Você está procurando a construção de sistemas de segurança para escavações?
O sistema de suporte de madeira é um método mais comumente utilizado para proteger taludes escavados na construção porque é mais econômico em comparação com outras técnicas. No entanto, existem limitações como alturas de apoio mais baixas, pelo que a sua aplicação é até certo ponto limitada.
Neste artigo discutimos a análise, projeto e detalhamento do sistema de suporte. O sistema de suporte destina-se a proteger os aterros escavados e, sobretudo, a minimizar o impacto nas estruturas adjacentes e as quedas dos aterros. O processo de projeto é expresso com um cálculo de projeto.
Projeto de sistemas de segurança em escavação: exemplo prático
Suposições e parâmetros
A análise e o projeto consideraram as seguintes suposições e dados de projeto.
- Altura ao nível do lençol freático a partir do nível do solo acabado 2 m
- Densidade do concreto 25 kN/m3
- Densidade do solo 18 kN/m3
- Densidade do solo saturado 20 kN/m3
- Densidade do solo submerso 10 kN/m3
- Densidade da água 10 kN/m3
- Ângulo de atrito com o solo 300 (O ângulo de atrito médio é considerado para o poço 01. Como o ângulo de atrito de algumas camadas é zero, os valores acima são assumidos.
- Largura do perfil de aço 150mm
Arranjo estrutural do sistema de suporte
Os perfis de aço (ferro H) são colocados a uma distância de 1,2 m para atingir uma profundidade de escavação de 4 m. Placas de aço são colocadas entre as barras de ferro H para manter a terra no lugar.
Figura 01: Disposição do sistema de escoramento
Figura 02: Detalhe típico de escavação
Análise estrutural de sistemas de suporte – sistemas de suporte de escavação
A análise estrutural do sistema de suporte é realizada de acordo com as diretrizes do Manual de Valas e Escoramento da Califórnia. O ângulo de atrito médio é assumido como sendo 30.0 nesta análise. Como o ângulo de atrito varia, valores médios são assumidos no projeto.
Se a largura efetiva for 1,2 m acima da linha da escavadeira, abaixo da linha da escavadeira será 150 mm (largura do ferro H).
Portanto, o método de conversão é considerado para determinar a largura efetiva equivalente.
Além disso, o efeito arco é considerado nesta análise para aumentar a capacidade de carga do ferro H abaixo da linha da escavadeira. A Figura 03 mostra a distribuição de pressão do sistema de suporte.
Figura 03: Distribuição de pressão
Carga útil e pressão da água acima da linha de escavação não é levado em consideração no cálculo, pois este cálculo é realizado para verificar se este sistema é aplicável às profundidades de escavação propostas.
Os seguintes fatores foram levados em consideração durante o projeto
Ajuste para efeito protuberante
Capacidade de protuberância = 0,08φ (≤ 3,00)
Ajuste para largura da pilha = (largura efetiva) x 0,08φ (≤ 1,00)
Fator de curvatura (f) = 0,08φ (largura efetiva da pilha)/ (espaçamento entre pilhas) ≤ 1,0)
Fator de curvatura (f) = 0,08φ (largura efetiva da pilha)/ (espaçamento entre pilhas) ≤ 1,0
Cálculos
A seguir está o método de cálculo para determinar a profundidade de embutimento necessária do perfil de aço para suportar a pressão ativa exercida pela sola acima da linha da escavadeira.
Cálculo de parâmetros de projeto
Ângulo de atrito com o solo = 300
Ka = (1-Pecado φ ) / 1+pecado φ ) = (1-Sen 30) / 1+Sen 30) = 0,333
Kp = (1+Sin φ ) / 1-pecado φ ) = (1+Sen 30) / 1-Sen 30 ) = 3.000
Capacidade de protuberância = 0,08φ (≤ 3,00) = 0,08 x 30 = 2,4 <3
Ajuste para largura da pilha = (largura efetiva) x 0,08φ (≤ 1,00) = 0,15 x 0,08 x 30 = 0,36 < 1
Fator de curvatura (f) = 0,08φ (largura efetiva da pilha)/ (espaçamento entre pilhas) ≤ 1,0 = 0,08 x 30 x 0,15 / 1,2 = 0,3
Densidade do solo submerso = γsentado -γeu = 20 –10 = 10 kN/m3
As designações mostradas na Figura 3 e na Figura 3 aplicam-se a todas as designações aqui mencionadas.
Figura 04: Designações – distribuição de pressão
