REGULAMENTO DE ESTRUTURAS DE SUPORTE E OBRAS DE TERRA
Capítulo III
Estruturas de suporte de terrenos
SECÇÃO I
Disposições gerais
Artigo 18.º
(Âmbito)
As disposições deste capítulo aplicam-se a estruturas que suportam terreno, materiais similares ou água. O material considera-se suportado se for mantido a uma inclinação maior do que a que tomaria se a estrutura de suporte não existisse. As estruturas de suporte incluem todos os tipos de muros e sistemas de suporte em que elementos estruturais existem em combinação com solo ou rocha.
RA Para efeitos do projecto é conveniente distinguir entre os três tipos principais de estruturas de suporte seguidamente indicados:
a) Muros de gravidade: são muros de pedra ou de betão, simples ou armado, dotados de uma sapata de fundação com ou sem consola inferior, saliência ou contrafortes. O peso do próprio muro, por vezes conjuntamente com massas estabilizadoras de solo ou rocha, desempenha uma função significativa na contenção. São exemplos deste tipo de estruturas os muros de gravidade de betão de espessura constante ou variável, os muros de betão armado em L ou T invertido e os muros de contrafortes;
b) Cortinas: são muros ou paredes de espessura relativamente reduzida, de aço, betão armado ou madeira, suportadas por ancoragens, escoras ou impulsos passivos do terreno. A resistência à flexão destas estruturas desempenha uma função significativa na contenção do terreno, sendo a contribuição do seu peso insignificante. São exemplos deste tipo de estruturas as cortinas de estacas pranchas autoportantes, as cortinas ancoradas ou escoradas de aço ou de betão e as paredes moldadas;
c) Estruturas de suporte compósitas: incluem uma grande variedade de estruturas compostas por elementos dos dois tipos anteriores. São exemplos deste tipo de estruturas as ensecadeiras de estacas pranchas duplas, os maciços reforçados por tirantes, geotêxteis ou injecções e as estruturas com vários níveis de ancoragens ou pregagens.
Artigo 19.º
(Estados limites)
1. Deve ser feita uma compilação dos estados limites a ter em consideração, que inclua os seguintes:
a) Perda de estabilidade global;
b) Rotura de um elemento estrutural (muro, ancoragem, dormente ou escora) ou da ligação entre elementos estruturais;
c) Rotura conjunta do terreno e de elementos estruturais;
d) Movimentos da estrutura de suporte que possam causar a rotura ou afectar a aparência ou a eficiente utilização quer da própria estrutura, quer de estruturas ou infra-estruturas vizinhas;
e) Repasses de água inaceitáveis através ou sob a parede;
f) Transporte em quantidade inaceitável de partículas do terreno através ou sob a parede;
g) Modificação inaceitável das condições de escoamento da água do terreno.
2. Devem considerar-se ainda os seguintes estados limites:
a) Para estruturas de suporte de gravidade e compósitas:
- rotura por insuficiente resistência do terreno de fundação,
- rotura por deslizamento pela base do muro,
- rotura por derrubamento do muro;
b) Para cortinas:
- rotura por rotação ou translação da parede ou de partes desta,
- rotura por perda de equilíbrio vertical da parede.
3. Para todos os tipos de estruturas de suporte devem ainda considerar-se combinações dos estados limites acima mencionados.
RA O projecto de muros de gravidade envolve frequentemente o mesmo tipo de problemas existentes no projecto de fundações superficiais, aterros e taludes. Assim, na consideração dos estados limites para estruturas de suporte de gravidade, devem aplicar-se os princípios enunciados no capítulo V do Regulamento de Fundações. Deve ter-se em especial atenção a possibilidade de rotura por insuficiente resistência do terreno sob a fundação do muro, por acção de cargas com grandes excentricidades e inclinações.
SECÇÃO II
Acções, dados geométricos e situações a considerar no projecto
Artigo 20.º
(Generalidades)
Para verificação dos estados limites devem considerar-se as acções referidas no artigo 11.º do Regulamento de Fundações.
Artigo 21.º
(Peso do material de aterro)
Os valores de cálculo do peso volúmico do material de aterro devem ser estimados com base no conhecimento existente sobre o material disponível. O Relatório do Projecto Geotécnico deve especificar os ensaios e as verificações a efectuar durante o processo de construção para verificação de que os valores em obra não são mais desfavoráveis do que os valores assumidos no projecto.
Artigo 22.º
(Sobrecargas)
A determinação dos valores de cálculo das sobrecargas deve ter em consideração a presença, na superfície do terreno ou na sua proximidade, de edifícios vizinhos, veículos e gruas estacionados ou em movimento, materiais granulares armazenados, mercadorias, contentores, etc.
RA É necessário especial cuidado no caso de carregamentos repetidos devidos a sobrecargas, como no caso de gruas rolantes suportadas por muros-cais. As pressões induzidas por tais sobrecargas podem exceder significativamente as do primeiro carregamento ou as que resultariam da aplicação estática de uma carga de igual grandeza.
Artigo 23.º
(Peso da água)
Os valores de cálculo do peso volúmico da água devem ter em conta se a água é doce, salgada ou apresenta produtos químicos e contaminantes em tal quantidade que exija uma correcção dos valores habituais.
RA As condições locais, tal como a salinidade e o teor em argila, podem afectar significativamente o peso volúmico da água.
Artigo 24.º
(Forças das ondas)
Os valores de cálculo das ondas e das respectivas forças de impacto devem ser escolhidos com base nos dados disponíveis para as condições climáticas e hidráulicas do local da estrutura.
Artigo 25.º
(Forças dos suportes)
As componentes das forças devidas às operações de pré-esforço devem ser consideradas como acções. Os valores de cálculo devem ser escolhidos tendo em conta os efeitos de sobretensionamento e de relaxação da ancoragem.
Artigo 26.º
(Forças de colisão)
A determinação dos valores de cálculo das forças de impacto deve ter em conta a energia absorvida pelo sistema de suporte durante o impacto.
RA Para impactos laterais em estruturas de suporte é em geral necessário considerar a maior rigidez exibida pelo terreno suportado quando resiste a um impacto na face do muro. Além disso, deve investigar-se o risco de ocorrência de liquefacção devido ao impacto lateral em cortinas.
Artigo 27.º
(Efeito da temperatura)
O projecto de estruturas de suporte deve ter em conta o efeito de variações excepcionais de temperatura no tempo e no espaço.
RA Os efeitos das variações de temperatura devem ser considerados especialmente para a determinação das cargas em escoras.
Artigo 28.º
(Dados geométricos)
1. Os valores de cálculo dos dados geométricos devem ser escolhidos de acordo com os princípios enunciados no capítulo II do Regulamento de Fundações.
2. Os valores de cálculo dos dados geométricos relativos ao material de aterro colocado no tardoz das estruturas de suporte devem ter em conta as variações dos seus valores em obra. Os valores de cálculo devem também ter em conta a possibilidade de escavação prévia ou de possível infra-escavação em frente da estrutura de suporte.
RA Nos casos em que a
estabilidade de uma estrutura de suporte depende da
resistência passiva do terreno, o nível do terreno do lado
onde a resistência passiva é mobilizada deve ser rebaixado
de uma altura 
hp
em cálculos relativos a estados limites últimos. Para
cortinas autoportantes o valor de hp deve ser igual a 10% da
sua altura e para cortinas suportadas o seu valor deve ser
igual a 10% da altura abaixo do nível de apoios inferior,
com um máximo de 0,5 m.
3. Os valores de cálculo dos dados geométricos que determinam o regime das toalhas de água livre e o regime da água no terreno devem ser escolhidos com base nos dados disponíveis relativos às condições hidráulicas e hidrogeológicas do local da obra. Deve também ter-se em conta o efeito das variações de permeabilidade no regime da água no terreno. Deve considerar-se a possibilidade de existência de pressões de água desfavoráveis devidas à presença de toalhas suspensas ou artesianas.
Artigo 29.º
(Situações a considerar no projecto)
No projecto de estruturas de suporte devem considerar-se os seguintes aspectos:
a) A variação das propriedades do terreno no tempo e no espaço;
b) As variações dos níveis da água e das pressões intersticiais no tempo;
c) As variações das acções e das combinações de acções;
d) A escavação, infra-escavação ou erosão na frente da estrutura de suporte;
e) A colocação de aterro no tardoz da estrutura;
f) O efeito, se for previsível, de futuras estruturas e sobrecargas;
g) Os movimentos do terreno devidos a assentamento ou subsidência.
SECÇÃO III
Considerações sobre o projecto e a construção
Artigo 30.º
(Generalidades)
1. No projecto devem ser considerados estados limites últimos e de utilização, usando uma combinação das abordagens mencionadas no n.º 9 do artigo 7.º do Regulamento de Fundações.
RA A complexidade da interacção entre o terreno e a estrutura de suporte torna por vezes difícil projectar detalhadamente a estrutura de suporte antes do início da sua construção. Nestes casos é apropriada a utilização do método observacional.
Em muitas estruturas de suporte de terrenos pode ocorrer um estado limite quando a parede se desloca o suficiente para causar danos em estruturas ou infra-estruturas vizinhas. Embora o colapso da parede possa não estar iminente, os danos causados podem exceder largamente um estado limite de utilização na estrutura suportada. No entanto, os métodos de cálculo e os factores de segurança estipulados no Regulamento de Fundações e neste regulamento para os estados limites últimos são frequentemente suficientes para evitar a ocorrência deste tipo de estado limite, desde que os solos em causa sejam no mínimo medianamente compactos ou rijos e sejam adoptados métodos e sequências de construção adequados. Contudo, é necessária especial atenção no caso de alguns depósitos de argilas altamente sobreconsolidadas, em que os altos valores das tensões horizontais em repouso podem induzir movimentos substanciais numa extensa área em torno da escavação.
2. O projecto de estruturas de suporte deve ter em conta os seguintes aspectos, caso sejam relevantes:
a) Os efeitos da construção da estrutura de suporte, incluindo:
- a colocação de suportes temporários nas faces da escavação,
- as variações do estado de tensão in situ e os movimentos do terreno daí resultantes devido à construção,
- a perturbação do terreno devido a operações de cravação, furação, escavação ou injecção,
- a existência de acessos para a construção;
b) O grau de impermeabilização requerido para a parede construída;
c) A exequibilidade da construção da parede de forma a atingir um estrato de baixa permeabilidade, constituindo assim uma barreira para a água, e a avaliação dos seus efeitos no regime da água no terreno;
d) A exequibilidade da construção de ancoragens no terreno adjacente;
e) A exequibilidade de escavar entre o escoramento;
f) A capacidade da parede para suportar cargas verticais;
g) Os acessos para manutenção da parede e de eventuais sistemas de drenagem a ela associados;
h) A aparência e a durabilidade da parede e das ancoragens;
i) Em estacas-pranchas, a necessidade de uma secção suficientemente resistente para serem cravadas até à profundidade de projecto sem perda das ligações;
j) A estabilidade de furos ou valas preenchidas com lama bentonítica, enquanto se encontram abertos;
l) Em aterros, a natureza dos materiais disponíveis e os meios utilizados para a sua compactação nas vizinhanças da parede;
m) A ductilidade dos elementos estruturais;
n) A possibilidade da variação das propriedades do terreno com o tempo.
RA Tanto quanto possível, as estruturas de suporte devem ser projectadas por forma a que a aproximação de um estado limite último seja traduzida por sinais facilmente detectáveis. O projecto deve evitar uma rotura frágil, com colapso súbito, sem quaisquer movimentos preliminares que a denunciem.
3. Se a segurança e a funcionalidade da obra projectada dependerem da eficácia da drenagem, as consequências da avaria do sistema de drenagem devem ser consideradas, tendo em atenção os danos relativos a perdas de vidas humanas e a custos de reparação. Deve verificar-se um dos seguintes requisitos ou uma sua combinação:
a) Especificar um programa de manutenção do sistema de drenagem, devendo o projecto prever acessos para este efeito;
b) Demonstrar, tanto por experiência comparada como por avaliação da quantidade de água que irá afluir, que o sistema de drenagem irá operar adequadamente sem manutenção.
RA Devem ter-se em conta os caudais, as pressões e os eventuais teores em produtos químicos da água afluente.
SECÇÃO IV
Determinação das pressões de terras e da água
Artigo 31.º
(Valores de cálculo dos impulsos de terras)
1. A determinação dos valores de cálculo dos impulsos de terras deve ter em conta o tipo e a grandeza dos movimentos e das deformações que são aceitáveis e que podem ter lugar na estrutura de suporte para o estado limite em consideração.
RA No contexto que se segue, a expressão «impulsos de terras» inclui as pressões de rochas brandas e alteradas e as pressões da água do terreno.
2. O cálculo da grandeza e da direcção dos valores de cálculo dos impulsos de terras deve ainda ter em consideração:
a) As sobrecargas na superfície do terreno e a inclinação desta;
b) A inclinação da parede relativamente à vertical;
c) Os níveis freáticos e as forças devidas à percolação no terreno;
d) A grandeza e a direcção do movimento da parede relativamente ao terreno;
e) O equilíbrio horizontal e vertical da estrutura de suporte;
f) A resistência ao corte e o peso volúmico do terreno;
g) A rigidez da parede e do sistema de suporte;
h) A rugosidade da parede.
RA A grandeza do atrito e da adesão mobilizados na face da parede depende:
a) Dos parâmetros de resistência do terreno;
b) Das propriedades de atrito da interface parede-terreno;
c) Da direcção e da grandeza do movimento relativo entre a parede e o terreno;
d) Da capacidade da parede para suportar as forças verticais associadas ao atrito e à adesão.
A grandeza das tensões de corte que podem
ser mobilizadas na interface entre a parede e o terreno é
limitada pelos parâmetros d (ângulo de atrito entre o
terreno e a parede) e a (adesão) desta interface. Para uma
parede completamente lisa δ = 0 e a = 0, e para uma parede de alta
rugosidade δ = 
e a = c, sendo e c o ângulo de atrito
e a coesão do terreno, respectivamente.
Numa cortina de estacas pranchas de betão
ou aço, suportando areia ou cascalho, pode normalmente
assumir-se δ = k e a = 0, em que , devido à
perturbação na interface entre o terreno e a parede, não
deve exceder o ângulo de atrito do terreno correspondente ao
estado crítico, e k não deve exceder o valor de 2/3 para
betão pré-fabricado e estacas pranchas de aço, podendo
tomar o valor de 1 para betão moldado contra o terreno. Para
uma cortina de estacas pranchas de aço em argila em
condições não drenadas deve em geral adoptar-se 
= 0 e a = 0
imediatamente após a cravação. A recuperação da
resistência pode necessitar de um determinado período de
tempo.
3. A grandeza e direcção dos valores de cálculo dos impulsos de terras devem ser calculadas de acordo com o estipulado no Quadro 1 do Regulamento de Fundações, utilizando valores de cálculo dos parâmetros do terreno apropriados ao estado limite em consideração.
RA O valor de cálculo de um impulso de terras num estado limite último é geralmente diferente do seu valor num estado limite de utilização. Estes dois valores são determinados a partir de cálculos com diferenças fundamentais. Em consequência, quando expresso como uma acção, o impulso de terras não pode ser caracterizado por um só valor característico.
4. No caso de estruturas de suporte de maciços rochosos, o cálculo das pressões do terreno deve ter em conta o efeito das descontinuidades, com particular atenção para a sua orientação, abertura, rugosidade e características mecânicas de eventual material de enchimento.
5. No caso de estruturas de suporte de terrenos expansivos, o cálculo do impulso de terras deve ter em conta a expansibilidade do terreno.
RA As pressões de expansão de solos coesivos dependem da plasticidade, do teor em água de colocação e das condições de fronteira em termos hidráulicos.
Artigo 32.º
(Impulsos de terras em repouso)
Caso não exista movimento da parede relativamente ao terreno, o impulso de terras deve ser calculado a partir do estado de tensão em repouso. A determinação do estado de tensão em repouso deve ter em conta a história de tensões do terreno.
RA Em geral, existem condições em repouso no terreno suportado por uma estrutura, quando o movimento da estrutura é inferior a 5x10 -5 h para solos normalmente consolidados, sendo h a altura da estrutura de suporte.
Para uma superfície do terreno horizontal, o coeficiente de impulso em repouso Ko, que expressa a relação entre as tensões efectivas horizontal e vertical associadas ao peso próprio do terreno, pode ser determinado pela seguinte expressão:
em que '
é o ângulo de atrito do terreno em termos de tensões
efectivas e roc representa o grau de
sobreconsolidação. Esta expressão não deve ser utilizada
para valores de roc muito elevados.
Se a superfície do terreno é inclinada,
fazendo um ângulo ß com a horizontal e se ß <= ', a componente horizontal da tensão efectiva no
terreno, o'h0, pode ser relacionada com a tensão
efectiva correspondente ao peso dos terrenos sobrejacentes
através do coeficiente K0ß dado por:
K0ß = K0 (1+sinß)
A direcção do impulso de terras pode então ser considerada paralela à superfície do terreno.
Artigo 33.º
(Valores limites dos impulsos de terras)
1. Os valores limites dos impulsos de terras são os impulsos passivos e activos que ocorrem quando a resistência ao corte do terreno é totalmente mobilizada e não há qualquer impedimento ao tipo e à grandeza dos movimentos do terreno ou da parede para tal necessários.
2. Quando escoras, ancoragens ou elementos similares imponham condicionamentos cinemáticos à estrutura, os valores limites conduzem apenas a distribuições das pressões de terras possíveis e não necessariamente à mais adversa (ou económica).
3. Deve demonstrar-se que é possível atingir equilíbrio vertical para as distribuições de pressões de terras adoptadas. Caso contrário, os parâmetros de resistência por atrito na interface com a parede têm de ser reduzidos de um dos seus lados.
Artigo 34.º
(Valores intermédios dos impulsos de terras)
Ocorrem valores intermédios dos impulsos de terras quando os movimentos da parede são insuficientes para mobilizar os valores limites. A determinação do valor intermédio do impulso de terras deve ter em conta a grandeza do movimento da parede e a sua direcção relativamente ao terreno.
RA O movimento necessário para o desenvolvimento de um estado limite activo num terreno não coesivo pelo menos medianamente denso, é da seguinte ordem de grandeza:
a) Rotação em torno do topo - 0,002 h;
b) Rotação em torno do pé - 0,005 h;
c) Movimento de translação - 0,001 h;
sendo h a altura do muro.
Os valores intermédios dos impulsos de terras podem ser calculados, por exemplo, por meio de diversas regras empíricas, de métodos utilizando apoios elásticos ou de modelos de elementos finitos.
Artigo 35.º
(Efeitos da compactação)
1. Verifica-se um aumento do impulso das terras caso o material de enchimento do tardoz da parede seja colocado por camadas e compactado. A determinação do aumento do impulso de terras deve ter em conta o processo de compactação.
RA Observações de obras indicam que a pressão adicional depende da energia aplicada, da espessura das camadas compactadas e da trajectória do equipamento de compactação. Contudo, verifica-se uma redução das pressões desenvolvidas quando a camada seguinte é colocada e compactada. Uma vez estando o aterro concluído, o impulso adicional associado à compactação actua apenas na parte superior da parede.
2. Devem utilizar-se procedimentos de compactação adequados durante a construção, com o objectivo de evitar impulsos de terras excessivos que podem conduzir a movimentos também excessivos da estrutura.
Artigo 36.º
(Pressões da água)
1. A determinação dos valores de cálculo das pressões da água deve ter em conta os níveis de água acima da superfície do terreno e o nível freático.
2. Para a verificação em relação aos estados limites últimos e de utilização, as pressões da água devem ser consideradas nas combinações de acções de acordo com o artigo 11.º do Regulamento de Fundações e com o n.º 3 do artigo 30.º do presente regulamento.
3. Para estruturas suportando solos de permeabilidade média ou baixa (siltes e argilas), deve admitir-se que as pressões da água no tardoz da parede correspondem a uma posição do nível freático não inferior ao topo do material pouco permeável, a menos que seja instalado um sistema de drenagem fiável ou que a infiltração seja evitada.
4. Caso ocorram variações súbitas do nível da água, devem examinar-se tanto as condições em regime transitório, que ocorrem imediatamente após a variação do nível da água, como em regime permanente.
5. Quando não forem tomadas medidas especiais preventivas do escoamento ou de drenagem, devem considerar-se os possíveis efeitos do preenchimento por água de fendas de tracção ou de retracção.
RA Nestas circunstâncias, no caso de solos coesivos, o valor de cálculo da pressão total não deve em geral ser inferior às pressões da água, considerando que estas crescem a partir de um valor nulo à superfície do terreno.
SECÇÃO V
Verificação em relação aos estados limites últimos
Artigo 37.º
(Generalidades)
1. No projecto de estruturas de suporte a verificação da segurança em relação aos estados limites últimos deve ser efectuada usando as acções e combinações apropriadas para esse estado limite, conforme especificado na Secção II deste capítulo.
2. Todos os estados limites relevantes devem ser considerados.
RA Como mínimo, devem considerar-se os estados limites dos tipos ilustrados nas figuras 1 a 6 para os tipos mais comuns de estruturas de suporte.
3. Os cálculos para os estados limites últimos devem verificar que é atingido equilíbrio usando os valores de cálculo das acções e das resistências, tal como especificado nos artigos 11.º e 12.º do Regulamento de Fundações. A compatibilidade dos movimentos dos materiais envolvidos no cálculo deve ser tida em conta na determinação dos valores de cálculo das resistências.
4. Devem considerar-se os valores de cálculo inferior e superior da resistência do terreno e utilizar o que for mais desfavorável.
5. Podem ser usados métodos de cálculo que têm em consideração a redistribuição das pressões de terras de acordo com os valores relativos dos deslocamentos e das rigidezes do terreno e dos elementos estruturais.
6. No caso de solos finos deve considerar-se o seu comportamento a curto e a longo prazo.
7. No caso de paredes sujeitas a pressões de água diferenciais deve verificar-se a segurança relativamente à instabilidade hidráulica (erosão).
Artigo 38.º
(Estabilidade global)
Quando tal for relevante devem aplicar-se os princípios enunciados no capítulo IV deste regulamento para demonstrar que não ocorrerá rotura por perda de estabilidade global e que os movimentos correspondentes são suficientemente reduzidos.
RA No mínimo, devem ser considerados os modos de rotura ilustrados na figura 1, tomando em consideração a rotura progressiva e a liquefacção.
Figura 1. Exemplos de estados limites últimos de estruturas de suporte por perda de estabilidade global
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Artigo 39.º
(Rotura da fundação em muros de gravidade)
Quando for relevante devem ser aplicados os princípios enunciados no capítulo V do Regulamento de Fundações para demonstrar que a possibilidade de rotura da fundação é suficientemente pequena e que os movimentos correspondentes são reduzidos. Deve considerar-se tanto a resistência ao carregamento do terreno como a resistência ao escorregamento.
RA No mínimo, devem ser considerados os modos de rotura ilustrados na figura 2.
Figura 2. Exemplos de estados limites últimos de muros de gravidade por rotura da fundação.
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Artigo 40.º
(Rotura por rotação em cortinas)
1. Deve demonstrar-se por cálculos que considerem as condições de equilíbrio, que a penetração das cortinas no terreno é suficiente para impedir a rotura por rotação.
RA No mínimo, devem ser considerados os modos de rotura ilustrados na figura 3.
Figura 3. Exemplos de estados limites últimos por rotação de cortinas
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2. A grandeza e o sentido das tensões tangenciais de cálculo entre o terreno e a cortina devem ser consistentes com os deslocamentos verticais relativos susceptíveis de ocorrer na situação em apreciação.
Artigo 41.º
(Rotura vertical em cortinas)
1. Deve demonstrar-se que se atingem condições de equilíbrio vertical usando os valores de cálculo da resistência do terreno e das forças verticais aplicadas na cortina.
RA No mínimo, deve ser considerado o modo de rotura ilustrado na figura 4.
Figura 4. Exemplo de estado limite último de cortinas por perda de equilíbrio na vertical
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2. Para consideração do movimento descendente da cortina, devem usar-se os valores de cálculo superiores das forças de pré-esforço, tais como as forças em ancoragens, as quais têm uma componente vertical de sentido descendente.
3. A grandeza e o sentido das tensões tangenciais de cálculo entre o terreno e a cortina devem ser consistentes com a verificação em relação à rotura por rotação.
RA As verificações relativas aos equilíbrios vertical e rotacional devem ser efectuadas com os mesmos valores das tensões tangenciais de cálculo na cortina.
4. No caso de a cortina funcionar como fundação de uma estrutura, as condições de equilíbrio vertical devem ser verificadas usando os princípios estabelecidos no capítulo VI do Regulamento de Fundações.
Artigo 42.º
(Cálculo estrutural das estruturas de suporte)
1. As estruturas de suporte, incluindo os respectivos elementos estruturais de apoio, tais como ancoragens e escoras, devem ser sujeitas a verificação relativamente à rotura estrutural, de acordo com o enunciado no capítulo II do Regulamento de Fundações. Deve demonstrar-se que é possível atingir condições de equilíbrio sem serem excedidas as resistências de cálculo da parede e dos elementos estruturais de apoio, tais como ancoragens e escoras.
RA No mínimo, devem ser considerados os modos de rotura ilustrados na figura 5.
2. Deve demonstrar-se, para cada estado limite último, que é possível mobilizar as resistências necessárias no terreno e na estrutura com movimentos compatíveis.
RA Nos elementos estruturais, deve considerar-se a redução de resistência com a deformação devido a efeitos tais como a fendilhação de secções não armadas, grandes rotações em rótulas plásticas ou instabilidade por encurvadura local de secções de aço. No terreno, deve considerar-se a redução de resistência devida à dilatância dos solos granulares densos e à formação de superfícies polidas em argilas.
Artigo 43.º
(Rotura por arranque de ancoragens)
Deve demonstrar-se que é possível atingir condições de equilíbrio sem rotura por arranque das ancoragens.
RA As ancoragens injectadas pré-esforçadas devem ser projectadas de acordo com a secção VII deste capítulo. No mínimo, devem considerar-se os modos de rotura ilustrados na figura 6 (a, b, c).
No caso de ancoragens passivas (tipo
placa), deve considerar-se o modo de rotura ilustrado na figura
6 (d). O cálculo da resistência ao arranque da
ancoragem deve ser baseado na resistência passiva,
considerando nulo o ângulo de atrito, entre a placa e o terreno.
No caso de ancoragens com espaçamento reduzido, formando conjuntos paralelos ou que se interpenetram, deve considerar-se a interacção entre as ancoragens e a possibilidade de rotura de todo o conjunto.
Figura 5. Exemplos de estados limites últimos de estruturas de suporte devido a rotura estrutural
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Figura 6. Exemplos de estados limites últimos devido a rotura por arranque de ancoragens
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SECÇÃO VI
Verificação em relação aos estados limites de utilização
Artigo 44.º
(Generalidades)
O projecto de estruturas de suporte deve incluir a verificação relativamente aos estados limites de utilização, considerando as situações indicadas na secção II deste capítulo.
Artigo 45.º
(Deslocamentos)
1. Os valores limites dos deslocamentos admissíveis das paredes e do terreno adjacente devem ser escolhidos de acordo com o estabelecido no capítulo II do Regulamento de Fundações, tendo em conta as tolerâncias das estruturas suportadas e de outras infra-estruturas em relação a deslocamentos.
2. Deve ser sempre efectuada, com base em experiência comparável, uma estimativa prudente das distorções e deslocamentos da estrutura de suporte e dos seus efeitos nas estruturas suportadas e outras infra-estruturas. Esta estimativa deve incluir os efeitos da construção da parede. Deve verificar-se que os deslocamentos estimados não excedem os valores limites.
3. Caso a estimativa prudente inicial dos deslocamentos exceda os valores limites, o projecto deve ser justificado por meio de métodos mais aprofundados, incluindo cálculos de deslocamentos.
4. Caso os deslocamentos estimados excedam 50% dos valores limites respectivos, devem ser usados métodos mais aprofundados, incluindo cálculos de deslocamentos, nas seguintes situações:
a) Quando as estruturas e infra-estruturas vizinhas são especialmente sensíveis a deslocamentos;
b) Quando a parede suporta mais de 6 m de solos de baixa plasticidade ou de 3 m de solos muito plásticos;
c) Quando a parede é suportada por argila mole ao longo da sua altura ou sob a sua base;
d) Quando não existe experiência comparável.
5. Os cálculos de deslocamentos devem ter em consideração as rigidezes do terreno e dos elementos estruturais e a sequência construtiva.
RA O comportamento dos materiais admitido nos cálculos de deslocamentos deve ser calibrado mediante experiência comparável com o mesmo modelo de cálculo. Se se assumir comportamento linear, as rigidezes adoptadas para o terreno e para os materiais estruturais devem ser apropriadas para o nível de deformação calculado. Em alternativa, podem utilizar-se modelos completos de tensão-deformação dos materiais.
Artigo 46.º
(Vibrações)
O estipulado no artigo 65.º do Regulamento de Fundações aplica-se igualmente a estruturas de suporte.
Artigo 47.º
(Estados limites de utilização em elementos estruturais)
Os valores de cálculo dos impulsos de terras para verificação dos elementos estruturais relativamente aos estados limites de utilização devem ser obtidos usando valores característicos de todos os parâmetros do terreno.
RA A determinação dos valores de cálculo dos impulsos de terras deve ter em conta o estado de tensão inicial, a rigidez e a resistência do terreno, e a rigidez dos elementos estruturais.
Os valores de cálculo dos impulsos de terras devem ser determinados tomando em consideração os movimentos admissíveis da estrutura no estado limite de utilização. Aqueles valores de cálculo não são necessariamente os correspondentes aos impulsos passivos e activos.
SECÇÃO VII
Ancoragens
Artigo 48.º
(Âmbito)
Esta secção diz respeito a todos os tipos de ancoragens usadas para apoio de estruturas de suporte, por meio da transmissão de uma força de tracção a uma dada formação portante de solo ou rocha.
RA Tais ancoragens incluem:
a) Sistemas compostos por uma cabeça de ancoragem, um comprimento livre e um comprimento fixo de ancoragem, estabelecido por injecção de calda;
b) Sistemas compostos por uma cabeça de ancoragem e um comprimento fixo, mas sem um comprimento livre (pregagens);
c) Sistemas compostos por uma cabeça de ancoragem, um comprimento livre e uma placa ou elemento similar de aço ou betão armado;
d) Sistemas compostos por um elemento helicoidal introduzido no terreno por rotação e um encabeçamento.
As ancoragens podem ser utilizadas como elementos provisórios ou definitivos de uma estrutura de suporte.
Artigo 49.º
(Projecto de ancoragens)
1. O projecto de ancoragens deve ter em consideração todas as situações susceptíveis de ocorrer durante a vida da ancoragem. Em ancoragens definitivas devem ter-se em atenção a corrosão e a fluência.
RA Devem ser usados preferencialmente os sistemas de ancoragem para os quais exista experiência documentada de bom comportamento a longo prazo no que respeita às características mecânicas e à durabilidade.
2. O reconhecimento do terreno realizado previamente ao projecto e à execução das ancoragens deve incluir as formações do terreno fora do local da obra propriamente dita onde as forças de tracção vão ser transmitidas.
3. As ancoragens só podem ser consideradas provisórias quando se destinem a fases de construção e o seu período de utilização não exceda os 2 anos.
4. Para a verificação de ancoragens relativamente aos estados limites últimos, devem analisar-se três modos de rotura:
a) Rotura da armadura ou da cabeça da ancoragem por ter sido excedida a resistência dos respectivos materiais ou rotura das ligações entre os elementos;
b) Rotura da ancoragem na interface entre a armadura e a calda de injecção ou na interface entre a calda de injecção e o terreno; a resistência de cálculo ao arranque deve ser superior à carga de cálculo da ancoragem;
c) A rotura por perda de estabilidade global da estrutura incluindo as ancoragens, de acordo com os princípios enunciados na secção V deste capítulo.
RA A resistência ao arranque para uma dada situação considerada no projecto depende da geometria da ancoragem, sendo a transmissão de tensões para o terreno circundante influenciada pela técnica de execução. Isto é particularmente relevante no caso de ancoragens injectadas em que têm importância o método de injecção e, em menor grau, a técnica de furação utilizada e o método de limpeza do furo.
5. As armaduras de aço de alta resistência e de aço ordinário devem ser dimensionadas de acordo com o Regulamento de Estruturas de Betão Armado e Pré-Esforçado.
RA O comprimento livre mínimo da ancoragem deve ser de cerca de 5 m.
Artigo 50.º
(Considerações sobre a construção)
1. A ligação entre o tirante e a parede deve ser susceptível de acomodar os movimentos que ocorram durante a vida da obra.
2. As ancoragens definitivas devem ser protegidas contra a corrosão ao longo de todo o comprimento do tirante e na cabeça da ancoragem. Devem ser tidas em consideração as condições do ambiente durante o período de vida da ancoragem.
RA Os critérios abaixo indicados devem ser considerados como níveis indicativos que, se forem ultrapassados, implicam a tomada de precauções especiais contra a agressividade da água ao betão ou às caldas de injecção:
a) Valores de ph - menos que 5,5;
b) Dióxido de carbono, CO2 - mais que 40 mg/l;
c) Amónia, NH4 - mais que 30 mg/l;
d) Magnésio - mais que 1000 mg/l;
e) Sulfato, SO4 - mais que 200 mg/l;
f) Dureza - menos que 30 mg de CaO/l.
Em ancoragens definitivas, além da protecção contra a corrosão, é em geral necessária uma protecção mecânica para evitar a danificação da protecção contra a corrosão durante a operação de transporte, instalação e tensionamento.
Artigo 51.º
(Ensaios de ancoragens)
1. A resistência de uma ancoragem deve ser estimada a partir de ensaios e da experiência local. Podem efectuar-se os seguintes ensaios em ancoragens na obra:
a) Ensaios prévios;
b) Ensaios de recepção.
2. Os ensaios prévios devem ser efectuados antes do início da obra propriamente dita ou em ancoragens seleccionadas durante a construção, com o objectivo de avaliar a adequação do sistema de ancoragem para garantir a resistência necessária para as condições do terreno existentes. Estes ensaios permitem também estabelecer critérios para os ensaios de recepção.
3. Devem efectuar-se ensaios de recepção para demonstrar que cada uma das ancoragens instaladas tem a resistência admitida no projecto.
4. O método de construção das ancoragens submetidas aos ensaios prévios na obra deve ser completamente documentado de acordo com o artigo 54.º
5. Entre a construção de uma ancoragem e o início de um ensaio de carga deve decorrer um intervalo de tempo adequado que permita assegurar que foi atingida a resistência exigida da ligação entre o tirante e a calda de injecção (ou, quando apropriado, entre a calda de injecção e o tubo envolvente) e entre a calda de injecção e o terreno.
6. Deve ser verificado que todo o equipamento e aparelhos de medida usados para ensaio das ancoragens é suficientemente sensível e preciso e se encontra em perfeitas condições de funcionamento.
Artigo 52.º
(Ensaios prévios)
1. Deve ser efectuado pelo menos um ensaio prévio para cada condição de terreno e método de construção, excepto se existir experiência comparável.
RA Em grandes obras envolvendo ancoragens, o número de ensaios prévios deve ser pelo menos 1% para ancoragens provisórias em que uma eventual rotura não acarrete consequências muito importantes, e pelo menos 2% para ancoragens definitivas ou para ancoragens provisórias cuja rotura acarrete consequências muito importantes.
2. A duração do ensaio deve ser suficiente para assegurar que as forças de pré-esforço ou os deslocamentos por fluência estabilizem dentro de limites aceitáveis.
3. Para estimar o valor característico da resistência da ancoragem, Rak, a partir dos valores medidos em um ou mais ensaios prévios, Ra, deve ter-se em conta a variabilidade do terreno e dos efeitos do método construtivo. Como requisito mínimo, ambas as condições a) e b) do quadro 1 devem ser satisfeitas ao aplicar a equação:
|
Rak = |
Ra |
| ξ |
Quadro 1. Coeficientes de conversão ξ para obtenção de Rak
| Número de ensaios prévios | 1 | 2 | >2 |
| a) Coeficiente ξ afectando o valor médio de Ra | 1,5 | 1,35 | 1,3 |
| b) Coeficiente ξ afectando o valor mínimo de Ra | 1,5 | 1,25 | 1,1 |
A resistência da ancoragem, Ra, obtida a partir dos ensaios prévios, deve ser igual à menor das forças correspondentes aos primeiros dois modos de rotura referidos no n.º 4 do artigo 49.º e à carga limite de fluência.
RA Na interpretação dos ensaios prévios, deve tentar-se separar a componente sistemática da componente aleatória da variabilidade do terreno.
As variações sistemáticas podem ser tomadas em consideração mediante a divisão do local em diferentes zonas homogéneas, ou mediante a definição de uma tendência global em função da posição no local da obra. Os registos de construção das ancoragens a ensaiar devem ser verificados, devendo tomar-se em consideração qualquer desvio em relação às condições normais de execução. Tais desvios podem ser em parte tomados em conta através de uma adequada escolha das ancoragens a ensaiar.
4. A resistência de cálculo da ancoragem, Rad, deve ser obtida a partir da equação:
| Rad = | Rak |
| γm |
em que γm = 1,25 para ancoragens temporárias e γm = 1,5 para ancoragens permanentes. A resistência de cálculo deve então ser comparada com o valor de cálculo da maior força que vai ser suportada pela ancoragem, correspondente a um estado limite último.
5. O programa dos ensaios prévios, particularmente no que respeita ao número e duração dos escalões de carga e à aplicação de ciclos de carga e descarga, deve permitir o estabelecimento de conclusões sobre a resistência da ancoragem, a carga limite de fluência e o comprimento livre aparente.
Artigo 53.º
(Ensaios de recepção)
1. Todas as ancoragens injectadas têm de ser sujeitas a um ensaio de recepção antes de serem colocadas em serviço e blocadas.
2. Os ensaios de recepção devem ser efectuados de acordo com procedimentos normalizados e critérios de aceitação definidos a partir dos resultados dos ensaios prévios, com o objectivo de demonstrar a capacidade de cada ancoragem suportar a máxima carga de cálculo correspondente a um estado limite.
3. O programa dos ensaios deve permitir a confirmação do comprimento livre aparente do tirante e de que a relaxação da força da ancoragem depois da blocagem é suficientemente reduzida.
RA Os ensaios de recepção podem ser usados para pré-esforçar a ancoragem por forma a minimizar a futura relaxação da força na ancoragem.
Artigo 54.º
(Supervisão da construção e observação)
1. Deve existir e estar disponível na obra um plano de execução das ancoragens contendo as especificações técnicas relativas ao sistema de ancoragem utilizado.
RA O plano de execução das ancoragens deve incluir a seguinte informação, quando apropriado:
a) O tipo de ancoragem e a respectiva designação;
b) O número de ancoragens;
c) A localização e orientação de cada ancoragem e as tolerâncias de posicionamento;
d) O comprimento das ancoragens;
e) A data e a hora de instalação de cada ancoragem;
f) Para ancoragens injectadas: o material, a pressão, o volume de calda injectada, o comprimento injectado e a hora de injecção;
g) A resistência exigida para a ancoragem;
h) A instalação da protecção contra a corrosão escolhida;
i) O processo construtivo (furação, colocação, selagem e tensionamento);
j) Os obstáculos conhecidos;
l) Quaisquer outros condicionalismos relevantes.
2. Deve observar-se a execução de todas as ancoragens e proceder-se ao registo, no local da obra, das observações efectuadas, à medida que as ancoragens vão sendo executadas. Para cada ancoragem deve existir um registo devidamente assinado.
3. Caso a inspecção levante dúvidas relativamente à qualidade de ancoragens executadas, deve proceder-se a investigações adicionais para determinar a qualidade das mesmas.
4. Os registos devem ser guardados depois de concluída a obra. Os desenhos de construção devem ser compilados depois de concluída a execução das ancoragens e conservados com os documentos de construção. Os certificados de todos os materiais e as suas propriedades relevantes devem igualmente ser mantidos.