Como dissemos no post sobre as Paredes Diafragmas, normalmente elas são utilizadas em conjunto com os tirantes. E o que é tirante?

Tirante é um dispositivo linear capaz de transmitir esforços de tração aplicáveis a uma região resistente do terreno, através do bulbo. O esforço de tração aplicado na cabeça do tirante é transferido para o bulbo através do trecho livre. A extremidade que fica fora do terreno é a cabeça de ancoragem e a extremidade que fica enterrada é conhecida por trecho ancorado e designada por comprimento ou bulbo de ancoragem. O trecho que liga a cabeça ao bulbo é conhecido por trecho livre ou comprimento livre. 

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Crédito: Luiz A. Naresi Jr – https://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/tirantes

Os tirantes são utilizados para sustentação de paredes para escavações profundas, contenção de taludes e ancoragem de lajes para combater sub-pressões de água. Podem ser provisórios, com prazo previsto de utilização inferior a dois anos (a partir da sua instalação) e permanente/definitivos, com prazo de utilização superior a dois anos. Os definitivos necessitam de pinturas anticorrosivas e de proteção para cada elemento de tração, que é feita através da bainha individual.

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Crédito – Téchne – http://techne.pini.com.br/engenharia-civil/123/artigo286420-1.aspx

As diferenças fundamentais entre tirantes permanentes e definitivo estão no coeficiente de segurança determinado pelo projeto, na proteção anticorrosiva do corpo e da cabeça do tirante e nos testes de protensão, conforme preconiza a norma brasileira NBR 5629.

As aplicações mais comuns e usuais, tanto dos tirantes permanentes quanto dos provisórios, são em contenções de escavações para obras enterradas ou em situações em que é necessário cortar um maciço de terra que não é autoportante, para implantar uma obra como uma rodovia, ferrovia, ou outra.

A seguir, vamos explicar o passo a passo da execução dos tirantes:

  • Locação do Furo e Nivelamento do Terreno para posicionamento da perfuratriz;
  • Perfuração em solo com sonda rotativa, utilizando revestimento contínuo, cuja ponta possui uma coroa com pastilhas de vídia, ou haste contínua com tricone na ponta, sempre com auxílio de um fluido em circulação (água). Sua inclinação, diâmetro e comprimentos (livre e ancorado) devem constar em projeto. Quando houver ocorrência de matacões, a perfuração poderá ser feita de duas formas: perfuração com broca de vídea, considerando que este tipo de broca tem condições de perfurar matacões de rocha alterada com dimensões que vão girar junto com o tubo; ou perfuração com roto-percussão, sendo que este tipo de perfuração é feito com ar comprimido e o diâmetro máximo da perfuração depende das características dos equipamentos disponíveis mas deve-se considerar que o diâmetro da perfuração deve ser compatível com o tirante especificado em projeto, permitindo sua introdução no furo de forma confortável.

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    Crédito: http://www.geofix.com.br/servico-tirantes.php
  • Após o término da perfuração, a injeção de água deve continuar até que fique garantida a limpeza do furo. Após concluída a limpeza do furo, instala-se o tirante propriamente dito. Isto será feito manualmente. Tal operação deverá ser feita sob supervisão do encarregado dessa atividade e a introdução deverá ser lenta e cuidadosa, para evitar qualquer dano ao tirante por flexão excessiva ou atrito contra as paredes do revestimento ou do furo. Os cuidados necessários são: não ferir a proteção anticorrosiva, não deslocar acessórios (válvulas e espaçadores) e posicionar a cabeça na altura correta do projeto.

 

  • A montagem dos tirantes é feita em uma bancada especial, atentando-se de colocá-la num espaço grande o suficiente (um tirante tem mais de 10m). A cordoalha é cortada no comprimento definido em projeto, quando será feito o tratamento anticorrosão. Caso haja pontos de ferrugem os mesmos serão lixados ou retirados com escova de aço e, após isso, será aplicada pintura anticorrosiva. Esta pintura deverá preencher todo o comprimento, de modo a não haver pontos ralos (pouca tinta) ou escorrimento (excesso de tinta), e caso necessário, poderá ser aplicada até duas demãos. Lembramos que o aço possui pintura de fábrica anticorrosiva. O aço é fixado na estrutura através de espaçadores definidos, amarrados com arame. A estrutura do tirante é formada de um tubo de PVC, cujo trecho ancorado é coberto por um anel de borracha (válvula) a cada 0,50 m, por onde será injetada sobre pressão controlada, calda de cimento para a formação de bulbos. No trecho livre, o aço é envolvido com graxa anticorrosiva e embutido em tubos plásticos (espaguetes) para que haja o deslocamento elástico na protensão. O aço utilizado para execução dos tirantes pode ser: CA-50; CP-150 RB; CP-190 RB; ROCSOLO ST 75/85; Dywidag ST 85/105 e Gewi 50/55. O tirante depois de instalado fica com cerca de 1,00 m para fora do furo, comprimento necessário para permitir a posterior protensão.

  • Imediatamente após a instalação do tirante no interior do furo pode-se executar a primeira fase de injeção (bainha), que consistirá no preenchimento do furo com calda de cimento, sem desenvolvimento de pressão. Essa etapa tem a função de preencher o espaço anelar entre o corpo do tirante e a parede do furo ao longo de todo o seu comprimento e que, após adquirir alguma resistência, irá impedir que a calda de cimento proveniente de injeções subsequentes flua para a parte externa do maciço nesse espaço anelar. O embainhamento poderá ser necessário antes da retirada do revestimento e, em alguns casos, recomendáveis antes mesmo da instalação do tirante no furo.
  • Observado um intervalo de tempo mínimo da ordem de dez a doze horas após a execução da bainha, inicia-se a fase de injeção com pressão controlada, conhecida como injeção primária. Normalmente ocorre no dia seguinte. Para aplicação da injeção primária se fará a introdução de uma coluna de hastes dotada de obturador duplo, no interior do tubo de injeção e inicia-se a injeção a partir da válvula mais profunda. A injeção primária exige inicialmente a ruptura da bainha. Nessa etapa poderão ser necessárias mais do que uma fase de injeção de formação do bulbo. Tudo será definido em função das pressões de injeção atingidas em cada fase. Se a pressão de injeção atingida na 1a fase (primária) for considerada insuficiente para ancorar o tirante, será necessário no dia seguinte realizar a 2ª fase (secundária) e assim sucessivamente até que as pressões sejam consideradas adequadas para a ancoragem.A pressão necessária para esta ruptura depende fundamentalmente da resistência à compressão simples de cada bainha e sua espessura. Uma vez rompido esse anel, a pressão manométrica em geral cai para um valor que depende da compacidade ou da consistência do solo ao redor. São esses volumes e pressões de injeção que garantam a perfeita ancoragem do trecho fixo do tirante ao terreno local. A defasagem de tempo entre etapas consecutivas de injeção será da ordem de dez a doze horas. Ao final de cada fase de injeção sempre deverá ser feita a limpeza dos tubos de injeção dos tirantes.

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    Crédito: Luiz A. Naresi Jr – https://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/tirantes
  • Finalizada a etapa das injeções e após a cura do cimento (três dias para cimento ARI e sete dias para cimento comum), pode-se instalar a cabeça de ancoragem, acoplada junto ao paramento de contenção para realização das protensões. As protensões devem ser executadas por macacos hidráulicos devidamente calibrados, compatíveis com as cargas de testes dos tirantes e com sua composição estrutural. De acordo com a Norma Brasileira (NBR 5629), todos os tirantes, de uma obra devem ser submetidos a ensaios de protensão (exige que 90% dos tirantes provisórios sejam ensaiados no campo com carregamento de pelo menos 1,2 vez a carga de trabalho e 10% deles a 1,5 vez a carga de trabalho enquanto que para os tirantes permanentes, 90% devem ser testados a 1,4 vez a carga de trabalho e 10% a 1,75 vez essa mesma carga). Esta norma estabelece procedimentos para a protensão dos tirantes e para aceitação destes no campo. Essas normas são diferentes para tirantes provisórios e definitivos, havendo algumas diferenciações entre os tipos de ensaios e em que intensidades deverão ser testados. Para os casos de tirantes definitivos, haverá a necessidade de se proteger a cabeça com acabamento de concreto em forma de bloco trapezoidal, que é o mais usual.
  • Se for tirante definitivo, atentar-se à manutenção já que, como elemento de contenção, submetido à carga de tração plena ininterruptamente, fica sujeito a um desgaste maior do aço por fadiga e assim se expõe mais ao processo de corrosão. É claro que todos esses fatores são considerados no dimensionamento dos materiais que compõem o tirante, entretanto, há que se levar em conta o contexto de cada obra e de cada utilização desse elemento de contenção. Em caso de tirantes provisórios, depois de concluído os serviços da obra, pode-se desativá-lo.
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Crédito: https://www.youtube.com/watch?v=FElDoULwU0E

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Bibliografia:

http://techne.pini.com.br/engenharia-civil/123/artigo286420-1.aspx

http://www.geofix.com.br/servico-tirantes.php

http://www.geofund.com.br/novosite-br/index.php/tirantes

http://www.fundesp.com.br/2009/interior_fotos.asp?id=39

https://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/tirantes

http://www.esteioengenharia.com.br/servicos/tirantes/

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