Baixe NBR 9061-85 - Seguranca de escavação a céu aberto e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Ambiental, somente na Docsity!
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ABNT-Associação
Brasileira de
Normas Técnicas
SET 1985^ NBR 9061
Segurança de escavação a céu aberto
Palavras-chave: Escavação. Segurança 31 páginas
Origem: Projeto NB-942/ CB-02 - Comitê Brasileiro de Construção Civil CE-02:004.06 - Comissão de Estudo de Segurança de Escavações NBR 9061 - Safety - Open-pit excavation - Procedure Reimpressão da NB-942 de JUN 1985
SUMÁRIO
1 Objetivo 2 Documentos complementares 3 Definições 4 Condições gerais 5 Projeto 6 Proteção das escavações 7 Escavações taludadas 8 Escavações protegidas 9 Escavações em solo 10 Escavações em rocha 11 Medidas de proteção aos operários 12 Escavações padronizadas 13 Acompanhamento e instrumentação
1 Objetivo
Esta Norma fixa as condições de segurança exigíveis a serem observadas na elaboração do projeto e execução de escavações de obras civis, a céu aberto, em solos e rochas, não incluídas escavações para mineração e túneis.
2 Documentos complementares
Na aplicação desta Norma é necessário consultar:
NBR 5629 - Estrutura ancorada no terreno - Ancora- gem injetada no terreno - Procedimento
NBR 6118 - Projeto e execução de obras de con- creto armado - Procedimento
NBR 6122 - Projeto e execução de fundações - Proce- dimento
Procedimento
NBR 6484 - Execução de sondagens de simples re- conhecimento dos solos - Método de ensaio
NBR 7190 - Cálculo e execução de estruturas de madeira - Procedimento
NBR 7250 - Identificação e descrição de amostras de solos obtidas em sondagens de simples reco- nhecimento dos solos - Procedimento
NBR 8044 - Projeto geotécnico - Procedimento
NBR 8800 - Projeto e execução de estruturas de aço de edifícios (método dos estados limites) - Procedi- mento
3 Definições
Para os efeitos desta Norma são adotadas as definições de 3.1. a 3.5.
3.1 Cortinas
Elementos estruturais destinados a resistir às pressões laterais devidas à terra e à água; são flexíveis e têm o pe- so próprio desprezível em face das forças atuantes.
3.2 Empuxo de terra
Ação produzida pelo maciço terroso sobre as obras com ele em contato. A variação dos empuxos em função dos deslocamentos é dada pela Figura 1.
Figura 1
3.3 Escora
Peça estrutural para amparar e suster. Trabalha funda- mentalmente à compressão.
3.4 Ficha
Trecho da cortina que fica enterrada no solo abaixo da cota máxima da escavação em contato com a cortina.
3.5 Talude
Superfície inclinada do terreno natural, de uma escavação ou de um aterro, conforme a Figura 2.
4.3 Edificações vizinhas e redes de utilidades públicas
É indispensável o levantamento topográfico do terreno, o levantamento das edificações vizinhas (tipo de funda- ções, cotas de assentamento das fundações, distância à borda da escavação) e das redes de utilidades públicas, não só para a determinação das sobrecargas como, também, no estudo das condições de deslocabilidade e deformabilidade que podem ser provocadas pela exe- cução da escavação. Os levantamentos devem abranger uma faixa, em relação às bordas, de pelo menos duas vezes a maior profundidade a ser atingida na escavação.
4.4 Observações da obra
O controle das edificações vizinhas e da escavação deve obedecer a um plano de acompanhamento, através de inspeção e de instrumentação adequada ao porte da obra e das edificações vizinhas.
a) inspeção:
- tem por finalidade observar qualquer evento cuja análise permite medidas preventivas ou considerações especiais para a segurança da obra;
b) instrumentação:
- visa a medida direta de grandezas físicas ne- cessárias à interpretação e previsão do desem- penho das obras, com referência aos critérios de segurança e econômicos adotados na fase de projeto.
5 Projeto
5.1 Fases do projeto
O projeto tem grau de detalhamento variável com o tipo e característica de cada obra. Deve ser compatível com a NBR 8044 e pode desenvolver-se, de uma maneira geral, em quatro fases:
a) viabilidade;
b) projeto básico;
Figura 2
4 Condições gerais
4.1 Investigações geotécnicas-geológicas
Tais investigações são necessárias para a determinação das condições geológicas e dos parâmetros geotécnicos do terreno onde será executada a escavação. Devem ser executadas de acordo com as normas ABNT aplicá- veis, levando-se em consideração as peculiaridades da obra.
4.2 Águas subterrâneas
Esta Norma pressupõe que a presença de lençóis aqüífe- ros, existentes na região onde será executada a esca- vação, já foi devidamente estudada e equacionada de acordo com as normas ABNT aplicáveis.
5.6.3 A verificação de estabilidade deve ser feita pelos métodos de análise das tensões, métodos de equilíbrio limites ou outros consagrados pela mecânica dos solos.
5.6.4 As superfícies de ruptura podem ser consideradas como formas planas, curvas, ou poligonais.
5.6.5 Nas escavações em encostas, devem ser tomadas precauções especiais para evitar escorregamentos ou movimentos de grandes proporções no maciço adjacente, devendo merecer cuidados a remoção de blocos e pedras soltas.
5.7 Fatores de segurança
5.7.1 O projeto de escavações deve adotar fatores de se- gurança, globais ou parciais, compatíveis em cada fase de seu desenvolvimento, considerando:
a) grau de conhecimento das solicitações e mate- riais a serem utilizados;
b) caracterização do subsolo pelos dados disponí- veis e sua dispersão;
c) complexidade das condições geotécnicas;
d) complexidade da execução do projeto;
e) confiabilidade dos métodos adotados, cálculos e execução;
f) permanência das condições previstas durante o tempo da existência da escavação;
g) conseqüências em caso de acidentes envolven- do danos materiais e humanos;
h) caráter transitório ou permanente.
5.7.2 No projeto de escavações, devem ser escolhidos métodos e processos de execução, tendo-se em vista obter o máximo grau de segurança.
5.7.3 Para os casos gerais, os coeficientes de segurança devem atingir no mínimo o valor de 1,5, sendo necessária a justificativa técnica para a adoção deste valor.
5.7.4 Para os casos especiais, fatores de segurança me- nores que 1,5 (no mínimo 1,2) podem ser aceitos se devi- damente comprovadas as características geotécnicas, geológicas e hidrológicas do terreno.
5.8 Fenômenos decorrentes das escavações
No projeto de escavações devem ser considerados os seguintes fenômenos:
a) escoamento ou ruptura do terreno de fundação;
b) descompressão do terreno de fundação;
c) carregamento pela água;
d) rebaixamento do nível d’água.
5.8.1 Escoamento ou ruptura do terreno de fundação
Quando a escavação atinge nível abaixo da base de fun- dações num terreno vizinho, este terreno pode deslocar- se para o lado da escavação produzindo recalques ou rupturas. Se a escavação não ultrapassa a cota de base das fundações vizinhas, pode ocorrer diminuição da pres- são normal confinante, causando deformação do terreno vizinho.
5.8.2 Descompressão do terreno de fundação
Quando a proteção das paredes de uma escavação se deslocar ou se deformar, pode causar perturbação no terreno de fundação vizinho, produzindo recalques pre- judiciais à construção.
5.8.3 Carregamento pela água
Quando a escavação tiver de atingir cota abaixo do nível d’água natural e houver necessidade de esgotamento, esta pode causar instabilidade ou mesmo carreamento das partículas finais do solo e solapamento do terreno das fundações vizinhas.
5.8.4 Rebaixamento do nível d’água
Quando o terreno for constituído de camada permeável sobrejacente a camadas moles profundas, deve ser veri- ficada a possibilidade de efeitos prejudiciais de recalques nas construções vizinhas, decorrentes do adensamento das camadas moles, provocadas pelo aumento, sobre estas, da pressão efetiva da eliminação da água na ca- mada permeável.
5.9 Documentação técnica
Durante toda a fase de execução e durante a existência da escavação, é indispensável ter-se no canteiro de obra um arquivo contendo os seguintes documentos:
a) resultados das investigações geotécnicas;
b) perfis geotécnicos do solo;
c) profundidade e dimensões da escavação, bem como as etapas a serem atingidas durante a exe- cução e reaterro;
d) condições da água subterrânea;
e) levantamento das fundações das edificações vi- zinhas e redes de serviços públicos;
f) projeto detalhado do tipo de proteção das pare- des da escavação;
g) caso haja necessidade das ancoragens penetra- rem em terrenos vizinhos, deve-se ter autoriza- ção dos proprietários para permitir a sua instala- ção.
5.10 Cálculo das cortinas
5.10.1 As cortinas são elementos estruturais e se destinam a resistir às pressões laterais devidas ao solo e à água. As cortinas diferem estruturalmente dos muros de sus- tentação por serem flexíveis e terem peso próprio despre- zível, em face das demais forças atuantes.
5.10.2 Baseado em seu tipo estrutural e esquema de car- regamento, as cortinas se classificam em dois grupos principais:
a) cortinas sem apoio ou em balanço;
b) cortinas apoiadas ou ancoradas.
5.10.3 Conforme a cortina tenha ou não uma pequena profundidade (ficha) abaixo da escavação, são ditas:
a) de extremidade livre;
b) de extremidade fixa.
5.10.4 Para o cálculo estrutural das cortinas, admite-se para os esforços atuantes a distribuição das pressões ativas e passivas, tal como prevêem as teorias consagra- das da mecânica dos solos.
5.10.5 Os elementos fundamentais a serem determinados são:
a) comprimento da ficha;
b) esforços atuantes nos apoios;
c) momentos fletores, esforços cortantes e normais.
5.10.6 Conhecidos estes valores, escolhe-se o tipo de cortina a ser utilizado bem como as suas dimensões, o que deve ser detalhado para todas as fases de execução.
6 Proteção das escavações
As medidas de proteção das paredes das escavações são adotadas com a finalidade de que, durante a exe- cução das escavações, não ocorram acidentes que pos- sam ocasionar danos materiais e humanos. As proteções adotadas são classificadas:
a) quanto à forma da proteção;
b) quanto ao tipo de apoio das cortinas;
c) quanto à rigidez estrutural das cortinas.
6.1 Classificação quanto à forma da proteção
Quanto à forma da proteção das paredes da escavação, para fins desta Norma, são classificadas em três grupos, a saber:
a) escavação taludada - com as paredes em talu- des;
b) escavação protegida - com as paredes protegi- das com estruturas denominadas “cortinas”;
c) escavação mista - com as paredes em taludes e paredes protegidas por cortinas.
6.1.1 Escavações taludadas
As escavações são executadas com as paredes em ta- ludes estáveis, podendo ter patamares (bermas ou plata- formas), objetivando somente melhorar as condições de estabilidade dos taludes. A fixação do ângulo de incli- nação dos taludes depende fundamentalmente das con- dições geotécnicas do solo.
6.1.2 Escavações protegidas
Quando as escavações não permitem ou justifiquem o emprego de taludes, as paredes são protegidas por cor- tinas como meio de assegurar a estabilidade das paredes da escavação. As cortinas usuais de proteção das pa- redes das escavações são dos seguintes tipos:
a) cortinas com peças de proteção horizontal apoia- das em elementos verticais introduzidos no solo, antes da escavação;
b) cortinas de estacas-pranchas, constituídas pela introdução no solo, antes da escavação, de pe- ças que se encaixam umas nas outras;
c) cortinas de estacas justapostas, constituídas por estacas executadas uma ao lado da outra, antes da escavação;
d) cortinas de concreto armado executadas com a utilização de lamas, antes da escavação;
e) cortinas e concreto armado ancoradas, executa- das à medida que a escavação vai sendo execu- tada.
6.1.3 Escavações mistas
Quando na mesma escavação são utilizadas paredes em taludes e paredes protegidas.
6.2 Classificação quanto à forma dos apoios
Quanto à forma de apoio das cortinas de proteção das escavações, para fins desta Norma são classificadas em quatro grupos, a saber:
a) cortinas escoradas;
b) cortinas ancoradas;
c) cortinas chumbadas;
d) cortinas em balanço.
6.2.1 Cortinas escoradas
Utilizam como apoio elementos estruturais horizontais ou inclinados dentro da área escavada, denominadas “escoras”.
6.2.2 Cortinas ancoradas
Utilizam como apoio elementos estruturais horizontais ou inclinados ancoradas no terreno através de injeções e protensão-ancoragens.
6.2.3 Cortinas chumbadas
Utilizam como apoio elementos estruturais horizontais ou inclinados, ancorados no terreno através de injeções, não protendidos, atuando passivamente.
6.2.4 Cortinas em balanço
Não utilizam apoios, possuem o topo livre. A sua estabili- dade é garantida pelo trecho que fica enterrado no solo abaixo da cota máxima de escavação, ou seja, pela ficha
8.1.1.2 As cortinas são sempre executadas de cima para baixo, devendo ser executadas progressivamente com a realização da escavação.
8.1.1.3 A escavação no trecho junto da cortina, em uma faixa de no mínimo 0,50 m, tem de ser executada manual- mente, a fim de possibilitar a colocação, um a um, dos elementos horizontais.
8.1.1.4 As cortinas deste tipo formam uma superfície con- tínua no trecho superior da escavação e um trecho des- contínuo (apenas os elementos verticais) abaixo do nível da escavação.
8.1.1.5 Para o cálculo considera-se o trecho abaixo do ní- vel da escavação, onde atua o empuxo passivo descon- tínuo, atuando apenas em um trecho igual a três vezes a largura do elemento estrutural vertical.
8.1.2 Elementos verticais
8.1.2.1 Os elementos estruturais verticais são introduzidos no solo por cravação ou colocados em furos executados previamente antes da execução da escavação. A execu- ção destes elementos deve obedecer à normalização contida na NBR 6122.
8.1.2.2 O seu comprimento deve ser determinado pelo cálculo dos esforços a que estão sujeitos, sendo que o comprimento abaixo da cota de escavação, denominado “Ficha”, deve ser de no mínimo 1,50m.
8.1.2.3 Se o elemento estrutural vertical for colocado em furos executados previamente no solo, após a sua co- locação o furo deve ser preenchido com a finalidade de se evitar vazios entre o elemento colocado e o solo natu- ral, de acordo com os critérios de projeto:
a) argamassa de cimento: quando se deseja um per- feito enchimento do furo;
b) próprio solo.
8.1.2.4 Quanto à natureza dos materiais utilizados para os elementos verticais, estes podem ser de:
a) perfis metálicos - laminados ou soldados;
b) concreto pré-moldado;
c) madeira.
Nota: A utilização destes materiais deve obedecer às normas pertinentes, respectivamente: NBR 8800, NBR 6118 e NBR 7190.
8.1.2.5 A forma da seção geométrica, bem como a natureza do material a ser utilizado, são determinadas pelo cálculo estrutural da peça. Considerando o seu melhor aproveita- mento nas condições como vai ser executada a esca- vação.
8.1.2.6 O espaçamento entre os elementos verticais é de- terminado em função do tipo de material e dimensões das peças horizontais que vão ser utilizadas entre eles, bem como em função dos empuxos atuantes na cortina.
8.1.2.7 Os elementos verticais podem ser solidarizados por vigas horizontais de solidarização. Os apoios da corti- na devem estar situados sobre a viga de solidarização, se esta existir.
8.1.2.8 O número de vigas de solidarização é determinado pelo cálculo da cortina e é igual ao número de linhas de apoios da cortina.
8.1.3 Elementos horizontais
8.1.3.1 Os elementos horizontais são colocados no solo entre os elementos verticais, apoiados nestes a montante e comprimidos contra o solo por meio de cunhas. Se não se utilizar cunhas, deve ser procedido um perfeito enchi- mento entre o elemento horizontal e o solo.
8.1.3.2 O comprimento, espessura e largura da peça de- vem ser determinados pelo cálculo estrutural em função dos esforços solicitantes a que estão sujeitos.
8.1.3.3 Quanto à natureza dos materiais, os mais utilizados são os seguintes:
a) madeira: pranchão;
b) concreto armado: peças pré-moldadas;
c) metálicos: chapas de aço.
8.1.3.4 Cada peça tem de ser colocada uma a uma, quando tiver sido escavado o correspondente à sua largura. No reaterro da cava procede-se analogamente para a re- tirada das peças quando for possível.
8.1.3.5 Para solos argilosos moles que sequer permitem escavar o correspondente à largura de uma prancha, devem-se utilizar chapas metálicas cravadas com reação de macacos hidráulicos e depois soldadas entre si, para não permitir a fuga de material pelas emendas das pranchas.
8.1.3.6 Entre as peças horizontais e o solo não pode existir vazios.
8.1.3.7 Para o caso de se querer evitar o carreamento de partículas de solo pela água, quando se utilizar pran- chões de madeira, deve-se colocar entre as juntas estopa, serragem ou capim e depois pregar uma ripa de madeira denominada “mata-junta”.
8.1.3.8 Quando se empregam peças horizontais de ma- deira, as peças devem ser solidarizadas entre si com a utilização de peças verticais de madeira com a finalidade de mantê-las unidas caso haja um acidente com vaza- mento de água, ruptura brusca de canos, provocando um vazio no solo por trás da cortina. Este acidente deve ser imediatamente sanado com o conserto do vazamento e preenchimento do solo por trás da cortina antes de se prosseguir na escavação.
8.2 Cortinas de estacas-pranchas
8.2.1 As cortinas deste tipo são constituídas pela cravação no solo, antes da escavação, de peças que se encaixam uma na outra, formando uma superfície de proteção contínua.
8.2.2 Quanto à natureza dos materiais utilizados para a confecção das estacas-pranchas, os mais usados são:
a) metálico;
b) concreto armado;
c) madeira.
8.2.3 A cravação das estacas-pranchas não pode ser exe- cutada totalmente uma a uma e sem uma seqüência, onde vai-se cravando um conjunto de peças a uma de- terminada profundidade, dependendo do tipo e natureza do solo, com cuidados requeridos para se manter o per- feito encaixe entre as peças.
8.2.4 Os apoios, escoras ou ancoragens só devem apoiar- se em vigas horizontais de solidarização das estacas- pranchas. Se estas não ficarem em contato direto com to- da a parede da cortina, o espaço intermediário entre a viga e a cortina deve ser preenchido; normalmente é uti- lizada uma argamassa de cimento.
8.2.5 O tipo de material e a forma do perfil da cortina são determinados pelo cálculo estrutural em função dos es- forços atuantes na cortina.
8.2.6 As cortinas deste tipo quanto a sua rigidez são consi- deradas flexíveis e são contínuas tanto no trecho do em- puxo ativo como no trecho do empuxo passivo.
8.3 Cortinas de estacas justapostas
8.3.1 As cortinas deste tipo são constituídas pela execução no solo antes da escavação, de estacas de concreto mol- dadas no solo ou pré-moldadas, executadas uma ao lado da outra sem encaixes.
8.3.2 As estacas podem ser tangentes ou secantes.
8.3.3 Neste tipo de cortina, durante a fase de execução da escavação tem de ser procedida uma inspeção deta- lhada para se verificar a continuidade da cortina no trecho escavado.
8.3.4 Durante a fase da escavação, se for constatada uma separação pronunciada entre estacas, deve-se proceder a um fechamento desta com concreto estrutural para se evitar fuga de material do solo.
8.3.5 As estacas são armadas para resistir aos esforços a que estão sujeitas.
8.3.6 Os apoios das cortinas são constituídos por vigas horizontais de solidarização, que devem ficar perfeita- mente apoiadas em todas as estacas.
8.3.7 As cortinas deste tipo, quanto a sua rigidez, são consideradas como semiflexíveis e são contínuas tanto no trecho do empuxo ativo como no trecho do empuxo passivo.
8.4 Cortinas de concreto armado executadas com a utilização de lamas (Parede diafragma)
8.4.1 Generalidades
8.4.1.1 As cortinas deste tipo são de concreto armado concretadoin situ ou pré-moldadas executadas dentro de valas perfuradas no solo, com equipamento e fer-
ramentas especiais apropriadas e simultânea circulação de uma suspensão estabilizadora - lama tixotrópica.
8.4.1.2 A cortina é executada antes do início da escavação.
8.4.1.3 As cortinas deste tipo, quanto à sua rigidez, são consideradas rígidas e são contínuas tanto no trecho do empuxo ativo como no trecho do empuxo passivo.
8.4.1.4 Durante a fase de escavação tem de ser procedida uma inspeção detalhada para se verificar a continuidade de cortina no trecho escavado.
8.4.1.5 Se for constatada uma falha de concretagem na cortina, no trecho escavado, deve-se proceder a um fe- chamento da abertura com concreto estrutural para se evitar a fuga de material do solo.
8.4.2 A lama de escavação
8.4.2.1 A lama de escavação é uma mistura em água de uma argila especial (bentonita) da família das montmori- lonitas de sódio (alcalina).
8.4.2.2 A concentração coloidal da mistura água + bento- nita deve ser obtida pela expressão:
x 100 (emporcentage m) 1000 Ldeágua
Cc =massadabentonita
8.4.2.3 A lama para a escavação deve apresentar a pro- priedade da tixotrópica, ou seja, um comportamento fluido quando agitada, mas é capaz de formar um gel quando em repouso.
8.4.2.4 A lama durante a escavação da vala deve ter as seguintes funções:
a) suportar a face da escavação;
b) formação de um selo para impedir a perda da lama no solo;
c) deixar em suspensão partículas sólidas do solo escavado, evitando que elas depositem no fundo da escavação.
8.4.2.5 A lama para a escavação é preparada numa ins- talação especial denominada “central de lama” e deve ter características especiais para poder ser utilizada na escavação.
8.4.2.6 As características físico-químicas obedecem:
a) concentração coloidal: 2% a 6%;
b) massa específica: 1,025 g/cm 3 a 1,106 g/cm^3 ;
c) teor de sólido em suspensão: 3% em volume;
d) pH da água filtrada: 7 a 11;
e) resíduo em peneira nº 200: 1%;
f) limite de liquidez: 440.
multaneamente deve ser colocada na cava, lama nova;
b) desarenação:
- a lama contaminada deve ser bombeada atra- vés de desarenadores, onde, por centrifugação, são separadas as partículas sólidas da lama, voltando esta para a cava. A operação deve ser feita até ser constatado, através de ensaios, que o teor de sólidos em suspensão está dentro das especificações da lama nova.
8.4.4.3 No tanque de decantação a lama deve ser deixada em repouso para que as partículas se depositem no fundo (decantado). Depois a lama deve ser bombeada através de desarenadores onde, por centrifugação, são separa- das as partículas sólidas restantes na lama.
8.4.4.4 Concluída a operação da troca da lama, efetua-se a limpeza de fundo da escavação da vala para se ter certeza que não houve deposição de partículas de areia no fundo da escavação.
8.4.5 Concretagem
8.4.5.1 A armadura é constituída por barras longitudinais e estribos montados em forma de gaiola. Em função da operação de manobra e içamento da gaiola, é indispen- sável que ela tenha ferros adicionais de enrijecimento para garantir a sua rigidez. Deve-se também prever alças de posicionamento para a gaiola da armadura ser co- locada dentro da escavação.
8.4.5.2 No detalhamento da gaiola da armadura, deve sempre ser considerado que a concretagem é submersa.
8.4.5.3 No caso da gaiola da armadura ser de grande comprimento, deve-se prever uma emenda que é efe- tuada durante a colocação desta na vala da escavação.
8.4.5.4 Terminada a operação de colocação da armadura na escavação, esta deve ser presa na mureta-guia, a fim de se evitar que suba, devido à tendência natural de su- bida do concreto na concretagem submersa.
8.4.5.5 O processo de concretagem é o submerso, ou seja, aquele executado de baixo para cima, de maneira contínua e uniforme.
8.4.5.6 O concreto utilizado na concretagem submersa tem como característica principal uma alta plasticidade - slump test entre 18 a 22. O consumo de cimento deve ser de no mínimo 400 kg/m^3 , e os agregados utilizados de- vem ser areia e brita 1.
8.5 Cortinas escoradas
8.5.1 Vigas de solidarização
8.5.1.1 São elementos estruturais destinados a materializar uma condição de apoio previsto nos cálculos das cortinas de proteção das escavações.
8.5.1.2 Quanto à natureza dos materiais utilizados para as vigas de solidarização, estes podem ser:
a) metálicos;
b) madeira;
c) concreto armado.
8.5.1.3 A forma da seção geométrica, bem como a natureza do material a ser utilizado são determinados pelo cálculo estrutural da peça.
8.5.1.4 As vigas de solidarização devem ficar totalmente apoiadas, em toda a sua extensão, na cortina. No caso de a cortina ser constituída de peças de proteção hori- zontal apoiadas em elementos verticais, a viga de so- lidarização só é apoiada nos elementos verticais.
8.5.1.5 A viga de solidarização deve ser calculada como viga contínua, e os esforços atuantes são as reações de apoio provocadas pelas cortinas.
8.5.2 Escoras
8.5.2.1 São elementos estruturais destinados a absorver os esforços horizontais da reação de apoio das cortinas de proteção das escavações.
8.5.2.2 Quanto à natureza dos materiais utilizados para as escoras, estes podem ser:
a) metálicos - perfis compostos, laminados ou sol- dados;
b) madeira;
c) concreto - elemento pré-moldado ou moldado no local.
8.5.2.3 A forma da seção geométrica da escora, bem como a natureza do material a ser utilizado são determinadas pelo cálculo estrutural da peça.
8.5.2.4 O principal esforço atuante nas escoras é o esforço de compressão; a peça deve ser verificada fundamental- mente aos esforços de flambagem.
8.5.2.5 Durante a execução da escavação, podem ocorrer casos de carregamentos verticais nas escoras (p.ex.: equipamentos de rebaixamento do nível d’água, passarelas para pessoas e transportes de materiais, depósito de materiais, etc.), portanto as peças devem ser verificadas também à flexão composta.
8.5.2.6 As escoras devem ser colocadas sob tensão, com a finalidade de se evitar uma deformação excessiva na cortina, para se diminuir o recalque superficial do solo adjacente.
8.5.2.7 As escoras podem ter os seus comprimentos de flambagem diminuídos com o emprego de apoios internos constituídos por peças horizontais, verticais, e inclinadas, formando com as escoras um nó indeslocável.
8.5.2.8 Quando a escavação é muito larga, para se evitar de escorar uma cortina contra a outra, pode-se recorrer ao procedimento de colocar as escoras apoiadas em trechos das estruturas já construídas.
8.5.2.9 Para o caso de escoras metálicas, quando o seu comprimento for maior que 10,00 m, deve ser feita uma verificação, considerando-se o efeito da variação de tem- peratura na escora.
8.5.2.10 Cada escora deve ser protegida nas suas extre- midades contra escorregamento, torção e deslocamento axial.
8.5.2.11 As posições das escoras devem ser determinadas levando-se em consideração a menor perturbação pos- sível na estrutura a ser construída na escavação.
8.5.2.12 As escoras devem ser inspecionadas com freqüência, principalmente após chuvas ou outras ocor- rências que aumentem o risco de desabamento.
8.6 Cortinas ancoradas
8.6.1 São cortinas delgadas de concreto armado, pré- moldadas ou não, que são fixadas ao terreno através de ancoragens protendidas instaladas no terreno.
Nota: O uso de ancoragens está normalizado pela NBR 5629.
8.6.2 As cortinas vazadas ou grelhas ancoradas são constituídas de vigas de concreto armado e ancoragens, sendo aplicadas em taludes de rocha fraturada ou como reforço de muros.
8.6.3 O número de apoios (ancoragens) da cortina anco- rada é calculado, devendo satisfazer aos seguintes cri- térios:
a) ruptura externa da cortina:
- ruptura onde o pé da cortina desloca-se para fora e o conjunto cortina-solo gira como um cor- po único, em torno do centro de rotação interior;
b) ruptura interna:
- ruptura caracterizada por superfície profunda, ao longo da qual o equilíbrio é investigado.
8.6.4 O sistema estático adotado para o cálculo estrutural considera as ancoragens como pontos de apoio da es- trutura.
8.6.5 Os processos executivos são os seguintes:
a) processo convencional (método ascendente):
- a escavação do terreno deve ser executada, deixando o talude com ângulo de inclinação ade- quado quanto à estabilidade e em época não chuvosa. Após a escavação, a estrutura é cons- truída, sendo o tardoz aterrado e incorporado à
camada drenante. O método é utilizado para ca- sos de trechos que necessitem de aterro.
Nota: As ancoragens podem ser instaladas antes ou du- rante a execução das fases citadas.
b) processo brasileiro:
- é a execução de cima para baixo (método des- cendente) em submuramento. Neste processo, que oferece segurança em taludes instáveis, em deslizamentos já ocorridos ou em processo de deslizamento, a obra é realizada em faixas hori- zontais. Utilizam-se as fases de execução cons- tantes do esquema da Figura 3.
Nota: O método é utilizado para trechos em corte.
8.6.6 As etapas na execução de cortinas são as seguintes:
8.6.6.1 Execução de cortinas em trechos que necessitem de corte no terreno
Deve ser programada de modo a não haver problema durante a execução da obra.
a) a cortina pode ser executada por faixas horizon- tais, conforme o esquema básico da Figura 3;
b) no caso de utilização de placas pré-moldadas as- sociadas às ancoragens, as placas devem ser pro- vidas de ferros de espera, para complementação posterior da cortina com enchimento, entre pla- cas, de concreto moldadoin loco (ver Figura 3). A superfície do concreto colocado previamente, e que é ligada ao concreto novo, deve ser apicoada e chanfrada de maneira adequada (emendas).
8.6.6.2 Execução de cortinas em trechos que necessitem de aterro
Deve-se obedecer o disposto a seguir:
a) na região onde deve ser lançado o aterro, o terre- no deve encontrar-se limpo, isto é, totalmente des- provido de mato, pedaços de madeira, etc.;
b) o lançamento de aterro deve ser sistemático, de acordo com a programação estabelecida, permi- tindo a imediata compactação do solo, evitando- se acúmulos de terra que, em períodos chuvosos, podem acarretar sérios problemas;
c) antes do início do serviço, deve-se observar se o período de cura do concreto foi obedecido, como também se todos os tirantes estão incorporados à cortina, inclusive os dispositivos de axialidade (cu- nhas, arruelas, etc.);
d) em hipótese alguma a terra deve ser lançada so- bre os tirantes instalados e sim nos intervalos cor- respondentes, sob o risco de dano aos tirantes;
e) quando o aterro atingir o nível dos tirantes, deve ser feita uma proteção adicional destes, através
FASE 1 - Escavação de nichos para colocação dos tirantes alternados (1ª fileira).
FASE 2 - Perfuração, colocação do tirante, injeção do furo, colocação da placa, protensão com esforço de ensaio, ancoragem da placa com esforço de incorporação.
FASE 3 - Repetição das operações das fases 1 e 2, com relação às placas restantes da 1 ª fileira.
FASE 4 - Concretagem da cortina na faixa relativa à 1ª fileira. Repetição das operações das fases 1 e 2, com relação às placas al- ternadas da 2ª fileira.
FASE 5 - Repetição das operações da fase 3, com relação às placas da 2 ª fileira, concre- tagem da cortina na faixa relativa à 2 ª fileira.
FASE 6 - Prosseguimento dos trabalhos da mesma maneira até a conclusão da cortina.
Figura 3
9 Escavação em solo
9.1 Generalidades
9.1.1 A seqüência executiva de escavação deve seguir integralmente o plano de escavação previsto no projeto.
9.1.2 É recomendável que se elabore seções transversais que sejam representativas da escavação a ser executada. Nestas seções devem constar informações sobre o tipo e qualidade do material a ser escavado.
9.1.3 Os métodos e equipamentos a serem utilizados de- pendem do tipo de material a ser escavado, seqüência prevista da execução e área do canteiro de obra.
9.1.4 Durante a execução de uma escavação pode-se encontrar obstáculos tais como árvores, raízes, blocos de rocha, fundações antigas. A retirada destes obstáculos deve ser efetuada com precaução, principalmente se for necessário o uso de explosivos.
9.1.5 Os acessos para permitir a entrada, circulação e saída de operários devem ser amplos e permanentemente desobstruídos, para permitir um fluxo contínuo de pessoas em casos de emergência.
9.1.6 Em uma escavação pode-se ter as seguintes dife- rentes operações:
a) escavação propriamente dita;
b) transporte do escavado: horizontal e vertical;
c) colocação de material (para aterro);
d) compactação.
9.1.6.1 Escavação propriamente dita
9.1.6.1.1 O material a ser escavado deve ser retirado por meios manuais ou mecânicos, da cava, com o devido cuidado para não provocar acidentes pessoais ou com materiais.
9.1.6.1.2 Para materiais arenosos deve-se verificar funda- mentalmente: ruptura hidráulica (fenômeno da areia movediça), carreamento ou fuga de partículas finas do material.
9.1.6.1.3 Para materiais argilosos muito moles deve-se verificar fundamentalmente a estanqueidade da proteção dos taludes adotada no projeto.
9.1.6.2 Transporte do escavado
O transporte deve ser feito com equipamentos adequados, sendo que o vertical é mais sujeito a acidentes; portanto, devem ser adotadas medidas para se evitar tais aci- dentes.
Nota: Quando a escavação é realizada em regiões urbanas, o transporte do escavado deve ser efetuado de modo a não provocar sujeira nas vias urbanas com a queda do material transportado.
9.1.6.3 Colocação de material (aterro)
A colocação do material para aterro deve seguir os mesmos cuidados que os adotados durante a escavação. Os materiais empregados devem ser sempre de qua- lidade igual ou superior ao existente no solo. Quando o solo for inconsistente ou mole, deve ser substituído por outro de melhor qualificação.
9.1.6.4 Compactação
As operações mecânicas ou manuais de compactação devem seguir o plano estabelecido no projeto.
9.2 Medidas de proteção
9.2.1 As escavações em regiões urbanas devem ser cercadas e sinalizadas com cartazes de advertência. Du- rante a noite devem ser colocados sinais luminosos.
9.2.2 As passarelas provisórias que se fizerem neces- sárias para a circulação de pessoas devem ser resistentes e ter guarda-corpo de ambos os lados.
9.2.3 As rampas de acessos que estejam sujeitas a uso constante devem ser sempre inspecionadas.
9.3 Escavações superficiais
Neste grupo estão incluídas as cavas de fundações e as valas para condutos e canais. Tais escavações exigem uma cuidadosa preparação e execução; só devem ser realizadas por especialistas que disponham dos ne- cessários conhecimentos e experiência para garantir uma correta execução.
9.3.1 Profundidade das escavações
9.3.1.1 Escavações até 1,50 m de profundidade podem, em geral, ser executadas sem especial segurança com paredes verticais. Isto se as condições de vizinhança e tipo de solo permitirem.
9.3.1.2 Escavações com mais de 1,50 m de profundidade devem, em geral, ser protegidas com taludes ou esco- ramento.
9.3.1.3 Para menores alturas pode ser necessária a utilização de proteção como nos casos de:
a) cargas de tráfego;
b) o solo foi afofado por trabalhos anteriores;
c) são esperadas vibrações junto a escavações.
9.3.2 Largura dos espaços de trabalho (cavas de fundação)
9.3.2.1 Para trabalhos em cavas de fundação que devem ser pisadas por pessoas, é indispensável que haja es- paço de trabalho com no mínimo 0,50 m de largura.
9.3.2.2 O espaço de trabalho é definido como:
a) para cavas de fundação em talude
- a distância horizontal livre medida no pé do talu- de à face externa de alvenaria ou face externa da forma da construção;
10.2 Perfuração na rocha
10.2.1 Os furos na rocha são feitos por equipamentos especiais denominados perfuratrizes ou marteletes. Na perfuratriz são acopladas uma ou mais hastes (broca) em uma das extremidades. Na extremidade inferior da(s) haste(s) acopla-se uma coroa oubets na qual é nor- malmente cravado material duro (pastilha) usualmente de tungstênio.
10.2.2 As perfuratrizes, quanto ao modo de perfurar a rocha, se classificam em: percussivas, rotativas, percus- sivo-rotativas e de furo-abaixo.
10.3 Explosivos
10.3.1 Os explosivos classificam-se em três categorias: iniciadores ou primários, altos explosivos e baixos ex- plosivos.
10.3.2 As propriedades dos explosivos são: força, velo- cidade, resistência à água, densidade e segurança no manuseio.
10.3.3 Os principais acessórios de detonação utilizados nas escavações a céu aberto são: estopim, espoleta comum, espoleta elétrica, cordel detonante e acende- dores.
10.3.4 O armazenamento, o manuseio e o transporte de explosivos devem obedecer estritamente aos regula- mentos ditados pelo Ministério do Exército.
10.3.5 Os explosivos e espoletas devem ser conservados em suas embalagens originais. As espoletas devem ser guardadas em depósitos separados dos explosivos, cor- déis e retardadores.
10.4 Uso de explosivos e acessórios
10.4.1 A escavação com emprego de explosivos só deve ser executada sob orientação e controle de pessoas especializadas e autorizadas após terem sido observados todos os dispositivos de segurança, visando a proteção do elemento humano, da obra e das propriedades pú- blicas e particulares.
10.4.2 Em todas as detonações deve ser respeitado o limite máximo da quantidade de explosivo que pode ser detonado por meio de retardo (carga máxima por espera), a fim de evitar danos causados pelas vibrações pro- venientes da onda de choque propagada através da rocha às construções existentes nas proximidades. Esta carga deve ser determinada através de testes com emprego de vibrógrafos, para registro das vibrações ou fixada por meio de valores obtidos em obras similares para o mesmo tipo de material a ser escavado.
10.4.3 Durante a execução de escavações, devem ser efetuadas medidas de controle dos efeitos das vibrações sobre estruturas vizinhas, para verificar se os limites de carga por espera adotados estão seguros. Devem, ainda, ser considerados os efeitos da onda de choque trans- mitida através do ar sobre as estruturas.
10.4.4 Nenhum fogo pode, em hipótese alguma, ser detonado sem que o plano geral de execução dos ser-
viços e o esquema de fogo específico tenham sido apro- vados. Tais planos devem ser efetuados para cada de- tonação contendo todos os elementos necessários para a sua perfeita caracterização, tais como: quantidade, disposição, diâmetros, comprimento e inclinação dos fu- ros, altura de bancada, tipo de explosivos e acessórios, carga de fundo, carga de coluna, carga total, seqüência de detonação, carga por espera, modo de iniciação, volu- mein situ, localização do fogo, dispositivos de proteção contra lançamento ou projeção de fragmentos, data e hora prevista para a detonação.
10.4.5 Em zona urbana, a frente da bancada, em cada detonação, deve ser coberta por meio de rede de cabos de aço, correntes, lonas ou pneus, de modo a evitar o lançamento de fragmentos de rocha sobre pessoas ou edificações vizinhas.
10.4.6 Antes do início da perfuração da rocha, deve ser verificado com cuidado que não existam minas não de- tonadas oriundas de fogos anteriores (negas) no local da perfuração. No caso da existência de restos de ex- plosivos, estes devem ser afastados cuidadosamente por pessoal habilitado, com jato d’água ou saca, observando que o material deve ser inerte, tipo alumínio ou cobre.
10.4.7 Deve ser evitada a perfuração junto com car- regamento dos furos com explosivos. Em casos especiais, pode ser admitido o carregamento de furos a uma distância mínima de 10 m do local da perfuração, ou igual à profundidade do furo, se este exceder o limite indicado anteriormente.
10.5 Carregamento de explosivos
10.5.1 Após o término da perfuração, deve ser verificada a existência de obstrução no furo, por meio de uma vara de madeira ou tubo plástico. Antes de ser introduzida a carga, os furos são expurgados a ar comprimido.
10.5.2 A espingarda para limpeza pneumática dos furos deve ser de latão, alumínio, cobre ou plástico, sendo terminantemente proibido o uso de tubo de ferro ou aço. Todo o pessoal que operar com explosivos à base de nitroglicerina deve ser equipado com luvas protetoras.
10.5.3 O carregamento dos furos deve ser efetuado imediatamente antes da detonação.
10.5.4 Os atacadores utilizados para o carregamento de explosivos só podem ser de madeira ou plástico. Even- tuais luvas ou pinos de conexão dos atacadores são de latão, alumínio ou plástico. O diâmetro do atacador deve ser sempre, pelo menos, 1 cm inferior ao diâmetro do furo.
10.5.5 O cartucho-escorva é sempre colocado primeiro, até o fundo do furo. Para eventual tampão, é utilizada areia ou terra completamente livres de fragmentos de rocha de qualquer tamanho.
10.5.6 Não é permitido fumar ou acender fogo de qualquer espécie no local do carregamento.
10.6 Detonação
10.6.1 Se a detonação for iniciada com espoletas elétricas de retardo, não é permitido que as ligações ou o tronco principal cheguem a uma distância menor do que 10 m
de linhas elétricas, de qualquer tipo, e devem estar à distância segura de água corrente ou empoçada. Todos os cabos não podem ter emendas. Durante o carrega- mento os fios das espoletas devem ser mantidos em curto, até o momento do uso.
10.6.2 A utilização de espoleta elétrica, quando conjun- tamente na obra forem utilizados radiotransmissores móveis com potência inferior a 50W e freqüência supe- rior a 30 MHz (radiotransmissores instalados em carros), só é permitida a uma distância mínima de 15 m do transmissor ou de estrada trafegada por carros com rádio. Devem ser colocadas placas e aviso para desligar o rádio, em lugar bem visível, a uma distância de 150 m do local do carregamento.
10.6.3 No caso de transmissores de freqüência inferior a 30 MHz, não é permitido o carregamento com espoletas a distâncias da antena inferiores às indicadas na Tabe- la 2.
Tabela 2 - Distância mínima para detonação
Potência do transmissor Distância mínima do local da detonação do transmissor (W) (m)
25 30
100 70
500 150
10.6.4 Podem ser usadas espoletas elétricas de alta ou baixa sensibilidade e de micro ou macroespera, ligadas em série ou série-paralelo, mas nunca exclusivamente em paralelo.
10.6.5 As características dos dispositivos elétricos e de- tonadores devem ser sempre testados conforme indi- cações dos fabricantes, para que seja verificado seu grau de eficiência.
10.6.6 A ligação da corrente elétrica em nenhum caso será executada com baterias ou pilhas, ou outras fontes de energia com pólos descobertos. Não será permitido também a utilização de corrente alternada sem uso de retificador de corrente.
10.6.7 A determinação da voltagem e amperagem necessárias em cada caso, de acordo com o número de espoletas, comprimento e resistência dos condutores, é objeto de exame cuidadoso. Antes do fogo, deve ser me- dida a resistência do circuito com galvanômetro de tipo aprovado para o trabalho desta natureza.
10.6.8 Em nenhum caso ‚ autorizada a detonação de um fogo quando a resistência medida no circuito não conferir com a resistência indicada no esquema apresentado.
No caso em que o exame rigoroso do circuito não permita localizar e corrigir qualquer defeito de ligação, devem ser cuidadosamente retirados os tampões dos furos com jatos d’água e espingarda, e os furos com espoletas falhas são outra vez escorvados na parte superior da carga com um novo circuito de espoletas.
10.6.9 No caso de utilização de cordel detonante, este não deve ser aprovado quando se apresentar danificado mecanicamente ou por óleo, umidade, querosene ou ga- solina.
10.6.10 As ligações devem ser feitas de acordo com as instruções do fornecedor, utilizando as conexões por ele indicadas. O tronco principal de detonação deve ser colo- cado em forma de anel, de modo que a detonação alcance cada fileira sempre pelos dois lados.
10.7 Evacuação e vigilância do local do fogo
10.7.1 Na obra devem ser instalados os devidos sinais de alerta em número e tamanho adequados, de que está sendo realizada na área operação de escavação a fogo. Esta sinalização deve estar claramente visível por todos que entrem na área ou passem perto da obra.
10.7.2 Durante o carregamento, o local deve ser aban- donado por todo pessoal não diretamente ligado à ope- ração. Deve ser completamente evacuada uma área mínima limitada por 250 m a jusante e 200 m a montante, 10 min antes da detonação. Nos caminhos de acesso devem ser colocados elementos do serviço de segurança com bandeiras vermelhas. Esses elementos têm sufi- ciente autoridade para impedir a passagem de qualquer pessoa não diretamente ligada à operação de carrega- mento e controle final.
10.7.3 O aviso final da detonação é feito por meio de si- rene, de intensidade de som, tal que seja ouvido em todos os setores de obra e vizinhança; deve ser efetuado segundo o esquema seguinte:
a) 10 min antes do fogo ............. um apito de 10 s;
b) 5 min antes do fogo ............... dois apitos de 10 s, com 5 s de interva- lo entre os apitos;
c) 1 min antes do fogo ............... três apitos de 10 s, com 5 s de interva- lo entre os apitos.
10.7.4 Logo após a detonação são liberados os caminhos de acesso. Somente após 5 min da detonação é permitido o acesso ao local da detonação.
10.7.5 Os explosivos e espoletas não utilizados devem ser recolhidos após cada fogo aos seus respectivos de- pósitos.
10.7.6 Os resíduos de explosivos não explodidos, como as espoletas que falham, são destruídos mediante explo- são em local afastado, conforme legislação específica.
12.2 Escavações não protegidas para cava de fundações e valas
12.2.1 Escavações no máximo de 1,25 m de profundidade podem ser construídas com paredes verticais sem me- didas de proteção especiais se a inclinação da superfície do solo adjacente é:
a) menor que 1:10, em solos não coesivos;
b) menor que 1:2, em solos coesivos.
Em solos coesivos é permitido escavar a uma profundi- dade de até 1,75 m, conforme as Figuras 4a e 4b.
12.2.2 Escavações com profundidades maiores que as já vistas no item anterior, até uma profundidade de 3,00 m, devem ser executadas com as paredes em taludes cujo ângulo com a horizontal β não deve exceder:
a) em solos não coesivos ou coesivos médios ......... ..................................................................β ≤ 45°;
b) em solos coesivos resistentes ..................β ≤ 60°;
c) em rocha ................................................... β ≤ 80°.
12.2.3 Escavações com profundidades menores ou iguais a 5,00 m devem utilizar patamares (bermas ou pla- taformas) com largura superior a 1,50 m (ver Figura 5).
(a) (b)
Figura 4
Figura 5
12.3 Escavações protegidas para cava de fundações e valas
As escavações devem ser protegidas se as espe- cificações de 12.2 não forem obedecidas. Os esco- ramentos padronizados dados em 12.3.1 e 12.3.2 podem ser utilizados, sem especial verificação estática, se as seguintes condições forem verificadas:
a) a superfície do terreno apresenta-se aproximada- mente horizontal;
b) ocorre solo não coesivo ou solo coesivo que, no seu estado natural apresente uma consistência rija ou semidura ou por meio de rebaixamento do nível d’água adquira essa consistência;
c) cargas estruturais não têm influência na distribui- ção de pressão do solo;
d) veículos de carga e equipamentos da obra man- têm uma adequada distância de pelo menos 3,00 m até a face das pranchas de madeira.
12.3.1 Escoramento com pranchas horizontais (ver Figura 6)
12.3.1.1 Até uma profundidade de, pelo menos, 0,50 m abaixo da superfície do terreno devem ser colocadas pranchas duplas.
12.3.1.2 Os vãos e os comprimentos em balanço das pranchas, o diâmetro, a distância vertical e o comprimento admissível de flambagem das estroncas regulam-se pela espessura das pranchas e pela altura da parede.
12.3.1.3 Para pranchas de 2,50 m a 4,50 m de comprimento com travas de 8,0 cm x 16,0 cm e estronca de diâmetro com 10,0 cm, as especificações podem ser obtidas na Tabela 3, segundo as indicações contidas na própria Tabela.
12.3.1.4 Para pranchas de 2,50 m a 4,50 m de comprimento com travas de 12,0 cm x 16,0 cm e estronca de diâmetro com 12,0 cm as especificações podem ser obtidas na Tabela 4, segundo as indicações contidas na própria Tabela.
12.3.1.5 Se os comprimentos em balanço l 4 das travas de madeira indicadas nas Tabelas 3 e 4, linha 5, não bastam para se conseguir um suficiente espaço de trabalho, devem ser utilizadas travas adicionais com, pelo menos, 1,50 m de comprimento. Além disto, a distância lu da es- tronca inferior ao fundo da vala deve ser, no máximo, tão grande quanto a distância daquela estronca a que está imediatamente acima, contudo não maior que as indi- cadas nas Tabelas 3 e 4, linha 6.
(a) (b)
Figura 6
