Cálculo de Empuxo de Terra para Muros de Contenção

Para o dimensionamento de alguns muros de contenção, tal como os muros de arrimo e cortina de estacas, faz-se necessário calcular o empuxo atuante sobre a contenção, advindo do peso próprio do solo e outros carregamentos. Neste post te apresentarei um roteiro bastante simples para calcular o empuxo de terra, de maneira clara e direta ao ponto.

Antes de iniciar os cálculos, é imprescindível que você tenha em mãos um estudo geotécnico da sua área de estudo, contendo minimamente informações que te dê a possibilidade de saber:

• As propriedades físicas e parâmetros de resistência ao cisalhamento do solo: peso específico, coesão e ângulo de atrito;

• A estratigrafia do terreno na região do muro;

• A posição do lençol freático na região do muro.

Cálculo dos coeficientes de empuxo ativo e passivo

Os coeficientes de empuxo ativo (Ka) e de empuxo passivo (Kp) são calculados para cada uma das camadas de solo que houver na estratigrafia do seu terreno, por meio das seguintes equações:

Diagrama de tensões dos empuxos

O diagrama de tensões é a representação matemática da pressão incidente sobre a lateral do muro, oriunda de todos os tipos de carregamento sobre o muro, desde o peso próprio do solo, até as sobrecargas externas.

Esse diagrama é construído com as seguintes expressões:

Algumas considerações devem ser feitas aqui:

• A pressão causada pela presença de água varia linearmente e possui um carregamento triangular sobre o muro.

• Quando há sobrecargas externas, estas são calculadas como se fosse uma camada de solo a mais sobre o terreno, sendo feito q * Ka (empuxo ativo) ou q * Kp (empuxo passivo).

• O diagrama tem variação linear dentro de uma mesma camada, mas há uma descontinuidade no encontro de camadas diferentes. Por conta disso, em projetos de solo estratificado, as tenções devem ser calculadas separadamente para cada camada.

Cálculo do empuxo resultante

O empuxo de terra resultante consiste na área do diagrama, com ponto de aplicação no centro geométrico desse mesmo diagrama. Para os diagrama de empuxo, normalmente as tensão são distribuídas na forma de retângulos, triângulos ou uma combinação dos dois. Abaixo mostro como calcular o centro geométrico de cada uma delas.

Para exemplificar como os conceitos acima são aplicados na prática de projeto, deixo abaixo um exemplo de contenção onde foi calculado o empuxo.

A explicação te ajudou? Todo o conteúdo dessa publicação foi baseada no livro Fundações e Contenções de Edifícios, de Ivan Joppert Jr.