Dimensionamento de uma cortina escorada

Abstract

Terzaghi, Peck e Mesri, em 1967, após avaliar inúmeras escavações suportadas, propuseram uma metodologia para efetuar o pré-dimensionamento de cortinas multi-escoradas baseada em diagramas de pressões aparentes de terras. As obras observadas possuíam maciços semelhantes, homogéneos e arenosos, e cujo nível freático se encontrava abaixo da cota final da escavação. Verifica-se que esta metodologia é, ainda hoje, bastante utilizada, mesmo que, para maciços arenosos, esta apenas derive da análise de obras em locais com homogeneidade do solo em profundidade e com nível freático abaixo da escavação. Este trabalho tem como objetivo avaliar a fiabilidade dessa metodologia, usada tradicionalmente no pré-dimensionamento das escoras de uma cortina escorada, para as condições que estiveram na base da sua definição. Esse estudo efetuou-se fazendo variar uma série de fatores a partir de um cálculo de referência, através de diversos cálculos numéricos para os quais se considerou que o comportamento reológico do maciço podia ser reproduzido através do Hardening Soil Model. O cálculo de referência foi ajustado tendo por base uma análise prévia da influência da rigidez das escoras no comportamento da estrutura de suporte, tendo-se considerado o cálculo que melhor correspondia à rigidez de escoras para a qual se obteve um diagrama de pressões aparentes mais próximo do digrama teórico de pré-dimensionamento. Complementarmente, analisam-se as situações em que existe água no maciço, quer em regime hidrostático, quer em regime de escoamento estacionário. Para estes casos, são analisadas propostas apresentadas por outros autores, no sentido de avaliar se as mesmas se traduzem numa forma fidedigna de pré-dimensionar as escoras de uma cortina multi-escorada.

Based on measurements of struts loads recorded during several supported excavations Terzaghi, Peck and Mesri, in 1967, have proposed a methodology to design these structural elements based on apparent pressure diagrams. All the excavations monitored had similar characteristics, since they were performed on homogenous sandy soils where the water table was placed below the bottom of the excavation. Nowadays, and despite being formulated for very specific conditions, this methodology is still applied in the majority of the excavations supported by struts. This dissertation aims to evaluate the reliability of this methodology when applied to excavations with similar conditions to those described in the original formulation. A parametric study was performed in order to assess the influence of several factors in the loads of the struts. The numerical analyses were compared against a reference analysis in which it was assumed that the soil behaviour could by simulated using the Hardening Soil Model. The reference analysis was calibrated based on a numerical study in which the stiffness of the struts was varied until a good agreement was observed with the apparent pressure diagram proposed by Terzaghi et al. (1967). Furthermore, the influence of the position of water table within the excavation level was analysed. To simulate the water table two different condition were assumed. First, a hydrostatic water level and secondly a steady-state seepage condition. The obtained results were then compared against some proposals published by other authors in order to predict earth pressures and load struts in similar excavation conditions