários e, posteriormente, a execução das ancoragens
pertencentes aos painéis secundários, antes pelo contrário, tal como referido anteriormente.
As ancoragens 177 e 178 foram puxadas a 3 de Outubro, exactamente duas semanas após o
arranque da execução do nível. A escora E33 foi executada entre 25 e 28 de Setembro. As
ancoragens 188 e 189 foram puxadas entre 4 de Outubro e 11 do mesmo mês, tal como a
escora E38. As restantes ancoragens foram puxadas entre 12 e 14 de Outubro.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
72
O painel 2E2 foi betonado a 4 de Outubro, como se pode comprovar pela Figura 4.50.
Executado o painel 2E2 ficaria apenas por executar o painel 3A2, que nasceria após a remoção
da banqueta B3.
Figura 4.50 - Pormenor do painel 2E2 em fase de betonagem (4 de Outubro)
Controlo de qualidade à espessura dos painéis
A partir do 2º nível de escavação, procurou-se medir em obra a espessura dos painéis, no
sentido de se ter a percepção de que modo é possível cumprir indicações de projecto em obra.
Figura 4.47 - Vista sobre o alçado FG (22 de Setembro)
Figura 4.48 - Alçado FG – 2º nível
Figura 4.49 - Pormenor da escavação do painel 2C2 no alçado FG (24 de Setembro)
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
73
A medição da espessura dos painéis foi feita com o auxílio de uma fita métrica, nos extremos
de cada painel, medindo a distância da superfície do tardoz do painel ao limite do mesmo. Os
resultados das medições efectuados encontram-se no Quadro 4.1.
A gama de espessuras atinge o máximo valor de 0,65m, valor que é 63% superior à espessura
definida em projecto (0,4m). A espessura mais baixa medida em obra era de 0,48m, valor, ainda
assim, superior em 20% ao valor de projecto. Em média, a espessura dos painéis deste nível é
cerca de 54cm.
Quadro 4.1 – Espessuras (mm) de alguns painéis do 2º nível do alçado FG
Painel
1B2 2D2 1A2 2A2
Extremo
Esq
Extremo
Dir
Extremo
Esq
Extremo
Dir
Extremo
Esq
Extremo
Dir
Extremo
Esq
Extremo
Dir
Topo 54 48 48 52 52 60 60 60
Meia-altura 50 50 50 50 50 58 58 62
Base 52 50 50 49 49 60 60 65
Espessura média 52 49 49 50 50 59 59 62
4.3.2.3. 3º nível
A 11 de Outubro registou-se a execução do primeiro painel do terceiro nível, o painel de canto
1A3. Contudo, este pode não ter sido o painel primeiramente escavado, uma vez que neste
mesmo dia o painel 1B3 estava já aberto, armado e semi-cofrado, encontrando-se, todavia, a
escavação do mesmo inundada (Figura 4.51).
No entanto, apesar desta contrariedade, o painel 1B3 estava executado a 14 de Outubro, 3
dias após a escavação ter estado inundada. No mesmo dia, observava-se a cofragem do painel
1C3.
Entre os painéis 1A3 e 1B3, vislumbra-se uma pequena banqueta de 2,4m de comprimento
(Figura 4.51), B1. Observa-se ainda a existência de uma banqueta de contenção B2, entre os
painéis 1B3 e 1C3 que mede 5,2m de comprimento (Figura 4.52).
Observando a Figura 4.52, note-se que os comprimentos de execução dos painéis ultrapassam
os comprimentos definidos em projecto tal como se verificou nos anteriores níveis.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
74
Figura 4.51 - Pormenor da escavação do painel 1B3, do alçado FG, a 11 de Outubro.
Cinco dias após o inicio da execução do nível, a 16 de Outubro, registou-se a execução do
painel 1C3. Recorde-se que 1B3 estava executado a 14 de Outubro, dia em que se procedeu à
cofragem do painel 1C3 (Figura 4.53). Paralelamente, observou-se que o painel 2A3, que veio
substituir a banqueta B2, estava também executado a 16 de Outubro. (Figura 4.53). Assim,
pode-se afirmar que a banqueta B2 foi removida no mesmo dia em que o painel contíguo 1C3
estava a ganhar presa. Neste caso, para além de se proceder à escavação de um painel
secundário (2A3) sem que se tenham tensionado os painéis primários contíguos, não se
esperou que um dos painéis primários contíguos ganhasse presa antes de escavar e betonar o
painel secundário.
A 18 de Outubro registou-se a betonagem do painel 3A3. Paralelamente, observou-se a
colocação de armadura no painel 3B3 (Figura 4.54).
Em relação ao painel 3B3, note-se os comprimentos de escavação, 8,2m, e o comprimento em
obra do painel, 7,1m (Figura 4.55). Ambos os valores excedem o comprimento de projecto
(4,3m) do painel: em 91% e 65%. Entre o painel 3B3 e o painel 2C3 manteve-se uma porção
de solo - banqueta B3. A 21 de Outubro ambos os painéis 3A3 e 3B3 estavam executados.
Figura 4.52 - Fase inicial da escavação do 3º nível do alçado FG.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
75
Figura 4.53 - Pormenor da execução do 3º nível do alçado FG (16 de Outubro)
Figura 4.55 - 3º nível do alçado FG
Em relação a ancoragens, a primeira a ser puxada foi a ancoragem número 193, pertencente
ao painel 1A3. Esta ancoragem encontrava-se tensionada a 21 de Outubro, 10 dias após o
início da execução do nível. Houve a necessidade de tensionar esta ancoragem pois o quarto
nível começou a ser escavado pelo painel de canto.
Entre 21 e 26 de Outubro deu-se a execução do painel 3C3, ficando apenas por executar o
painel 3D3.
No final do mês de Outubro ocorreu forte chuvada (dias 28 e 29) que retardou o avanço da
escavação. Assim, apenas a 5 de Novembro o painel 3D3 estava executado (Figura 4.56).
Figura 4.54 - Pormenor da betonagem do painel 3A3 e escavação do painel 3B3 (18 de Outubro)
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
76
Voltando às ancoragens, verificou-se que a 8 de Novembro estavam todas puxadas, à
excepção da 194 e da 200, que foram executadas a 11 de Novembro (Figura 4.57).
Verifica-se, a partir do 3º nível, uma tendência para descentralizar as ancoragens, sendo a
furação das mesmas efectuada na parte superior do painel (Figura 4.56). Este tipo de
execução opõe-se ao estipulado em projecto (memória descritiva e desenhos), que aponta
para uma distância altimétrica de 3m entre as ancoragens dos vários níveis e uma localização
central das ancoragens nos respectivos painéis.
Controlo de qualidade à espessura dos painéis
O Quadro 4.2 apresenta as espessuras dos painéis medidas no 3º nível do alçado.
Quadro 4.2 - Espessuras de alguns painéis do 3º nível do alçado FG
Painel
3A3 1B3 2A3 1C3 3B3 3D3 3C3
Ext
Esq
Ext
Dir
Ext
Esq
Ext
Dir
Ext
Esq
Ext
Dir
Ext
Esq
Ext
Dir
Ext
Esq
Ext
Dir
Ext
Esq
Ext
Dir
Ext
Esq
Ext
Dir
Topo 47 42 42 48 48 58 58 62 ND ND ND 45 45 66
Meia-altura 39 45 45 50 50 60 60 56 62 ND ND 50 50 62
Base 50 42 42 50 50 65 65 62 56 53 53 48 48 68
Espessura média 45 43 43 49 49 61 61 60 59 53 53 48 48 65
Figura 4.57 – Alçado FG, 3º nível – localização de ancoragens
Figura 4.56 - Conclusão do 3º nível do alçado FG – furação das ancoragens (5 de Novembro).
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
77
Relativamente às espessuras dos painéis do 3º nível, verificou-se que a espessura de projecto
de 40 cm, foi excedida em todas as medições. A máxima espessura medida neste nível
corresponde a 68 cm, valor que ultrapassa em 70% a espessura de projecto. A mínima
espessura contabilizada, 42 cm, excede em 5% a espessura de projecto. Em média, a
espessura dos painéis deste nível é de cerca de 53cm.
4.3.2.4. 4º nível
Como referido anteriormente, o 4º nível começou a ser executado pelo painel de canto – 1A4.
O painel de canto, 1A4, foi escavado entre 20 e 21 de Outubro. A 26 de Outubro o painel 1A4
estava já executado, tendo sido instalada a escora E35 dias depois (Figura 4.58).
O andamento dos trabalhos foi então retardado pela elevada pluviosidade do final do mês de
Outubro. Assim, só foram registados avanços a partir de 6 de Novembro. Neste dia, o painel
1B4 começou a ser escavado, tendo-lhe sido introduzida a armadura no dia 8 de Novembro
(Figura 4.58).
Importa destacar o facto de o painel 1B4 ter sido escavado sem que a ancoragem 194, por
cima do mesmo, tivesse sido tensionada (Figura 4.59).
Figura 4.59 - Pormenor da ancoragem 194 (8 de Novembro)
Figura 4.58 – Pormenor da execução do painel 1B4 – 4º nível – alçado FG (8 de Novembro).
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
78
No mesmo dia, 8 de Novembro, começou a ser escavado o painel 1C4.
A 11 de Novembro, verificou-se que o painel 1B4 estava já executado, 5 dias após a respectiva
escavação. Nota para o claro incumprimento do limite de 12 horas entre a escavação e
betonagem de um painel no caso do 1B4. Paralelamente, a 11 de Novembro, procedia-se à
introdução de armadura no painel 1C4 (Figura 4.60). A ancoragem 194 foi entretanto
tensionada. Entre os painéis 1B4 e 1C4 foi conservada uma banqueta de contenção (B1), com
3,5m de comprimento. Observando a Figura 4.60, denota-se a diferença entre os
comprimentos de escavação dos painéis 1B4 e 1C4 e os comprimentos de execução. Tal
diferença ganha contrastes maiores quando a comparação é feita com o comprimento de
projecto dos painéis. Constata-se que, o comprimento da escavação excede, nos painéis 1B4 e
1C4, o comprimento de projecto (1,6 e 2,1 m, respectivamente) em 375% e 300%,
respectivamente. Relativamente ao comprimento executado verifica-se um excesso
relativamente ao comprimento de projecto, em 1B4 e 1C4, de 240% e 140%, respectivamente.
A 15 de Novembro, 4 dias após a armação, o painel 1C4 estava já executado. No caso deste
painel, foi largamente excedido o tempo recomendado entre a escavação e betonagem de um
painel (12 horas). A banqueta B1 foi entretanto removida, estando a ser colocada armadura, a
15 de Novembro, no painel que a substituiria, 2B4 (Figura 4.61). Note-se que, neste nível, o
comprimento dos painéis foi alargado de tal modo que o painel 2B4 atingiu um comprimento de
execução em obra de 9,8m (Figura 4.62). Este valor é 122% superior ao comprimento de
projecto do painel, 4,4m.
A banqueta B2, que ostentava 2,0m de comprimento, tem como missão a absorção das
tensões resultantes da descompressão dos solos originada principalmente pela escavação do
painel 3A4.
Verificou-se, também durante a execução deste nível, a abertura de escavações de painéis
secundários sem que o tensionamento dos primários tivesse acontecido.
O painel 2A4 estava executado a 16 de Novembro. A 18 de Novembro, registou-se a execução
do painel 2B4 (Figura 4.62). Neste dia, a banqueta B2 tinha sido removida, estando a ser
colocada armadura no painel que lhe viria a ocupar o lugar, o painel 3A4. Este painel apresenta
7,1m de comprimento executado, valor que excede em 75% o comprimento de projecto
definido para o painel. Na Figura 4.63 pode observar-se em que fase estava a execução do
nível no dia 18 de Novembro.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
79
Figura 4.60 - Fase inicial da execução do 4º nível do alçado FG.
Figura 4.62 - Alçado FG – 4º nível
Figura 4.61 - Colocação de armadura no painel 2B4 (15 de Novembro)
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
80
Relativamente ainda à Figura 4.63, releve-se o facto de ser visível a escavação de um painel
terciário (3A4) sem que tenha sido tensionada a ancoragem do painel secundário contíguo,
2A4. O painel 3A4 estava já executado a 23 de Novembro, 5 dias após ter sido inserida a
armadura no painel. No caso deste painel, foi largamente excedido o tempo recomendado
entre a escavação e betonagem de um painel (12 horas).
Figura 4.63 - Pormenor escavação do painel 3A4, 4º nível, alçado FG (18 de Novembro)
O painel 3B4 estava a ser escavado a 23 de Novembro, tendo sido executado a 25 de
Novembro. Quanto ao painel 3C4, foi apenas concluído a 10 de Dezembro.
A ancoragem 201 foi puxada a 16 de Novembro, a 202 a 23 de Novembro, ao passo que as
restantes foram todas puxadas até 3 de Dezembro (Figura 4.64).
Volta-se a frisar o facto de neste nível o número global de painéis ser inferior ao dos níveis
anteriores o que resultou num alargamento do comprimento de execução dos painéis.
Controlo de qualidade à espessura dos painéis
Neste quarto nível o número de painéis cujas espessuras foram medidas é inferior (Quadro
4.3).
Figura 4.64 – 4º nível do alçado FG – posicionamento das ancoragens.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
81
No nível em questão apenas houve a possibilidade de medir a espessura de dois painéis.
Mediram-se espessuras mais próximas da espessura de 0,4 m definidos em projecto. A
máxima espessura registada foi de 0,54m, valor este 35% superior à espessura de projecto. A
mínima espessura medida corresponde apenas a 80% da espessura definida em projecto para
a parede de contenção. Em média, a espessura dos painéis do nível é de 47cm.
Quadro 4.3 - Espessuras de alguns painéis do 4º nível do alçado FG
Painel 1C4 2A4
Ext Esq Ext Dir Ext Esq Ext Dir
Topo ND 54 ND 38
Meia-altura ND 50 ND 32
Base ND 50 ND 49
Espessura média ND 51 ND 43
4.3.2.5. 5º nível
O quinto nível da contenção corresponde aos painéis que surgem a partir do perfil vertical 55
em virtude da cota de fundação da parede não ser uniforme ao longo de todo o alçado (Figura
4.65). Estes painéis têm uma altura inferior aos restantes painéis do alçado.
Os painéis do 5º nível foram escavados sem recurso a banquetas, entre 15 a 22 de Dezembro,
tendo sido todos betonados a 28 de Dezembro. Na visita que se seguiu, a 11 de Janeiro,
constatou-se que estavam todos executados, não tendo, no entanto, sido puxadas as
respectivas ancoragens. Pensa-se que as ancoragens deste nível terão sido puxadas por volta
de 20 de Janeiro.
4.3.2.6. Sapata de fundação
A sapata de fundação começou a ser escavada a 24/25 de Novembro, estando nessa altura
escavada até sensivelmente ao perfil metálico 52 (Figura 4.66). O processo desenvolve-se com
o prolongamento da escavação, começando-se, entretanto, a execução da sapata de
fundação.
Figura 4.65 - 5º nível – alçado FG
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
82
A 3 de Dezembro, a sapata tinha sido escavada até ao perfil ao perfil 54, estando betonada até
ao perfil 51. A 15 de Dezembro, a sapata tinha sido escavado até sensivelmente ao perfil 56,
estando betonada até sensivelmente ao perfil 54.
Daqui em diante, a sapata de fundação foi escavada e executada juntamente com os painéis
do 5º nível.
4.3.3. Acção da chuva
A presença de água no tardoz da contenção periférica pode resultar em condicionar o
desempenho da parede sob a forma de deslocamentos.
O mês de Outubro, foi, de acordo com os dados do Instituto Português de Meteorologia
fornecidos no anexo C mais intenso ao nível da precipitação que os meses de Setembro e
Novembro. Consultando os registos elaborados em obra, as maiores precipitações durante
esses meses ocorreram, precisamente, no mês de Outubro, nos dias 8 e 9 e 29 e 30,
especialmente as segundas.
Estas chuvadas começaram a reflectir-se no alçado FG da parede de contenção sensivelmente
a partir de meio de Outubro, nomeadamente, pela saída de água por algumas ancoragens. As
ancoragens em que mais se observou a saída de água, no mês de Outubro, foram a
ancoragem 169 do primeiro nível e 178 e 185 do segundo nível (Figura 4.67).
Embora o mês de Novembro tenha sido menos intenso ao nível da precipitação, a quantidade
de água a sair pelas ancoragens e o número de ancoragens em que esse fenómeno se
verificou aumentaram. Na maioria das visitas efectuadas durante este mês era visível a saída
de água pelas ancoragens, em parte, resultante do acumular de água nos solos depois das
fortes chuvadas de Outubro e da precipitação que aconteceu também em Novembro. Durante
este mês, as ancoragens mais afectadas por este fenómeno foram as ancoragens 169 e 170
do primeiro nível e as ancoragens 178, 179 e 185 do segundo nível (Figura 4.68).
Figura 4.66 - Vista geral FG. Destaque para o início da escavação da sapata de fundação (25 de Novembro)
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
83
O projecto refere que, em situações de elevada afluência de água ao interior do recinto de
escavação, devem ser criados mecanismos que possibilitem a drenagem da parede. A fim de
se evitar a formação de impulsos resultantes da presença dá água no tardoz da parede,
propõem-se a “provisória não betonagem total ou parcial de alguns painéis
secundários/terciários” (TECNASOL, 2010). Nas visitas efectuadas, não se registou a não
betonagem de qualquer painel explicitamente com esse propósito.
4.3.4. Geologia observada
Nas diversas visitas efectuadas à obra procurou observar-se o tipo de solo que era encontrado
com o avanço da escavação. Revela-se interessante proceder a esta comparação na medida
em que, como foi referido, pressupôs-se, em fase de projecto, a constituição do solo a partir da
análise dos resultados de sondagens anteriormente efectuadas. A Figura 4.69 contém os
dados resultantes da observação, a olho nu, efectuada em obra. As inspecções ao solo foram
feitas exactamente nas zonas assinaladas na Figura 4.69. Em geral, as observações
coincidiram com o perfil geológico traçado no início deste capítulo e presente no anexo B.
No 2º nível observaram-se, em maioria, argilas (ARG), argilas moles (ARG M) e argilas
avermelhadas (ARG AV) e na zona inferior do nível fragmentos de calcário (FRAG CALC). No
nível seguinte (3º), a observação foi menos abrangente. Todavia, foi possível observar a
presença de argilas avermelhadas e, em maioria, fragmentos de calcário. No 5º nível, verificou-
Figura 4.68 – Aspecto geral alçado FG a 18 de Novembro com ênfase para a saída de água nas ancoragens assinaladas.
Figura 4.67 - Saída de água nas ancoragens 169 e 185
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
84
se a presença ainda de argilas, embora em menor quantidade e a presença, em grande
quantidade, de rocha de calcário dura (CALC D).
4.3.5. Exemplos de desvios ao projecto
Em geral, em todos os níveis de execução, se verificaram comprimentos de escavação e
execução de painéis superiores ao definido em projecto. Nesse âmbito, elaborou-se o Quadro
4.4 que resume os comprimentos apresentados anteriormente.
Quadro 4.4 - Dimensões dos painéis desviantes
Nível Painel L escavação
(m) L executado
(m) L projecto
(m) Índice de
escavação (%) Índice de
execução (%)
1 1A1 8,8 6,5 1,6 450 300
2 1A2 9,6 7,6 2,1 360 260
1B2 7,9 6 1,6 390 280
3 3B3 8,2 7,1 4,3 90 65
4 1B4 7,6 5,4 1,6 375 240
1C4 8,5 5 2,1 300 140
O Quadro 4.4 introduz dois novos parâmetros: índice de escavação e índice de execução.
Estes parâmetros estipulam, em percentagem, em que grandeza o comprimento de
escavação/comprimento de execução excede o comprimento de projecto. Em geral,
verificaram-se comprimentos de escavação atingindo, em média, cerca do dobro do
comprimento de projecto. Os comprimentos de execução dos painéis apresentaram valores
que, em média, correspondem a comprimentos que excedem os comprimentos de projecto em
cerca de 215%. Destaca-se o comprimento de escavação do painel 1A2: 9,6m. Este
comprimento excede em 360% o comprimento de projecto do respectivo painel.
Seguidamente, apresenta-se o Quadro 4.5, que resume os desvios ao projecto que se
observaram em obra ou em que a execução não foi consentânea com a tecnologia construtiva
mais recomendada na execução de “paredes do tipo Berlim definitivo”.
Figura 4.69 – Informação relativa à geologia observada em obra no alçado FG.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
85
Apenas algumas das situações presentes no Quadro 4.5 foram verificadas no alçado FG, tal
como se pode conferir no mesmo.
Quadro 4.5 - Situações desviantes ao projecto verificadas em obra
Situações desviantes ao projecto verificadas em obra 1º 2º 3º 4º
A Comprimentos de escavação de painéis largamente
superiores aos comprimentos de projecto
B Comprimentos de execução de painéis superiores aos
comprimentos de projecto
C Incumprimento da execução de acordo com a ordem de
painéis primários e secundários definidos em projecto
D Comprimento das banquetas inferior à largura disponível
para o efeito
E
Escavação de painéis secundários/terciários sem que se
tenha procedido ao tensionamento de painéis
primários/secundários contíguos
F Escavação precoce de painel secundário estando o
painel primário contíguo em fase de betonagem
G
Incumprimento da recomendação de projecto respeitante
a um tempo máximo entre a escavação e betonagem de
um painel de 12 horas
H Execução desordenada de ancoragens I Sobreespessura/subespessura dos painéis J Escavação de painel sob painel ainda a ganhar presa
K Escavação de painel sem tensionamento de ancoragem
do painel imediatamente acima
L Danificação e consequente remoção de perfil metálico M Encurvadura de perfis metálicos
N Desactivação de ancoragens previamente à execução da
laje que apoia sobre a viga de coroamento
O Não instalação de células de carga nas ancoragens da
parede de contenção
P Descentralização da localização da ancoragem
relativamente ao painel
O Quadro 4.6 recupera algumas indicações de projecto retiradas do Capítulo 3.
As indicações presentes no Quadro 4.6 foram retiradas do Capítulo 3, isto é, fazem parte do
projecto de execução. São, nesta fase, recuperadas essas indicações de modo a que possam
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
86
ser confrontadas com os desvios apontados no Quadro 4.5. A coluna à direita no Quadro 4.5
remete para o desvio ao projecto que contraria a indicação em questão.
Quadro 4.6 - Síntese de indicações de projecto sujeitas a incumprimentos. A coluna do lado direito faz a correspondência com o Quadro 4.5, indicando o tipo de desvio ao projecto que contraria a indicação em
questão.
Síntese de indicações de projecto sujeitas a desvios
1) A execução de painéis secundários/terciários deve ser efectuada apenas após a
conclusão dos primários/secundários que lhes são directamente contíguos
F
E
2)
Imediatamente após o mínimo período de espera para endurecimento do betão,
deverá tensionar-se a ancoragem, realizar-se o respectivo ensaio de recepção e
a correspondente blocagem,
E
3) Parede de contenção do tipo “Berlim definitivo” deve ser executada com uma
espessura de 0.4m I
4) Para cada nível, deverão iniciar-se os trabalhos pela realização de painéis
primários, seguida dos secundários e só posteriormente os terciários. C
5) Cada painel será executado a partir de uma escavação localizada A
B
6)
Com excepção de situações devidamente justificadas, não deverão realizar-se,
em simultâneo, dois painéis primários consecutivos, deixando apenas um
secundário de intervalo
ND
7) Atendo às características dos terrenos a conter, o intervalo de tempo necessário
para a escavação e betonagem de cada painel não deve ser superior a 12 horas G
8) Os painéis do canto C da contenção serão atirantados ND
9) Desactivação das ancoragens, escoramentos metálicos, após a execução das
lajes inferiores (inclusive a laje do piso que apoia sobre a viga de coroamento) N
10) Instalação de células de carga em algumas das ancoragens da parede de
contenção do tipo “Berlim definitivo”. O
11) Em casos de elevada afluência de água ao interior do recinto de escavação
devem ser criados mecanismos que possibilitem a drenagem da parede. ND
Numa análise mais detalhada, pode afirmar-se que as indicações 1, 2, 3, 4, 5 e 7 se
emparelham com as situações E/F, E, I, C, A/B e G, respectivamente. Em relação ao caso
específico da indicação 6, não se pode afirmar que houve total incumprimento desta
recomendação. É verdade que, por vezes, a escavação de um painel primário coincidia com a
betonagem de outro primário consecutivo no entanto isso é um procedimento quase obrigatório
quando se pretende garantir rentabilidade e eficiência no desenrolar do processo construtivo. A
indicação 8 surge neste quadro uma vez que houve uma alteração relativamente à solução de
atirantar os painéis do canto C. Essa alteração será abordada na secção, deste mesmo
capítulo, relativa ao alçado BC. A desactivação das ancoragens estava prevista acontecer
apenas após a execução de todas as lajes dos pisos enterrados, tal como está expresso na
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
87
indicação 9. No entanto, após uma reunião entre projectista e director de obra, acordou-se,
tendo em conta o evoluir dos deslocamentos até então, iniciar a desactivação dos dois últimos
níveis ainda antes da conclusão de todos os pisos enterrados. Relativamente à indicação 10,
foi descartada a hipótese de se colocarem células de carga nas ancoragens da contenção
periférica. A indicação 11, remete para a hipótese de se garantir a drenagem da parede em
casos elevada precipitação. No caso do alçado FG, verificou-se a saída de água pelas
ancoragens sem que tenha sido identificado qualquer método de drenagem em implantação.
No projecto sugere-se a não betonagem total ou parcial de painéis em caso de altos níveis de
precipitação. Em obra, observou-se alguma demora na betonagem de alguns painéis,
coincidente com o período de chuvas, no entanto não é possível precisar se isso terá
acontecido com esse propósito ou se essas demoras terão sido causadas por meras
conveniências de logística. O facto de a situação M – encurvadura de perfis metálicos –
presente no Quadro 4.5 não estar referenciada no Quadro 4.6 dá-se pelo facto desta situação
não se tratar propriamente de um desvio ao projecto mas sim da constatação de uma
anomalia. A encurvadura verificada crê-se resultar apenas dos impactos das escavadoras nos
perfis metálicos.
4.3.6. Análise de banquetas
A escavação de um nível proporciona a conservação de banquetas de contenção entre painéis
primários. O comprimento destes elementos depende da quantidade de solo retirada pelas
escavadoras que, por vezes, excede o necessário para a execução do painel, retirando volume
à banqueta. No caso específico do alçado FG, observou-se, em alguns níveis, que o volume de
solo removido ultrapassou o necessário para execução dos painéis resultando numa
diminuição do volume efectivo da banqueta. Deste modo, procede-se a uma análise dos
volumes de solo mobilizados como banquetas na análise de estabilidade e deformação da
banqueta.
O Quadro 4.7 apresenta as características das banquetas do alçado FG. Na coluna Executado
estão presentes as dimensões L e H, medidas em obra, das banquetas. A dimensão L
corresponde ao comprimento da banqueta, ao passo que, a dimensão H, representa a altura da
mesma (Figura 4.70 – dimensões destacadas com cor vermelha). A coluna Volume disponível
apresenta as máximas dimensões de solo que poderiam, teoricamente, ser usadas como
banquetas, tendo em conta o espaço existente entre os painéis em execução. Para estimar o
comprimento disponível, mediu-se a distância entre painéis executados e, a esse valor,
subtraiu-se 1,0m resultante dos 0,5m ocupados pela armadura de espera de cada painel
primário contíguo. O valor do Índice de ocupação corresponde à relação em percentagem entre
o volume disponível que é, efectivamente, usado e o volume teórico. Esse cálculo consiste na
divisão da dimensão executada pela respectiva dimensão disponível. A coluna Ld/Hd fornece
uma proporção média, no alçado, entre o comprimento disponível e a altura disponível de uma
banqueta. Pretende-se com o cálculo desse parâmetro definir as dimensões relativas de uma
banqueta genérica que ocuparia todo o espaço disponível para o efeito.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
88
O Quadro 4.7 mostra que, de todas as banquetas existentes, apenas em um caso o
comprimento da banqueta se aproximou do comprimento disponível para o efeito. Em média, o
comprimento das banquetas correspondeu a cerca de 59% do comprimento total existente para
o efeito. Relativamente à altura das banquetas, voltando ao Quadro 4.7 verifica-se que o índice
de ocupação relativo à altura apresenta um valor maior relativamente ao índice de ocupação
relativo ao comprimento. Em alguns casos, a altura das banquetas foi a total disponível. Em
média, a altura das banquetas correspondeu a 85% da altura total existente para o efeito.
Quadro 4.7 – Geometrias das banquetas do alçado FG
Nível Banquetas Executado Volume disponível Índice de Ocupação
(%) Ld/Hd
L (m) H (m) Ld (m) Hd(m) L (m) H(m)
1
B1 2 2,4 4,5 2,4 44,4 100,0 1,9
B2 3 2,4 4,6 2,4 65,2 100,0 1,9
B3 4,6 2,75 6,3 2,75 73,0 100,0 2,3
2
B1 2,5 2,5 5 3 50,0 83,3 1,7
B2 3 2 5 3 60,0 66,7 1,7
B3 2 2 5 2,8 40,0 71,4 1,8
3
B1 2,4 ND 5,9 3 40,7 ND 2,0
B2 5 2 5 3 100,0 66,7 1,7
B3 13,3 ND 14 2,8 95,0 ND 5,0
4 B1 3,5 2,4 9,4 3 37,2 80,0 3,1
B2 2 2,8 5 2,8 40,0 100,0 1,8
Média 58,7 85,3 2,0
Em relação à coluna Ld/Hd, constata-se que, em média, o comprimento disponível para
banquetas, no alçado FG, é 2,0 vezes maior que a altura média disponível. Ou seja, considera-
se que, sendo A a altura da banqueta disponível genérica, o seu comprimento valerá 2,0A e
terá uma espessura d (Figura 4.70 – dimensões destacadas com cor azul).
Nestas condições, o volume potencial de solo (Vp) para o efeito de banqueta será:
Figura 4.70 – Esquema da banqueta
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
89
Voltando ao Quadro 4.7, tem-se que o índice de ocupação relativo ao comprimento é de cerca
de 59%. Assim, pode afirmar-se que o comprimento médio das banquetas existentes é 59% do
comprimento médio disponível - 2,0A, ou seja, vale precisamente 1,2A. O mesmo raciocínio se
aplica para a altura média das banquetas existentes. Neste caso, sendo o índice de ocupação
média das banquetas relativo à altura cerca de 85% da altura média disponível, A, tem-se que
a altura média das banquetas existente corresponde a 0,85A. (Figura 4.70 – dimensões
destacadas a cor verde).
Nestas condições, o volume total da banqueta média (Vb) será:
Estabelecendo a comparação entre os valores de Vt e de Vb, verifica-se que o volume total da
banqueta média é 50% do valor do volume potencial de solo existente. Por outras palavras,
cerca de metade do solo disponível entre painéis para o efeito de banquetas foi removido
aquando da escavação dos painéis primários.
4.3.7. Análise de deslocamentos
Seguidamente analisam-se deslocamentos na contenção (horizontais e verticais) e em edifícios
contíguos.
4.3.7.1. Deslocamentos horizontais na contenção periférica
Em todos os alçados da contenção periférica da obra da Quinta do Mineiro foram instalados
alvos topográficos que foram monitorizados ao longo da execução da contenção. No caso
específico do alçado FG foram instalados dois alvos topográficos: alvo A48 (situado no topo da
contenção entre os perfis metálicos 52 e 53) e alvo A49 (situado no topo da contenção entre os
perfis metálicos 58 e 59). Na Figura 4.71 está representada a localização dos alvos no alçado.
Nas próximas páginas passa-se a analisar os deslocamentos do alçado FG no eixo normal ao
mesmo. Deve acrescentar-se que os dados relativos à instrumentação eram enviados,
semanalmente, para os técnicos da Engiarte e Tecnasol presentes em obra, sendo dever
destes avaliar a evolução dos deslocamentos. A medição das coordenadas em obra foi feita
unicamente em relação ao referencial xx-yy (Figura 4.72) não se tendo em conta o facto de
nenhum dos eixos desse referencial ser normal aos alçados DE, FG e GH. No caso destes
alçados, não é o mais correcto proceder à leitura dos deslocamentos no referencial xx-yy, uma
vez que o movimento se dá na normal ao alçado.
Deste modo, procedeu-se a uma mudança de coordenadas para o referencial xx´- yy´(Figura
4.72). As tabelas resultantes dos cálculos relativos à transformação das coordenadas dos alvos
A48 e A49 do referencial inicial para o referencial adoptado (xx’-yy’) encontram-se no Anexo D
e Anexo E, respectivamente.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
90
As análises de ambos as alvos do alçado FG referem-se a um período de tempo compreendido
entre 29 de Outubro e 28 de Janeiro. Importa referir o facto de os alvos terem começado a ser
monitorizados semanalmente a partir de 23 de Setembro. No entanto, os dados referentes a
esse período (anterior a 29 de Outubro) foram obtidos por uma empresa diferente que tomou
outros pontos de referência, não permitindo a comparação com os dados pós 29 de Outubro.
Equacionou-se fazer uma análise à parte para esse período. Todavia, pelo facto de ter sido
feita apenas uma leitura por semana nesse período, os dados revelaram-se escassos e pouco
concludentes, optando-se por analisar apenas os dados pós 29 de Outubro.
Alvo A48
O gráfico que se segue (Figura 4.73) mostra a evolução dos deslocamentos do alvo A48 do
alçado FG ao longo do tempo. O eixo secundário, à direita, possibilita aferir que percentagem
do valor dos deslocamentos variou num determinado intervalo de tempo. Abaixo do gráfico
podem ser consultadas as barras que informam a fase de execução em questão. A Figura 4.74
fornece dados detalhados sobre a execução de painéis no alinhamento vertical de A48.
O Quadro 4.8 contém as coordenadas e respectivos deslocamentos no eixo yy´ medidos em
obra.
Figura 4.71 - Localização dos alvos A48 e A49 no alçado FG.
Figura 4.72 - Planta da obra evidenciando o sistema de eixos utilizado na análise do alçado FG
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
91
Da análise do gráfico da Figura 4.73, destaca-se o aumento verificado no gráfico aquando do
período coincidente com a escavação do 4º nível. De igual modo se constata o facto de o
gráfico apresentar patamares constantes nos períodos coincidentes com o tensionamento de
ancoragens tanto do 3º como do 4º níveis.
Seguidamente, analisam-se detalhadamente os deslocamentos ocorridos no alvo A48.
Previamente a uma análise de deslocamentos, recupera-se o limite de alerta definido para os
deslocamentos horizontais (Capítulo 3) da parede de contenção de 25mm, que corresponde a
cerca de H/600, em que H é a altura total da escavação.
Entre o período de 29 a 12 de Novembro foram efectuadas 4 leituras em que se verificou uma
variação global nula. Este resultado corresponde ao esperado, dado que, neste período de
Figura 4.73 – Gráfico representativo da evolução de deslocamentos no eixo yy´do alvo A48
Figura 4.74 - Diagrama de execução detalhada, por data, dos paineis no alinhamento vertical do alvo A48
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
92
tempo, se procedeu à execução do último painel do 3º nível – 3D3 (5 de Novembro), cuja
localização é distante do alinhamento vertical do alvo A48 (Figura 4.75).
Paralelamente, procedeu-se, no mesmo período, à execução das ancoragens de grande parte
dos painéis do terceiro nível (primários, secundários ou terciários). Assim, o patamar constante
que é observável no gráfico da Figura 4.73 resulta da acção das ancoragens sobre a parede.
No mesmo período, precisamente a 11 de Novembro, procedeu-se ao tensionamento da
ancoragem 194 (aplicada no painel 3A3). Note-se que a ancoragem 194, pertencente ao 3º
nível, foi apenas tensionada numa altura em que já tinha sido escavado o painel 1B4,
localizado por baixo do painel 3A3 (Figura 4.75). Na prática, a uma porção de solo equivalente
a dois painéis, na vertical, não foi oferecida qualquer resistência por intermédio de ancoragens,
neste período. Apesar de ser uma situação crítica, não teve influência no comportamento dos
deslocamentos do alvo A48, uma vez que, neste período, não houve evolução dos mesmos.
De 12 a 17 de Novembro verifica-se um aumento de 1,3 mm nos deslocamentos do alvo A48.
Este aumento mais acentuado coincide com a escavação do painel 2B4, que está no
alinhamento vertical do alvo em questão (Figura 4.74)). Este painel estava concluído a 18 de
Novembro. Na mesma figura é visível o comprimento de execução do painel 2B4: 9,8m. Para
além deste painel, procedeu-se também à escavação e execução do painel 1C4 e 1B4. È
bastante provável que as boas condições do terreno neste nível – calcários - tenham
assegurado que o aumento nos deslocamentos provocado pela escavação de painéis desta
largura tenha sido reduzido.
De 24 a 26 de Novembro regista-se uma subida de 2,7 mm no valor dos deslocamentos,
sendo a soma total, a 26 de Novembro, de 5,2 mm (≈H/3000). Este aumento pode encontrar
explicação no início da escavação da sapata de fundação, que se iniciou a 24/25 de Novembro.
Entre o período de 12 a 26 de Novembro e recorrendo à Figura 4.73, constata-se que os
deslocamentos evoluíram de 15% do máximo valor alcançado (até 28 de Dezembro) para
cerca de 75% desse mesmo valor.
Figura 4.75 - Alçado FG
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
93
Quadro 4.8 – Dados referentes às leituras efectuadas ao alvo A48.
Data Coordenadas
yy' (m) Deslocamentos
(mm) Nível
29-Out 3022,0404 0,7 3º Nível
3-Nov 3022,0408 0,8
5-Nov 3022,0406 0,7
4º Nível + Fundação
12-Nov 3022,0404 0,8
15-Nov 3022,0414 1,6
17-Nov 3022,0426 2,1
19-Nov 3022,0424 2,4
22-Nov 3022,0425 2,6
24-Nov 3022,0428 2,5
26-Nov 3022,0440 5,2
29-Nov 3022,0437 5,2
3-Dez 3022,0445 4,8
7-Dez 3022,0446 5,8
10-Dez 3022,0449 5,9
5º Nível
13-Dez 3022,0437 5,3
15-Dez 3022,0448 5,5
17-Dez 3022,0457 5,4
20-Dez 3022,0450 5,5
22-Dez 3022,0447 6,0
27-Dez 3022,0457 5,4
29-Dez 3022,0462 6,7
Execução completa
31-Dez 3022,0452 5,3
3-Jan 3022,0455 5,4
5-Jan 3022,0459 5,4
7-Jan 3022,0458 5,3
10-Jan 3022,0457 6,6
12-Jan 3022,0454 6,4
14-Jan 3022,0462 6,3
17-Jan 3022,0461 7,0
19-Jan 3022,0467 6,8
21-Jan 3022,0458 6,1
24-Jan 3022,0469 6,6
26-Jan 3022,0467 7,3
28-Jan 3022,0467 7,5
Note-se que, de acordo com o gráfico da Figura 4.73, o período de tensionamento de
ancoragens do 4ºnível corresponde ao período inicial do mês de Dezembro. Embora não seja
significativo, observa-se, entre os dias 29 de Novembro e 3 de Dezembro uma ligeira regressão
nos valores do deslocamento do alvo A48 (0,4mm - Quadro 4.8). Esta particularidade pode
indiciar que tenha havido uma recuperação da deformação que o solo vinha sofrendo motivada
pela descompressão dos solos. Neste sentido, durante o período de 29 de Novembro a 15 de
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
94
Dezembro, verifica-se uma evolução contida dos deslocamentos. Em 16 dias, o alvo desloca-
se 0,3 mm, atingindo os 5,5mm a 15 de Dezembro. Crê-se que este comportamento esteja
relacionado com o facto de terem sido tensionadas, neste período, todas as ancoragens do 4º
nível. A maioria das ancoragens foi tensionada até dia 10 de Dezembro.
Nas últimas duas semanas de Dezembro foram executados alguns painéis mais curtos, que
formariam um 5º nível, sendo que foram apenas executados a partir do perfil 54, tal como
estava previsto em projecto. A evolução dos deslocamentos desde 10 de Dezembro até 3 de
Janeiro foi reduzida, tendo crescido décimas de milímetro ao longo deste período de tempo.
Assim, em função da localização destes painéis distar alguns metros do alinhamento vertical do
alvo 48, crê-se que o ligeiro aumento dos deslocamentos não foi influenciado pelo desenrolar
da escavação deste 5º nível.
Durante o mês de Janeiro, o alvo deslocou-se em absoluto 2,2 mm, atingindo os 7,5mm
(H/2000) no final do mês. É um valor reduzido relativamente ao mês de Novembro. A evolução
dos deslocamentos neste mês é reduzida quando comparada com a evolução observada em
situações de escavação (Novembro). No entanto é superior ao mês de Dezembro, em que
ainda houve escavação de painéis do 5º nível, embora algo distantes do alvo em questão. Esta
particularidade ganha ainda maior interesse se se equacionar que a 21 de Janeiro estavam já
duas lajes executadas. Este aspecto indica que enquanto as lajes não estiverem todas
executadas até ao topo da contenção esta continuar-se-á a deslocar.
Deslocamentos parciais
Seguidamente, faz-se o exercício de dividir a escavação em níveis no intuito de proceder à
comparação do limite de alerta particular de cada nível com o máximo deslocamento verificado
aquando da escavação desse mesmo nível. O limite de alerta de cada nível é calculado através
da razão H/600. Neste caso, H tomará o valor da profundidade do nível em questão.
No Quadro 4.9 estão representados os limites de alerta de cada nível bem como os
deslocamentos máximos registados no alvo A48 aquando da execução de cada nível. Os
valores dos deslocamentos estão presentes no Quadro 4.8, como já referido. No Quadro 4.9
surge também o termo Índice de alerta. Este parâmetro corresponde à máxima percentagem
do limite de alerta de cada nível que foi atingida nesse mesmo nível.
Não se verificam, em qualquer nível, deslocamentos a atingir, sequer, um terço do valor do
limite de alerta. A situação em que o deslocamento máximo atingido toma maior valor
aconteceu durante a execução do 4º nível, em que o índice de alerta atingiu um valor de 30%.
A inscrição ND (não disponível) nos deslocamentos máximos verificados nos níveis iniciais
acontece pelo tardio começo das leituras, recorde-se. Certamente, a contenção ter-se-á
deslocado nos períodos correspondentes à execução destes primeiros níveis, contudo, revela-
se impossível efectivar a quantificação dos respectivos deslocamentos.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
95
A Figura 4.76 demonstra novamente a tendência dos deslocamentos consoante as fases de
escavação, contendo ainda os limites de alerta de cada nível, precisamente, nas datas em que
esses níveis foram executados.
Na generalidade, os deslocamentos ocorridos no 4º e 5º nível de escavação situam-se
bastante abaixo dos limites definidos.
Quadro 4.9 - Deslocamentos e respectivos limites de alerta por nível.
Nível Profundidade parcial (m)
Profundidade do nível (m)
Deslocamento máximo A48 yy' (mm)
Limite alerta (mm)
Índice de alerta (%)
1º 2,8 2,8 ND 4,6 ND
2º 2,8 5,8 ND 9,3 ND
3º 2,8 8,4 ND 13,9 ND
4º 2,8 11,2 5,2 18,6 28,0
5º 3,8 15,0 6,0 24,9 24,1
A Figura 4.77 contém um gráfico que representa a curva resultante da variação tanto dos
deslocamentos medidos no alvo A48 como dos deslocamentos de alerta com a profundidade.
Os dados presentes no Quadro 4.9 serviram de base a este gráfico, explicitamente as colunas
Profundidade do nível, Deslocamento máximo xx e Limite de alerta.
Naturalmente, verifica-se um aumento dos deslocamentos com a profundidade. A curva
correspondente aos deslocamentos do alvo situa-se na zona verde, sendo a folga
relativamente à região vermelha do gráfico significativa. Deste modo, apesar dos desvios ao
projecto apontados anteriormente, o gráfico da Figura 4.77, acaba por vir reforçar a ideia de
que, no geral, a escavação do alçado FG foi feita com relativa margem de segurança.
Figura 4.76 - Gráfico representativo dos deslocamentos do alvo A48 – Limites de alerta parciais.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
96
Alvo A49
O gráfico que se segue (Figura 4.78) estipula a evolução dos deslocamentos do alvo A49 do
alçado FG ao longo do tempo. A Figura 4.79 fornece dados detalhados sobre a execução de
painéis no alinhamento vertical de A49. O Quadro 4.10 contém as coordenadas e respectivos
deslocamentos no eixo yy´ medidos em obra.
De igual modo ao descrito relativamente às leituras relativas ao alvo A48, em função do início
tardio da instrumentação da parede de contenção, o gráfico da Figura 4.78 contempla apenas
as ocorrências posteriores à execução do 3º nível. Não obstante, é notória a tendência de
crescimento dos deslocamentos nos períodos coincidentes com a escavação do 4º nível e
escavação da fundação. Repare-se, ainda, nos maiores valores dos deslocamentos medidos
no alvo A49 relativamente aos verificados no alvo A48.
Deve, nesta fase, recordar-se o limite de alerta definido para os deslocamentos horizontais
(Capítulo 3) da parede de contenção de 25mm, que corresponde a cerca de H/600, em que H é
a altura total da escavação.
Durante o período compreendido entre 29 de Outubro e 3 de Novembro, os deslocamentos
aumentaram, no alvo 49, cerca de 1,2 mm (Quadro 4.10). Esta variação pode estar relacionada
com a escavação e execução do painel 3D3 do 3º nível (concluído a 5 de Novembro) que para
além de se localizar na região do alvo A49 foi executado com cerca de 9m de comprimento
(Figura 4.79).
Figura 4.77 - Evolução dos deslocamentos do alvo A48 / deslocamentos limite vs profundidade
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
97
Entre o período de 3 a 12 de Novembro foram efectuadas 3 leituras que revelaram uma
diminuição nos deslocamentos do alvo de 0,7 mm. Essa diminuição pode estar relacionada
com a execução das ancoragens do 3º nível (iniciadas a 2/3 de Novembro e concluídas a 11 de
Novembro).
Durante o período de tempo compreendido entre 12 e 17 de Novembro foram efectuadas três
leituras que permitiram observar um crescimento de 2,3 mm nos deslocamentos do alvo. Este
período coincide com a escavação e execução dos painéis 1C4 e 2A4 e ainda com a
Figura 4.78 - Gráfico representativo da evolução de deslocamentos no eixo yy´do alvo A49
Figura 4.79 - Diagrama de execução detalhada, por data, dos paineis no alinhamento vertical do alvo A49
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
98
escavação do painel 3A4. Os painéis 2A4 e 3A4 situam-se no alinhamento vertical do alvo A49
(Figura 4.79) e em ambos os casos os comprimentos de escavação e execução dos painéis
são elevados, tal como atrás apontado, tal como se pode verificar na mesma figura. O
deslocamento do alvo a 17 de Novembro situava-se nos 3,0 mm (H/5000).
Quadro 4.10 - Dados referentes às leituras efectuadas ao alvo A49.
Data Coordenadas
yy´ (m) Deslocamentos
(mm) Nível
29-Out 3037,9314 0,2 3º Nível
03-Nov 3037,9327 1,4
05-Nov 3037,9321 0,9
4º Nível + Fundação
12-Nov 3037,9319 0,7
15-Nov 3037,9334 2,6
17-Nov 3037,934 3,0
19-Nov 3037,9338 3,1
22-Nov 3037,9339 3,5
24-Nov 3037,9352 3,9
26-Nov 3037,9361 6,7
29-Nov 3037,9352 6,6
03-Dez 3037,9361 6,1
07-Dez 3037,9363 7,7
10-Dez 3037,9361 7,3
5º Nível
13-Dez 3037,9347 6,6
15-Dez 3037,9374 7,9
17-Dez 3037,9383 8,1
20-Dez 3037,9369 7,9
22-Dez 3037,9368 7,8
27-Dez 3037,9378 7,7
29-Dez 3037,9375 8,9
Execução completa
31-Dez 3037,9369 7,5
03-Jan 3037,9374 7,7
05-Jan 3037,9374 7,8
07-Jan 3037,9379 7,8
10-Jan 3037,9383 10,3
12-Jan 3037,937 9,1
14-Jan 3037,9383 8,9
17-Jan 3037,9383 10,2
19-Jan 3037,9391 10,1
21-Jan 3037,9373 8,2
24-Jan 3037,9386 9,4
26-Jan 3037,9387 10,0
28-Jan 3037,9386 10,7
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
99
Entre 18 e 24 de Novembro os deslocamentos continuaram a aumentar embora com menor
intensidade. Neste período os deslocamentos passaram de 3,0 mm para 3,9 mm. Este
aumento de 1mm deve-se ao facto de o painel 3A4 ter sido executado apenas a 23 de
Novembro (Figura 4.79).
De 24 a 26 de Novembro regista-se uma subida de 2,8 mm no valor dos deslocamentos,
sendo a soma total, a 26 de Novembro, de 6,7 mm (≈H/2500). Este aumento pode encontrar
explicação no início da escavação da sapata de fundação, que teve lugar a 24/25 de
Novembro. Analisando a Figura 4.78, observa-se que entre 12 e 26 de Novembro os
deslocamentos evoluíram de 10% do valor máximo alcançado (até 28 de Dezembro) para
cerca de 70% desse valor.
Ao longo de todo o mês de Novembro observou-se, em obra, a saída de água por algumas
ancoragens. Este aspecto foi já referido em Acção da chuva. Tendo em conta a constância na
saída de água ao longo de todo o alçado, crê-se que o aumento de deslocamentos verificado
durante o mês de Novembro possa ter sido influenciado por eventuais impulsos de água no
tardoz da parede de contenção, especialmente junto ao alvo A49, onde a saída de água pelas
ancoragens foi mais intensa.
Durante o período de 29 de Novembro a 13 de Dezembro, os registos evidenciam uma
constância nos deslocamentos. Este comportamento está relacionado com o facto de terem
sido tensionadas, neste período, todas as ancoragens do 4º nível. A maioria das ancoragens foi
tensionada até dia 10 de Dezembro.
De outro modo, entre os dias 13 e 17 de Dezembro observa-se um aumento no valor dos
deslocamentos de 1,5 mm, atingindo no dia 17 os 8,1mm (≈ H/2000). Esta subida está
relacionada, certamente, com a escavação e execução dos painéis do 5º nível no alinhamento
vertical do alvo A49. Note-se que, como referido na secção 5ºnível, o 5º nível foi escavado sem
recurso a banquetas.
Os movimentos do alvo desde 17 de Dezembro até à primeira semana de Janeiro foram
reduzidos, não se tendo observado oscilações relevantes.
Durante o mês de Janeiro o alvo apresenta variações de deslocamentos bastante irregulares
sendo, no entanto, possível observar que os deslocamentos tendem a situar-se nos 10 mm
(H/1500) ao longo do mês. Nas últimas leituras do mês a curva apresenta uma tendência de
crescimento. Todavia, consultando os registos de Fevereiro, constata-se que essa tendência
não obtém continuidade, estabilizando os deslocamentos na casa dos 10 mm. Durante o mês
de Janeiro o alvo desloca-se, em absoluto, 3,2mm.
Deslocamentos parciais
Tal como foi feito anteriormente, passa-se agora a analisar os deslocamentos parciais de nível
relativos ao avo A49.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
100
Observando o Quadro 4.11, verificam-se valores de índice de alerta relativos à escavação do
4º e 5º níveis de 35,1% e 40,5%, respectivamente. Estes valores ultrapassam os valores
correspondentes no caso do alvo A48, ainda que continuem abaixo dos 50%. A situação em
que o deslocamento máximo atingido toma maior valor volta a ocorrer durante a execução do
4º nível, em que o índice de alerta atingiu um valor de 40,5%.
A Figura 4.80 demonstra novamente a tendência dos deslocamentos consoante as fases de
escavação, contendo ainda os limites de alerta de cada nível, precisamente, nas datas em que
esses níveis foram executados.
Quadro 4.11 - Deslocamentos e respectivos limites de alerta por nível.
Nível Profundidade
parcial (m) Profundidade do
nível (m) Deslocamento
máximo A49 yy' (mm)
Limite alerta (mm)
Índice de alerta (%)
1º 2,8 2,8 ND 4,6 ND
2º 2,8 5,8 ND 9,7 ND
3º 2,8 8,6 ND 14,3 ND
4º 2,8 11,4 7,7 19,0 40,5
5º 3,8 15,2 8,9 25,3 35,1
Embora os deslocamentos atinjam, nas leituras efectuadas ao alvo A49, valores absolutos
superiores aos registados nas leituras do alvo A48, os deslocamentos continuam a possuir
larga margem relativamente aos limites de alerta estipulados em projecto.
A Figura 4.81 contém um gráfico que representa a curva resultante da variação tanto dos
deslocamentos medidos no alvo A49 como dos deslocamentos de alerta com a profundidade.
Os dados presentes no Quadro 4.11 serviram de base a este gráfico, explicitamente as colunas
Profundidade do nível, Deslocamento máximo xx e Limite de alerta.
Figura 4.80 - Gráfico representativo dos deslocamentos do alvo A49 – Limites de alerta parciais.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
101
O aspecto geral do gráfico assemelha-se ao correspondente ao alvo A48. A curva
correspondente aos deslocamentos do alvo situa-se na zona verde, sendo neste caso, a folga
inferior àquela verificada no caso do alvo A48. Deste modo, apesar dos desvios ao projecto
apontados anteriormente, o gráfico da Figura 4.81, acaba por vir reforçar a ideia de que, no
geral, a escavação do alçado FG foi feita com relativa margem de segurança. Tal como já foi
mencionado, o gráfico da Figura 4.81, sugere a ideia de que se poderia ter executado a
escavação com painéis mais largos, no sentido de reduzir a duração dos trabalhos.
Comparação dos deslocamentos do Eixo yy´: A48 VS A49
- Verifica-se uma diferença entre os gráficos no período inicial de ambos (Figura 4.82). No alvo
A48 é possível observar um patamar constante, sem qualquer aumento ou diminuição nos
deslocamentos, ao passo que, no alvo A49, se regista um aumento de deslocamentos em
função da escavação do painel 3D3 situado junto do alinhamento vertical do alvo A49.
- No período de 12 a 17 de Novembro observa-se uma diferença em relação à taxa de
crescimentos dos deslocamentos. O crescimento dos deslocamentos no alvo A49 afigura-se
superior (3,0 vs 2,1 mm). Esta diferença pode ser explicada pelo facto de, na região do alvo
A48, se ter apenas executado o painel 2B4 com a conclusão dos painéis adjacentes a este. Ao
invés, o alinhamento vertical do painel A49 é dividido por dois painéis que foram abertos em
momentos próximos (3A4 e 2A4). Para além disso, acresce o facto de se verificar saída de
água especialmente nas ancoragens mais próximas do alvo A49.
Figura 4.81 - Evolução dos deslocamentos do alvo A49 / deslocamentos limite vs profundidade
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
102
- Aquando do salto brusco de 24 para 26 de Novembro, verifica-se um aumento superior a
100% nos deslocamentos do alvo A48 ao passo que, no alvo A49, o aumento é de cerca de
70%. Em função da maior proximidade da escavação da sapata de fundação ao alvo A48,
reforça-se a ideia de estes deslocamentos se deverem ao início da escavação da mesma.
- Deve realçar-se a diferença de comportamento dos gráficos no mês de Dezembro. A curva
correspondente ao alvo A48 apresenta oscilações ao longo de todo o mês mas, até ao início de
Janeiro, o valor médio do patamar é o mesmo que após o aumento de 26 de Novembro:
aproximadamente 5,5 mm. De outro modo, o comportamento da curva do alvo A49 no mês de
Dezembro evidencia um aumento, especialmente na fase de execução do 5º nível (15-28 Dez),
após o período de execução de ancoragens. Em suma, o patamar médio altera-se dos 6,7 mm
(após a subida de 26 de Novembro) para uma média de 7,8 mm, valor este que é a tendência
no final do mês de Dezembro.
- Os alvos apresentam um comportamento semelhante em Janeiro: ambos os deslocamentos
aumentam ao longo do mês. No entanto, o deslocamento em Janeiro do alvo A49 é superior.
Como foi atrás referido, em Janeiro, tinham sido executadas duas lajes. Na verdade, foram
executadas, não duas lajes, mas sim dois troços de laje uma vez que não foram executadas as
lajes ao longo de toda área de implantação da obra (Figura 4.83). Ora, este troço de laje
abrange apenas metade do alçado FG, não afectando a região do alçado A49, não sofrendo
este qualquer benefício de um eventual travamento.
- No geral, a distância entre as linhas de tendência dos deslocamentos de ambos os alvos
acentua-se com o avançar da escavação. Esta particularidade está relacionada com o facto de
a escavação do 5º nível, pela localização deste no alçado, afectar maioritariamente o alvo A49.
Figura 4.82 - Sobreposição dos gráficos dos deslocamentos dos alvos A48 e A49.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
103
Figura 4.83 - Perspectiva de parte do alçado FG a 21 de Janeiro.
4.3.7.2. Deslocamentos verticais A48 e A49
Seguidamente, analisam-se os deslocamentos verticais medidos nos alvos A48 e A49. Esses
deslocamentos apresentam-se no Quadro 4.12. Na Figura 4.84 encontra-se o gráfico
comparativo da evolução dos deslocamentos em ambos os alvos.
Observando os dados relativos aos deslocamentos verticais dos alvos em questão, constata-se
que os deslocamentos são em menor escala que os deslocamentos horizontais medidos. A
título de exemplo, tem-se que o maior deslocamento vertical registado, verificou-se no alvo A48
a 11 de Fevereiro, valendo 4,1 mm.
Analisando a Figura 4.84, verifica-se que, após a diminuição inicial verificada, os
deslocamentos registaram um aumento significativo (cerca de 3,5 mm). Este período coincide
com o início da escavação da fundação e ainda com o tensionamento das ancoragens do 4º
nível. Esses acontecimentos podem ter tido influência no aumento registado, especialmente o
segundo, uma vez que o tensionamento das ancoragens solicita à parede um aumento elevado
das cargas verticais (componente vertical da força instalada na ancoragem). Após o aumento
referido, verifica-se que os deslocamentos continuam a aumentar embora com menor
intensidade.
Relativamente às condições de transmissão de cargas verticais da parede de contenção,
recorda-se que cerca de metade do alçado se apoia em perfis verticais colocados pelo exterior
(destacados a verde na Figura 4.85) zona onde se situa o alvo A48. Por outro lado, a outra
metade do alçado apoia-se em perfis metálicos embutidos na parede de contenção –
(destacados a vermelho na Figura 4.85), região onde se localiza o alvo A49. Voltando ao
gráfico da Figura 4.84, verifica-se que os deslocamentos medidos no alvo A48 são superiores
aos deslocamentos registados no alvo A49 ao longo de grande parte da escavação.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
104
Quadro 4.12 - Deslocamentos verticais medidos nos alvos A48 e A49
Desloc verticais (mm) Desloc verticais (mm)
Data A48 A49 Data A48 A49
29-Out 1,1 0,2 03-Jan 3,1 2,2
03-Nov 1,1 1,0 05-Jan 3,3 2,4
05-Nov 0,9 0,8 07-Jan 3,6 3,5
12-Nov 0,8 0,7 10-Jan 3,2 3,3
15-Nov -0,4 -0,3 12-Jan 3,7 3,4
17-Nov -0,8 -0,3 14-Jan 3,7 2,8
19-Nov 0,2 0,4 17-Jan 2,6 2,6
22-Nov 0,2 0,6 19-Jan 4,0 3,4
24-Nov -0,9 -0,8 21-Jan 4,0 3,5
26-Nov 2,8 2,2 24-Jan 3,8 3,1
29-Nov 2,2 2,3 26-Jan 3,5 3,4
03-Dez 2,1 1,4 28-Jan 3,7 2,3
07-Dez 1,9 1,5 31-Jan 2,9 2,7
10-Dez 2,7 2,4 02-Fev 3,7 3,2
13-Dez 1,9 1,6 04-Fev 3,8 3,4
15-Dez 2,4 2,6 07-Fev 3,4 3,3
17-Dez 1,9 2,1 09-Fev 3,9 2,9
20-Dez 3,2 2,8 11-Fev 4,1 3,3
22-Dez 2,7 2,3 14-Fev 0,7 -1,0
27-Dez 3,1 2,5 16-Fev 4,1 2,8
29-Dez 2,6 2,4 18-Fev 4,0 2,9
31-Dez 2,5 2,5
Figura 4.84 - Evolução dos deslocamentos dos alvos A48 e A49
Essa particularidade pode relacionar-se com as diferenças de execução dos perfis metálicos
referidas, ou seja, a colocação dos perfis pelo exterior pode ter conduzido a maiores
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
105
deslocamentos registado no alvo A48. Refira-se que, o máximo deslocamento registado no
alvo A49 é cerca 80% do máximo registado no alvo A48.
4.3.7.3. Deslocamentos horizontais em edifícios contíguos
A instrumentação dos edifícios adjacentes à escavação estava também prevista e foi
efectuada. Tal como foi feito em relação à contenção periférica, foram também instalados alvos
nos edifícios contíguos. Junto ao alçado FG encontra-se o Lote 3. Neste edifício foram
instalados 4 alvos: A44, A45, A46 e A47. A localização dos mesmos encontra-se na Figura
4.85.
Nesta perspectiva, apresenta-se na Figura 4.86, o gráfico que contém a evolução dos
deslocamentos ao longo da escavação em todos os alvos colocados no Lote 3. Os
deslocamentos são medidos no eixo yy’ referido anteriormente e que se recorda na Figura
4.87. O Quadro 4.13 contém os deslocamentos dos 4 alvos.
Observando o gráfico da Figura 4.86, constata-se que os deslocamentos registados no alvo
A44 se situam num patamar acima dos registados nos outros alvos. Paralelamente, denota-se
que as curvas dos alvos A44 e A46 e ainda dos alvos A45 e A47 apresentam tendências
idênticas, facto expectável uma vez que cada par de alvos se situa no mesmo alinhamento
vertical. Apesar de ser mais evidente no caso dos alvos A44 e A46, verifica-se que os alvos
situados a maiores alturas apresentam deslocamentos superiores. Face ao limite de alerta
estipulado, pode afirmar-se que os deslocamentos medidos são reduzidos. Deve referir-se
ainda que não foram detectados vestígios de fissuração nas fachadas do Lote 3.
Os gráficos da Figura 4.88 e Figura 4.89 estabelecem a comparação entre os deslocamentos
registados nos alvos colocados na contenção periférica e os deslocamentos medidos nos alvos
colocados no edifício, divididos por alinhamento. Relativamente aos alvos localizados no Lote
3, apenas os situados em patamares mais altos foram seleccionados. Refira-se que os pares
A44 e A48 (alinhamento 1) e A45 e A49 (alinhamento 2) se localizam no mesmo alinhamento.
Em ambos os gráficos se constata que os deslocamentos dos alvos da contenção (A48 e A49)
atingem deslocamentos superiores. Contudo, essa particularidade é mais evidente no caso do
alinhamento 2 pelo facto de o deslocamento no alvo A49 ser superior ao atingido no alvo A48 e
ainda pelo facto de o alvo A45 registar deslocamentos inferiores aos registados no alvo A44.
Em suma, a diferença entre os deslocamentos medidos nos alvos do alinhamento 1 é mais
reduzida do que o verificado para os deslocamentos registados nos alvos do alinhamento 2.
Não havendo diferenças substanciais ao nível da execução da contenção entre os dois
alinhamentos, deve recordar-se que o facto de a escavação ser mais profunda (5º nível) junto
ao alinhamento 2 proporcionou que o alvo A49 registasse deslocamentos superiores.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
106
Figura 4.87 – Referencial utilizado.
Figura 4.85 – Localização dos alvos topográficos destinados à monitorização do Lote 3
Figura 4.86 – Gráfico comparativo dos deslocamentos medidos nos alvos instalados no Lote 3.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
107
Quadro 4.13 – Deslocamentos horizontais medidos nos alvos situados no Lote 3.
Data A44 A45 A46 A47
29-Out 0,8 -1,2 -0,5 0,1
03-Nov 4,3 0,4 0,0 0,3
05-Nov 2,8 -0,1 0,0 0,4
12-Nov 2,2 -1,6 -0,9 0,0
15-Nov 2,6 -0,1 -0,4 -0,3
17-Nov 3,0 0,5 -0,6 0,6
19-Nov 3,0 -0,3 -0,5 0,0
22-Nov 4,5 0,2 0,0 0,6
24-Nov 3,3 0,6 -1,1 0,5
26-Nov 5,0 2,9 1,1 2,1
29-Nov 4,6 1,7 0,7 1,8
03-Dez 3,7 1,1 0,1 1,7
07-Dez 4,1 1,6 2,3 2,5
10-Dez 4,6 2,5 2,5 3,4
13-Dez 4,0 1,5 1,2 1,8
15-Dez 4,2 2,4 1,1 2,5
17-Dez 3,9 1,9 0,5 1,5
20-Dez 3,9 2,1 1,5 2,4
22-Dez 5,0 1,8 1,6 1,9
27-Dez 3,0 1,2 0,1 1,6
29-Dez 3,6 2,3 1,7 2,4
31-Dez 2,5 0,8 0,7 1,9
Figura 4.88 - Análise comparativa entre os deslocamentos medidos nos alvos A48 e no alvo A44.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
108
Figura 4.89 - Análise comparativa entre os deslocamentos medidos no alvo A49 e no alvo A45.
Relativamente à variação da ordem de grandeza entre os deslocamentos dos alvos situados no
Lote 3 nos diferentes alinhamentos, pode estar relacionada com diferenças nas condições de
apoio da estrutura, especificamente ao nível do terreno de fundação que pode apresentar
variações nas suas propriedades.
Deve referir-se que, após ter sido terminada a execução do presente alçado, o alvo A44
registou um ligeiro aumento nos deslocamentos sem que tenha atingido valores de alerta.
4.4. Alçado BC
4.4.1. Perfil geológico
Segundo as análises às campanhas de prospecção efectuadas, definiram-se, para o alçado
BC, duas zonas geológicas distintas: ZG2 e ZG3. Os três primeiros níveis de painéis abrangem
a zona geológica ZG2 constituída por argila arenosa e areia argilosa amarelada e ainda
fragmentos de calcário esbranquiçado. Parte do terceiro nível, o quarto nível e a zona de
fundação são constituídos por argila margosa avermelhada e, em maioria, calcário
esbranquiçado (ZG3). Esta informação pode ser conferida na Figura 4.90.
A zona ZG2 divide-se em duas subzonas: ZG2A e ZG2B. Relativamente à resistência
mecânica, a zona ZG2A foi caracterizada por um número de pancadas NSPT inferior a 40 ao
passo que, a zona SG2B, caracteriza-se por um número de pancadas NSPT superior a 40. A
formação geotécnica ZG3 foi caracterizada como tendo um número de pancadas NSPT superior
a 60 (Capítulo 3). No anexo F encontra-se o perfil geológico completo considerado em projecto.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
109
Figura 4.90 - Perfil geológico do alçado BC.
4.4.2. Execução
O alçado BC situa-se junto ao edifício Eng.º Duarte Pacheco, confrontando, a toda a sua
largura, com o mesmo. O alçado tem um comprimento de, sensivelmente, 28m. Em função do
desenvolvimento da obra, este alçado começou apenas a ser escavado a partir do início de
Janeiro de 2011, tendo sido concluído no final do mês de Março do mesmo ano. No anexo G
encontra-se um mapa de execução do alçado BC utilizando o software MS Project.
O código de identificação dos painéis da contenção presente nas figuras que se seguem é
igual ao utilizado anteriormente aquando da análise do Alçado FG.
Os dois primeiros níveis deste alçado foram executados com recurso a 5 painéis. A partir do 3º
nível os painéis foram alargados originando uma diminuição no total de painéis por nível para 4
painéis, no terceiro nível e 3 painéis no quarto e último nível.
Observou-se que os painéis foram executados abaixo da sua cota de projecto, tendo-se
aumentado a altura da viga de coroamento e encurtado a altura da fundação. Os alçados
representado neste capítulo reflectem essa situação.
4.4.2.1. 1º nível
A execução do primeiro nível do alçado BC deu-se no início de Janeiro. O alçado seria
constituído por 5 painéis distintos. Optou-se então por escavar os dois painéis das
extremidades (1C1 e 1A1) e o painel do meio (1B1), sendo estes os painéis primários (Figura
4.91 e Figura 4.92). A 11 de Janeiro estavam executados os três painéis primários sendo estes
intercalados pelas banquetas B1 e B2. As banquetas foram deixadas com um comprimento de
3,5m e 2,0m, respectivamente, como se pode conferir na Figura 4.91.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
110
Em função das condições de acesso a esta zona da obra serem mais difíceis não foi possível
um acompanhamento tão detalhado como o efectuado relativamente a outros alçados. Nesta
perspectiva, alguns dos comprimentos de painéis referidos foram obtidos através do auxílio de
fotografias tendo, naturalmente, algum erro associado que, todavia, se crê ser reduzido.
Figura 4.91 - Alçado BC – constituição da fase inicial da execução do 1º nível.
Figura 4.92 – Execução do 1º nível do alçado BC (11 de Janeiro).
Na Figura 4.91, observa-se que os comprimentos de escavação e execução dos painéis 1C1 e
1B1, especialmente, ultrapassam largamente os comprimentos de projectos dos respectivos
painéis. Note-se que, os painéis primários são definidos em projecto como sendo os de menor
comprimento, tal pode ser confirmado no Anexo F. O comprimento de escavação (9,1m) de
1C1 é 193% superior ao comprimento de projecto (3,1 m) ao passo que o comprimento de
execução (7,5 m) do mesmo painel supera o comprimento de projecto (3,1 m) em 142%. No
caso do painel 1B1, verificou-se que o comprimento de escavação (7,8 m) e o comprimento de
execução (5,1 m) excediam o comprimento de projecto (1,6 m) em 390% e 220%,
respectivamente.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
111
Com a remoção das banquetas B1 e B2 procedeu-se à execução dos painéis secundários 2A1
e 2B1. Numa visita efectuada a 21 de Janeiro, constatou-se que o painel 2A1 se encontrava
cofrado, pronto a ser betonado. No mesmo dia, verificou-se que se procedia à colocação de
armadura no painel 2B1. Deve destacar-se o facto de se ter observado, neste dia, que estavam
já tensionadas as ancoragens dos painéis primários, ao contrário do que vinha sendo hábito
nos outros alçados, em que se escavavam painéis secundários sem que se procedesse
previamente ao tensionamento das ancoragens do painéis primários contíguos. Ambos os
painéis acima referidos se encontravam executados a 28 de Janeiro. Neste mesmo dia todas
as ancoragens tinham sido tensionadas.
Neste primeiro nível, a furação e colocação de cabos destinados às ancoragens foi feita
previamente à betonagem dos painéis de betão armado. Foram utilizados, de igual modo,
negativos em PVC que, neste caso, envolviam os cabos de pré-esforço (Figura 4.93).
A execução deste nível não se orientou pelo que foi definido em projecto para painéis primários
ou secundários. Os painéis primários ou secundários executados resultaram de junções de
painéis primários e secundários de projecto.
Deve ainda referir-se que a dimensão das banquetas existentes é inferior ao volume de solo
existente entre os painéis primários.
4.4.2.2. 2º nível
O método de execução do segundo nível foi o mesmo que foi utilizado na execução do primeiro
nível, isto é, foi deixada uma banqueta entre o painel central e o painel de cada extremo. No
entanto, neste segundo nível, iniciou-se a execução pelo painel primário do extremo esquerdo,
1A2. A 28 de Janeiro, estava a ser colocada armadura neste painel (Figura 4.94), não tendo
ainda sido aberto qualquer dos outros painéis.
Em relação à Figura 4.95, note-se o comprimento de escavação do painel 1A2, 9,1 m e o
comprimento de execução do mesmo painel – 7,8m. Estes comprimentos ultrapassam o
comprimento de projecto (3,1 m) em 190% e 150%, respectivamente. Por escassez de
Figura 4.93 - Pormenor da execução de um painel do 1º nível do alçado BC.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
112
informação este foi o único painel do nível em relação ao qual foi possível apresentar dados.
As dimensões das banquetas B1 e B2 correspondem a uma estimativa de acordo com o
testemunhado noutros níveis e alçados. A 10 de Fevereiro, apenas o painel 2B2 estava por
executar, procedendo-se à cofragem do mesmo. (Figura 4.96).
Figura 4.94 - Alçado BC – Introdução de armadura no painel 1A2 (28 Janeiro).
Figura 4.95 - Constituição da fase inicial da execução do 2º nível
Figura 4.96 - Execução do painel 2B2. Pormenor do perfil metálico descolado. (10 Fevereiro)
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
113
Deve destacar-se o facto de, neste segundo nível, se ter voltado à prática de se proceder à
escavação e execução de painéis secundários sem que se tenham tensionado as ancoragens
dos painéis primários contíguos, tal como se pode verificar na Figura 4.96.
Acresce fazer referência ao facto de, a 10 de Fevereiro, se ter registado que o perfil metálico
número 7 estava descolado da contenção. Entre 8 e 10 de Fevereiro, o perfil foi,
provavelmente, forçado pela escavadora tendo sido danificada a ligação aos cachorros
metálicos que unem o perfil metálico à contenção (Figura 4.96).
A 16 de Fevereiro, o segundo nível estava totalmente executado tendo-se inclusive instalado a
escora de canto – E14.
Verifica-se, neste alçado, a tendência para descentralizar as ancoragens, sendo a furação das
mesmas efectuada na parte superior do painel (Figura 4.93 e Figura 4.96). Este tipo de
execução opõe-se ao estipulado em projecto, que aponta para uma distância altimétrica de 3 m
entre as ancoragens dos vários níveis e uma localização central das ancoragens nos
respectivos painéis.
4.4.2.3. 3º nível
A execução deste nível iniciou-se pela escavação do painel primário 1A3, localizado no lado
esquerdo do alçado (Figura 4.97). Nesta fase de execução do alçado, em que os fragmentos
de rocha calcária apareciam em maior quantidade, os painéis foram alargados. Esta situação
resultou numa diminuição de cinco para quatro painéis por nível. O painel 1A3 revelou-se ser o
único painel primário do nível uma vez que os restantes três painéis foram executados sem
recurso a banquetas entre eles e, praticamente, ao mesmo tempo. Assim, após a execução de
1A3, escavou-se e executou-se o painel 2A3. Seguidamente, executaram-se 2B3 e 2C3 (Figura
4.98).
Figura 4.97 - Escavação do painel 1A3 do 3º nível do alçado BC (21 de Fevereiro)-
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
114
Aquando da execução do painel 1A3, o resto do nível estava por escavar. Deste modo, tal
como representado na Figura 4.99, conservou-se uma banqueta B1, a toda a largura do nível.
Após a remoção da banqueta B1, executaram-se os painéis 2A3 e 2B3, tal como referido.
Durante o período em que se executavam estes painéis foi conservada uma outra banqueta,
B2, onde viria a ser executado, posteriormente, o último painel do nível. A dimensão da
banqueta B2 – 2,3 m - resulta de uma estimativa uma vez que não foi possível a confirmação
da mesma em obra (Figura 4.100). Em relação ao comprimento de escavação dos painéis,
apenas foi possível apontar o comprimento de escavação do painel 1A3 – 7,8 m. Este
comprimento é pouco superior ao comprimento de execução do mesmo painel – 7,5 m. Ambos
os valores excedem o comprimento de projecto do painel (3,1 m) em 150% e 140%,
respectivamente. Destaque ainda para o comprimento de execução do painel 2B3: 10,6 m
(Figura 4.100) que supera em 141% o comprimento de projecto do mesmo (4,4 m).
Salienta-se o facto de o perfil metálico n º 7 continuar danificado. Neste alçado, os perfis
metálicos encontram-se bastante empenados. Esse tipo de empenamento resulta dos choques
entre as pás das escavadoras e os próprios perfis aquando da escavação dos painéis.
Figura 4.98 - Execução dos painéis secundários do 3º nível do alçado BC (2 de Março)
Figura 4.99 - Fase inicial da execução do 3º nível – alçado FG.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
115
Ao longo da execução deste nível voltaram a executar-se painéis sem ter sido efectuado o
tensionamento das ancoragens dos painéis contíguos e, no caso específico evidenciado na
Figura 4.98, procedeu-se à escavação de um painel com o painel adjacente a ganhar presa. Ao
longo da execução deste nível, verificou-se que nos painéis 1A3 e 2B3 não se respeitou a
indicação de projecto para que o tempo decorrido entre a escavação e betonagem de um
mesmo painel não superasse as 12 horas. A 17 de Março o nível encontrava-se concluído.
4.4.2.4. 4º nível
A execução do quarto nível do alçado BC caracterizou-se pela diminuição do número de total
de painéis para três. A 17 de Fevereiro registou-se a abertura do primeiro painel, 1A4,
novamente pelo lado esquerdo do alçado. A escavação e execução da sapata de fundação
aconteceu no decurso da execução do nível, sendo que, após a escavação de um painel, se
executava, primeiramente, a sapata e depois se procedia à execução do respectivo painel de
betão armado. A execução dos painéis 1A4 e 2A4 aconteceu sem qualquer banqueta entre
ambos nem tensionamento de ancoragens do painel primário. Na verdade, as escavações de
ambos foram intervaladas por apenas um dia.
Posteriormente, a 25 de Março, verificou-se que o painel 1A4 tinha já sido executado.
Paralelamente, procedia-se à cofragem do painel secundário 2A4 (Figura 4.101). O painel 2B4
apenas começou a ser escavado no dia 25 de Março, tendo, até este dia, existido uma
banqueta com as dimensões do mesmo (Figura 4.101).
Salienta-se o facto de o perfil metálico nº7 ter sido cortado, presume-se que entre 10 a 17 de
Março. Na Figura 4.101 pode observar-se a ausência deste perfil metálico. Destaque ainda, na
mesma figura, para as encurvaduras/empenamentos dos perfis, especialmente os localizados
no extremo direito do alçado.
Figura 4.100 - Fase final da execução do 3º nível do alçado BC
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
116
Figura 4.101 - Fase final da execução do 4º nível do alçado BC (25 de Março)
Em virtude de este nível ser constituído por apenas 3 painéis, os comprimentos de execução
dos painéis aumentaram, naturalmente. Note-se, por exemplo, o comprimento de escavação e
execução do painel 2A4: 12,4m e 10,8m (Figura 4.102), respectivamente. Estes comprimentos
excedem o comprimento de execução do painel (3,7m) em 235% e 192%, respectivamente.
Ao longo da execução deste nível voltaram a executar-se painéis sem ter sido efectuado o
tensionamento das ancoragens dos painéis contíguos.
Recorda-se que no anexo G se encontra um mapa do faseamento construtivo que resume todo
este processo.
Figura 4.102 - Fase final da execução do 4º nível do alçado BC.
II
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
117
4.4.3. Exemplos de desvios ao projecto
Em geral, em todos os níveis de execução, se verificaram comprimentos de escavação e de
execução de painéis superiores ao definido em projecto. Nesse âmbito, elaborou-se o Quadro
4.14 que resume os comprimentos apresentados.
O Quadro 4.14 introduz dois novos parâmetros: índice de escavação e índice de execução.
Estes parâmetros descrevem, em percentagem, o desvio entre os comprimentos de
escavação/ execução e o comprimento definido em projecto.
Quadro 4.14- Dimensões dos painéis desviantes
Nível Painel L escavação
(m) L executado
(m) L projecto
(m) Índice de
escavação (%) Índice de
execução (%)
1
1A1 5,7 3,3 3,1 83 6
1B1 7,8 5,1 1,6 390 220
1C1 9,1 7,5 3,1 190 140
2 1A2 9,1 7,8 3,1 190 150
3 1A3 7,8 7,5 3,3 240 230
2B3 ND 10,6 4,4 ND 141
4 2A4 12,4 10,8 3,7 240 190
2B4 ND 9,3 4,4 ND 110
Tal como referido, verifica-se um aumento geral nos comprimentos dos painéis em
profundidade resultante da diminuição do número de painéis por nível. Os comprimentos de
execução dos painéis apresentaram valores que, em média, correspondem a comprimentos
que excedem os comprimentos de projecto em cerca de 180%. Destaca-se o comprimento de
escavação do painel 2A4: 12,4 m. Este comprimento excede em 240% o comprimento de
projecto do respectivo painel.
Seguidamente, recupera-se o quadro, já utilizado, que resume os desvios ao projecto que se
observaram em obra (Quadro 4.15).
Apenas algumas das situações presentes no Quadro 4.15 foram verificadas no alçado BC. O
mesmo quadro específica em que níveis se presenciarem os respectivos desvios.
O Quadro 4.16 recupera algumas indicações de projecto retiradas do Capítulo 3.
As indicações presentes no Quadro 4.16 foram retiradas do Capítulo 3 – Faseamento
construtivo, isto é, fazem parte do projecto de execução. Deste modo, o Quadro 4.16 comprova
que as situações apontadas no Quadro 4.15 correspondem a situações de incumprimentos do
projecto.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
118
Quadro 4.15 – Situações de incumprimento verificadas em obra
Situações desviantes ao projecto verificadas em obra 1º 2º 3º 4º
A Comprimentos de escavação de painéis largamente
superiores aos comprimentos de projecto
B Comprimentos de execução de painéis superiores aos
comprimentos de projecto
C Incumprimento da execução de acordo com a ordem de
painéis primários e secundários definidos em projecto
D Comprimento das banquetas inferior à largura disponível
para o efeito
E
Escavação de painéis secundários/terciários sem que se
tenha procedido ao tensionamento de painéis
primários/secundários contíguos
F Escavação precoce de painel secundário estando o
painel primário contíguo em fase de betonagem
G
Incumprimento da recomendação de projecto respeitante
a um tempo máximo entre a escavação e betonagem de
um painel de 12 horas
H Execução desordenada de ancoragens I Sobreespessura/subespessura dos painéis J Escavação de painel sob painel ainda a ganhar presa
K Escavação de painel sem tensionamento de ancoragem
do painel imediatamente acima
L Danificação e consequente remoção de perfil metálico M Encurvadura de perfis metálicos
N Desactivação de ancoragens previamente à execução da
laje que apoia sobre a viga de coroamento
O Não instalação de células de carga nas ancoragens da
parede de contenção -
P Descentralização da localização da ancoragem
relativamente ao painel
Numa análise mais detalhada, pode afirmar-se que as indicações 1, 2, 3, 4, 5 e 7 se
emparelham com as situações de incumprimento E/F, E, I, C, A/B, G, respectivamente. Em
relação ao caso específico da indicação 6, repete-se o afirmado no caso do alçado FG: não se
pode afirmar que tenha havido total incumprimento desta recomendação, sendo verdade que,
por vezes, a escavação de um painel primário coincidia com a betonagem de outro primário
consecutivo. No entanto, isso é um procedimento quase obrigatório quando se pretende
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
119
garantir rentabilidade e eficiência no desenrolar do processo construtivo. Esta situação
verificou-se, por exemplo, aquando da execução do 1º nível.
Quadro 4.16 - Síntese de indicações de projecto sujeitas a incumprimentos
Síntese de indicações de projecto sujeitas a desvios Tipos de desvios
verificados
1)
A execução de painéis secundários/terciários deve ser
efectuada apenas após a conclusão dos primários/secundários
que lhes são directamente contíguos
E
F
2)
Imediatamente após o mínimo período de espera para
endurecimento do betão, deverá tensionar-se a ancoragem,
realizar-se o respectivo ensaio de recepção e a correspondente
blocagem,
E
3) Parede de contenção do tipo “Berlim definitivo” deve ser
executada com uma espessura de 0.4m I
4)
Para cada nível, deverão iniciar-se os trabalhos pela realização
de painéis primários, seguida dos secundários e só
posteriormente os terciários.
C
5) Cada painel será executado a partir de uma escavação
localizada
A
B
6)
Com excepção de situações devidamente justificadas, não
deverão realizar-se, em simultâneo, dois painéis primários
consecutivos, deixando apenas um secundário de intervalo
ND
7)
Atendendo às características dos terrenos a conter, o intervalo
de tempo necessário para a escavação e betonagem de cada
painel não deve ser superior a 12 horas
G
8) Os painéis do canto C da contenção serão atirantados ND
9)
Desactivação das ancoragens, escoramentos metálicos, após a
execução das lajes inferiores (inclusive a laje do piso que apoia
sobre a viga de coroamento)
N
10) Instalação de células de carga em algumas das ancoragens da
parede de contenção do tipo “Berlim definitivo”. O
11)
Em casos de elevada afluência de água ao interior do recinto de
escavação devem ser criados mecanismos que possibilitem a
drenagem da parede.
ND
A indicação 8 surge neste quadro uma vez que houve uma alteração relativamente à solução
de atirantar os painéis do canto C. Neste canto da contenção, o projectista optou por recorrer a
tirantes para conter os painéis de canto. Todavia, em obra, verificou-se que a adopção desta
solução traria demasiadas dificuldades essencialmente ao nível da execução mas também por
requerer equipamento distinto do existente em obra. Deste modo, decidiu-se executar
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
120
ancoragens nos painéis deste canto tendo em atenção a hipótese de se intersectarem. A
desactivação das ancoragens estava prevista acontecer apenas após a execução de todas as
lajes dos pisos enterrados, tal como está expresso na indicação 9. No entanto, tal como
anteriormente referido, após uma reunião entre projectista e director de obra, acordou-se,
tendo em conta o evoluir dos deslocamentos até então, iniciar a desactivação dos dois últimos
níveis ainda antes da conclusão de todos os pisos enterrados. Relativamente à indicação 10,
foi descartada a hipótese de se colocarem células de carga nas ancoragens da contenção
periférica. A indicação 11 não é susceptível de ser discutida no caso deste alçado uma vez que
não foi visível água a sair pelas respectivas ancoragens.
Em função de algumas dificuldades de acesso a esta zona da obra não foi possível uma
medição em obra das espessuras dos painéis. Todavia, em virtude de as equipas executantes
terem sido as mesmas, tal como o processo construtivo adoptado, crê-se que a espessura
média se aproxime da espessura média do alçado FG. Assim, em cálculos posteriores,
considerar-se-á uma espessura média de 0,55 no alçado BC.
Ao longo da execução deste nível, ao contrário do que se verificou no alçado FG, não se
registou a escavação de qualquer painel sob um outro painel ainda a ganhar presa ou a
escavação de painéis sem que se procedesse ao tensionamento de ancoragens de painéis
localizados imediatamente acima.
4.4.4. Análise de banquetas
Tal como feito para o alçado FG, segue-se uma análise dos volumes de solo mobilizados como
banquetas neste alçado.
O Quadro 4.17 apresenta as características das banquetas do alçado BC. Na coluna
Executado estão presentes as dimensões L e H, medidas em obra, das banquetas. A dimensão
L corresponde ao comprimento da banqueta, ao passo que, a dimensão H, representa a altura
da mesma (Quadro 4.18 – dimensões destacadas com cor vermelha). A coluna Volume
disponível apresenta as máximas dimensões de solo que poderiam, teoricamente, ser usadas
como banquetas, tendo em conta o espaço existente entre os painéis em execução. Para
estimar o comprimento disponível, mediu-se a distância entre painéis executados e, a esse
valor, descontou-se 1,0 m resultante dos 0,5 m ocupados pela armadura de espera de cada
painel primário contíguo. O valor do Índice de ocupação corresponde à relação em
percentagem entre o volume disponível que é, efectivamente, usado e o volume teórico. Esse
cálculo consiste na divisão da dimensão executada pela respectiva dimensão disponível. A
coluna Ld/Hd fornece uma proporção média, no alçado, entre o comprimento disponível e a
altura disponível de uma banqueta. No fundo, pretende-se com isso definir as dimensões
relativas de uma banqueta genérica que ocuparia todo o espaço disponível para o efeito.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
121
Deve voltar a referir-se o facto das dimensões das banquetas do 2º nível e da banqueta B2 do
3º nível terem sido estimadas indirectamente através do recurso a fotografias crendo-se,
todavia, que estes valores se aproximem bem dos realmente existentes.
Quadro 4.17 – Características geométricas das banquetas.
Nível Banquetas Executado Volume disponível Índice de
Ocupação (%) Ld/Hd
L (m) H (m) Ld (m) Hd(m) L H
1 B1 3,5 3 5,9 3 59,3 100,0 2,0
B2 2 3 4,4 3 45,5 100,0 1,5
2 B1 2,5 3 5,6 3 44,6 100,0 1,9
B2 2 3 5 3 40,0 100,0 1,7
3 B1 19,3 3 19,3 3 100,0 100,0 6,4
B2 2,3 3 2,3 3 100,0 100,0 0,8
4 B1 8,3 3 8,3 3 100,0 100,0 2,8
Média 70,0 100,0 1,8
De acordo com o Quadro 4.17, apenas nos níveis iniciais o espaço destinado a banquetas foi
subaproveitado. Esta particularidade está directamente relacionada com a alteração na
sequência construtiva que se verificou a partir do 3º nível. No 1º e 2º nível da escavação,
escavaram-se três painéis primários, deixando-se duas banquetas a intercalá-los. Ao invés, no
3º e 4º níveis, a sequência da execução deu-se de um extremo para o outro, promovendo-se a
execução de painel contíguo a painel contíguo o que levou à formação de banquetas mais
compridas, que se estendiam desde o painel em execução até ao extremo C do alçado. O caso
da banqueta B1 do 3º nível ou a banqueta B1 do 4º nível são exemplos desta situação. Este
tipo de banquetas, cujo comprimento diminui numa razão inversamente proporcional ao avanço
da execução de painéis no nível, caracteriza-se por ocupar praticamente a totalidade do
espaço disponível. Isto acontece uma vez que as escavadoras só removem solo de um dos
lados da banqueta, o que diminui a quantidade total de solo retirado.
Quadro 4.18 - Esquema da banqueta
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
122
Ao contrário do verificado no alçado FG e de acordo com o Quadro 4.17, constata-se que,
neste alçado, todo o espaço em altura disponível é conservado, como se pode confirmar pelo
índice de ocupação relativo a H. Relativamente ao comprimento, tem-se um índice de
ocupação de 45,4%, o que indica que, em teoria, as banquetas ocupam metade do
comprimento que poderiam ocupar.
Em relação à coluna Ld/Hd, constata-se que, em média, o comprimento disponível para
banquetas, no alçado BC, é 1,8 vezes maior que a altura média disponível. Ou seja, considera-
se que, sendo A a altura da banqueta disponível genérica, o seu comprimento valerá 1,8A e
terá uma espessura d (Quadro 4.18– dimensões destacadas a azul)
Nestas condições, o volume potencial de solo (Vp) para o efeito de banqueta será:
Voltando ao Quadro 4.17, tem-se que o índice de ocupação relativo ao comprimento é de cerca
de 70%. Assim, pode afirmar-se que o comprimento médio das banquetas existentes é 70% do
comprimento médio disponível, 1,8A, ou seja, vale precisamente 1,3A. O mesmo raciocínio se
aplica para a altura média das banquetas existentes, todavia, sendo o índice de ocupação
relativo à altura de 100%, tem-se que a altura média das banquetas vale A. (Quadro 4.18–
dimensões destacadas a verde).
Nestas condições, o volume total da banqueta média (Vb) será:
Verifica-se, assim, que o volume total da banqueta média é 70% do valor do volume potencial
de solo existente. Por outras palavras, cerca de um quarto do solo disponível entre painéis para
o efeito de banquetas foi removido aquando da escavação dos painéis primários.
4.4.5. Análise de deslocamentos
Seguidamente, analisam-se deslocamentos horizontais e verticais na contenção periférica, bem
como nos edifícios contíguos.
4.4.5.1. Deslocamentos horizontais na contenção periférica
Em todos os alçados da contenção periférica da obra da Quinta do Mineiro foram instalados
alvos topográficos que foram monitorizados ao longo da execução da contenção. No caso
específico do alçado BC foram instalados dois alvos topográficos: alvo A17 (situado no topo da
contenção entre os perfis metálicos 52 e 53) e alvo A18 (situado no topo da contenção entre os
perfis metálicos 58 e 59). Na Figura 4.103 está representada a localização dos alvos no alçado.
Os dados fornecidos pela empresa responsável pelas leituras apresentavam diversas omissões
de valores relativamente ao alvo A17. Deste modo, entendeu-se analisar unicamente o alvo
A18 no que respeita ao alçado BC.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
123
Seguidamente, são analisados os deslocamentos do alçado BC no eixo normal ao mesmo. A
medição das coordenadas em obra foi feita em relação ao referencial xx-yy (Figura 4.104).
O gráfico que se segue (Figura 4.105) mostra a evolução dos deslocamentos do alvo A18 do
alçado BC ao longo do tempo. O eixo secundário, à direita, possibilita aferir que percentagem
do valor dos deslocamentos variou num determinado intervalo de tempo. A tabela contendo as
coordenadas que possibilitaram traçar os gráficos apresentados encontra-se no anexo H.
O gráfico da Figura 4.105 refere-se a um período de tempo compreendido entre 5 de Janeiro e
30 de Março. No sentido de estabelecer correlações entre a tendência dos deslocamentos e os
períodos e circunstâncias da fase construtiva considerou-se oportuno incluir no próprio gráfico
indicações relativas ao faseamento construtivo. O Quadro 4.19, apresenta as coordenadas e os
deslocamentos, medidos em obra, que originaram os gráficos seguintes. Nos casos em que
não tenha havido leitura, a coluna Coordenadas do Quadro 4.19 contém a designação ND.
Decidiu-se estimar os deslocamentos correspondentes a esses dias através de médias
aritméticas entre os deslocamentos disponíveis correspondentes aos dias mais próximos ao dia
da leitura em falta.
Figura 4.103 - Alçado BC – posicionamento dos alvos instalados.
Figura 4.104 - Referencial considerado na análise dos deslocamentos do alçado BC
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
124
Observando a Figura 4.105, constata-se que, no geral, os períodos de aumento substancial de
deslocamentos coincidem com períodos de escavação. Tal particularidade apenas não se
verifica no período de escavação do 3º nível. Nesta fase, embora se verifique crescimento,
esse aumento é baixo quando comparado com os aumentos ocorridos aquando das restantes
escavações. Na verdade, os deslocamentos medidos durante a escavação do 3º nível
revelaram-se inferiores aos deslocamentos ocorridos durante a escavação do 2º nível. De
facto, a escavação do 2º nível (28 Janeiro a 15 Fevereiro) foi o período em que o aumento de
deslocamentos ganhou maior dimensão.
Nesta fase, os deslocamentos evoluem 6,1mm, um valor que equivale a 75% do valor máximo
dos deslocamentos. No período correspondente à escavação do 4º nível, o aumento observado
é de cerca de 4,5 mm (desde 3,6 a 8,1mm), atingindo o máximo registado - 8,1 mm, a 28 de
Março (Quadro 4.19).
Constata-se que os períodos de decréscimo acentuado ou de constância no valor dos
deslocamentos coincidem com as fases de tensionamento de ancoragens, tal como está
demonstrado na Figura 4.105. No primeiro caso, isso poderá querer dizer que o tensionamento
das ancoragens induziu uma recuperação das deformações do solo, que veio a contrariar a
tendência de descompressão do solo que ocorria até então. É exemplo disso o que acontece
entre 16 e 21 de Fevereiro. Entre 4 e 16 de Fevereiro o alvo A18 deslocou-se 5,6 mm.
Posteriormente, entre 16 e 21 do mesmo mês, o alvo inverteu o sentido do deslocamento,
regredindo 3,7 mm - Quadro 4.19.
O mesmo se passa, por exemplo, por altura do tensionamento das ancoragens do 1º nível, em
que se observa uma recuperação total do deslocamento do alvo até então. Relembre-se que o
1º nível foi o único em que se tensionaram os painéis primários previamente à escavação dos
secundários. Na prática, e recorrendo novamente à Figura 4.105, destaque-se o facto o
aumento dos deslocamentos ser interrompido, durante a escavação do 1º nível, por duas
Figura 4.105 - Gráfico representativo dos deslocamentos no alvo A18
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
125
recuperações de deformação do solo. Estabelecendo a comparação com a escavação do 2º
nível, observa-se que apesar dos aumentos não diferirem em demasia nos dois níveis, se
verifica que no 1º nível a recuperação é total.
Quadro 4.19 – Leituras efectuadas em obra no alvo A18 e respectivos deslocamentos
Data Coordenadas
(m) Deslocamento xx
(mm) Nível
05-Jan 2032,4044 0
1º Nível
07-Jan 2032,4028 1,3
10-Jan 2032,4027 1,4
12-Jan 2032,404 0,1
14-Jan 2032,4023 1,8
17-Jan 2032,4023 1,8
19-Jan 2032,4006 3,5
21-Jan 2032,4006 3,5
24-Jan ND 2,3
26-Jan ND 1,2
28-Jan 2032,4053 0
2º Nível
31-Jan 2032,4026 1,5
02-Fev 2032,4027 1,4
04-Fev 2032,4036 0,5
07-Fev 2032,4024 1,7
09-Fev 2032,4021 2
11-Fev 2032,4006 3,5
14-Fev 2032,4003 3,8
16-Fev 2032,398 6,1
18-Fev 2032,3996 4,5
3º Nível
21-Fev 2032,4017 2,4
23-Jan 2032,399 5,1
25-Fev 2032,4008 3,3
28-Fev 2032,3992 4,9
02-Mar 2032,3993 4,8
04-Fev 2032,3986 5,5
07-Mar ND 4,7
09-Mar 2032,4001 4
11-Mar 2032,3986 5,5
14-Mar 2032,3995 4,6
4º Nível
16-Mar 2032,4005 3,6
18-Mar 2032,3991 5
21-Mar 2032,3997 4,4
23-Mar 2032,3991 5
25-Mar 2032,3985 5,6
28-Mar 2032,396 8,1
30-Mar 2032,3995 4,6
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
126
Tendo em conta que, no caso da execução do 3º e 4º níveis, se aumentou o comprimento dos
painéis, é curiosa a constatação de que esse aspecto não se reflecte da mesma forma na
evolução dos deslocamentos do alvo. No caso da escavação do 3º nível, os deslocamentos
revelam uma tendência de constância nos valores, ao passo que, na escavação do 4º nível se
verifica, de facto, um aumento de 55% do total dos deslocamentos.
Deve referir-se que os deslocamentos presentes no Quadro 4.19 são relativos ao eixo xx do
referencial xx-yy contido na Figura 4.104. Naturalmente, de forma a facilitar a leitura, estes
deslocamentos foram multiplicados por -1, uma vez que o alvo se moveu no sentido negativo
do eixo xx.
Seguidamente, faz-se o exercício de dividir a escavação em níveis no intuito de proceder à
comparação do limite de alerta particular de cada nível com o máximo deslocamento verificado
aquando da escavação desse mesmo nível. O limite de alerta de cada nível é calculado através
da razão H/600. Neste caso, H tomará o valor da profundidade do nível em questão.
No Quadro 4.20, estão representados os limites de alerta de cada nível bem como os
deslocamentos máximos registados no alvo A18 aquando da execução de cada nível. Os
valores dos deslocamentos estão presentes no Quadro 4.19, como já referido. No Quadro 4.20
surge também o termo “Índice de alerta”. Este parâmetro corresponde à máxima percentagem
do limite de alerta de cada nível que foi atingida nesse mesmo nível.
Verifica-se que, em nenhum dos níveis, a dimensão dos deslocamentos atinge, sequer, metade
do valor do limite de alerta. A situação em que o deslocamento máximo atingido toma maior
valor aconteceu durante a execução do 2º nível, em que o índice de alerta atingiu um valor de
46%. A Figura 4.106, demonstra novamente a tendência dos deslocamentos consoante as
fases de escavação, contendo ainda os limites de alerta de cada nível, precisamente, nas
datas em que esses níveis foram executados. Tal como referido, a leitura mais crítica
correspondeu ao pico que ocorreu após o culminar da escavação do 2º nível.
Quadro 4.20 – Deslocamentos e respectivos limites de alerta por nível.
Nível Profundidade
parcial (m) Profundidade do
nível (m) Deslocamento
máximo xx (mm) Limite
alerta (mm) Índice de alerta (%)
1º 5,0 5,0 3,5 8,3 42,0
2º 3,0 8,0 6,1 13,3 45,8
3º 3,0 11,0 5,5 18,3 30,0
4º 3,0 14,0 8,1 23,3 34,7
Em geral, todos os níveis de execução apresentam deslocamentos cujos valores se situam
largamente abaixo dos limites de alerta. Nesse caso, pode afirmar-se que, na perspectiva de
obter maior rendimento em obra, podiam ter sido escavados painéis mais largos,
especialmente nos dois níveis iniciais uma vez que no terceiro e no quarto níveis isso já foi
feito.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
127
Voltando ao Quadro 4.19, é possível verificar que os deslocamentos iniciais de cada nível de
execução são inferiores ou, no limite, iguais aos deslocamentos finais do nível imediatamente
anterior. Esse aspecto indica que a activação das ancoragens induz recuperações não
instantâneas da deformação dos solos em todos os níveis de escavação.
A Figura 4.107 contém um gráfico que representa a curva resultante da variação tanto dos
deslocamentos medidos no alvo A18 como dos deslocamentos de alerta com a profundidade.
Os dados presentes no Quadro 4.20 serviram de base a este gráfico, explicitamente as colunas
Profundidade do nível, Deslocamento máximo xx e Limite de alerta.
Naturalmente, verifica-se um aumento dos deslocamentos com a profundidade. Volta-se a
chamar a atenção para o facto de os deslocamentos atingidos no 3º nível de escavação serem
menores que os deslocamentos medidos aquando da escavação do 2º nível. Essa
particularidade confere à recta referente aos deslocamentos do alvo A18 uma tendência pouco
expectável.
Note-se que a curva relativa aos deslocamentos do alvo, se encontra afastada da zona a
vermelho. Deste modo, apesar dos desvios ao projecto apontados anteriormente, o gráfico da
Figura 4.107, acaba por vir reforçar a ideia de que, no geral, a escavação do alçado BC foi feita
com relativa margem de segurança.
Figura 4.106 - Gráfico representativo dos deslocamentos do alvo A18 – Limites de alerta parciais.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
128
4.4.5.2. Deslocamentos verticais A18
Seguidamente, analisam-se os deslocamentos verticais medidos no alvo A18. Esses
deslocamentos apresentam-se no Quadro 4.21. Na Figura 4.108 encontra-se o gráfico que
mostra a evolução dos deslocamentos verticais no alvo A18 ao longo da execução do alçado
BC.
Observando os dados relativos aos deslocamentos verticais dos alvos em questão, constata-se
que os deslocamentos são em menor escala que os deslocamentos horizontais medidos. A
título de exemplo, tem-se que o maior deslocamento vertical registado no alvo A18 se verificou
a 15 de Abril, valendo 5,8 mm. Comparativamente aos deslocamentos verticais registados nos
alvos colocados no alçado FG, verifica-se que o deslocamento máximo atingido no alvo A18 é
superior. Deve acrescentar-se que deslocamentos positivos significam que o alvo está a
deslocar-se para baixo.
Analisando o gráfico da Figura 4.108, após um período inicial em que o alvo se desloca para
cima, em resultado de um fenómeno aparente de empolamento, verifica-se um aumento
gradual do deslocamento do alvo no sentido descendente, salvo alguns períodos em que o
aumento do deslocamento conhece maior intensidade. Deve acrescentar-se que, concluída a
execução do alçado (início de Abril), se verifica uma tendência de recuperação dos
deslocamentos do alvo.
Os dois períodos em que se verificam aumentos bruscos dos deslocamentos coincidem com o
tensionamento de ancoragens do 2º e 4º níveis, fases em que são introduzidas cargas verticais
acrescidas e significativas na estrutura.
Figura 4.107 - Evolução dos deslocamentos do alvo A18 / deslocamentos limite vs profundidade
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
129
Quadro 4.21 – Deslocamentos verticais medidos no alvo A18.
Desloc verticais (mm)
Data A18 Data A18
05-Jan 0,6 02-Mar 1,1
07-Jan 0,3 04-Mar 0,7
10-Jan 0,5 07-Mar 0,8
12-Jan 0,3 09-Mar 0,8
14-Jan 0,0 11-Mar 1,8
17-Jan 0,8 14-Mar 1,1
19-Jan -0,5 16-Mar 1,1
21-Jan -0,1 18-Mar 1,2
24-Jan -0,4 21-Mar 1,5
26-Jan -0,6 23-Mar 1,5
28-Jan -0,9 25-Mar 2,1
31-Jan -0,5 28-Mar 4,6
02-Fev -0,9 30-Mar 2,2
04-Fev -1,1 01-Abr 2,7
07-Fev 0,0 04-Abr 2,6
09-Fev 0,1 08-Abr 2,8
11-Fev -0,3 11-Abr 5,6
14-Fev 3,5 13-Abr 5,1
16-Fev 0,1 15-Abr 5,8
18-Fev 1,5 18-Abr 3,1
21-Fev 1,0 20-Abr 3,9
23-Fev 0,7 27-Abr 2,8
25-Fev 1,0 29-Abr 2,2
28-Fev 1,4
Para além disso, o aumento verificado entre 10 e 16 de Fevereiro é coincidente com a altura
em que o perfil vertical 7 foi arrancado da parede, precisamente junto ao alvo A18. Estes
Figura 4.108 - Evolução dos deslocamentos verticais medidos no alvo A18 ao longo da escavação
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
130
aumentos podem assim resultar dos factos referidos. Contudo, não há razão aparente para as
recuperações instantâneas verificadas.
4.4.5.3. Deslocamentos em edifícios contíguos
Seguidamente, analisam-se os resultados da instrumentação realizada ao alçado BC. Na
Figura 4.109, encontram-se representados os alvos A13, A14, A15 e A16 que foram instalados
no edifício Duarte Pacheco. Por razões desconhecidas, verificou-se que apenas os alvos A13 e
A15 foram monitorizados ao longo de toda a escavação. A Figura 4.110 contém o gráfico que
representa a evolução dos deslocamentos nos alvos A13 e A15 e ainda no alvo A18 localizado
na contenção. Seria mais interessante efectuar a comparação com o alvo A17, no entanto os
dados da instrumentação deste alvo contêm muitas omissões. O Quadro 4.22 apresenta os
deslocamentos em dois alvos: A13 e A15. Os deslocamentos nestes alvos são medidos em
relação ao referencial xx-yy (Figura 4.104), sendo os deslocamentos analisados na Figura
4.110 relativos ao eixo xx, ou seja, correspondem a deslocamentos no eixo perpendicular ao
plano da contenção periférica. Deve referir-se que devido ao facto de as leituras dos
deslocamentos do alvo A15 conterem omissões no período entre 2 e 7 de Fevereiro os valores
correspondentes a essas datas foram estimados com base nos valores que os antecedem e
sucedem.
Analisando a Figura 4.110 e o Quadro 4.22, constata-se que os deslocamentos dos alvos A13
e A15 possuem a mesma tendência. Contudo, observa-se que os valores absolutos dos
deslocamentos do alvo A13 são superiores aos medidos no alvo A15. Essa particularidade
seria expectável uma vez que o alvo A13 se encontra posicionado acima do alvo A15.
Figura 4.109 – Alçado BC – alvos colocados no Ed. Duarte Pacheco.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
131
Paralelamente, denota-se uma tendência para uma recuperação dos deslocamentos de ambos
os alvos ao longo da escavação, especialmente no final da escavação do 2º nível e no final da
escavação do 4º nível, fases em que os deslocamentos mostram diminuições bruscas. Pelo
contrário, após a escavação do 3º nível observa-se um aumento nos deslocamentos em ambos
os alvos.
Apesar de o alvo A18 se encontrar ligeiramente afastado do alinhamento dos alvos A13 e A15
é viável uma análise comparativa entre ambos uma vez que as diferenças temporais das
escavações nos dois alinhamentos foram mínimas. Assim, observando a Figura 4.110,
constata-se que, após a escavação do 2º nível, nos períodos em que se verifica um aumento
dos deslocamentos do alvo A18, existe, simultaneamente, uma diminuição dos deslocamentos
dos alvos colocados no edifício (A13 e A15), verificando-se também a recíproca.
Observando o Quadro 4.22, verifica-se que o maior deslocamento medido nos alvos colocados
no edifício atingiu os 5 mm (alvo A13 – 28 de Janeiro), valor que se situa abaixo do limite de
alerta existente. O máximo deslocamento verificado no edifício em questão é reduzido, sendo
pouco mais de 60% do máximo deslocamento medido no alvo A18 (8,1 mm). Deve referir-se
que não foram observados quaisquer indícios de fissuração nos edifícios contíguos.
Deve ainda referir-se que o alvo A13 começou a deslocar-se previamente ao início da
escavação do alçado BC. Pela sua localização, o início da escavação do alçado AB pode ter
induzido movimento no edifício Duarte Pacheco.
Figura 4.110 – Gráfico representativo nos deslocamentos horizontais medidos nos alvos A13, A15 e A18.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
132
Quadro 4.22 – Deslocamentos medidos nos alvos A13 e A15.
Coordenadas xx
Data A 13 A 15 Data A 13 A 15
03-Jan 3,9 0,0 28-Fev 0,7 -2,8
05-Jan 4 0,4 02-Mar 1,2 -1,2
07-Jan 1,9 0,4 04-Mar 1 -2,1
10-Jan 2,2 -0,2 07-Mar 0,5 -2,0
12-Jan 3,4 1,1 09-Mar 3,4 0,2
14-Jan 4,1 1,3 11-Mar 1,2 -0,9
17-Jan 4,7 1,6 14-Mar 1,7 -0,1
19-Jan 3,4 0,5 16-Mar 2,9 0,9
21-Jan 4,2 1,6 18-Mar 1,9 -1,0
24-Jan 3 0,4 21-Mar 2,3 0,5
26-Jan 4 2,0 23-Mar 2,3 0,1
28-Jan 5,0 2,4 25-Mar 0,8 -1,1
31-Jan 2,9 0,2 28-Mar -2,8 -3,4
02-Fev 2,5 -0,3 30-Mar 2,8 0,7
04-Fev 2,2 0,9 01-Abr 0,8 -0,8
07-Fev 1,8 0,0 04-Abr 1,2 -0,8
09-Fev 1,4 -0,4 06-Abr 0,5 -1,2
11-Fev 1,8 -0,5 08-Abr 0,6 -1,4
14-Fev 2,2 0,0 11-Abr -0,7 -2,6
16-Fev -1,4 -3,9 13-Abr 1 -1,3
18-Fev 0,7 -2,2 15-Abr -1,5 -3,6
21-Fev 3,9 1,2 18-Abr -0,2 -1,6
23-Fev 0,3 -1,7 20-Abr -0,1 -2,0
25-Fev 2,3 0,3
Analisando a Figura 4.110, destaca-se o aumento dos deslocamentos no alvo A13 a partir do
mês de Dezembro. Durante os meses de execução da contenção periférica (Janeiro a Abril),
observa-se uma constância nos deslocamentos até ao final de Janeiro, sendo que,
posteriormente, os deslocamentos diminuem para cerca de metade (2,5 mm). A partir da
conclusão da execução da contenção periférica (final de Março), verifica-se uma recuperação
no valor do deslocamento do alvo A13, aproximando-se do seu valor mínimo durante o mês de
Abril.
4.5. Qualidade do betão
Em algumas das visitas efectuadas à obra, foi levado um esclerómetro que foi aplicado nas
paredes da contenção periférica no sentido de estimar a qualidade do betão. Este tipo de
equipamento permite obter, in situ, de uma forma expedita e não destrutiva, uma estimativa da
resistência à compressão do betão. O ensaio é útil pois possibilita aferir da homogeneidade do
betão e quantificar a resistência mínima do mesmo. A tensão de rotura à compressão é
estimada com base nas curvas de correlação do esclerómetro (Anexo I).
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
133
Foram feitas 11 medições em 3 alçados diferentes: DE, EF e FG. Os resultados dessas
medições apresentam-se no Quadro 4.23.
Quadro 4.23 – Resultados das leituras resultantes da utilização do esclerómetro.
Leitura L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11
Recuo do êmbolo
25 26 45 41 38 26 39 36 23 28 31
27 13 42 40 37 26 40 44 20 31 34
26 31 38 44 36 26 38 36 20 33 32
33 34 36 35 36 22 39 35 24 31 37
26 29 40 38 39 24 43 36 25 25 35
25 33 38 35 36 26 34 36 26 33 36
25 34 36 36 37 26 33 41 23 34 40
30 23 40 35 37 25 31 31 22 30 37
28 26 40 37 36 27 34 37 15 31 34
27 33 36 38 38 24 33 37 23 26 37
Nível 3º 4º 4º 2º 2º 4º 2º 2º 3º 4º 4º
Alçado FG EF DE
Valor médio 27,2 30,2 39,1 37,9 37 25,2 36,4 36,9 22,1 30,2 35,3
Desvio padrão 1,9 3,6 2,3 2,3 0,8 1,2 3,4 2,3 2,3 2,4 2,1
Coef. Variação (%) 6,9 11,8 5,9 6,1 2,2 4,6 9,3 6,2 10,3 7,8 5,9
De acordo com o capítulo 3, o betão utilizado em obra foi um C25/30. De acordo com o ábaco
apresentado no anexo I, para que a resistência à compressão de um betão esteja entre 25 e 30
MPa o recuo do êmbolo do esclerómetro deve situar-se entre 30 e 34. Observando a linha em
destaque do Quadro 4.23, verifica-se que o recuo do êmbolo é superior a 30 em 8 das 11
leituras efectuadas. Verifica-se assim, que em 73% dos casos o betão possui a resistência de
projecto. Em 3 das leituras efectuadas a resistência do betão é inferior ao previsto em projecto,
sendo que, apenas o caso da leitura 9 (L9) apresenta uma margem de diferença significativa.
Não foi exigência do dono de obra a realização de ensaios SLUMP ao betão em obra, tendo os
mesmos sido realizados apenas pelo fabricante na central. Contudo, foram feitos cubos de
betão em obra que foram ensaiados não tendo sido possível aceder aos resultados desses
ensaios.
4.6. Considerações finais
4.6.1. Distinção obra vs projecto
Nos alçados analisados (BC e FG), uma das diferenças registadas entre o definido em projecto
e o executado em obra prendeu-se com a execução dos painéis. Observou-se que a
classificação de painel primário, secundário ou terciário dada aos painéis em projecto foi
ultrapassada, tendo-se iniciado a escavação sem preocupações de a fazer coincidir com os
painéis primários assumidos em projecto. Por outras palavras, os painéis primários foram
aqueles que, em obra, garantiriam o desenvolvimento mais célere da contenção. A juntar a isto,
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
134
acresce o facto de os comprimentos de escavação dos painéis não serem os definidos em
projecto. Tal deve-se à circunstância de se tomarem comprimentos dos painéis superiores ao
definido em projecto, levando a escavações mais largas. Verificou-se, no alçado FG, que o
comprimento de execução dos painéis analisados excedeu, em média, em 215% o valor
definido em projecto. A mesma análise relativa ao alçado BC indica que o comprimento médio
de execução dos painéis excedeu, em cerca de 150%, o comprimento definido em projecto.
Esta particularidade ganha relevância com o aumento da profundidade, tendo-se constatado,
em ambos os alçados, que o número de painéis por nível diminui com o aumento da
profundidade da escavação. O facto das escavações dos painéis exibirem comprimentos
superiores aos definidos em projecto deve-se à necessidade por parte do empreiteiro de
optimizar o faseamento construtivo. Ao abrir-se um painel único que substitui um painel
primário e um painel secundário dos painéis definidos em projecto, diminui-se o número global
de painéis por nível. Assim, poupa-se em quantidade de aço/armadura (menos aço/armadura
destinado a amarração), minimiza-se o desperdício de betão e, naturalmente, economiza-se
em mão-de-obra. Para além disso, optimiza-se o tempo de execução geral de cada nível pois,
tendo menos painéis, repete-se menos vezes o processo construtivo. Todavia, o alargamento
do comprimento dos painéis pode ser prejudicial no sentido em que isso implica uma
diminuição do efeito de arco. Em projecto, estava preconizado que os painéis primários seriam
menos largos que os secundários. Na realidade, verificou-se, em algumas situações, que os
painéis primários equivaliam a um painel primário mais um painel secundário dos que foram
definidos em projecto.
Paralelamente, observou-se por diversas vezes, ao longo da escavação, a tendência para se
iniciar a escavação de painéis secundários/terciários sem que se esperasse pelo
tensionamento das ancoragens dos painéis primários/secundários contíguos. Esta situação
levou a que, por vezes, se iniciasse o tensionamento de ancoragens quando a maioria dos
painéis estava já executado, proporcionando-se um tensionamento que não obedece ao
previsto em projecto (painéis primários são os primeiros cujas ancoragens são tensionadas).
Em geral, verificou-se que os tempos de espera entre a escavação de um painel e respectiva
betonagem ultrapassaram o máximo de 12 horas recomendadas em projecto. Outro aspecto
que se revelou diferente em obra relaciona-se com a espessura dos painéis. No projecto, está
definida uma espessura de 40 cm para a parede de contenção. Como demonstrado
anteriormente, no alçado FG, a espessura da parede mostrou-se variável ao longo da mesma.
Analisando os dados recolhidos em obra, obteve-se uma espessura média dos painéis do
alçado FG de cerca de 53 cm.
Em ambos os alçados, mas especialmente em BC, constatou-se que as ancoragens não se
encontravam centralizadas com o respectivo painel, tal como definido em projecto. Embora não
se possa quantificar as dimensões dos desvios no posicionamento das ancoragens, é certo
que algumas ancoragens apresentavam desvios na ordem dos 30 a 40 cm.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
135
Outra situação a ressalvar corresponde ao facto de os dois últimos níveis de ancoragens de
ambos os alçados terem sido desactivados previamente à execução da laje que assenta sobre
a viga de coroamento.
Ao longo da escavação, observaram-se ainda, tal como apresentado nos quadros resumo
(Quadro 4.5 e Quadro 4.15), situações pontuais em que não se respeitou o faseamento
construtivo definido em projecto. A título de exemplo, verificaram-se, ocasionalmente,
escavações de painéis secundários durante a fase de betonagem do painel primário contíguo,
observou-se a escavação de um painel sob um painel ainda a ganhar presa e constatou-se a
escavação de um painel abaixo de um painel cuja ancoragem não tinha ainda sido tensionada.
Outras situações foram testemunhadas, relacionadas com os perfis metálicos, tais como a
danificação de um perfil metálico que conduziu à sua remoção ou fenómenos de encurvadura
em perfis metálicos.
Este tipo de adaptação do projecto à realidade, moldando-o de modo a beneficiar prazos de
execução, foi apenas possível em virtude da conjugação de dois factores: i) as condições do
terreno ii) os resultados favoráveis da instrumentação. Note-se que, nos alçados observados,
se verificou que o alargamento dos painéis ganhou dimensão com o aprofundamento da
escavação, ou seja, com o melhoramento das condições do terreno. A decisão de aumentar as
larguras de escavação partiu dos técnicos presentes em obra. Essa decisão resulta de uma
avaliação consciente do panorama geral da escavação. Na altura, os resultados provenientes
da instrumentação asseguravam uma margem larga relativamente aos limites de alerta. Por
outro lado, à medida que se avançava na escavação, confirmavam-se as boas características
do solo (calcários com boas características mecânicas) previstas para o 3º e 4º níveis,
baseadas nas prospecções anteriormente efectuadas. Este tipo de decisão resulta da
observação feita em obra, que se revela fulcral numa obra geotécnica. Fundamentalmente,
trata-se de uma adaptação da execução consoante a resposta dada pela estrutura às
condições existentes, que, apesar dos cuidados tomados, tem sempre algum grau de
imprevisibilidade.
4.6.2. Conclusões
Os perfis geológicos teóricos elaborados em fase de projecto, que resultaram do cruzamento
de dados provenientes das diversas campanhas de prospecção elaboradas, conhecem o seu
grau de adequabilidade à realidade com o desenrolar da escavação. De acordo com a
observação do terreno escavado em obra, junto ao alçado FG, e aqui apresentados (Figura
4.69), verificou-se haver elevada correspondência entre a informação contida no projecto e o
terreno encontrado, tanto ao nível do tipo de terreno como da sua localização.
Na sequência da análise efectuada às banquetas conservadas no alçado FG, constatou-se
que, em média, o comprimento das banquetas correspondeu a cerca de 59% do comprimento
total existente para o efeito. Verificou-se também que, em média, a altura das banquetas
correspondeu a 85% da altura total existente para o efeito. Partindo destes valores, efectuou-se
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
136
a comparação com o volume potencial que a banqueta poderia atingir e concluiu-se que o
volume total da banqueta média é 50% do valor do volume potencial de solo existente. O
mesmo estudo foi efectuado em relação ao alçado BC, tendo-se verificado que, em média, o
comprimento das banquetas correspondeu a cerca de 70% do comprimento total existente para
o efeito. Relativamente à altura das banquetas, observou-se que todo o espaço disponível foi
utilizado para esse fim. Desse modo, concluiu-se que o volume total da banqueta média é 70%
do valor do volume potencial de solo existente.
A análise aos deslocamentos horizontais medidos na parede de contenção permitiu constatar
que ao longo da escavação nunca os deslocamentos se aproximaram dos limites definidos em
projecto. O limite de alerta definido para os deslocamentos horizontais (Capítulo 3) da parede
de contenção foi de 25 mm, que corresponde a cerca de H/600. No alçado FG, analisaram-se
os deslocamentos horizontais medidos nos alvos A48 e A49. O máximo deslocamento medido
no alvo A48 foi de 7,5 mm (≈H/2000). Quanto ao alvo A49, registou-se um deslocamento
máximo superior, cerca de 10 mm (≈H/1500), facto que se explica por nesta zona a escavação
possuir mais um nível. A mesma análise relativa ao alçado BC, permitiu verificar que o máximo
deslocamento registado no alvo A18 foi cerca de 8,1mm (≈H/2000). Como referido, a
instrumentação dos alvos A48 e A49 iniciou-se apenas numa fase em que a execução do
alçado referente se encontrava no 3º nível. Nessa perspectiva, fazendo o exercício de
extrapolar os deslocamentos verificados nos dois primeiros níveis do alvo A18 e somando-os
aos deslocamentos totais medidos nos alvos A48 e A49 a partir do 3º nível tem-se uma
estimativa dos deslocamentos horizontais absolutos de cada um destes alvos. Assim, estimou-
se um deslocamento horizontal máximo de 13,5 mm em A48 e 16 mm em A49. Ainda assim,
observa-se que os deslocamentos são inferiores ao limite de alerta definido.
Paralelamente, procedeu-se à comparação entre o limite de alerta específico de cada nível e o
máximo deslocamento verificado aquando da escavação desse mesmo nível – índice de alerta.
Relativamente aos deslocamentos medidos no alvo A48, a situação de maior deslocamento
correspondeu a um índice de alerta que atingiu um valor de 30% no 4º nível. No caso do alvo
A49, o maior valor do índice de alerta é de 40,5% no 4º nível. Quanto ao alvo A18, o maior
índice de alerta atingido foi de 46%, no 2º nível da escavação.
Considerando os gráficos relativos à evolução dos deslocamentos horizontais dos 3 alvos
analisados neste capítulo (A48, A49 e A18), verificou-se, tal como expectável, que os períodos
de aumento mais substancial de deslocamentos horizontais coincidem com períodos de
escavação. Paralelamente, constatou-se que, na maioria dos casos, os períodos de
decréscimo acentuado ou de constância no valor dos deslocamentos coincidem com as fases
de tensionamento de ancoragens.
O único alvo do qual se obteve informação dos deslocamentos relativa a toda a escavação foi o
alvo A18, pertencente ao alçado BC. Analisando essa informação, constatou-se que a
escavação do 2º nível (28 Janeiro a 15 Fevereiro) foi o período em que o aumento de
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
137
deslocamentos ganhou maior dimensão, evoluindo, nessa fase, cerca de 6mm. No 1º nível no
mesmo alçado, o crescimento dos deslocamentos foi idêntico, no entanto, o tensionamento em
altura correcta dos painéis primários e secundários proporcionou maiores recuperações nas
deformações do solo, provocando diminuições nos deslocamentos. O período de maior
aumento nos deslocamentos horizontais medidos nos alvos A48 e A49, colocados no alçado
FG, correspondeu ao final da escavação do 4º nível e inicio da escavação da sapata de
fundação, período em que se registou um aumento de cerca de 60% do valor máximo atingido
em cada alvo. No alçado FG verificou-se que, após a execução do alçado, os deslocamentos
horizontais medidos continuaram a aumentar, embora com menor intensidade. Na região do
alvo A48, apesar das duas lajes inferiores estarem já executadas, constatou-se que o alvo
continuou a registar deslocamentos horizontais.
De acordo com os dados recolhidos em obra, que indicaram a saída de água pelas ancoragens
junto ao alvo A49 durante grande parte da escavação, pensa-se que, a maior dimensão
atingida pelos deslocamentos horizontais do alvo em questão possa ter sido motivada também
pela presença de água no tardoz da contenção periférica.
No que diz respeito a alguns dos desvios ao projecto verificados e o seu efeito nos
deslocamentos horizontais, não ficou provada a influência directa desses mesmos desvios nos
aumentos registados.
Verificou-se que a execução das lajes tem um efeito nítido sobre os deslocamentos da
contenção. Essa particularidade justifica-se pelo facto de, no alvo A48, se ter verificado um
patamar constante nos deslocamentos horizontais após a execução de troços de laje na região
do alvo. Em contrapartida, no caso do alvo A49, região onde as lajes foram executadas
posteriormente, os deslocamentos horizontais mantiveram a tendência de aumento.
As análises efectuadas aos deslocamentos verticais medidos nos mesmos alvos atrás
mencionados (A48, A49 e A18) permitiram constatar que os deslocamentos verticais são
inferiores aos deslocamentos horizontais registados. O deslocamento vertical máximo registado
ocorreu no alvo A18, valendo cerca de 6mm.
Nos alvos analisados, verificou-se que os períodos de aumento dos deslocamentos verticais
coincidiam com fases em que se tensionavam as ancoragens. Essa particularidade confirma a
ideia de que o tensionamento de ancoragens tem elevada influência no aumento dos
deslocamentos verticais.
No alçado FG, verificou-se ainda que os deslocamentos verticais no alvo A48 foram superiores
aos registados no alvo A49. Sendo que, nos deslocamentos horizontais se tinha verificado o
inverso, pode afirmar-se que a colocação dos perfis metálicos exteriormente à parede de
contenção pode ter tido influência nessa situação.
Capítulo 4 – Descrição e Análise da Execução em Obra
138
Relativamente aos desvios ao projecto referidos e sua influência nos deslocamentos medidos,
concluiu-se que a remoção do perfil vertical nº 7 do alçado BC teve influência directa na
evolução dos deslocamentos verticais registados no alvo A18.
A análise efectuada aos deslocamentos horizontais medidos nos edifícios adjacentes aos
alçados FG e BC permitiu concluir que estes deslocamentos são inferiores aos medidos nos
alvos da contenção periférica. O máximo deslocamentos horizontal medido foi de 5mm,
precisamente no alvo A44.
Paralelamente, denota-se que as curvas dos alvos A44 e A46 e ainda dos alvos A45 e A47
(todos colocados no edifício Lote 3, situado junto ao alçado FG) apresentam tendências
idênticas, facto expectável uma vez que cada par de alvos se situa no mesmo alinhamento
vertical.
No alçado BC, observou-se uma tendência para a recuperação dos deslocamentos de ambos
os alvos ao longo da escavação, especialmente no final da escavação do 2º nível e no final da
escavação do 4º nível, fases em que os deslocamentos mostram diminuições bruscas. Pelo
contrário, após a escavação do 3º nível observa-se um aumento nos deslocamentos em ambos
os alvos. Verificou-se ainda que o alvo A13, localizado no edifício Duarte Pacheco, no tardoz
de BC, começou a deslocar-se previamente ao início da escavação do alçado BC. Pela sua
localização, o início da escavação do alçado AB pode ter induzido movimento no edifício
Duarte Pacheco.
Relativamente à qualidade do betão em obra, estimou-se que, em 73% das leituras efectuadas,
o betão possui resistência à compressão condizente com o definido em projecto.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
139
5. Análise de sensibilidade
Na perspectiva de dar continuidade à análise efectuada no capítulo anterior, pretende-se, no
presente capítulo, estudar a influência de situações desviantes ao projecto, identificadas no
capítulo anterior, nos deslocamentos de uma parede tipo Berlim definitivo. Pretende-se, desse
modo, estabelecer correlações entre pormenores construtivos/desvios ao projecto e variações
dos deslocamentos.
5.1. Introdução
Uma estrutura de suporte flexível caracteriza-se, segundo Matos Fernandes (1990), por sofrer
deformações por flexão que alteram a grandeza e a distribuição das pressões de terras e
modificam, consequentemente, os esforços na cortina.
As deformações da estrutura afectam a distribuição de pressões que o maciço lhe confere,
sendo que essa particularidade está directamente relacionada com o efeito de arco em solos,
teorizado por Terzaghi (1943). Citando este autor:
“Quando uma parte da estrutura que suporta uma dada massa de solo se afasta desta
mantendo-se a restante na posição inicial, o solo adjacente à primeira tende a acompanhá-la.
Ao movimento relativo no interior do solo opõe-se a resistência ao corte na zona de contacto da
massa que tende a deslocar-se e da remanescente, tentando manter a primeira na posição
inicial. Por esse motivo, as pressões de terras diminuem na parte da estrutura de suporte que
se afastou e aumentam nas que se mantiveram imóveis (ou que se deslocaram menos ou, até,
que se deslocaram contra o solo). É esta transferência de tensões que se designa por efeito de
arco”
As redistribuições de pressões por efeito de arco não dependem apenas das deformações por
flexão da cortina. Na verdade, quer a grandeza dos impulsos de terras, quer a sua distribuição,
são altamente dependentes das condições de apoio da cortina, em particular da posição e da
rigidez das escoras ou ancoragens a ela ligadas, bem como dos pré-esforços eventualmente
instalados nestes elementos (Matos Fernandes, 1990).
O sistema constituído por uma estrutura de suporte flexível e o maciço suportado caracteriza-
se pela sua hiperestatia elevada, cujo estado de tensão-deformação é bastante complexo e de
difícil determinação através dos métodos de análise clássicos da Mecânica dos Solos.
Antes de a escavação se iniciar, as tensões horizontais dos futuros maciços suportado e
escavado encontram-se equilibradas. No momento em que se retira o solo e se inicia a
escavação, aparecem forças dirigidas para o interior na face de escavação, que são
equivalentes às tensões horizontais referidas. Deste modo, pode afirmar-se que o estado de
tensão de repouso determina as alterações do estado de tensão associadas à escavação, logo,
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
140
indirectamente, as pressões sobre a cortina. No caso de maciços argilosos sobreconsolidados,
fruto das elevadas tensões horizontais de repouso, as pressões e esforços na estrutura de
suporte podem ser muito elevadas (Matos Fernandes, 1990).
Assim, no dimensionamento deste tipo de estruturas opta-se pelo desenvolvimento de métodos
de natureza mais empírica, com fundamento em conclusões retiradas da observação de obras,
em detrimento das teorias clássicas de pressões de terras, cujo uso deixa de fazer sentido,
como referido.
Actualmente, o recurso a modelos matemáticos baseados no método dos elementos finitos tem
contribuído de forma importante para o dimensionamento deste tipo de estruturas. Os
elementos finitos permitem, em primeiro lugar, analisar a interacção solo-estrutura, ou seja,
perceber a interdependência entre pressões de terras, esforços mobilizados e deformações
estruturais e, em segundo lugar, permitem a obtenção de informação sobre o estado de
deformação nos solos envolventes, factor de elevada importância na execução de estruturas
de contenção em meio urbano, onde a minimização dos movimentos associados à escavação
é uma condicionante de projecto.
5.1.1. Os diagramas de Terzaghi e Peck
Os estudos elaborados por Terzaghi e Peck vinham demonstrando a complexidade da tarefa
de desenvolver uma teoria para o cálculo de impulsos em estruturas de contenção flexíveis,
pelo facto de estes dependerem de factores como as deformações permitidas pelo sistema de
suporte, da localização do próprio sistema e da rigidez da cortina de contenção. Trata-se,
fundamentalmente, de um problema de interacção solo-estrutura que não pode ser explicado
por nenhuma teoria de impulsos.
O trabalho de Terzaghi e Peck consistiu na análise de resultados de medições de esforços em
escoras para suporte de cortinas. A partir daí, procederam à determinação dos diagramas de
pressões aparentes. Esse trabalho culminou com a publicação, em 1967, dos diagramas
envolventes que se indicam na Figura 5.1 (Guerra, 2008).
Estes diagramas permitem estimar a pressão aparente nos solos no caso de se tratar de areias
ou argilas. No caso de se tratar de um solo argiloso, existem dois diagramas de pressões
distintos. A opção pelo digrama trapezoidal (ao centro) justifica-se para argilas médias ou rijas.
Por outro lado, o diagrama mais à direita na figura é utilizado em casos de solos constituídos
por argilas moles. Na Figura 5.1 Ka corresponde ao coeficiente de impulso activo,
corresponde ao peso volúmico do solo, cu indica resistência não drenada do solo e h toma o
valor da altura da escavação.
A utilidade destes diagramas consiste no facto de poderem ser aplicados de forma inversa
àquela que levou à sua obtenção, ou seja, partindo destes diagramas poder-se-á calcular as
cargas aplicadas nas escoras ou ancoragens. Contudo, os diagramas de Terzaghi e Peck
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
141
contêm uma forte limitação: a impossibilidade de estimarem a deformação da estrutura de
contenção.
Figura 5.1 – Diagramas envolventes de Terzaghi e Peck (Sousa, et al., 2006)
5.1.2. A importância da qualidade da construção
Os deslocamentos sofridos por uma estrutura de escavação e pelo solo que a mesma suporta
dependem das características da estrutura de suporte e da forma e rapidez com que esta é
colocada em serviço. Hipoteticamente, sendo viável a substituição instantânea do solo por um
suporte de rigidez infinita, logo que o solo fosse retirado, verificar-se-ia que os deslocamentos
do maciço contido seriam nulos. Como tal medida se revela impossível, compete aos
executantes adoptar medidas que reduzam a real grandeza dos deslocamentos ocorridos.
Nessa perspectiva, ganha importância relevante o cumprimento do faseamento construtivo.
No entanto, a adopção de medidas preventivas de nada servirá caso a qualidade da execução
não seja elevada. Nesse sentido, em obras em que se imponha uma limitação reduzida nos
deslocamentos da contenção periférica, a mão-de-obra requerida deve ser qualificada e o
processo construtivo deve ser rigorosamente respeitado. O desempenho da mão-de-obra é
mais um factor que dificulta a estimativa aproximada dos movimentos que o sistema de
contenção irá sofrer.
5.2. Estudo de situações desviantes – via analítica
5.2.1. Influência do equilíbrio “frente de escavação – banqueta” nos deslocamentos
horizontais da estrutura em diferentes fases da escavação
De acordo com o verificado no Capítulo 4, as dimensões das banquetas utilizadas
corresponderam a uma percentagem do espaço disponível para o efeito. Ao mesmo tempo,
observou-se que as frentes de escavação apresentaram larguras elevadas. Nesse sentido,
procede-se a um estudo de sensibilidade em que se compara a força resultante das pressões
de terras com a força resistente oferecida por uma banqueta. Procura-se, desta maneira,
descortinar se houve fases da escavação em que as forças estiveram desequilibradas e aferir
se essas situações influenciaram o comportamento dos deslocamentos.
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
142
Nesta secção, analisar-se-á apenas o alçado BC por a informação proveniente da
instrumentação ser mais completa. A localização dos painéis no alçado em altura foi inserida
de acordo com o projecto.
Procede-se, nesta fase, aos cálculos relativos às banquetas situadas no alinhamento vertical
A18. Na Figura 5.2, introduz-se, novamente, o perfil geológico do alçado em questão. Sendo o
terreno constituído por argilas e calcários, recorrer-se-á, seguidamente, a dois diagramas de
pressões do solo distintos.
Para determinar as pressões de terras em argilas, recorre-se ao diagrama trapezoidal de
Terzaghi e Peck para argilas rijas (Figura 5.1). De acordo com estes diagramas, a resultante
das pressões do solo podem ser determinadas através da seguinte equação:
(Equação 5.1)
Em que
corresponde ao peso volúmico do solo, H (m) corresponde à altura da
escavação e Hinf e Linf correspondem à altura do nível em questão e à largura da frente de
escavação que se pretende medir, respectivamente. A grandeza Linf diz respeito à largura de
solo cujas pressões serão absorvidas por determinado elemento de contenção (banqueta,
ancoragem, escora).
De acordo com a Figura 5.1, a tensão instalada numa argila rija é de 0,2 a 0,4 Desse
modo, optou-se por um valor intermédio (0,3 ) nos cálculos efectuados, tal como se
apresenta na Equação 5.1.
Figura 5.2 - Perfil geológico do alçado BC.
Para determinar as pressões resultantes da presença dos calcários no tardoz da contenção,
optou-se por recorrer a um diagrama rectangular referente a solos arenosos. Essa opção
fundamenta-se pelo facto de se tratar de calcários que se apresentam muito fracturados,
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
143
assemelhando-se o seu comportamento ao de um solo granular. Desse modo, a tensão no solo
será 0,65. . Aplicando o diagrama rectangular, tem-se que a resultante das pressões do
solo pode ser determinada pela Equação 5.2.
(Equação 5.2)
Em que Ka corresponde ao coeficiente de impulso activo. Os diagramas de pressões
considerados para ambos os solos encontram-se na Figura 5.3.
Para além de se considerarem as pressões do solo, deve ainda ser contabilizada a sobrecarga
(sc) instalada no solo resultante da presença do edifício Duarte Pacheco no tardoz da
contenção. A contabilização dessa acção será feita através da Equação 5.3, cujo respectivo
diagrama de pressões se encontra na Figura 5.3.
(Equação 5.3)
Relembre-se que Ka corresponde ao coeficiente de impulso activo que se obtém através da
Equação 5.4.
Figura 5.3 - Diagramas de pressões actuantes sobre a cortina
(Equação 5.4)
Em que representa o valor do ângulo de atrito do solo em questão.
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
144
Relativamente ao valor da sobrecarga (sc), admite-se um total de 8 kN/m2. Este valor resulta da
aplicação da Equação 5.5.
(Equação 5.5)
Em que CP assume o valor aproximado de 7,5 kN/m2, assumindo a espessura da laje com
0,2m e um valor de 2,5 kN/m2 relativo à restante carga permanente. Respeitante à sobrecarga
( segundo o ponto 35.1.1 do Artigo 35º do RSA (RSA (1983)), deve utilizar-se uma
sobrecarga de 2,0 kN/m2, valor destinado a edifícios de habitação, tal como é o caso. O
coeficiente toma o valor de 0,2, segundo o Quadro III do mesmo artigo.
Voltando à Equação 5.3, os parâmetros Hinf e Linf têm o mesmo significado que o explicado
anteriormente na Equação 5.1. O edifício Duarte Pacheco possui 9 pisos.
Deste modo, a força equivalente à resultante das pressões do solo e da sobrecarga sobre a
cortina de contenção (I) corresponderá à soma das forças atrás referidas, tal como representa
a Equação 5.6:
(Equação 5.6)
Com o intuito de se calcularem as forças existentes em cada nível, recuperam-se, no Quadro
5.1, os parâmetros do solo já exibidos no Capítulo 3.
Quadro 5.1 - Parâmetros geotécnicos considerados
Tipo de solo Argila arenosa e areia argilosa
amarelada Calcários
Nível 1º, 2º e 3º
3º e 4º ZG2A ZG2B
g [kN/m3) 18 19 19
E [kN/m2] 35000 65000 100000
ν [-] 0.3 0.3 0.3
c [kN/m2] 20 40 40
[º] 30 32 35
(*) g – peso volúmico do solo; E – módulo de deformabilidade; ν – Coeficiente de Poisson; c – coesão; - ângulo
de atrito do solo
A camada argilosa contém dois tipos de argilas: ZG2A e ZG2B. Visto que o projecto não define
com clareza que profundidades atingem essas camadas e a olho nu se mostrou difícil efectivar
essa distinção considerou-se que a metade superior do substrato argiloso é composta pelo solo
ZG2A sendo a metade inferior composta pelo solo ZG2B.
Para além dos cálculos referidos, proceder-se-á à estimativa da reacção das banquetas
envolvidas em cada fase de escavação analisada. A reacção máxima de uma banqueta pode
ser estimada através da Equação 5.7:
(Equação 5.7)
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
145
Em que N corresponde ao peso da banqueta (kN) e corresponde ao ângulo atrito do solo em
análise.
Apresentam-se, seguidamente, as diversas fases de escavação sujeitas a análise (uma por
nível). Refira-se que, os cálculos que serão efectuados, referir-se-ão apenas às banquetas
localizadas no enfiamento vertical do alvo A18.
Inicialmente, procede-se ao estudo do 1º nível do alçado BC. A Figura 5.4 ilustra a fase de
escavação após a descofragem dos painéis primários (1A1, 1B1 e 1C1) e execução da escora
de canto E13. Os comprimentos destacados a cor verde correspondem à largura de influência
considerada para cada banqueta (Linf).
Relembre-se que, no canto C, não existe qualquer escora de canto por se tratar de um canto
convexo. Nesta fase, antes da execução das ancoragens nos painéis primários, as pressões do
terreno contido foram absorvidas pelas duas banquetas (B1 e B2) e pela escora E13. O mesmo
tipo de análise será feita para o segundo nível do mesmo alçado (Figura 5.5). A principal
diferença para o nível anterior reside no facto de, neste nível, a execução da escora de canto
ter sido mais tardia, o que proporcionou que a banqueta B1 estivesse sujeita a maiores
pressões do terreno.
Figura 5.4 - Fase inicial de execução do 1º nível do alçado BC (entre os dias 9 e 13 de Janeiro).
Figura 5.5 - Fase inicial de escavação do 2º nível alvo de estudo (28 de Janeiro a 6 de Fevereiro)
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
146
No terceiro nível, verificou-se uma situação em que grande parte das pressões do solo foram
absorvidas por apenas uma banqueta de dimensões reduzidas (B2). Esta situação está
representada na Figura 5.6.
A presença da escora E15 possibilitou a absorção de uma quantia de pressões do terreno que
foi estimada como sendo metade das equivalentes ao painel 1A3, tal como definido pelas
larguras de influência legíveis na Figura 5.6.
Relativamente ao 4º nível, a situação alvo de análise (Figura 5.7) assemelha-se à situação
analisada respeitante ao 3º nível.
Os resultados dos cálculos efectuados apresentam-se sob a forma de tabela no Quadro 5.2.
Os valores exibidos no Quadro 5.2 foram determinados recorrendo às expressões matemáticas
(Equações 5.2, 5.3, 5.6 e 5.7) e diagramas de pressões (Figura 5.1 apresentados
anteriormente. A maioria das grandezas envolvidas foi já introduzida. Deve informar-se que as
Figura 5.6 – Fase de escavação do 3º nível (entre 26 de Fevereiro a 3/4 de Março)
Figura 5.7 - Fase de escavação do 4º nível (entre 23 a 26 de Março)
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
147
grandezas Lbanq,, Hbanq e Pbanq correspondem à largura, à altura e à profundidade da banqueta,
respectivamente.
A coluna correspondente à força resultante das pressões do solo (Fs) mostra um aumento
dessa mesma força em profundidade, à excepção do 4º nível. Essa alteração da tendência
evidente no 4º nível deve-se ao facto de o diagrama de pressões se ter alterado, em função da
mudança no tipo de terreno.
Quadro 5.2 – Síntese de valores calculados
Caso Fs
(kN) Hinf Linf Ka Fsc I (kN)
Rb (kN)
N (kN)
tg( ) Lbanq
(m) Hbanq (m)
Pbanq
(m) 1ºN - B2 1058,4 2,4 11,2 0,31 773,1 1831,5 281,2 450 0,62 2 3 3
2ºN - B2 2517,6 3 11,5 0,31 992,3 3509,9 281,2 450 0,62 2 3 3
3ºN - B2 4972,8 3 24,3 0,31 2096,7 7069,5 215,6 345 0,62 2,3 3 2
4ºN - B1 3897,6 3 28,1 0,27 2138,1 6035,7 871,7 1245 0,70 8,3 2 3
g = 18,75 kN/m3 ; H = 14 m ; sc = 8 kN/m
2 ; n º pisos = 9 ; gb = 25 kN/m
3
Deve referir-se que, o cálculo de Fs no terceiro nível, foi feito recorrendo a dois diagramas
distintos uma vez que o nível contém argilas e calcários. O peso volúmico (g) resulta de uma
ponderação feita entre os pesos volúmicos dos terrenos atravessados, presentes no Quadro
5.1 (considerando que ZG2A e ZG2B dividem o terreno argiloso em dois). Relativamente ao
ângulo de atrito do solo, optou-se por usar o valor correspondente ao solo argiloso ZG2B em
todo o terreno argiloso.
Em relação à força resultante das pressões no solo exercidas pela sobrecarga resultante da
presença do edifício (Fsc), apesar da diminuição do valor do coeficiente de impulso activo no
último nível, verifica-se um aumento do valor da força motivado pelo aumento de Linf em
profundidade. Relativamente à reacção oferecida pelas banquetas, o Quadro 5.2 evidencia
resistências equiparáveis nos três primeiros níveis. Deve sublinhar-se a diferença que se
observa na resistência da banqueta do 4º nível em virtude das superiores dimensões da
mesma.
No Quadro 5.3, evidencia-se o principal parâmetro que se retira do Quadro 5.2, o índice req que
consiste na razão entre a força equivalente às pressões do solo (I) e a reacção da banqueta
(Rb). Simultaneamente, exibem-se no mesmo quadro, os deslocamentos totais
correspondentes ao final de cada fase da escavação (dh) e os incrementos verificados entre
essas mesmas fases (∂). Recorde-se que as fases de escavação foram anteriormente
definidas. Refira-se que o deslocamento que define cada fase de escavação estudada é
correspondente ao último dia em que a escavação esteve sujeita às condições dessa mesma
fase. Ou seja, os deslocamentos parciais registados correspondem ao incremento que se
verificou desde o último dia em que a escavação teve sujeita às condições da fase n até ao
último instante em que a escavação esteve sob as condições da fase de escavação n+1.
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
148
Em geral, observaram-se diferenças substanciais entre o valor da força equivalente às
pressões de solos e a correspondente força resistente oferecida pelas banquetas.
Da análise da Figura 5.8 pode afirmar-se que existe um aumento de req em profundidade. Essa
tendência é apenas invertida na fase de escavação analisada relativa ao 4º nível devido à
maior resistência da banqueta do 4º nível e ainda à diminuição da pressão exercida pelo solo
em virtude das características do mesmo.
Quadro 5.3 - Dados relativos às fases de escavação analisadas
Fase req dh (mm) ∂ (mm)
1ºN - B2 6,5 0,5 0,5
2ºN - B2 12,5 1,7 1,2
3ºN - B2 32,8 5,5 3,8
4ºN - B1 6,9 5,6 0,1
A Figura 5.8 relaciona os incrementos verificados nos deslocamentos entre as quatro fases de
escavação analisadas com a variação da proporção entre forças actuantes e capacidade
resistente das banquetas (I/Rb) ao longo da escavação.
Observando a Figura 5.8, pode afirmar-se que se verifica uma relação aproximadamente linear
entre o aumento do incremento de deslocamentos entre as fases analisadas e o aumento da
relação I/Rb.
Sendo o incremento de deslocamentos entre níveis dependente das condições da fase de
escavação que o precede e das condições de resistência oferecidas, pode afirmar-se que a
fase de escavação do terceiro nível foi aquela em que se verificou menor eficácia na contenção
de deslocamentos uma vez que o incremento entre o 2º e o 3º nível foi o maior medido (3,8
mm).
Figura 5.8 - Gráfico que relaciona os incrementos de deslocamentos (alvo A18) entre as fases analisadas com as relações req determinadas
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
149
O comportamento do gráfico relativamente ao 4º nível reforça a ideia de que quanto menor for
a relação I/Rb menor é o incremento dos deslocamentos no alvo em questão. Sendo o req da
fase de escavação do 4º nível próximo do do 1º nível, verificou-se um menor incremento de
deslocamentos do 3º para o 4º nível (0,1 mm).
Voltando ao Quadro 5.3, observa-se que os valores de req indicam uma proporção elevada
entre a força resultante das pressões do solo e a força que contaria esta, isto é, a força
resultante das banquetas. De acordo com os dados recolhidos nos subcapítulos Análise de
banquetas do Capítulo 4, constatou-se que as banquetas do alçado BC possuíam, em média,
um volume de cerca de 70% do seu volume potencial. Neste contexto, no caso de necessidade
de alterar a tendência dos deslocamentos horizontais da parede, a solução poderia passar pela
conservação de maiores volumes de solo entre os painéis escavados, fazendo aumentar a
resistência da banqueta.
5.2.2. Influência do vão livre entre banquetas nos deslocamentos horizontais da
estrutura em diferentes fases da escavação
Nesta fase, estudam-se eventuais correlações entre o aumento de deslocamentos e a variação
do comprimento do vão livre entre banquetas. Considera-se como vão livre entre banquetas a
distância que separa duas banquetas. Os vãos livres entre banquetas são tanto maiores
quanto menos banquetas forem conservadas.
5.2.2.1. Alçado BC
Tendo por base as observações efectuadas em obra, sintetizaram-se as grandezas medidas no
alçado BC no Quadro 5.4. As banquetas em questão são aquelas que se situam no
alinhamento vertical do alvo A18. A grandeza Vlivre corresponde ao vão livre entre banquetas.
Refira-se que, no alçado BC, foram conservadas duas banquetas por nível, à excepção do
último nível em que foi conservada apenas uma banqueta. Nesses casos, o vão livre é medido
entre a banqueta e o elemento de contenção existente (canto, escora, ancoragem).
Cada situação analisada no Quadro 5.4, diz respeito a uma determinada fase da escavação em
que se manteve uma banqueta no alinhamento vertical do alvo A18, escavando-se e
executando-se painéis adjacentes.
Analisando o Quadro 5.4, denota-se um aumento, em profundidade, do vão livre. Contudo,
essa tendência deixa de se verificar no último nível, uma vez que o facto da largura da
banqueta desse mesmo nível ter aumentado consideravelmente em comparação com a do 3º
nível, conduz a uma diminuição do vão livre.
Esse comportamento é sintomático da menor deformabilidade do maciço identificada pelo
empreiteiro à medida que a escavação avançava e se percebia o tipo de terreno em questão.
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
150
Quadro 5.4 - Banquetas no alinhamento vertical do alvo A18
Nível Banqueta Vlivre (m) Terreno
1º B2 7,8 Argilas
2º B2 9,0 Argilas
3º B2 22 Argilas/
Calcários
4º B1 20,3 Calcários
A Figura 5.9 relaciona o vão livre (Vl) por nível com os deslocamentos relativos ∂ no alvo A18.
Para isso, consultou-se a tabela dos deslocamentos (Capítulo 4) e seleccionaram-se
deslocamentos correspondentes às datas em que ocorreram as fases de escavação estudadas
(Quadro 5.5). Este quadro contém também informação relativa ao tipo de terreno.
Quadro 5.5 - Quadro auxiliar ao gráfico da figura anterior
Nível Banqueta Vlivre (m) Deq (mm) ∂ (mm) Terreno
1º B2 7,75 0,5 0,5 Argilas
2º B2 9 1,7 1,2 Argilas
3º B2 22 5,5 3,8 Argilas /Calcários
4º B1 20,34 5,6 0,1 Calcários
Observa-se uma relação aproximadamente linear entre as variáveis até à profundidade
equivalente ao terceiro nível. Essa tendência inicial remete para a ideia de que há uma relação
directa entre o aumento do vão livre o aumento dos deslocamentos da contenção.
Relativamente ao comportamento do gráfico na fase final, note-se que o facto de o crescimento
do valor do deslocamento quase estagnar não poder ser explicado pela decréscimo no valor do
Figura 5.9 - Variação dos deslocamentos horizontais relativos, por nível de escavação, medidos no alvo A18, com a variação do vão livre.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
151
vão livre que se verificou do 3º para o 4º nível, mas antes pela melhoria das condições do
terreno.
5.2.2.2.Alçado FG
Faz-se, nesta fase, a mesma análise para o alçado FG. No caso do alçado FG, o alinhamento
vertical do alvo A48 localiza-se entre as banquetas B1 e B2, ao passo que o alinhamento
vertical do alvo A49 se encontra entre a banqueta B2 e a banqueta B3, correspondendo os
vãos livres medidos às distâncias entre B1 e B2 e B2 e B3, respectivamente.
As medições apresentadas no Quadro 5.6 são relativas às banquetas localizadas no
alinhamento vertical do alvo A48.
Quadro 5.6 - Banquetas no alinhamento vertical do alvo A48
Nível Banqueta Vlivre (m) Terreno
1º B1 8,6 Argilas
2º B1 9,2 Argilas
3º B1 6,0 Argilas/Calcários
4º B1 12,3 Argilas/Calcários
Observando o Quadro 5.6, verifica-se uma tendência para o aumento do vão livre entre
banquetas em profundidade, à excepção do 3º nível, em que se registou uma diminuição desse
valor. Esse aspecto relaciona-se com o facto de, durante a execução do 3º nível, as duas
banquetas B1 e B2 usualmente conservadas na região do alinhamento vertical do alvo A48
estarem mais próximas.
Em virtude de as leituras dos deslocamentos medidos no alvo A48 estarem apenas disponíveis
para a fase de escavação do 4º nível, não é efectuado qualquer estudo envolvendo
deslocamentos para este alvo.
Relativamente à região respeitante ao alçado A49, foi feito o mesmo exercício. As grandezas
medidas estão representadas no Quadro 5.7.
Quadro 5.7 - Banquetas no alinhamento vertical do alvo A49
Nível Banqueta Vlivre (m) Terreno
1º B3 13,4 Argilas
2º B3 15 Argilas
3º B3 14,6 Argilas/Calcários
4º B1 17,1 Argilas/Calcários
5º B1 26 Argilas/Calcários
Observando o Quadro 5.7, é notória a tendência para um aumento do vão livre, em
profundidade, conservado junto às banquetas localizadas no alinhamento vertical do alvo A49.
Essa regra é apenas quebrada na transição do 2º para o 3º nível, dado que o comprimento dos
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
152
vãos livres destes níveis é próximo. Os 26m de vão livre considerados no caso do 5º nível,
resultam do facto de este nível ter sido escavado sem recurso a banquetas.
O aumento do vão livre em profundidade coincide com a melhoria das condições do terreno.
À semelhança do gráfico apresentado na análise ao alçado BC, apresenta-se também o gráfico
da Figura 5.10, que relaciona a variação do vão livre com os deslocamentos relativos entre
níveis. Este gráfico tem por base os deslocamentos medidos no alvo A49 que correspondem às
datas em que ocorreram as fases de escavação estudadas (Quadro 5.8). Para que o gráfico
contivesse dois pontos, admitiu-se um deslocamento de aproximadamente 2mm no 3º nível,
tendo por base as medições de outros alçados.
Quadro 5.8 - Quadro auxiliar ao gráfico da figura anterior.
Nível Banqueta Vl Deq (mm) ∂ (mm) Terreno
1º B3 13,4 ND ND Argilas
2º B3 15 ND ND Argilas
3º B3 14,6 ≈2 ND Argilas/Calcários
4º B1 17,1 3,5 1,5 Argilas/Calcários
5º B1 26 7,9 4,4 Argilas/Calcários
Observa-se um aumento nos deslocamentos relativos condizente com o aumento do vão livre
no 5º nível de escavação O incremento registado nos deslocamentos do alvo A49 é, entre o 4º
e o 5º nível de escavação, superior a 100%, sendo que, o aumento de vão livre, na mesma
fase de escavação, é de cerca de 52%.
Figura 5.10 - Variação do vão livre, por nível de escavação, com a evolução dos deslocamentos horizontais relativos medidos no alvo A49
Tendo em conta as análises deslocamentos relativos vs vão livre realizadas, pode afirmar-se
que existe uma correlação entre estes factores. Isto é, verifica-se um aumento dos
deslocamentos com o aumento do vão livre conservado entre banquetas. No entanto, deve
ressalvar-se que outros factores têm influência no aumento dos deslocamentos e que se torna
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
153
difícil especificar que parâmetros têm mais peso, ou seja, os deslocamentos poderiam
aumentar mesmo mantendo ou até reduzindo o vão livre entre banquetas.
5.3. Estudo de situações desviantes – análise elementos
finitos 2D
No seguimento do estudo desenvolvido no Capítulo 4 foram detectadas situações desviantes
ao projecto. Dois exemplos são os desvios na posição, em altura, das ancoragens nos painéis
e ainda a sobreespessura dos painéis de betão armado, esta segunda situação especialmente
no alçado FG. Nesse contexto, procede-se, nas páginas seguintes, a uma análise recorrendo
ao método dos elementos finitos com o objectivo de perceber em que medida é que essas
situações podem influenciar a evolução dos deslocamentos da contenção periférica.
Nesse sentido, foi elaborado um modelo, através do programa Plaxis 8.2 2D. Foi introduzida,
como Input, informação relativa à geometria da escavação, tipos de solo e propriedades dos
materiais. A localização dos painéis no alçado em altura foi inserida de acordo com o projecto.
A Figura 5.11 ilustra a geometria do modelo utilizado, contendo a divisão de estratos
considerada.
Tal como referido anteriormente, a camada argilosa contém dois tipos de argilas: ZG2A e
ZG2B. Como referido, a informação relativa às profundidades atingidas por essas camadas é
escassa em projecto, assim, considerou-se que a metade superior do substrato argiloso é
composta pelo solo ZG2A sendo a metade inferior composta pelo solo ZG2B. Por outro lado, o
estrato ZG3 é caracterizado pela existência, em maioria, de calcários. As propriedades dos
estratos em análise encontram-se no Quadro 5.9, de acordo com o projecto de execução.
Figura 5.11 - Divisão de estratos considerada no modelo de elementos finitos
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
154
Foi igualmente considerado, relativamente aos 3 estratos existentes, que o comportamento do
material é descrito pelo modelo de Mohr-Coulomb e, face aos dados apresentados no Quadro
5.9, o material type é drenado. As interfaces foram consideradas como rígidas.
Quadro 5.9 - Parâmetros geotécnicos considerados
Tipo de solo Argila arenosa e areia argilosa
amarelada Calcários
Nível 1º, 2º e 3º
3º e 4º ZG2A ZG2B
g [kN/m3) 18 19 19
E [kN/m2] 35000 65000 100000
ν [-] 0.3 0.3 0.3
c [kN/m2] 20 40 40
[º] 30 32 35
¥ [º] 30 32 3 (*) g – peso volúmico do solo; E – modulo de deformabilidade; ν – coeficiente de Poisson; c – coesão; - ângulo de
atrito do solo; ¥ - ângulo e dilatância
Na falta de informação adicional relativa ao solo, o ângulo de dilatância foi considerado como
sendo igual ao ângulo de atrito do solo.
As propriedades da parede de contenção em betão armado apresentam-se na Figura 5.12.
Considerou-se um material com propriedades elásticas e 0,4m de espessura (valor de
projecto), tendo rigidez axial de 12,4.106 kN/m (E.d) e rigidez de flexão igual a 0,165. 10
6
kNm2/m (Ed
3/12). As características da secção e betão C25/30 estão definidas no Quadro 5.10.
Para determinar o peso da parede - w - recorreu-se à Equação 5.8.
w (Equação 5.8)
Em que corresponde ao peso volúmico do betão. Os valores utilizados podem ser
consultados no Quadro 5.10.
Figura 5.12 - Propriedades da parede de betão armado
Quadro 5.10 - Valores utilizados nos cálculos das propriedades da parede
d (m) 0,4
Ap (m2/m) 0,4
Ip (m4/m) 0,0053
Ep (GPa) 31
(kN/m3) 25
As propriedades consideradas para a selagem das ancoragens apresentam-se na Figura 5.13.
Considerou-se um material com comportamento elástico e com rigidez axial de 9,42.106 kN/m.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
155
O cálculo da rigidez da calda de selagem é feito com base nos valores apresentados no
Quadro 5.11. Em função do projecto não conter informação relativa ao módulo de elasticidade
da calda utilizada, recorreu-se a um valor médio utilizado para a injecção de caldas em
ancoragens executadas numa escavação similar. O diâmetro do furo da ancoragem é, segundo
a informação contida no Capítulo 3, 0,15m.
No modelo em questão, foram utilizadas ancoragens de 4 cabos e de 5 cabos. As ancoragens
de 5 cabos foram utilizadas apenas no primeiro nível. Nos restantes níveis as ancoragens são
de 4 cabos. O Quadro 5.12 apresenta as características das ancoragens que foram inseridas
no modelo.
Figura 5.13 - Propriedades da selagem
Quadro 5.11 - Grandezas utilizadas nos cálculos das propriedades da selagem.
Esel (kPa) 20.106
Asel (m2) 0,47
Quadro 5.12 – Características das ancoragens introduzidas no modelo.
Nível Inclinação
(º) Nº
cabos Pré-esforço
(kN) Comp. total
(m) Comp. Sup
(m) Comp. Livre
(m) Comp. Selagem
(m)
1ºN 20º 5 600 18 1 11 6
2ºN 20º 4 500 15 1 8 6
3ºN 20º 4 500 14 1 7 6
4ºN 20º 4 500 13 1 6 6
As propriedades consideradas relativamente às ancoragens apresentam-se na Figura 5.14 e
Figura 5.15.
Deve ainda referir-se que o espaçamento entre ancoragens é de 3 m à excepção do último
nível em que esse valor duplica, perfazendo 6 m.
Foi considerado o material como sendo do tipo elástico, tendo-se usado os valores
apresentados no Quadro 5.13 para calcular a rigidez axial das ancoragens. A área presente no
quadro corresponde à área de um cordão de 0,6´´N (tipo de cordão utilizado, segundo o
projecto).
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
156
Observou-se o aparecimento de deslocamentos muito elevados no maciço por baixo da
contenção periférica que pareceram pouco adequados à situação a modelar. No sentido de
resolver esta situação, duplicou-se o módulo de deformabilidade do estrato calcário (zg3).
Figura 5.14 – Propriedades das ancoragens de 4 cordões.
Quadro 5.13 – Grandezas utilizadas nos cálculos das propriedades da selagem.
Eanc (kPa) 210.106
Aanc (m2) 1,40.10
-4
5.3.1. Influência dos desvios na posição das ancoragens nos deslocamentos da
estrutura
Tal como referido, verificou-se, no alçado BC, que as ancoragens foram executadas um pouco
acima da posição de projecto. Esses desvios foram observados em obra, embora, não tivesse
sido possível quantificar a precisão dos mesmos. Estima-se que algumas ancoragens estejam
colocadas cerca de 30 a 40 cm acima do ponto de inserção de projecto.
A partir do modelo descrito, foram então corridos dois modelos distintos: o modelo padrão (MP)
e o modelo alternativa 1 (Alt 1). No modelo padrão os pontos de inserção das ancoragens
correspondem aos definidos em projecto. Ao invés, no modelo alternativa 1, os pontos de
inserção tentam reproduzir a localização das ancoragens em obra, no alçado BC. Para
homogeneizar a questão, considerou-se, no modelo Alt 1, que as ancoragens foram inseridas a
Figura 5.15 - Propriedades das ancoragens de 5 cordões.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
157
a uma altura equivalente a 80% da altura do próprio nível. O Quadro 5.14 contém as diferenças
na altimetria das ancoragens existentes entre ambos os modelos.
Os dois casos são ilustrados na Figura 5.16 e Figura 5.17. Paralelamente, foram definidos 4
pontos (A, B, C e D) ao longo da superfície da parede, tendo sido medidos os deslocamentos
dos mesmos, por fase de escavação. A Figura 5.16 mostra a localização dos pontos
considerados e ainda, a tracejado, os níveis de escavação.
Quadro 5.14 - Diferenças na geometria dos modelos considerados (nota: distâncias altimétricas contabilizadas a partir da base de cada nível).
Modelo MP Modelo Alt 1 Nível Ponto inserção anc (m) Nível Ponto inserção anc (m) 1º N 0,75 1º N 1,9
2º N 1,2 2º N 2,4
3º N 1,2 3º N 2,4
4º N 1,2 4º N 2,4
Figura 5.16 - Disposição altimétrica das ancoragens no modelo MP
Figura 5.17 - Disposição altimétrica das ancoragens no modelo Alt 1
Deve referir-se que o modelo Alt 1 tem por base os ligeiros desvios na posição das ancoragens
registado em obra. Contudo, não é a reprodução do que foi feito uma vez que os desvios foram
superiores. Desse modo, possibilita-se que a comparação seja viável testando-se em que
medida é que esses desvios influenciam os deslocamentos da parede de contenção.
Para a análise em questão, foram consideradas 8 fases de escavação que podem ser
agrupadas em grupos de dois, ou seja, escavação e tensionamento das ancoragens de um
mesmo nível. Definidas as fases de escavação foram calculados ambos os modelos. No Anexo
J, apresentam-se as malhas deformadas obtidas para ambos os modelos.
5.3.1.1. Deslocamentos horizontais
Seguidamente, passam a analisar-se somente deslocamentos horizontais. Na Figura 5.18 e
Figura 5.19 estão representados os deslocamentos horizontais calculados após a conclusão da
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
158
execução da parede de contenção para os casos MP e Alt 1, respectivamente (nota: os
deslocamentos positivos são no sentido da escavação).
Observando a Figura 5.18 e a Figura 5.19, pode afirmar-se que os deslocamentos horizontais
medidos ao longo da superfície da parede são superiores no caso da alternativa 1,
especialmente no último nível.
Figura 5.18 - Distribuição de deslocamentos horizontais – modelo MP
Figura 5.19 - Distribuição de deslocamentos horizontais – modelo Alt 1
Os deslocamentos horizontais medidos nos pontos em questão apresentam-se no Quadro
5.15. Relativamente às fases apresentadas no Quadro 5.15, tem-se que F3 corresponde à fase
de escavação do primeiro nível, F4 consiste na fase de tensionamento do mesmo nível e assim
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
159
sucessivamente. Volta-se a referir que a localização dos pontos de medição A, B, C e D se
encontra na Figura 5.16.
Observando o Quadro 5.15, verifica-se que os deslocamentos horizontais têm, em geral, maior
amplitude no modelo Alt 1, dado que, na maioria dos casos, estes deslocamentos são
superiores, em módulo, aos deslocamentos registados em MP.
A última linha do Quadro 5.15 representa a média da relação, em cada ponto, existente entre
os deslocamentos registados no modelo Alt 1 e os deslocamentos medidos no modelo MP ao
longo das fases de escavação. Não foram incluídos no cálculo das médias os deslocamentos
inferiores a uma unidade. De acordo com as médias calculadas, constata-se que, apenas no
ponto D, os valores dos deslocamentos medidos em ambos os modelos tendem a aproximar-
se.
Repare-se que, nas fases iniciais (F3 a F6) e nos pontos A e B os aumentos de deslocamentos
são mais sentidos nas fases de tensionamento de deslocamentos (F4 e F6). Ao invés, os
maiores incrementos de deslocamentos nos dois últimos níveis (F7 a F10) nos pontos de
medição C e D aconteceram em fases de escavação (F7 e F9).
Quadro 5.15 - Deslocamentos horizontais medidos nos dois modelos nos pontos considerados em cada
fase de escavação. (nota: 1) as fases a vermelho correspondem a fases de escavação, ao passo que as
fases a verde são fases de tensionamento de ancoragens 2) entre parêntesis está a variação em
percentagem entre os deslocamentos da fase em questão e a fase precedente)
Fase A B C D
MP Alt 1 MP Alt 1 MP Alt 1 MP Alt 1
F3 1 1 2 2 1,2 1 1,5 2
F4 -7
(800%) -11
(1200%) -3,5
(550%) -3
(500%) 0,1
0,5 1,3 1,1
F5 -6,5 -11 -2,5 -2,1 0,1 1,1 2 1,6
F6 -8
(23%) -14
(30%) -3,5
(40%) -5,6
(167%) -2
-0,3 1 1,5
F7 -9 -14 -3 -4,8 1
(300%) 2
(200%) 2
(100%) 1,8
(20%)
F8 -9 -15 -4 -5,6 -1 -2 2 1,9
F9 -5 -11 -1,3 -1,5 4,5
(550%) 5
(700%) 7,3
(365%) 8
(420%)
F10 -5 -11 -1 -2 4 4,5 5,6 6,5
Média Alt 1 /
MP 1,8 1,3 1,6 1,1
Verifica-se, assim, que o modelo Alt 1 é desequilibrado tendo em conta a geometria da
escavação. De acordo com a análise efectuada, observou-se que os deslocamentos medidos
nos pontos A e B são superiores no modelo Alt 1, excedendo em cerca de 80% e 30% os
deslocamentos medidos no modelo MP. Esse excesso resulta da aproximação das ancoragens
da superfície, tendo-se verificado que a tensão transmitida ao solo pelas ancoragens passou a
distribuir-se num volume de solo menor. O facto de o ponto de inserção das ancoragens estar
localizado num ponto superior no nível (caso do modelo Alt 1), levou a que, especialmente
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
160
aquando da escavação do 4º nível (Fase 9), se tenham verificado, especialmente no ponto D,
aumentos superiores aos verificados no modelo MP. Um forte motivo que justifica essa subida
nos aumentos é o facto da distância da ancoragem do nível acima ao nível em escavação ser
superior no caso da Alt 1 e, assim, o solo no tardoz do nível em escavação está mais
descomprimido e mais susceptível a deformações. Em suma, constata-se que a solução Alt 1 é
menos ajustada relativamente à solução MP pois proporciona o aparecimento de campos de
tensões desequilibrados, ou seja, verifica-se o aparecimento de tensões excessivas nos níveis
iniciais que provocam deslocamentos maiores no sentido do tardoz e uma menor eficiência na
contenção dos solos dos níveis mais profundos uma vez que a disposição altimétrica das
ancoragens possibilita que esses solos estejam mais descomprimidos.
Em média, nos pontos analisados, os deslocamentos horizontais medidos no modelo Alt 1
excedem os deslocamentos horizontais registados no modelo MP em cerca de 40%.
5.3.1.2. Deslocamentos verticais
Seguidamente, passam a analisar-se os deslocamentos verticais. Na Figura 5.20 e Figura 5.21
estão representados os deslocamentos verticais calculados após a conclusão da execução da
parede de contenção para os casos MP e Alt 1, respectivamente.
Figura 5.20 - Distribuição de deslocamentos verticais – modelo MP
Os limites dos deslocamentos presentes na legenda cromática são os mesmos em ambos os
modelos. Observando a distribuição de deslocamentos verticais junto à parede conclui-se que
os deslocamentos são bastante semelhantes em ambos os modelos. Desse modo, constata-se
que os desvios na posição, em altura, das ancoragens parecem não influenciar os
deslocamentos verticais medidos na parede de contenção.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
161
Figura 5.21 - Distribuição de deslocamentos verticais – modelo Alt 1
5.3.2. Influência da sobreespessura da parede de contenção nos deslocamentos
verticais da estrutura
No Capítulo 4, destacou-se a sobreespessura verificada na maioria dos painéis do alçado FG.
Em média, constatou-se que a espessura dos painéis do alçado FG é de cerca de 53cm, valor
que excede em 33% a espessura prevista em projecto (40cm). Neste contexto, aproveitar-se-á
o modelo existente (do alçado BC) para alterar a espessura da parede de modo a que se possa
efectuar um estudo comparativo que permita retirar conclusões relativas à possível influência
da sobreespessura da parede na evolução dos deslocamentos verticais da mesma.
Seguidamente, faz-se o comparativo entre o modelo original (modelo MP) e o modelo MS, cuja
particularidade consiste numa espessura da parede de 0,55m. As diferenças entre os dois
modelos apresentam-se no Quadro 5.16.
Quadro 5.16 – Diferenças entre os modelos considerados
MP MS
d (m) 0,4 0,55 EI (kNm
2/m) 0,165 0,43 .10^6
EA (kNm2/m) 12,4 17,1 .10^6
w (kNm/m) 10 13,75
Os deslocamentos verticais do modelo MP e do modelo MS apresentam-se na Figura 5.22 e
Figura 5.23, respectivamente. Numa observação superficial, constata-se que a distribuição de
deslocamentos verticais é semelhante em ambos os modelos (nota: recorda-se que os
deslocamentos positivos correspondem a deslocamentos para cima, ou seja, empolamentos).
Analisando as cross sections apresentadas na Figura 5.24 e Figura 5.25 que são
representativas da distribuição de deslocamentos verticais junto à parede de contenção,
denota-se uma ligeira diferença no valor máximo do deslocamento vertical.
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
162
Figura 5.22 - Distribuição de deslocamentos verticais no modelo MP.
Figura 5.23 - Distribuição de deslocamentos verticais no modelo MS.
O modelo MP apresenta um deslocamento vertical máximo de cerca de 3,6 mm ao passo que o
deslocamento máximo no modelo MS é de 4,2 mm. Há a possibilidade que a diferença
verificada seja reflexo do aumento da espessura da parede, contudo, parece um pouco
arriscado definir essa correlação com base numa diferença tão reduzida.
De acordo com a análise realizada, pode afirmar-se que a sobreespessura de cerca de 38%
testada na parede não influencia, de modo evidente, os deslocamentos verticais registados na
mesma. Na verdade, verifica-se um aumento nos deslocamentos verticais com o aumento da
espessura que não é suficiente para provar a relação entre as duas variáveis.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
163
Figura 5.24 - Deslocamentos horizontais junto à parede de contenção – modelo MP
Figura 5.25 - Deslocamentos horizontais junto à parede de contenção – modelo MS
5.4. Estudo de situações desviantes – análise elementos
finitos 3D
Tal como referido no Capítulo 4, as larguras dos painéis primários executados em obra
ultrapassaram as larguras previstas em projecto. Consequentemente, as larguras das
banquetas conservadas ao longo da escavação diminuíram. Esta particularidade leva ao
incumprimento do faseamento construtivo, na medida em que o vão livre entre banquetas
aumenta, dificultando a formação do efeito de arco desejado.
Neste contexto, torna-se interessante averiguar em que medida é que a largura das banquetas
pode influenciar o desenvolvimento dos deslocamentos horizontais da contenção.
Da mesma forma, tendo sido referido também no Capítulo 4 que nalguns casos se observou
que o tensionamento das ancoragens dos painéis primários foi realizado ao mesmo tempo que
o tensionamento das ancoragens dos painéis secundários, importa estudar igualmente a
influência desse incumprimento do faseamento construtivo no comportamento dos
deslocamentos da contenção.
Assim, desenvolveu-se um modelo tridimensional da escavação em questão, recorrendo ao
programa Plaxis 3D.
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
164
A geometria do modelo considerado encontra-se na Figura 5.26. As cotas de escavação de
cada nível, os estratos considerados, as propriedades dos materiais (solo, ancoragens, caldas
de selagem e parede), a carga considerada são iguais ao utilizado no modelo 2D.
Foi definida uma parte do alçado BC como alvo de estudo (Figura 5.27 e Figura 5.28). Note-se
que essa região contém, por nível, duas banquetas divididas por um painel primário.
Figura 5.27 – Região do alçado BC alvo de estudo (a tracejado)
Figura 5.26 – Geometria do modelo.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
165
O modelo 3D definido contempla um volume de solo com a largura de 13,5 m, 27 m de
profundidade e 14 m de altura. A malha gerada encontra-se na Figura 5.29.
Figura 5.29 - Malha 3D
Figura 5.28 - Pormenor da região do alçado BC alvo de estudo
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
166
5.4.1. Influência da largura das banquetas nos deslocamentos horizontais da
estrutura
Partindo do modelo 3D atrás apresentado, a escavação foi definida de acordo com o
faseamento construtivo geral executado em obra. Foram definidos 3 modelos diferentes – A, B
e C- sendo a largura das banquetas utilizadas o único factor que os distingue.
O modelo A caracteriza-se por possuir banquetas com dimensões que duplicam as dimensões
verificadas em obra. O objectivo deste modelo é conter banquetas com dimensões
semelhantes às indicadas em projecto. Por sua vez, o modelo B foi desenvolvido utilizando as
dimensões das banquetas registadas em obra. Por último, o modelo C apresenta banquetas
com dimensões que são, sensivelmente, metade das dimensões das banquetas de obra. Esses
dados podem ser conferidos no Quadro 5.17.
Quadro 5.17 – Características dos modelos utilizados.
Modelo Nível B1 (m) B2 (m) Vl (m)
A 1ºN 7 4 2,5
2, 3º e 4º N 5 4 4,5
B 1ºN 3,5 2 8
2, 3º e 4º N 2,5 2 9
C 1ºN 1,5 1 11
2, 3º e 4º N 1 1 11,5
Recorde-se que Vl corresponde ao vão livre entre banquetas, que corresponde à largura do
painel primário somada ao espaço sobrescavado destinado a armadura de espera.
O alçado apresentado na Figura 5.28 contém dimensões de banquetas que correspondem ao
utilizado no modelo B. Para além deste, encontram-se no Anexo L os alçados que contêm as
dimensões das banquetas utilizadas nos modelos A e C.
O faseamento construtivo adoptado em todos os modelos, por nível, foi o seguinte:
1. Escavação do painel primário
2. Betonagem do painel primário
3. Tensionamento das ancoragens do painel primário
4. Escavação dos painéis secundários
5. Betonagem dos painéis secundários
6. Tensionamento das ancoragens dos painéis secundários.
Assim, cada nível contém 6 etapas a executar. Sabendo que a escavação abrange 4 níveis, e
somando mais uma etapa que corresponde à activação da sobrecarga equivalente ao Ed.
Duarte Pacheco, tem-se que o faseamento construtivo comporta 25 etapas. A descrição do
faseamento construtivo definido pode ser consultada no Anexo M.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
167
No anexo N, mostram-se os deslocamentos horizontais 3D dos diferentes modelos no início da
escavação do primeiro nível. No anexo O mostram-se os deslocamentos horizontais 3D dos
diferentes modelos no início da escavação do quarto nível. Neste anexo observam-se
deslocamentos máximos junto aos limites do modelo. Tal apenas acontece pelo facto de se
estar a estudar uma região do alçado e os extremos não beneficiarem de confinamento
proveniente da existência de ancoragens dos dois lados.
Para que fosse possível uma comparação entre os deslocamentos horizontais da contenção
nos diferentes modelos considerados, foi definido um ponto de medição. Esse ponto – C- situa-
se sensivelmente a meio do painel primário existente na região alvo de estudo (Figura 5.28). O
Quadro 5.18 apresenta e compara os deslocamentos, fase a fase, medidos nos diferentes
modelos utilizados no ponto C.
Quadro 5.18 – Deslocamentos horizontais medidos no ponto C (ver Figura 5.28) nos diferentes modelos.
Nº Faseamento construtivo Modelo A Modelo B Modelo C
1 Activação da sobrecarga 0,0 0,0 0,0
2 Início esc 1ºN 0,5 2,0 2,5
3 Betonagem p primário 0,8 2,5 3,1
4 Tens p primário -2,8 -2,7 -2,8
5 Escavação p secundário -2,3 -2,6 -2,7
6 Betonagem p secundário -2,0 -1,4 -1,7
7 Tens painel secundário -5,0 -1,7 -1,9
8 Início esc 2ºN -3,8 1,4 2,0
9 Betonagem p primário -2,3 1,8 2,7
10 Tens p primário -2,5 0,7 2,0
11 Escavação p secundário 0,0 2,1 2,4
12 Betonagem p secundário 1,1 3,1 3,2
13 Tens painel secundário 0,4 3,2 3,0
14 Início esc 3ºN 2,4 5,9 7,2
15 Betonagem p primário 2,6 6,3 7,7
16 Tens p primário 2,2 6,4 7,8
17 Escavação p secundário 5,2 7,7 8,4
18 Betonagem p secundário 5,3 7,8 8,4
19 Tens p secundário 5,1 7,9 8,5
20 Início esc 4ºN 6,7 11,6 13,8
21 Betonagem p primário 7,2 12,0 14,8
22 Tens p primário 7,3 12,2 15,0
23 Escavação p secundário 10,9 14,1 15,6
24 Betonagem p secundário 11,2 14,2 15,6
25 Tens p secundário 11,3 14,3 15,7
Observando os valores apresentados no Quadro 5.18 verifica-se que a largura das banquetas
de contenção influencia directamente os deslocamentos horizontais da estrutura. Comparando
o valor absoluto do deslocamento horizontal total medido no ponto C nos 3 modelos testados,
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
168
constata-se que o modelo C, caracterizado por banquetas de menor dimensão, atinge um
deslocamento superior: 15,7mm. Este valor supera o deslocamento medido no modelo B em
cerca de 10%, observando-se uma diminuição do efeito de arco em função da redução da
largura das banquetas. Por sua vez, o deslocamento verificado no modelo A é menos 20% do
deslocamento horizontal medido no modelo B.
A Figura 5.30 apresenta a evolução do deslocamento horizontal medido no ponto de medição
C ao longo da escavação nos diferentes modelos testados.
Observa-se que as curvas dos deslocamentos dos 3 modelos apresentam traçados
semelhantes. Todavia, é evidente que as curvas respeitantes aos modelos B e C se aproximam
bastante ao invés do que se verifica relativamente à curva correspondente ao modelo A. Esse
comportamento pode ser explicado pelo facto de, apesar de haver uma proporção entre a
dimensão das banquetas dos diversos modelos, o mesmo não se verifica relativamente ao vão
livre entre banquetas. Isto é, as dimensões do vão livre do modelos B e C são mais próximas
do que as dimensões do vão livre entre B e A (Quadro 5.17). Como consequência, verifica-se
uma maior proximidade entre os deslocamentos registados nos modelos B e C. Esta
constatação permite aferir da elevada influência da largura do painel primário na evolução dos
deslocamentos, tal como foi abordado anteriormente.
O Quadro 5.19 compara os deslocamentos máximos atingidos em cada nível, nos três modelos
considerados, com os limites de alerta parcial (volta a considerar-se o limite de alerta de
H/600).
As médias dos índices de alerta para os modelos A, B e C são, respectivamente, 32%, 57% e
64%. Verifica-se, desse modo, uma aproximação entre os deslocamentos dos modelos B e C e
o limite de alerta. É no 4º nível que se verificam as maiores aproximações de deslocamentos
ao limite de alerta. Apesar das dimensões reduzidas das banquetas do modelo C e do valor
Figura 5.30 - Evolução do deslocamento horizontal do ponto C nos diferentes modelos considerados.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
169
elevado do vão livre, em situação nenhuma o deslocamento calculado atinge o limite de alerta.
No entanto, observa-se que com a diminuição das larguras das banquetas os deslocamentos
aumentam, o que resulta numa diminuição da margem existente relativamente ao limite de
alerta.
O gráfico da Figura 5.31 clarifica a informação contida no Quadro 5.19.
Quadro 5.19 – Deslocamentos máximos atingidos vs limites de alerta parciais
Nível Deslocamento máximo (mm) Limite alerta
parcial (mm)
Índice de alerta (%)
A B C A B C
1º 0,8 2,5 3,1 4,0 20,0 62,5 77,5
2º 1,1 3,1 3,2 9,0 12,2 34,4 35,6
3º 5,3 7,8 8,5 14,0 37,9 55,7 60,7
4º 11,3 14,3 15,7 19,0 59,5 75,3 82,6
Figura 5.31 – Deslocamentos máximos atingidos em cada modelo vs limite de alerta
5.4.2. Influência do tensionamento posterior de ancoragens dos painéis primários
nos deslocamentos horizontais da estrutura
No sentido de perceber qual o efeito no comportamento dos deslocamentos da estrutura
causado pelo tensionamento tardio das ancoragens, procedeu-se a alterações no faseamento
construtivo do modelo B. Essas alterações consistiram na subtracção de uma etapa por nível –
tensionamento de ancoragens dos painéis primários – sendo que esta tarefa foi alocada à
etapa em que tensionam as ancoragens dos painéis secundários.
O faseamento construtivo adoptado no novo modelo (modelo D) foi o seguinte (por nível):
1. Escavação do painel primário
2. Betonagem do painel primário
3. Escavação dos painéis secundários
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
170
4. Betonagem dos painéis secundários
5. Tensionamento das ancoragens dos painéis primários e secundários.
O Quadro 5.20 contém os deslocamentos medidos no ponto C no modelo D. No mesmo
quadro, pode ser feita a comparação com os deslocamentos medidos no modelo B.
Quadro 5.20 – Comparação entre o deslocamento do ponto C no modelo B e modelo D
Nº Faseamento construtivo B Nº
Faseamento construtivo D
1 Activação da sobrecarga 0,0 1 Activação da sobrecarga 0,0
2 Início esc 1ºN 2,0 2 Início esc 1ºN 2,5
3 Betonagem p primário 2,5 3 Betonagem p primário 2,6
4 Tens p primário -2,7
5 Escavação p secundário -2,6 5 Escavação p secundário 2,9
6 Betonagem p secundário -1,4 6 Betonagem p secundário 3,1
7 Tens painel secundário -1,7 7 Tens paineis -2,6
8 Início esc 2ºN 1,4 8 Início esc 2ºN -0,2
9 Betonagem p primário 1,8 9 Betonagem p primário 1,9
10 Tens p primário 0,7
11 Escavação p secundário 2,1 11 Escavação p secundário 3,1
12 Betonagem p secundário 3,1 12 Betonagem p secundário 3,2
13 Tens painel secundário 3,2 13 Tens paineis 2,3
14 Início esc 3ºN 5,9 14 Início esc 3ºN 5,0
15 Betonagem p primário 6,3 15 Betonagem p primário 6,5
16 Tens p primário 6,4
17 Escavação p secundário 7,7 17 Escavação p secundário 7,9
18 Betonagem p secundário 7,8 18 Betonagem p secundário 8,1
19 Tens p secundário 7,9 19 Tens paineis 8,3
20 Início esc 4ºN 11,6 20 Início esc 4ºN 11,8
21 Betonagem p primário 12,0 21 Betonagem p primário 12,0
22 Tens p primário 12,2
23 Escavação p secundário 14,1 23 Escavação p secundário 13,9
24 Betonagem p secundário 14,2 24 Betonagem p secundário 14,3
25 Tens p secundário 14,3 25 Tens paineis 14,3
Observando o Quadro 5.20, constata-se que o valor do deslocamento absoluto da estrutura é
igual em ambos os modelos. Contudo, a evolução dos deslocamentos no modelo D é diferente.
Observando a Figura 5.32, verifica-se que, sobretudo no primeiro e segundo níveis, os
deslocamentos do modelo D se superiorizam aos deslocamentos do modelo B. Concretizando,
tem-se que o máximo deslocamento atingido no 1º nível no modelo D foi de 3,1 mm, valor que
supera o máximo de 2,5 mm registado no modelo B e se aproxima mais do limite de alerta
parcial (4 mm).
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
171
Em geral, observa-se que apenas nas fases correspondentes à escavação dos dois primeiros
níveis se denota forte influência da activação das ancoragens na variação dos deslocamentos
(3-4; 6-7; 9-10; 12-13). Acrescente-se que essa influência perde significado do primeiro para o
segundo nível.
A Figura 5.32 mostra que, após a execução do 2º nível, os deslocamentos do modelo B e D
apresentam curvas praticamente coincidentes. Assim, no 3º e 4º níveis de escavação o
tensionamento em conjunto das ancoragens do nível não tem influência no desenvolvimento
dos deslocamentos da contenção.
Em suma, pode afirmar-se que o tensionamento em conjunto das ancoragens dos painéis
primários e secundários pode ser problemático nos níveis iniciais. Estes são níveis onde as
características mais fracas dos terrenos levam a que o tensionamento das ancoragens tenha
elevado contributo para a contenção do solo. Nessa perspectiva, especialmente nos níveis
iniciais de escavação, deve ser respeitado o tensionamento faseado das ancoragens, tal como
explícito em projecto.
Figura 5.32 - Evolução dos deslocamentos medidos no ponto C nos modelos B e D
Figura 5.33
Capítulo 5 – Análise de sensibilidade
172
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
173
6. Conclusões e desenvolvimentos futuros
Esta dissertação analisa o comportamento de paredes tipo Berlim definitivo, procurando
compreender quais os factores que condicionam o seu desempenho. Pretendeu-se, através do
acompanhamento dos trabalhos de execução da técnica, precisar qual o efeito, nos
deslocamentos da contenção, de alterações ou incumprimentos das indicações de projecto e,
especificamente, do faseamento construtivo definido.
O sistema de instrumentação instalado na contenção periférica da obra acompanhada continha
alvos topográficos cujos deslocamentos eram medidos entre duas a três vezes por semana.
Esses dados eram compilados e chegavam aos responsáveis da obra semanalmente. Todavia,
deve destacar-se o facto de se ter observado que, em alguns alçados da contenção periférica,
os deslocamentos reais da parede foram, na realidade, superiores aos valores presentes no
relatório. Essa particularidade ocorreu por não se ter efectuado, nesses casos, uma mudança
de coordenadas do referencial genérico para um referencial que contivesse um eixo ortogonal
ao plano da parede da contenção. Para além disso, o facto de não se terem começado as
leituras de instrumentação, em alguns alçados, desde o início da sua execução, levou a que
não houvesse informação relativa aos deslocamentos dos mesmos nesses períodos.
A concepção do projecto da contenção periférica sustentou-se em prospecções geotécnicas
efectuadas no local nos anos de 2000 e 2004. Através da observação em obra, ao longo da
escavação, verificou-se haver elevada correspondência entre os dados provenientes da
prospecção e o terreno encontrado no local.
Tendo como objectivo apurar situações onde fossem contornadas indicações de projecto,
procedeu-se a análises detalhadas da execução dos alçados FG e BC. Consequentemente,
foram elaborados quadros contendo situações de incumprimentos ao projecto ou adaptações
identificadas. De entre esses incumprimentos, em apenas alguns se detectou influência directa
na evolução dos deslocamentos, tais como i) abertura de painéis mais largos e ii) remoção de
perfil metálico. Não foi possível associar a algumas das situações desviantes verificadas,
qualquer influência directa no comportamento dos deslocamentos. Crê-se que tal aconteça
pelo facto de a maioria dessas situações ter acontecido pontualmente, sem que tivessem tido
relevância susceptível de influenciar deslocamentos. São exemplos: i) escavação de painel
sem tensionamento de ancoragem do painel imediatamente acima, ii) escavação de painel sob
painel ainda a ganhar presa e iii) encurvadura de perfis metálicos.
Relativamente aos desvios ao projecto mais evidentes e frequentes e aos incumprimentos do
faseamento construtivo encontrados, efectuaram-se análises envolvendo cálculos simples e
cálculos numéricos. São exemplos desses desvios: i) excessivo comprimento de escavação de
painéis primários comparativamente ao definido em projecto, ii) banquetas com reduzidas
Capítulo 6 – Conclusões e Desenvolvimentos Futuros
174
dimensões tendo em conta o espaço disponível para o efeito, iii) ancoragens executadas fora
de posição, iv) sobreespessura de painéis e v) escavação de painéis secundários/terciários
sem que se tenha procedido ao tensionamento de painéis primários/secundários contíguos.
Algumas das situações observadas em obra e atrás referidas são claramente exemplos do que
não deve ser feito aquando da execução desta técnica.
Um denominador comum a todos os alçados foi o facto de se ter verificado que, em
profundidade, as larguras dos painéis executados aumentaram. Esta é uma situação que
exemplifica a aplicação do método observacional, pois a decisão de aumentar a largura dos
painéis foi tomada pelos responsáveis em obra tendo sido suportada pelo melhoramento das
condições do terreno em profundidade e, simultaneamente, pelo facto de os resultados da
instrumentação revelarem que a obra evoluía em segurança.
Outra situação que exemplificou a aplicação em obra do método observacional foi a decisão,
tomada em conjunto com os responsáveis pelo projecto, de desactivar as ancoragens
previamente à execução da laje que assenta sobre a viga de coroamento.
Após a análise efectuada aos deslocamentos horizontais da contenção, observou-se que em
caso algum os deslocamentos se aproximaram dos limites de alerta definidos em fase de
projecto. Recordando ser de 25mm o limite de alerta definido, tem-se que os deslocamentos
máximos obtidos no alçado FG foram de cerca de 7,5mm no alvo A48 e cerca de 10mm no
alvo A49. No alçado BC, o máximo deslocamento verificado foi cerca de 8mm.
Em geral, observou-se, tal como expectável, que as fases de aumento mais substancial de
deslocamentos horizontais coincidiram com períodos de escavação. Por seu turno, observou-
se que, na maioria dos casos, situações de decréscimo ou constância no valor dos
deslocamentos correspondiam a fases de tensionamento de ancoragens.
O único alvo relativamente ao qual se obteve informação dos deslocamentos durante toda a
execução do respectivo alçado foi o alvo A18, localizado no alçado BC. Constatou-se que o
maior aumento de deslocamentos - 6mm – ocorreu durante a escavação do 2º nível. Contudo,
deve destacar-se o facto de o 1º nível deste alçado ter sido o único onde as ancoragens dos
painéis primários foram tensionadas na devida altura. Esse facto conduziu a que os
deslocamentos do 1º nível não alcançassem valores tão elevados. Ainda assim, verificou-se
que, de acordo com as análises aos deslocamentos parciais, os dois primeiros níveis são
aqueles em que os deslocamentos mais se aproximam dos limites de alerta estabelecidos
(entre 40 a 50%).
Nas análises aos deslocamentos dos alvos A48 e A49, observaram-se escavações de painéis
com cerca de 9m de largura sendo que o aumento dos deslocamentos dos alvos nos períodos
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
175
correspondentes foi pouco maior que 1mm. Crê-se que o facto de estes painéis pertenceram
aos últimos níveis, onde o terreno tem melhores condições, assegurou que tal acontecesse.
No alçado FG, verificou-se que, após a execução do alçado, os deslocamentos horizontais
medidos continuaram a aumentar, embora com menor intensidade. Nesse sentido, revela-se
importante a manutenção da instrumentação após a conclusão da execução da contenção.
Constatou-se a influência da execução das lajes nos deslocamentos da contenção. Verificou-se
que, após a execução de duas lajes na região do alvo A48, a tendência de aumento dos
deslocamentos horizontais cessou.
Observou-se que os deslocamentos verticais medidos são inferiores aos deslocamentos
horizontais. Verificou-se que os períodos de aumento dos deslocamentos verticais coincidiam
com fases de tensionamento de ancoragens. Este facto é sintomático da influência que o
tensionamento de ancoragens tem nos deslocamentos verticais.
Os deslocamentos medidos nos alvos instalados nos edifícios contíguos à escavação
revelaram-se reduzidos. O máximo deslocamento registado foi de cerca de 5mm. Desse modo,
verificou-se que o faseamento construtivo utilizado não pôs em causa a segurança dos
edifícios vizinhos.
Quanto à qualidade do betão em obra, avaliada com recurso a um esclerómetro, verificou-se
que em 73% das leituras efectuadas, o betão possui resistência à compressão condizente com
o definido em projecto.
Na sequência da observação em obra de escavações de painéis com larguras superiores ao
definido em projecto – incumprimento do faseamento construtivo - procurou-se analisar a
influência dessa particularidade nos deslocamentos verificados. Foram efectuados cálculos
relativos a diferentes fases da escavação, em que se comparou, através do índice req, a
estimativa da resultante das pressões do solo com a estimativa da resistência das banquetas
conservadas. Observou-se que, com o aumento da proporção entre as duas grandezas,
aumentam também os deslocamentos relativos entre fases. Essa correlação ganha maior peso
ao verificar-se que, no 4º nível, o aumento relativo de deslocamentos foi o menor verificado
tendo o índice req sofrido também uma diminuição considerável.
Tendo em conta as análises deslocamentos relativos vs vão livre realizadas, e tal como se
esperaria, pode afirmar-se que existe uma correlação entre estes factores. Isto é, verifica-se
um aumento dos deslocamentos com o aumento do vão livre conservado entre banquetas. No
entanto, existem outros factores com influência no aumento dos deslocamentos tornando-se
difícil especificar que parâmetros têm mais peso, ou seja, os deslocamentos poderiam
aumentar mesmo mantendo ou até reduzindo o vão livre entre banquetas.
Capítulo 6 – Conclusões e Desenvolvimentos Futuros
176
Analisaram-se dois modelos distintos – MP e Alt 1, no programa Plaxis 2D; com o intuito de
avaliar a influência dos desvios na posição das ancoragens nos deslocamentos da parede.
Constatou-se que o modelo Alt 1 – contendo desvios no posicionamento de todas as
ancoragens - registou, nos pontos medidos, deslocamentos horizontais superiores, em média,
em cerca de 40% aos deslocamentos horizontais medidos no modelo MP – modelo contendo
ancoragens com o posicionamento de projecto. Da mesma forma, compararam-se os
deslocamentos verticais em ambos os modelos. Constatou-se que os desvios na posição, em
altura, das ancoragens parecem não influenciar os deslocamentos verticais medidos na parede
de contenção.
Com a finalidade de estudar a influência da betonagem de painéis com espessuras superiores
à espessura prevista em projecto nos deslocamentos verticais da parede foram também
elaborados dois modelos distintos: MP (espessura igual à de projecto) e MS (espessura de
53cm). De acordo com os resultados obtidos, verificou-se que a sobreespessura de cerca de
38% não influencia, de modo evidente, os deslocamentos verticais registados na parede.
Na sequência das observações feitas em obra, em que se constatou que a largura dos painéis
primários ultrapassava a largura de projecto e que, simultaneamente, nem todo o espaço
disponível para banquetas era conservado para o efeito (incumprimento do faseamento
construtivo), decidiu-se estudar a influência da largura das banquetas nos deslocamentos da
contenção. Constatou-se que, o modelo com banquetas mais reduzidas (modelo C) atingiu
deslocamentos superiores. O modelo C deslocou-se 15,7mm, valor que ultrapassa em 10% o
deslocamento atingido pelo modelo B - representativo das banquetas utilizadas em obra
(14,3mm). Paralelamente, observou-se que o modelo A, que apresenta banquetas com
larguras aproximadas às propostas em projecto, obteve um deslocamento de 11,3mm, valor
inferior em 20% ao deslocamento registado no modelo B. Acrescente-se que, os
deslocamentos medidos no modelo A, representam, em média, cerca de 32% dos
deslocamentos definidos como limite de alerta. Quanto ao modelo B, esse valor é cerca de
57%. Constata-se, desse modo, que as indicações de projecto quanto a larguras de painéis e,
consequentemente, de banquetas, conduzem a deslocamentos bastante inferiores aos limites
estabelecidos. Contudo, as recomendações de projecto não devem ser menosprezadas uma
vez que se observou também que uma redução na largura das banquetas restringe o efeito de
arco, podendo conduzir a uma aproximação inesperada dos deslocamentos ao limite de alerta.
Tal como referido, observou-se a execução de painéis secundários sem que os painéis
primários contíguos tivessem sido tensionados. Esta situação é outro exemplo do
incumprimento do faseamento construtivo. Assim, analisou-se a influência do tensionamento
em conjunto de painéis primários e secundários nos deslocamentos da contenção. De acordo
com os resultados obtidos, somente nos níveis iniciais se denota influência do tensionamento
tardio das ancoragens dos painéis primários na evolução dos deslocamentos. Em escavações
deste tipo, onde os estratos mais superficiais apresentam maior deformabilidade, deve ser
garantido o tensionamento no momento correcto das ancoragens dos painéis primários.
Análise do comportamento de paredes tipo Berlim definitivo
177
Apenas desse modo se garante que os deslocamentos da parede permanecem afastados do
limite parcial de alerta e, em consequência, a segurança da obra.
Desenvolvimentos futuros
Durante a realização deste trabalho surgiram diversas ideias que se consideram ser
merecedoras de um estudo mais detalhado, dando continuidade ao presente documento.
Desse modo, apresentam-se alguns exemplos:
Sobreespessura dos painéis: não foram retiradas conclusões claras quanto à influência
deste aspecto nos deslocamentos da estrutura. Sugere-se um aprofundamento desta
matéria porque, para além da questão estrutural, trata-se também de estudar a perda
económica associada.
Influência do atrito painel-solo no alívio de cargas verticais transmitidas à fundação.
Comparação entre a eficácia das duas soluções de contenção periférica observadas no
caso de estudo: paredes tipo Berlim definitivo e cortina de estacas.
178
Referências bibliográficas
Baracho Dias, H. (1995). Muros de Suporte “Coimbra” e “Lisboa” em substituição dos
impropriamente designados genericamente de muros de “Berlim” ou “ tipo Berlim”. Em 5º
Congresso nacional de Geotecnia, volume 3, páginas 53 62, Coimbra. Sociedade Portuguesa
de Geotecnia.
Bauduin, C., Uncertainties and their relevance for the design of deep excavations near existing
structures, XIII European Conference on Soil Mechanics & Geotechnical Engineering
Conference, pp.445–449, Prague, 2003.
Brinkgreve, R. B. J., With co-operation of Al-Khoury, R., Bakker, K. J., Bonnier, P. G., Brand, P.
J. W., Broere, W., Burd, H. J., Soltys, G., Vermeer, P. A., .DOC Den Haag, Plaxis 2D – Version
8, A. A. Balkema Publishers, Netherlands, Delft, 2002.
Brito, (2001) A. Paredes tipo Munique. Cadeira de Tecnologia de Contenções e Fundações,
Mestrado em Construção, Instituto Superior Técnico, Lisboa.
Brito, (2001) B. Ancoragens. Cadeira de Tecnologia de Contenções e Fundações, Mestrado em
Construção, Instituto Superior Técnico, Lisboa.
Boone, S. J., Ground-movement-related building damage, Journal of Geotechnical Engineering,
122(11), pp. 886-896, 1996, Apud [32].
Coelho, S., Tecnologia de Fundações, Edições Escola Profissional Gustave Eiffel, 1ª Edição,
Setembro de 1996.
Fernandes, Manuel M (1990). Estruturas de Suporte de Terras, FEUP.
Guerra, (2008). Cortinas de suporte. Disciplina de Obras Geotécnicas, Instituto Superior
Técnico, Lisboa.
Guerra, (1999). Mecanismo de colapso de cortinas de contenção tipo Berlim por perda de
equilíbrio vertical. Instituto Superior Técnico, Lisboa.
179
Hanna, T. H., Matallana, G. A., The behaviour of tied-back retaining walls, Canadian
Geotechnical Journal, 7(4), pp. 372-396, 1970, Apud [2].
Harms, F. e Berz, R. (1957). Die Baugrubenaussteifung beim Bau von Untergrundbahnen nach
der Berliner Bauweise, excavation bracing in the Berlin method of subway construction.
Bautechnick, 34(1): 16-20. Tradução para inglês por D. A. Sinclair, Technical Translation 932,
National Research Council of Canada.
Instituto Português da Qualidade, Eurocódigo 7: Projecto geotécnico – Parte 1: Regras gerais
(NPEN1997-1:2010), Caparica, Março de 2010.
Kempfert, H., Gebreselassie, B., Excavations and Foundations in Soft Soils, © Springer-Verlag
Berlin Heidelberg, Netherlands, 2006.
Klosinsky, B. e RAFALSKI, L. (1994). Bearing Capacity of Steel Piles Embedded in Hardening
Slurry. Em Proceedings of 13th International Conference of Soil Mechanics and Foundation
Engineering, volume 2, páginas 915-918, New Deli.
Pinto, (2010). Muros e estruturas de contenção. Disciplina de Escavações e Obras
Subterrâneas, Ano lectivo 2010/2011, Instituto Superior Técnico, Lisboa.
RSA (1983). Regulamento de Segurança e Acções para estruturas de edifícios e pontes .
Decreto-Lei 235/83, de 31 de Maio.
Son, M., Cording, E. J., Responses of Buildings with Different Structural Types to Excavation-
Induced Ground Settlements, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering ©
ASCE, Vol. 137, No. 4, pp.321-333, April, 2011.
Sousa, et al., (2006); Dimensionamento e execução de paredes moldadas, Série de estruturas
– 1ª edição.
Tecnasol, (2010). Escavação e Contenção Periférica tipo “Munique” – Cortina de estacas.
Projecto de execução, solução variante, Quinta do Mineiro Lote 1, Lisboa.
Terzaghi, K 1940, Sampling, testing and averaging. In Proceedings of the Purdue Conference
on Soil Mechanics and Its Applications, September 2–6, 1940, Section III, pp. 151–160.RSA
180
Working Group for Excavations of the German Society for Geotechnics, Recommendations on
Excavations, trad. Alan Johnson, 2003.
Witkke, W. (1997). Heritage lecture: state of art and development of geotechnical engineering in
Germany. Em Proceedings of 14th Internacional Conference of Soil Mechanics and Foundation
Engineering, volume 4, páginas 2075 2095, Hamburg.
http://www.meteo.pt/pt/oclima/acompanhamento/index.jsp?selTipo=m&selVar=rr&selAno=-1
(visitado a (12-3-11)
http://www.oz-diagnostico.pt/fichas/1F%20001.pdf (visitado a 29-8-11)
A1
ANEXOS
A2
Índice de Anexos
Anexo A - Ficha tipo correspondente ao ensaio de recepção simplificado A3
Anexo B - Alçado FG - Projecto A4
Anexo C - Gráficos do Instituto de Meteorologia relativos à precipitação verificada em Portugal continental nos meses de Outubro e Novembro de 2010
A5
Anexo D – Tabela de cálculo dos deslocamentos horizontais do alvo A48 no referencial
xx´-yy A7
Anexo E – Tabela de cálculo dos deslocamentos horizontais do alvo A48 no referencial
xx´-yy A9
Anexo F – Alçado BC - Projecto A11
Anexo G – Alçado BC – mapa de execução em MS Project A12
Anexo H – Coordenadas do alvo A18 A13
Anexo I – Ábaco de correlação entre o recuo do êmbolo do esclerómetro e a resistência
a compressão do betão A15
Anexo J – Malhas deformadas: modelo MP (acima) e modelo Alt 1 (abaixo) A16
Anexo L – Geometrias das banquetas dos modelos A (acima), B (ao meio) e C (abaixo)
utilizados na análise EF 3D. A17
Anexo M – Faseamento construtivo definido na análise de elementos finitos 3D. A19
Anexo N – Deslocamentos horizontais 3D após a escavação do painel primário do 1º
nível. Modelo A, B e C respectivamente A20
Anexo O – Deslocamentos horizontais 3D após a escavação do painel primário do 4º
nível. Modelo A, B e C respectivamente. A22
A3
Anexo A – Ficha tipo correspondente ao ensaio de recepção simplificado
A4
Anexo B – Alçado FG - Projecto
A5
Anexo C – Gráficos do Instituto de Meteorologia relativos à precipitação
verificada em Portugal continental nos meses de Outubro e Novembro de 2010.
A6
A7
Anexo D – Tabela de cálculo dos deslocamentos horizontais do alvo A48 no
referencial xx´-yy
Data Coord xx (m) Coord yy(m) Coord.
relat xx (mm) Coord.
relat yy (mm) Coord xx´
(mm) Coord yy´
(mm)
23-Set 1984,784 3019,075
30-Set 1984,783 3019,076 -1 1
08-Out 1984,784 3019,076 0 1
25-Out 1983,3224 3022,0402 1
29-Out 1983,3231 3022,0404 0,7 0,2 0,1 0,7
03-Nov 1983,323 3022,0408 0,6 0,6 -0,3 0,8
05-Nov 1983,323 3022,0406 0,6 0,4 -0,1 0,7
12-Nov 1983,3232 3022,0404 0,8 0,2 0,1 0,8
15-Nov 1983,3236 3022,0414 1,2 1,2 -0,6 1,6
17-Nov 1983,3237 3022,0426 1,3 2,4 -1,7 2,1
19-Nov 1983,3241 3022,0424 1,7 2,2 -1,4 2,4
22-Nov 1983,3243 3022,0425 1,9 2,3 -1,4 2,6
24-Nov 1983,324 3022,0428 1,6 2,6 -1,8 2,5
26-Nov 1983,3265 3022,044 4,1 3,8 -1,9 5,2
29-Nov 1983,3266 3022,0437 4,2 3,5 -1,6 5,2
03-Dez 1983,3258 3022,0445 3,4 4,3 -2,7 4,8
07-Dez 1983,3269 3022,0446 4,5 4,4 -2,3 5,8
10-Dez 1983,3268 3022,0449 4,4 4,7 -2,6 5,9
13-Dez 1983,3267 3022,0437 4,3 3,5 -1,6 5,3
15-Dez 1983,3264 3022,0448 4 4,6 -2,7 5,5
17-Dez 1983,3259 3022,0457 3,5 5,5 -3,7 5,4
20-Dez 1983,3264 3022,045 4 4,8 -2,9 5,5
22-Dez 1983,327 3022,0447 4,6 4,5 -2,4 6,0
27-Dez 1983,3259 3022,0457 3,5 5,5 -3,7 5,4
29-Dez 1983,3271 3022,0462 4,7 6 -3,7 6,7
31-Dez 1983,3261 3022,0452 3,7 5 -3,2 5,3
03-Jan 1983,326 3022,0455 3,6 5,3 -3,5 5,4
05-Jan 1983,3259 3022,0459 3,5 5,7 -3,9 5,4
07-Jan 1983,3258 3022,0458 3,4 5,6 -3,9 5,3
10-Jan 1983,3273 3022,0457 4,9 5,5 -3,2 6,6
12-Jan 1983,3272 3022,0454 4,8 5,2 -2,9 6,4
14-Jan 1983,3267 3022,0462 4,3 6 -3,9 6,3
17-Jan 1983,3275 3022,0461 5,1 5,9 -3,5 7,0
19-Jan 1983,327 3022,0467 4,6 6,5 -4,2 6,8
21-Jan 1983,3267 3022,0458 4,3 5,6 -3,5 6,1
24-Jan 1983,3267 3022,0469 4,3 6,7 -4,5 6,6
26-Jan 1983,3276 3022,0467 5,2 6,5 -4,0 7,3
28-Jan 1983,3278 3022,0467 5,4 6,5 -3,9 7,5
31-Jan 1983,3272 3022,0462 4,8 6 -3,7 6,7
02-Fev 1983,3275 3022,0466 5,1 6,4 -3,9 7,2
A8
04-Fev 1983,3277 3022,0458 5,3 5,6 -3,1 7,0
07-Fev 1983,3278 3022,0455 5,4 5,3 -2,8 7,0
09-Fev 1983,3277 3022,0462 5,3 6 -3,5 7,2
11-Fev 1983,3277 3022,0451 5,3 4,9 -2,5 6,8
14-Fev 1983,3271 3022,046 4,7 5,8 -3,5 6,6
16-Fev 1983,3281 3022,0464 5,7 6,2 -3,5 7,7
18-Fev 1983,3275 3022,0459 5,1 5,7 -3,3 6,9
sen(β) = 0,3857 cos(β) = 0,9226
A9
Anexo E – Tabela de cálculo dos deslocamentos horizontais do alvo A49 no
referencial xx´-yy
Data Coord xx (m) Coord yy(m) Coord.
relat xx (mm) Coord.
relat yy (mm) Coord xx´
(mm) Coord yy´
(mm)
23-Set 1973,833 3040,889 0 ND
30-Set 1973,834 3040,888 1 -1
08-Out 1973,834 3040,888 1 -1
25-Out 1975,3538 3037,9312 1 0
29-Out 1975,3539 3037,9314 0,1 0,2 -0,1 0,2
03-Nov 1975,3547 3037,9327 0,9 1,5 -1,0 1,4
05-Nov 1975,3544 3037,9321 0,6 0,9 -0,6 0,9
12-Nov 1975,3543 3037,9319 0,5 0,7 -0,5 0,7
15-Nov 1975,3557 3037,9334 1,9 2,2 -1,3 2,6
17-Nov 1975,3559 3037,934 2,1 2,8 -1,8 3,0
19-Nov 1975,3561 3037,9338 2,3 2,6 -1,5 3,1
22-Nov 1975,3565 3037,9339 2,7 2,7 -1,4 3,5
24-Nov 1975,3564 3037,9352 2,6 4 -2,7 3,9
26-Nov 1975,359 3037,9361 5,2 4,9 -2,5 6,7
29-Nov 1975,3593 3037,9352 5,5 4 -1,6 6,6
03-Dez 1975,3584 3037,9361 4,6 4,9 -2,7 6,1
07-Dez 1975,36 3037,9363 6,2 5,1 -2,3 7,7
10-Dez 1975,3597 3037,9361 5,9 4,9 -2,2 7,3
13-Dez 1975,3595 3037,9347 5,7 3,5 -1,0 6,6
15-Dez 1975,3598 3037,9374 6 6,2 -3,4 7,9
17-Dez 1975,3596 3037,9383 5,8 7,1 -4,3 8,1
20-Dez 1975,36 3037,9369 6,2 5,7 -2,9 7,9
22-Dez 1975,3599 3037,9368 6,1 5,6 -2,8 7,8
27-Dez 1975,3594 3037,9378 5,6 6,6 -3,9 7,7
29-Dez 1975,3608 3037,9375 7 6,3 -3,1 8,9
31-Dez 1975,3596 3037,9369 5,8 5,7 -3,0 7,5
03-Jan 1975,3595 3037,9374 5,7 6,2 -3,5 7,7
05-Jan 1975,3597 3037,9374 5,9 6,2 -3,4 7,8
07-Jan 1975,3594 3037,9379 5,6 6,7 -4,0 7,8
10-Jan 1975,362 3037,9383 8,2 7,1 -3,4 10,3
12-Jan 1975,3612 3037,937 7,4 5,8 -2,5 9,1
14-Jan 1975,3605 3037,9383 6,7 7,1 -4,0 8,9
17-Jan 1975,3619 3037,9383 8,1 7,1 -3,4 10,2
19-Jan 1975,3614 3037,9391 7,6 7,9 -4,4 10,1
21-Jan 1975,3601 3037,9373 6,3 6,1 -3,2 8,2
24-Jan 1975,3609 3037,9386 7,1 7,4 -4,1 9,4
26-Jan 1975,3615 3037,9387 7,7 7,5 -3,9 10,0
28-Jan 1975,3623 3037,9386 8,5 7,4 -3,5 10,7
31-Jan 1975,3614 3037,9385 7,6 7,3 0,0 0,0
02-Fev 1975,3609 3037,9385 7,1 7,3 -3,8 9,8
A10
04-Fev 1975,3616 3037,9377 7,8 6,5 -4,0 9,4
07-Fev 1975,3615 3037,9374 7,7 6,2 -3,0 9,7
09-Fev 1975,3611 3037,9382 7,3 7 -2,8 9,5
11-Fev 1975,3607 3037,9365 6,9 5,3 -3,6 9,4
14-Fev 1975,36 3037,9371 6,2 5,9 -2,2 8,4
16-Fev 1975,3613 3037,9377 7,5 6,5 -3,1 8,0
18-Fev 1975,3612 3037,9377 7,4 6,5 -3,1 9,4
sen(β) = 0,3857 cos(β) = 0,9226
A11
Anexo F – Alçado BC - Projecto
A12
Anexo G – Alçado BC – mapa de execução em MS Project
A13
Anexo H – Coordenadas do alvo A18
Data Coord xx Coord yy Coord zz Coord.relat xx Coord.relat yy Coord.relat zz
03-Jan 2032,4041 3065,2007 141,4903 ND ND ND
05-Jan 2032,4044 3065,2006 141,4897 -0,3 -0,1 -0,6
07-Jan 2032,4028 3065,2016 141,49 1,3 0,9 -0,3
10-Jan 2032,4027 3065,2011 141,4898 1,4 0,4 -0,5
12-Jan 2032,404 3065,2006 141,49 0,1 -0,1 -0,3
14-Jan 2032,4023 3065,2006 141,4903 1,8 -0,1 0
17-Jan 2032,4023 3065,1996 141,4895 1,8 -1,1 -0,8
19-Jan 2032,4006 3065,2005 141,4908 3,5 -0,2 0,5
21-Jan 2032,4006 3065,2008 141,4904 3,5 0,1 0,1
24-Jan ND ND ND ND ND ND
26-Jan ND ND ND ND ND ND
28-Jan 2032,4053 3065,2022 141,4912 -1,2 1,5 0,9
31-Jan 2032,4026 3065,2026 141,4908 1,5 1,9 0,5
02-Fev 2032,4027 3065,2024 141,4912 1,4 1,7 0,9
04-Fev 2032,4036 3065,2022 141,4914 0,5 1,5 1,1
07-Fev 2032,4024 3065,2021 141,4903 1,7 1,4 0
09-Fev 2032,4021 3065,2022 141,4902 2 1,5 -0,1
11-Fev 2032,4006 3065,201 141,4906 3,5 0,3 0,3
14-Fev 2032,4003 3065,2012 141,4868 3,8 0,5 -3,5
16-Fev 2032,398 3065,2023 141,4902 6,1 1,6 -0,1
18-Fev 2032,3996 3065,2018 141,4888 4,5 1,1 -1,5
21-Fev 2032,4017 3065,2015 141,4893 2,4 0,8 -1
23-Fev 2032,399 3065,2014 141,4896 5,1 0,7 -0,7
25-Fev 2032,4008 3065,2003 141,4893 3,3 -0,4 -1
28-Fev 2032,3992 3065,2007 141,4889 4,9 0 -1,4
02-Mar 2032,3993 3065,202 141,4892 4,8 1,3 -1,1
04-Mar 2032,3986 3065,2017 141,4896 5,5 1 -0,7
07-Mar ND ND ND ND ND ND
09-Mar 2032,4001 3065,201 141,4895 4 0,3 -0,8
11-Mar 2032,3986 3065,2018 141,4885 5,5 1,1 -1,8
14-Mar 2032,3995 3065,2014 141,4892 4,6 0,7 -1,1
16-Mar 2032,4005 3065,2015 141,4892 3,6 0,8 -1,1
18-Mar 2032,3991 3065,2012 141,4891 5 0,5 -1,2
21-Mar 2032,3997 3065,2002 141,4888 4,4 -0,5 -1,5
23-Mar 2032,3991 3065,2007 141,4888 5 0 -1,5
25-Mar 2032,3985 3065,2009 141,4882 5,6 0,2 -2,1
28-Mar 2032,396 3065,2033 141,4857 8,1 2,6 -4,6
30-Mar 2032,3995 3065,2004 141,4881 4,6 -0,3 -2,2
01-Abr 2032,3985 3065,2006 141,4876 5,6 -0,1 -2,7
04-Abr 2032,3988 3065,2014 141,4877 5,3 0,7 -2,6
08-Abr 2032,3982 3065,2008 141,4875 5,9 0,1 -2,8
A14
11-Abr 2032,3968 3065,2 141,4847 7,3 -0,7 -5,6
13-Abr 2032,3976 3065,1996 141,4852 6,5 -1,1 -5,1
15-Abr 2032,396 3065,1998 141,4845 8,1 -0,9 -5,8
18-Abr 2032,3978 3065,2 141,4872 6,3 -0,7 -3,1
20-Abr 2032,3975 3065,2006 141,4864 6,6 -0,1 -3,9
27-Abr 2032,3973 3065,2005 141,4875 6,8 -0,2 -2,8
29-Abr 2032,3969 3065,201 141,4881 7,2 0,3 -2,2
A15
Anexo I – Ábaco de correlação entre o recuo do êmbolo do esclerómetro e a
resistência a compressão do betão (fonte: OZ Diagnóstico, Levantamento e
Controlo de Qualidade em Estruturas e Fundações, Lda.)
A16
Anexo J – Malhas deformadas: modelo MP (acima) e modelo Alt 1 (abaixo)
A17
Anexo L – Geometrias das banquetas dos modelos A (acima), B (ao meio) e C
(abaixo) utilizados na análise EF 3D.
A18
A19
Anexo M – Faseamento construtivo definido na análise de elementos finitos 3D
– Influência de largura da banquetas.
Fase Descrição
1 Activação da sobrecarga
2 Escavação do painel primário do 1º nível
3 Betonagem do painel primário do 1ºN
4 Tensionamento das ancoragens do painel primário
5 Escavação dos painéis secundários
6 Betonagem dos painéis secundários
7 Tensionamento das ancoragens dos painéis secundários
8 Escavação do painel primário do 2º nível
9 Betonagem do painel primário do 2ºN
10 Tensionamento das ancoragens do painel primário
11 Escavação dos painéis secundários
12 Betonagem dos painéis secundários
13 Tensionamento das ancoragens dos painéis secundários
14 Escavação do painel primário do 3º nível
15 Betonagem do painel primário do 3ºN
16 Tensionamento das ancoragens do painel primário
17 Escavação dos painéis secundários
18 Betonagem dos painéis secundários
19 Tensionamento das ancoragens dos painéis secundários
20 Escavação do painel primário do 4º nível
21 Betonagem do painel primário do 4ºN
22 Tensionamento das ancoragens do painel primário
23 Escavação dos painéis secundários
24 Betonagem dos painéis secundários
25 Tensionamento das ancoragens dos painéis secundários
A20
Anexo N –Deslocamentos horizontais 3D após a escavação do painel primário do 1º nível.
Modelo A, B e C respectivamente. Nota: deslocamentos negativos no sentido da escavação
.
A21
A22
Anexo O – Deslocamentos horizontais 3D após a escavação do painel primário do 4º
nível. Modelo A, B e C respectivamente. Nota: deslocamentos negativos no sentido da
escavação
A23