As estroncas são estruturas para escoramentos instaladas transversalmente às escavações. Elas trabalham comprimidas para evitar deslocamentos e manter a estabilidade das paredes. Os tipos mais utilizados são de madeira, concreto protendido ou metálicas. Segundo Peixoto & Carvalho (2006), elas podem ser provisórias ou definitivas e se limitam às distâncias entre os paramentos, de uma maneira geral, não sendo utilizadas em distâncias superiores a 12 m.
No caso da obra da implantação da Avenida Leste-Oeste, em Goiânia, as estroncas de perfis metálicos foram utilizadas como escoramentos das paredes construídas por estacas de perfis metálicos e pranchões de madeira (Figura 4.26). Neste caso, as estroncas foram fixadas em duas vigas laterais concretadas ao longo das paredes da escavação.
A vantagem deste sistema de escoramento é se limitar à área escavada, não necessitando de espaços externos vizinhos para sua instalação, contudo tem a desvantagem de atrapalhar as operações de escavação (pois se localiza no interior desta) e da execução da estrutura final (Figura 4.27).
Figura 4.26 – Estroncas incorporadas à estrutura de contenção definitiva (Mota, 2007).
Figura 4.27 – Estrutura de contenção com estroncas (Peixoto & Carvalho, 2003). Outros tipos de escoramentos para as obras subterrâneas são os tirantes. Segundo Yassuda & Dias (1996), é milenar a utilização de elementos resistentes à tração no terreno para melhorar suas características mecânicas. A técnica de ancoragens em solo é um dos grandes desenvolvimentos da engenharia e construção neste século. No Brasil, as primeiras aplicações datam do fim de 1957.
Tirantes são elementos estruturais de suporte que produzem a transmissão de um esforço superficial para uma região pré-determinada no interior do maciço. Assim como os chumbadores, são geralmente utilizados em associação com outros tipos de suporte, tais como
cambotas metálicas e/ou concreto projetado, principalmente quando estes não são capazes de garantir a não-ocorrência de deformações excessivas.
Os tirantes são instalados e previamente protendidos de forma a promover a melhoria da distribuição de tensões no maciço, aplicando o carregamento da superfície do túnel em uma região situada a uma distância superior àquela entre a superfície da escavação e o arco induzido.
São peças montadas de acordo com as especificações de cada obra e atuam transmitindo ao terreno os esforços de tração. Eles são introduzidos no terreno através de perfurações prévias, nas quais são injetados aglutinantes (resinas ou calda de cimento) no fundo para a solidarização dos elementos mediante a formação do bulbo de ancoragem. Este é ligado à parede da estrutura por meio da cabeça do tirante. Assim, o esforço externo é aplicado na cabeça do tirante e transferido para o bulbo através do trecho livre constituído pelo elemento resistente à tração que pode ser barra, fio ou cordoalha de aço.
A norma específica da ABNT para a aplicação de tirantes é a NBR-5629 – Execução de Tirantes Ancorados no Terreno. A disposição dos elementos e o procedimento para instalação de tirantes são ilustrados na Figura 4.28 e se constituem de:
• Bainha: isolamento do contato do tirante com o terreno no trecho livre e utilizado para proteção conjunta dos elementos de tração. Ela não permite que o trecho livre tenha alguma aderência com o bulbo que produz a aderência do tirante ao terreno.
• Cabeça de ancoragem: dispositivo que transfere a carga do tirante para a estrutura a ser ancorada. Constitui-se basicamente de placas de apoio planas, cunhas de inclinação e dispositivos de fixação dos elementos tracionados.
• Trecho livre: elemento resistente à tração, feito de aço (barra, fio ou cordoalha) que possui, de acordo com a NBR-5629, comprimento mínimo de 3,0 m.
• Bulbo: trecho de aglutinante que pode ser resina epóxi ou calda de cimento com relação água:cimento entre 0,5 e 0,7, em peso. O bulbo deve ser construído de forma a não sofrer arrancamento nem deformações excessivas durante os ensaios. A norma NBR-5629 determina que os ensaios de arrancamentos devem ser realizados com cargas de 120 a 175 % da carga estimada no projeto.
Figura 4.28 – Esquema básico de instalação de tirantes (modificado – Brasfond, 2007a). A Figura 4.29 ilustra a execução de tirantes na obra de contenção para a passagem subterrânea sob a Avenida Rebouças, em São Paulo (SP). A Figura 4.30 mostra uma obra concluída de contenção de talude com cortina atirantada na rodovia Anhanguera, Osasco (SP).
Figura 4.30 – Cortina atirantada para contenção de talude (Tecnogeo, 2005).
O terceiro tipo de escoramentos para as obras subterrâneas são os grampos ou chumbadores, cuja utilização em obras de contenção de escavações é de fácil execução. O sistema de escoramento consiste na instalação de reforços por meio de grampos (barras metálicas ou sintéticas) solidarizados ao terreno por meio de argamassa injetada em perfurações executadas previamente (Figura 4.31).
Figura 4.31 – Esquema construtivo de chumbador (Solotrat, 2003).
A seqüência construtiva consiste na execução do furo (Ø 50 a 100 mm), seguida da introdução da barra (Ø 25 a 32 mm) e na conclusão com a injeção, empregando baixas pressões, de calda de cimento e água, de argamassa (água:cimento:areia) ou de concreto auto- adensável.
O solo grampeado é um sistema de contenção que emprega chumbadores, concreto projetado e drenagem (superficial e profunda). Tem por objetivo a estabilização, temporária ou definitiva, de taludes. Suas principais características são a rapidez de execução e o baixo custo final, comparados às demais obras de contenção equivalentes, já que o sistema emprega equipamentos de pequeno e médio portes e pode se adaptar às condições de geometrias variáveis.
A metodologia executiva consiste em perfurar a primeira linha de chumbadores, a partir da escavação, aplicação do revestimento de concreto projetado, execução da drenagem e assim sucessivamente até o fundo da escavação. Se esta for executada de forma integral, pode-se trabalhar de forma ascendente ou descendente, o que for mais conveniente.
A eficácia da técnica de solos grampeados se dá pela interação do elemento de reforço (grampos) e da face exposta. Esta deve ser flexível o suficiente para evitar rupturas localizadas e para controlar os processos erosivos. O material mais utilizado na face é o concreto projetado, aplicado sobre malha metálica ou adicionado com fibra de aço. A Figura 4.32 mostra uma superfície acabada de talude com reforço utilizando a técnica de solo grampeado com chumbadores, concreto projetado e drenagem.
Por último, existe o sistema de contenções com as próprias estruturas definitivas da construção. Em obras de escavações muito profundas com vários subsolos e em áreas densamente povoadas, onde não se conta com acessos laterais à escavação, adota-se o escoramento por meio das estruturas definitivas da obra, tais como: lajes e vigas do subsolo.
Isto pode parecer, a princípio, uma solução econômica, já que reduz os custos com escoramentos provisórios. Entretanto, em face das condições do terreno, pode elevar os custos com a construção de estruturas definitivas mais robustas que suportem as cargas do terreno, aumentando assim o tempo de construção.