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TALUDES DE RODOVIAS

ORIENTAO PARA DIAGNSTICO E SOLUES DE SEUS PROBLEMAS

DEPARTAMENTO DE ESTRADA E RODAGEM DO ESTADO DE SO PAULO

UFSC CTC PsARQ ARQ 1206 Urbanizao de Encostas Alunos: Brbara dAcampora/ Sergio Rhee

O objetivo principal fornecer a engenheiros e tcnicos rodovirios informaes geolgico-geotcnicas, bem como diagnsticos e solues de problemas geotcnicos em taludes de rodovias.

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Neste manual, so tratados os problemas geotcnicos ocorrentes em taludes rodovirios em cortes ou aterros, associados a processos de instabilizao de massas.

APRESENTAO

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METODOLOGIA DE ATUAO E PLANEJAMENTO PARA ESTABILIZAO DE TALUDES

Imagem 01: Fluxo de atividades para planejamento de obras de estabilizao

Fluxo de atividades com base na manuteno preventiva e entendimento nos processos de instabilizao, privilegiando solues simples.

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CONDICIONANTES GEOLGICOS-GEOTCNICOS BSICOS NO ESTADO DE SO PAULO

CARACTERSTICAS DO MEIO FSICO

Unidades homogneas em relao ao

comportamento frente s solicitaes impostas com a implantao de

rodovias.

Aspectos geomorfolgicos regionais ( unidades de

relevo e provncias geomorfolgicas)

Aspectos geolgicos regionais

Aspectos gerais dos solos

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ASPECTOS GEOMORFOLGICOS REGIONAIS UNIDADE DE RELEVO

Imagem 02: reas de concentrao das unidades de relevo

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Imagem 03: Provncias geomorfolgicas

ASPECTOS GEOMORFOLGICOS REGIONAIS PROVNCIAS

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Imagem 04: Provncias geomorfolgicas perfil esquemtico

ASPECTOS GEOMORFOLGICOS REGIONAIS PROVNCIAS

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ASPECTOS GEOLGICOS REGIONAIS

Imagem 05: Esboo geolgico

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ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS E PERFIL DE INTEMPERISMO DAS ROCHAS

Solo orgnico: grande quantidade de material orgnico com colorao preta ou acizentada;

Solo transportado: resultante da eroso, transporte e sedimentao de material procedente da decomposio de rocha ou de outro solo;

Solo residual: desenvolvido a partir de material da rocha imediatamente subjacente.

Solo considerado material terroso natural, parte superficial da crosta terretre e pode ser escavado manualmente.

A variao do perfil de intemperismo em uma mesma litologia grande, mas pode-se esboar perfis que caracterizem genericamente cada uma das unidades litolgicas.

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UNIDADES DO MEIO FSICO

De acordo com dados anteriores foram demarcados 7 unidades de anlises, consideranto aspectos relevantes do meio fsico frente implantao de rodovias.

Imagem 06: Unidades de anlise

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UNIDADES DO MEIO FSICO

Imagem 07: Unidades de anlise perfil esquemtico

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PRINCIPAIS PROBLEMAS EM TALUDES DE CORTES E ATERROS ENCONTRADOS EM RODOVIAS DO ESTADO DE SO PAULO

Falta de projeto especfico;projeto inadequado; falta de conhecimento do meio fsico; deficincias construtivas; m conservao.

Imagem 08: Indicao dos principais problemas de taludes no Estado de So Paulo

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EROSO

Imagem 09: Sulco

Imagem 10: Diferenciada

Tipo Forma ocorrncia Principais causas

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EROSO

Imagem 11: Plataforma

Imagem 12: Obras drenagem

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DESAGREGAO SUPERFICIAL

Imagem 13: Desagregao superficial em taludes


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ESCORREGAMENTO EM CORTE

Imagem 14: Superficial Imagem 15: Forma e dimenses variadas

Imagem 16: Corpo de tlus


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ESCORREGAMENTO EM CORTE

Imagem 17: Corte encostas naturais Imagem 18: Forma e dimenses variadas

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ESCORREGAMENTO EM ATERRO

Imagem 19: Borda do aterro Imagem 20: Corpo do aterro inexistncia ou obstruo de bueiro


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RECALQUE EM ATERRO

Imagem 21: Deformao vertical da plataforma


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QUEDA DE BLOCOS

Imagem 22: Queda de blocos

ROLAMENTO DE BLOCOS

Imagem 23: Rolamento de blocos


MANUAL DE GEOTECNIA; TALUDES DE RODOVIAS; ORIENTAO PARA DIAGNSTICO E SOLUES DE SEUS PROBLEMAS; IPT/SP, 1991. Captulo V PROCEDIMENTOS PARA ESTABILIZAO DE TALUDES

1. CONSIDERAES INICIAIS

Pontos principais (Figuras V.l e V.2/ fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP):

. estudos de investigao;

. concepo e elaborao do projeto de estabilizao;

. execuo das obras e sua fiscalizao;

. manuteno e controle das obras.

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A caracterizao litolgica visa identificar os principais tipos de solos e rochas existentes na rea em estudo. Ela envolve desde a caracterizao e o mapeamento de superfcie at a execuo de sondagens, poos e trincheiras.

A caracterizao dos condicionantes de carter estrutural, como, por exemplo, fraturas e xistosidades, de fundamental importncia em taludes rochosos e de material saproltico, nos quais as feies estruturais ainda so preservadas.

A caracterizao geomorfolgica permite estabelecer padres de comportamento das encostas, e definir formas, locais e regies mais e menos estveis.

3. CONCEPO E ELABORAO DO PROJETO DE ESTABILIZAO

A escolha e adoo de um ou outro tipo de obra para determinado local, o produto final de todo um processo de caracterizao geolgico- geotcnica e fenomenolgica, devendo a obra atuar exatamente sobre o agente causador das instabilizaes.

Assim, nos problemas de eroso devido ao escoamento superficial, as obras que devem ser lembradas em primeira instncia sero de drenagem e proteo superficial (Figura V.5/fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP).

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Devemos procurar sempre partir das solues mais simples e de menor custo, s adotando outras mais complexas ou caras quando as primeiras se mostrarem inviveis ou inadequadas (Figura V.7/fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP).

J quando se trata de instabilizao de massas terrosas por efeito da ao gravitacional (alturas ou inclinaes excessivas nos taludes), o retaludamento deve ser a primeira soluo a ser enfocada (Figura V.6/fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP).

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4. EXECUO DAS OBRAS E SUA FISCALIZAO Em estabilizao de taludes, so raras as obras em que um projeto possa ser totalmente definido, em seus detalhes, antes de sua implantao, sem que ocorram certas adaptaes do projeto durante a fase executiva (Figura V.9/fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP).

O estudo de alternativas no pode ser tomado como objeto de projeto executivo, pois se trata de um estudo de viabilidade sem um detalhamento para fins construtivos (Figura V.8/fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP).

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5. MANUTENO E CONTROLE DAS OBRAS

as obras ditas auxiliares ou complementares que mais necessitam de manuteno. Qualquer falha, mau funcionamento ou colapso podem afetar as demais obras de estabilizao (Figura V.12/fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP). Pode-se citar, de forma simplificada, alguns instrumentos e suas funes.

. inclinmetro - medir deslocamentos horizontais;

. extensmetro - medir deslocamentos horizontais;

. medidor de recalque - medir deslocamentos verticais;

. medidor de nvel dgua - medir a posio do nvel dgua;

. piezmetro - medir a presso neutra em um ponto;

. clula de carga - medir carga em tirantes;

. clula de presso total - medir presses totais de terra.

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1. CONSIDERAES PRELIMINARES

Medidas e principais tipos de obras mais adotados nas solues dos problemas ocorrentes em taludes rodovirios, tanto os resultantes de cortes como os de aterros (Figuras VI. 1, VI.2 e VI.3/fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP).

MANUAL DE GEOTECNIA; TALUDES DE RODOVIAS; ORIENTAO PARA DIAGNSTICO E SOLUES DE SEUS PROBLEMAS; IPT/SP, 1991. Captulo VI OBRAS DE ESTABILIZAO DE TALUDES

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2. RECONSTRUO EM ATERROS

Englobam as seguintes etapas:

. escolha da jazida de solo;

. tratamento prvio dos solos na jazida;

. limpeza do terreno no preparo da fundao;

. estocagem do solo superficial e do solo com matria orgnica para futura utilizao na fase final da execuo do aterro;

. preparao da superfcie de contato entre o terreno natural e o novo aterro, quando inclinado (inclinao da superfcie superior a l: 3) em forma de degraus (endentamento);

. implantao de uma drenagem de base sempre que existirem surgncias dgua, nvel dgua elevado ou a possibilidade de infiltraes significativas pelo aterro;

. execuo do aterro, compactando-se o solo em camadas de espessuras adequadas ao equipamento utilizado (rolos p-de- carneiro, tamping, liso vibratrio, de pneus etc.), geralmente no superior a 25 cm e espalhada ao longo de toda a camada;

. controlar a qualidade das camadas compactadas, que pode constar basicamente de 3 itens, ou seja, controle visual, controle geomtrico de acabamento e um controle que permita medir o desvio de umidade e o grau de compactao;

. alm da geometria apresentada em projeto, o aterro deve inicialmente ser construdo com uma sobre-largura de aproximadamente 0,5 m ao longo de todo o talude, para posterior raspagem, o que garantir uma boa compactao nas suas bordas;

. implantar o sistema de drenagem superficial e a proteo vegetal;

. prximo aos crregos, proteger o p dos aterros com enrocamento ou gabies tipo manta.

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(Figuras VI.4, VI.5, VI.6, VI.7,/fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP). 29/55

Imagem 38: Remoo e Estocagem do solo para

posterior reutilizao no aterro

Imagem 37: Recuperao do Aterro atravs do

tratamento da fundao c/ trincheira drenante e

reaterro

Imagem 40: instabilizao de aterro provocado por

piping.

Imagem 39: preparao da superfcie entre terreno

natural e aterro.

(Figuras VI.8, VI.9, VI.10, VI.11,/fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP). 30/55

Imagem 41: recuperao do aterro atravs do

tratamento da fundao c/ trincheira drenante e

reaterro.

Imagem 43: proteo do p do aterro c/ enrocamento, qdo.

prximo a curso dgua.

Imagem 44: utilizao adequada de solos mais arenosos e

solos mais argilosos na execuo de aterros. Imagem 42: execuo de aterro c/ sobre-largura e

posterior remoo

Imagem 45 Imagem 46

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RETALUDAMENTO

Soluo mais utilizada, devido sua simplicidade,eficcia e menor custo. Nada mais do que um processo de terraplenagem, atravs do qual se alteram, por cortes ou aterros, os taludes originalmente existentes em um determinado local.

Um dos processos mais antigos e mais simples de estabilizar taludes a remoo de parte do material do talude, suavizando sua inclinao (Figura VI.14), o que resulta em uma benfica alterao do estado de tenses atuantes no macio.

Geralmente, associam-se a um retaludamento, obras de controle da drenagem superficial (bermas, canaletas, dissipadores, escadas dgua e tubulaes) e de proteo superficial, de modo a reduzir a infiltrao dgua no terreno e disciplinar o escoamento superficial, inibindo os processos erosivos.

A gravidade como fator instabilizante de um talude est associada no s inclinao do talude, mas tambm sua altura. Outro meio de se obter uma melhoria na estabilidade, para situaes de uma potencial ruptura global, reduzir a altura do talude, conforme esquematizado na Figura VI. 15.

(Fig. VI.14 e VI.15 / fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP).

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Outro processo de estabilizao por alterao geomtrica de um talude aquele no qual o abrandamento da inclinao obtido por reaterro da regio basal, associado ou no a cortes nas pores mais elevadas, conforme esquematizado na imagem 49. Ressalta-se a importncia de estudos e cuidados nos cortes necessrios para a explorao de jazidas, que alteram significativamente os taludes originalmente existentes.

As jazidas situadas dentro ou fora da faixa de domnio da rodovia podem agredir gravemente o meio ambiente, caso no sejam tratadas devidamente, visto que tendem a destruir toda a cobertura vegetal e, muitas vezes, expor uma superfcie suscetvel aos processos de eroso e assoreamento.

Para a explorao de jazidas, devem ser observadas as seguintes etapas de trabalho (Figura VI. 17):

. Incio dos trabalhos: estocagem dos materiais orgnicos para serem utilizados no final da explorao.

. Durante a execuo: evitar carreamento e assoreamento nas reas circunvizinhas, assim como a produo de taludes ngremes, sujeitos a escorregamentos.

. Final dos trabalhos: estabilizar a rea explorada, utilizando o material orgnico estocado no incio.

A pesquisa das reas de emprstimo inicia-se geralmente com sondagens a trado e/ou com abertura de poos, visando cubagem do material disponvel e coleta de amostras para a sua identificao ttil visual, bem como a execuo de ensaios de laboratrio.

Os ensaios de laboratrio normalmente solicitados para caracterizar uma jazida so:

. granulometria;

. limites de Atterberg (LL e LP);

. umidade natural;

. densidade dos gros;

. compactao.

Outros ensaios, mais sofisticados, podem ser necessrios (por exemplo, em estradas que atravessam represas), tais como:

. triaxiais;

. adensamento;

. permeabilidade;

. cisalhamento direto.

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(Figuras VI.16, VI.17 / fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP). x

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4. OBRAS DE CONTENO

As obras de conteno foram classificadas em:

. muros de arrimo;

. obras especiais de estabilizao;

. solues alternativas em aterros.

4.1 Muros de arrimo

Trata-se sempre de muros tipo gravidade, isto , aqueles nos quais a reao ao empuxo do solo proporcionada pelo peso do muro e pelo atrito em sua fundao, funo direta deste peso.

Geralmente, utiliza-se para sua confeco o concreto ciclpico ou ainda pedras rejuntadas com argamassa de cimento.

4.1.1 MUROS TIPO GRAVIDADE

4.1.1.1 Muro de pedra seca

Consiste em pedras arrumadas manualmente, sendo que sua resistncia resulta unicamente do embricamento dessas pedras. Este tipo de muro necessita de blocos de dimenses regulares para sua estabilidade, o que acarreta diminuio do atrito entre as pedras. Recomenda-se seu uso para a conteno de taludes de pequena altura (at aproximadamente 1,5 m).

Apresenta as seguintes vantagens: facilidade de construo, pois no requer mo-de-obra especilizada, baixo custo, principalmente quando o material necessrio abundante no local, e

capacidade autodrenante, evitando assim a ao de presses neutras contra o muro.

A base do muro deve ter espessura mnima de 0,5 m e deve estar apoiada em horizontes resistentes, em plano horizontal inferior ao do terreno a ser protegido; esse procedimento impede que haja ruptura por desligamento no contato muro/fundao.

(Figura VI.18 / fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP).

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4.1.1.2 Muro de pedra argamassada

Obra semelhante ao muro de pedra seca, sendo que os vazios so preenchidos com argamassa de cimento e areia. O arranjo de pedras de dimenses variadas, bem como seu rejuntamento, confere maior rigidez ao muro, possibilitando seu uso na conteno de taludes com alturas de at 3 m.

Alm dos cuidados indicados para o muro de pedra seca, deve ser implantada drenagem atravs de barbacs (Figura VI.18).

4.1.1.3 Muro de concreto ciclpico

Tipo de estrutura constituda de concreto e agregados de grandes dimenses; sua execuo consiste no preenchimento de uma frma com concreto e blocos de rocha de dimenses variadas. Pode ser usado para conteno de taludes com alturas superiores a 3 m. A execuo de um sistema de drenagem adequado imprescindvel, atravs de barbacs e dreno de areia (Figura VI.19).

4.1.1.4 Crib-walls

Trata-se de um sistema de peas de concreto armado, que so encaixadas entre si, formando uma espcie de gaiola ou caixa, cujo interior preenchido com material terroso ou, de preferncia, com blocos de rocha, seixos de maiores dimenses, ou ainda entulho. Este material fornece o peso desta estrutura de gravidade, enquanto que as peas de concreto armado respondem pela resistncia da estrutura e manuteno de sua forma geomtrica.

(Figuras VI.19, VI.20 / fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP). /x

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(contin.)

Necessitam, para sua execuo, do aterro interno e de um reaterro na regio a montante, sendo por isto utilizados, nas obras virias, para a construo de aterros em encostas. Devido sua forma construtiva, trata-se de estruturas naturalmente bem drenadas e pouco sensveis a movimentaes e recalques, razes pelas quais se adaptaram muito bem execuo de estradas pioneiras em regies serranas.

4.1.1.5 Gabies

Outro processo de conteno inspirado nos muros de gravidade aquele que utiliza os gabies. Trata-se de caixas ou gaiolas de arame galvanizado, preenchidas com pedra britada ou seixos, que so colocadas justapostas e costuradas umas s outras por arame, formando muros de diversos formatos (Figura VI.21). Utilizados como proteo superficial de encostas, proteo de margens de rios e riachos, so tambm utilizados como muros de conteno, at alturas de alguns metros. Trata-se de estruturas drenadas e relativamente deformveis, o que permite o seu uso no caso de fundaes que apresentam deformaes maiores, inaceitveis para estruturas mais rgidas. Devido sua simplicidade construtiva e relativamente baixo custo, os muros de gabies vm sendo muito utilizados como conteno de aterros e de encostas de maneira provisria e de menor responsabilidade. Para seu uso em obras mais importantes, devem ser tomados cuidados

especiais, visando evitar a corroso dos arames constituintes das gaiolas ou sua depredao, atravs do revestimento dos fios de arame com PVC ou do argamassamento da superfcie externa. O terreno deve ser regularizado e nivelado, antes da colocao da primeira camada de gabies-caixas. As pedras devem ser arrumadas dentro dos gabies, de modo a se obter um arranjo bastante denso. Deve-se utilizar geotxtil ou areia grossa como elemento de transio entre os gabies e o material de corte ou aterro.

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4.1.1.6 Muros de arrimo de solo-cimento ensacado

O solo cimento pode ser utilizado para proteger superficialmente o talude, ou para construir muros de arrimo de gravidade. Muitas vezes, quando utilizado ensacado, funciona com a dupla funo de proteo superficial e conteno, como, por exemplo, na obturao de pequenas rupturas em taludes de grande extenso (Figura VI.22).

O solo cimento acondicionado em sacos de aniagem ou de geossintticos, o que facilita muito a construo dos muros. Quando a mistura solo-cimento se solidifica, os sacos deixam de ser necessrios em termos estruturais da obra de conteno.

Outra alternativa de uso do solo-cimento na conteno de taludes a sua execuo compactado em camadas, de modo a se produzir uma faixa externa ao talude com este material que, aps a reao do cimento, se torna mais resistente e menos erodvel, de modo a dar sustentao ao restante do talude.

Imagem 55 (Figura VI.22 / fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP)..

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4.1.2 MUROS DE CONCRETO ARMADO

Com o advento do concreto armado, surgiram vrias modalidades de muros de arrimo que utilizam este material para sua confeco, economizando volumes de concreto e permitindo uma ocupao mais completa das reas a montante e a jusante.

Geralmente, os muros de arrimo de concreto armado esto associados execuo de aterros ou reaterros, uma vez que, para sua estabilidade, precisam contar, alm do peso prprio, com o peso de uma poro de solo adjacente, que funciona como parte integrante da estrutura de arrimo.

O muro de flexo tradicional consta de uma laje de fundo e outra vertical ou subvertical, de paramento, trabalhando flexo e tendo ou no vigas de enrijecimento. Para alturas maiores, torna-se anti-econmica a execuo de uma estrutura formada apenas por duas lajes, utilizando-se ento nervuras (ou contrafortes) de trao, no caso de laje de fundo interna (sob o aterro ou reaterro), ou de compresso, no caso de laje externa (Figura VI.23).

A execuo de um sistema de drenagem adequado imprescindvel, atravs de barbacs e dreno de areia.

Imagem 56 (Figura VI.23 / fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP).

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4.1.3 CORTINAS CRAVADAS

Outro tipo de estrutura de conteno aquela constituda por estacas ou perfis cravados no terreno, trabalhando flexo e resistindo pelo apoio da ficha (parte enterrada do perfil). Trata-se de obras contnuas (estacas-prancha ou estacas justapostas) ou descontnuas (nas quais estacas ou perfis metlicos so cravados a uma certa distncia um do outro, sendo o trecho entre eles preenchido por pranches de madeira ou placas de concreto armado) (Figura

VI.24).

Este tipo de estrutura muito utilizado em obras de conteno provisrias, da a predominncia do uso de perfis metlicos cravados e pranches de madeira.

Em obras definitivas, no se usa madeira e os perfis metlicos devem ser protegidos contra corroso.

As alturas atingidas so modestas, de at alguns poucos metros e as estruturas, devido ao funcionamento flexo, costumam ser bastante deformveis.


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4.2 Obras especiais de estabilizao

4.2.1 TIRANTES E CHUMBADORES

Os tirantes tm como objetivo ancorar massas de solo ou blocos de rocha, pelos incrementos de fora gerados pela protenso destes elementos, que transmitem os esforos diretamente a uma zona mais resistente do macio atravs de fios, barras ou cordoalhas de ao.

J os chumbadores so barras de ao fixados com calda de cimento ou resina, com o objetivo de conter blocos isolados, fixar obras de concreto armado, sem o uso de protenso.

Em encostas rochosas, nas quais se pretende a fixao de blocos de rocha instveis, ou na conteno de cortes em rochas muito fraturadas, de uso corrente a aplicao de tirantes isolados, protendidos diretamente contra a rocha, ou atravs de cabeas ou placas de distribuio.

No caso de blocos ou lascas de rochas, precariamente apoiados em encostas, a principal funo dos tirantes ser a de aumentar a componente resistente por atrito, atravs do aumento da tenso normal pela protenso (Figura VI.25).

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(Figura VI.25 / fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP). /x

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4.2.2 CORTINAS ATIRANTADAS

Dentre as obras de conteno de encostas destacam-se, como as de maior eficcia, versatibilidade e segurana, as cortinas e os muros atirantados (Figura VI.26).

Trata-se da execuo de elementos verticais ou subverticais de concreto armado, que funcionam como paramento e que so ancorados no substrato resistente do macio atravs de tirantes protendidos. O paramento pode ser constitudo de placas isoladas para cada tirante, de placas englobando dois ou mais tirantes ou de cortina nica, incorporando todos os tirantes.

No caso de conteno de cortes, a execuo feita a partir do topo, executando-se a obra por patamares, sendo que um patamar somente iniciado quando o anterior (em cota mais elevada) j est com as placas executadas e os tirantes protendidos (total ou parcialmente), conforme ilustrado na Figura VI.27, na qual so apresentadas as vrias etapas de execuo de uma cortina atirantada para conteno de um corte em uma encosta.

(Figuras VI.26 e VI.27 / fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP). /x

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(contin.) J no caso de conteno de aterros em encostas, o processo construtivo tem seqncia inversa, iniciando-se de baixo para cima, com execuo das placas e protenso dos tirantes medida que o aterro vai sendo alteado. Neste caso, a protenso sempre realizada por estgios, uma vez que as placas inferiores no podem receber toda a carga de projeto dos tirantes, enquanto o aterro no estiver totalmente executado (Figura VI.28).

Mesmo no caso das contenes de cortes e taludes naturais, executadas de cima para baixo, usual realizar a incorporao da carga nos tirantes por estgios, especialmente pelo fato de que a protenso de cada tirante afeta os tirantes vizinhos, que tendem a ter parte de sua carga reduzida, devido s deformaes introduzidas no macio.

O uso de estruturas de conteno atirantadas exige uma nica premissa bsica: a presena de horizontes suficientemente resistentes e estveis para ancoragem dos tirantes, a profundidades compatveis. Em princpio, este tipo de obra pode ser utilizado em qualquer situao geomtrica, quaisquer materiais e condies hidrolgicas.


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4.2.3 MICROESTACAS

Para reforar o solo in situ, foram desenvolvidas nas ltimas dcadas, tcnicas que utilizam as microestacas ou estacas-raiz (os palli radice, na lngua italiana, da primeira firma que comercializou o sistema).

O uso de microestacas em taludes naturais ou de cortes feito pela introduo destas estacas (perfuradas, armadas e injetadas sob presso) na forma de reticulados, conforme seo esquemtica apresentada na Figura VI.29. A armadura destas estacas, assim como a cobertura de cimento ou argamassa, funciona como reforo ao macio, otimizado pela injeo sob presso que produz excelente aderncia entre a estaca e o terreno circundante.

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4.3 Solues alternativas em aterros

No caso de aterros, muitos processos j foram desenvolvidos para reforo dos solos, atravs da introduo, no corpo do aterro, de elementos de materiais mais resistentes que, uma vez solicitados, passam a trabalhar em conjunto com o solo compactado.

4.3.1 TERRA ARMADA

Os macios em terra armada so constitudos pela associao de solo compactado e armaduras, completada por um paramento externo composto de placas, denominado pele (Figura VI.30).

Os trs componentes principais da terra armada so:

. o solo que envolve as armaduras e ocupa um espao chamado volume armado;

. as armaduras, elementos lineares e flexveis que trabalham trao e devem apresentar boa resistncia corroso. So fixadas s peles por parafusos. Normalmente, so feitas de ao de galvanizao especial e, no caso de obras martimas ou obras provisrias, de alumnio, de ao inoxidvel ou mesmo de ao de baixo teor de carbono;

. a pele, que o paramento externo, geralmente vertical. Pode ser constitudo por escamas metlicas flexveis ou por placas rgidas de concreto armado.

A execuo do macio em terra armada feita sob superviso e assistncia da empresa que detm a patente deste processo no Brasil.

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4.3.2 ATERRO REFORADO COM GEOTXTIL

um macio formado por uma composio bsica de dois materiais: solo e mantas geotxteis (Figura VI.31).

Este macio funciona basicamente como uma estrutura de conteno convencional, podendo-se inclusive realizar as verificaes usuais de estabilidade do conjunto, ou seja, resistncia ao deslizamento na base, equilbrio ao tombamento, verificao da capacidade de carga da fundao e segurana ruptura geral.

Internamente, cabe s mantas geotxteis, alm do confinamento do solo junto face externa, resistir aos esforos de trao desenvolvidos no macio. A proteo externa (face do talude) do geotxtil de fundamental importncia, para que o mesmo no se deteriore com a radiao solar.

As vantagens na utilizao deste tipo de obra so: baixo custo, rapidez e facilidade na execuo.

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5. OBRAS DE DRENAGEM

Tm por finalidade a captao e o direcionamento das guas do escoamento superficial, assim como a retirada de parte da gua de percolao interna do macio. apesar de serem comumente denominadas obras complementares ou auxiliares, as obras de drenagem so de fundamental importncia.

uma drenagem s poder ser um processo eficiente de estabilizao quando aplicada a taludes nos quais o regime de percolao a causa principal, ou pelo menos uma causa importante, da sua instabilidade.

5.1 Drenagem superficial

Basicamente, realiza a captao do escoamento das guas superficiais atravs de canaletas, valetas, sarjetas ou caixas de captao e, em seguida, conduzir estas guas para local conveniente.

(Figuras VI.32 e VI.33).

no caso da estabilizao de taludes naturais ou de cortes, representa elevada relao benefcio/custo, uma vez que, com investimentos bastante reduzidos, conseguem-se excelentes resultados e, em muitos casos, basta a realizao destas obras, ou ento a sua associao com medidas de proteo superficial, para a completa estabilizao dos taludes.

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(Figuras VI.32 e VI.33 / fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP).

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5.1.1 CANALETAS LONGITUDINAIS DE BERMA

So canais construdos no sentido longitudinal das bermas (patamares) dos taludes de corte e aterro, e tm por finalidade coletar as guas pluviais que escoam nas superfcies destes taludes.

5.1.2 CANALETAS TRANSVERSAIS DE BERMA

So canais construdos no sentido transversal das bermas de equilbrio dos taludes de corte e aterro, e tm por finalidade evitar que as guas pluviais que atingem a berma escoem longitudinalmente, e no pela canaleta longitudinal.

5.1.3 CANALETAS DE CRISTA

So canais construdos prximos crista de um talude de corte, para interceptar o fluxo de gua superficial proveniente do terreno a montante, evitando que este fluxo atinja a superfcie do talude de corte, evitando, assim, a eroso nesta superfcie.

5.1.4 CANALETAS DE P (BASE)

So canais construdos no p (ou base) dos taludes de corte ou aterro, para coletar as guas superficiais provenientes da superfcie destes taludes. Estas canaletas impedem que se iniciem processos erosivos junto ao p dos taludes, que podem vir a descal-los e instabiliz-los.

5.1.5 CANALETAS DE PISTA

So canais construdos prximos crista de um talude de corte, para interceptar o fluxo de gua superficial proveniente do terreno a montante, evitando que este fluxo atinja a superfcie do talude de corte, evitando, a eroso.

5.1.6 SADAS LATERAIS

So canais construdos junto e obliquamente s canaletas de pista, em intervalos que variam em funo do tamanho e declividade da plataforma, da existncia de bueiros e linhas de talvegue, tendo por objetivo interceptar as guas das canaletas e encaminh-las para as drenagens naturais ou para os bueiros prximos.

5.1.7 ESCADAS DGUA

So canais construdos em forma de degraus, nos taludes de corte ou aterro, geralmente segundo a linha de maior declive do talude. Servem para coletar e conduzir as guas superficiais captadas pelas canaletas, sem que atinjam velocidades de escoamento elevadas (Figura VI.34). As abas das escadas dgua devem ser executadas em concreto armado, moldado in loco.

5.1.8 CAIXAS DE DISSIPAO

So caixas, em geral de concreto, construdas nas extremidades das escadas dgua e canaletas de drenagem, para dissipao da energia hidrulica das guas coletadas, evitando, desta forma, velocidades elevadas de escoamento, que podem provocar eroso do solo no ponto de lanamento da gua, ou s margens da canaleta, se houver extravaso, alm de provocar desgaste acentuado do material de revestimento.

5.1.9 CAIXAS DE TRANSIO

So caixas, em geral de concreto, construdas nas canaletas e escadas dgua, nas mudanas bruscas de direo de escoamento, e na unio de canaletas de sees transversais distintas. Alm de direcionar melhor o encaminhamento das guas, possibilita a dissipao da energia hidrulica e, conseqentemente, a reduo de velocidade, impedindo,

assim, que ocorram desgastes excessivos no concreto.

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5.2 DRENAGEM PROFUNDA

A drenagem profunda objetiva, essencialmente, promover processos que redundem na retirada de gua da percolao interna do macio (do fluxo atravs dos poros de um macio terroso ou atravs de fendas e fissuras de um macio rochoso ou saproltico), reduzindo a vazo de percolao e as presses neutras intersticiais. A retirada de gua do macio estar associada s obras de drenagem superficial, visando coletar e direcionar esse fluxo de gua drenado do interior do macio (Figura VI.36).

5.2.1 DRENOS SUB-HORIZONTAIS PROFUNDOS

So tubos de drenagem, geralmente de PVC rgido, com dimetros entre 25 e 76 mm, instalados em perfuraes sub-horizontais, e tm por finalidade a captao de parte da gua de percolao interna de aterros ou cortes saturados. Tambm so utilizados, com bastante sucesso, na estabilizao de massas de tlus, e como drenos auxiliares em obras de conteno onde o processo construtivo no permite a execuo de barbacs (com a utilizao de filtros de transio).

O trecho perfurado dos tubos deve ser envolvido com geotxtil ou tela de nylon, que funciona como filtro, evitando a colmatao e o carreamento do solo.

5.2.2 TRINCHEIRAS DRENANTES

So drenos enterrados, utilizados tanto para captar a gua que percola pelo macio de solo como para conduzir esta gua at pontos de captao e/ou lanamento superfcie.

Utilizam-se trincheiras drenantes com freqncia associadas s pistas de rodovias, longitudinalmente junto s bordas do pavimento, com o objetivo de impedir a subida do nvel dgua no sub- leito do pavimento.

Em taludes de cortes e no preparo da fundao de aterros tambm so usadas freqentemente em trechos midos ou com surgncias dgua.


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5.2.3 BARBACS

So tubos sub-horizontais curtos instalados em muros de concreto ou de pedra rejuntada, para coletar guas subterrneas dos macios situados a montante dos muros, rebaixando o nvel do lenol fretico junto ao muro e reduzindo o desenvolvimento de subpresses nas paredes internas do muro. Podem tambm ser utilizados como sada de drenos existentes, atrs das estruturas de conteno.

Observar na Figura VI.39 a ruptura de um muro de arrimo causada pela ausncia de drenagem, que motivou um acrscimo no empuxo devido ao acmulo de gua no macio arrimado.

6 OBRAS DE PROTEO SUPERFICIAL

Sua funo impedir a formao de processos erosivos e diminuir a infiltrao de gua no macio atravs da superfcie exposta do talude.

6.1 PROTEO SUPERFICIAL COM MATERIAIS NATURAIS

6.1.1 COBERTURA VEGETAL DE MDIO A GRANDE PORTE

Em trechos de encostas em que a vegetao natural tenha sido removida e que mostrem alto risco de ocorrncia de escorregamentos. Tem como funes principais, aumentar a resistncia das camadas superficiais de solo pela presena das razes; proteger estas camadas contra a eroso superficial; e reduzir a infiltrao da gua no solo atravs dos troncos, galhos e folhas. Dever atender aos seguintes requisitos mnimos:

. apresentar crescimento rpido;

. desenvolver razes resistentes e que formem uma trama bem desenvolvida e de longo alcance;

. adaptar-se s condies climticas locais e ser de fcil obteno, seja no comrcio ou por reproduo local;

. no apresentar maiores atrativos (frutos, lenha, materiais de construo) que induzam ao acesso e utilizao da rea;

. ser composta por mais de uma espcie, para evitar as desvantagens de formaes monoculturais (comportamento sazonal homogneo e eventual ataque destrutivo de pragas).


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6.1.2 COBERTURA VEGETAL COM GRAMNEAS

Dentre estas tcnicas destacam-se:

Hidrossemeadura: processo pelo qual sementes de gramneas, leguminosas ou outros vegetais so lanados sobre o talude em meio aquoso, que contm ainda um elemento fixador (adesivo) e nutrientes (adubos). Desta forma, atingem-se maiores reas em curto espao de tempo e a custos relativamente baixos. Sua eficincia depende muito das condies climticas (chuvas excessivas lavam as sementes do talude e condies muito secas no permitem sua germinao/crescimento) e das caractersticas de fertilidade do solo (pois no implantada nenhuma camada adicional de solo frtil no talude).

Plantio de mudas: no caso de revestimento de taludes com gramneas, tambm pode-se usar o processo de plantio de mudas, revestindo- se a superfcie do terreno com uma camada de solo frtil (terra vegetal). A aplicao fica restrita a inclinaes brandas, pois, caso contrrio, as guas das chuvas provocam o escorrimento do material de cobertura (taludes de at 1:2).

. Revestimento com grama em placas: processo muito utilizado para o revestimento de taludes de cortes e aterros, quando se deseja uma rpida cobertura, com a mxima eficincia. Neste caso, a grama obtida em gramados plantados e, posteriormente, recortada em placas com cerca de 30 a 50 cm de largura e cuja espessura inclui o solo enraizado (cerca de 5 a 8 cm). A aplicao nos taludes feita, geralmente, sobre uma delgada camada de solo frtil (terra vegetal) pr-colocada, de forma que as placas de grama cubram total e uniformemente a superfcie. Em taludes com inclinaes superiores a 1:2, fixam-se as placas pela cravao de estaquinhas de madeira ou bambu, podendo-se tambm utilizar telas plsticas, fixadas por grampos.

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6.1.3 PROTEO COM PANO DE PEDRA

Revestimento do talude com blocos de rocha talhados em forma regular e tamanho conveniente para o transporte e colocao manual. Estes blocos so arrumados sobre o talude e geralmente rejuntados com argamassa, protegendo-o assim da eroso.

6.2 PROTEO SUPERFICIAL COM MATERIAIS ARTIFICIAIS

6.2.1 PROTEO COM IMPRIMAO ASFLTICA

Camada delgada de asfalto diludo a quente ou em emulso, por rega ou asperso. Apresenta, no entanto, dois inconvenientes graves: deteriora-se sob influncia da insolao, exigindo reparos e manuteno peridicos, e apresenta pssimo aspecto visual, sendo evitada nos locais em que desejvel manter ou recompor uma paisagem agradvel.

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6.2.2 PROTEO COM ARGAMASSA

Seu custo relativamente elevado e s dificuldades operacionais de sua aplicao. Consiste na aplicao manual ou mecanizada de cobertura de argamassa de cimento e areia.

6.2.3 PROTEO COM CONCRETO PROJETADO OU GUNITA

Trata-se de uma tcnica de mistura de areia, cimento e pedrisco (gunita) , e projetada com o auxlio de bombas, contra a superfcie a ser protegida, resultando uma espessura mdia de 3 a 5 cm. Adoo de tela metlica para armao e sustentao da casca formada. Esta tela, com malha de 5 a 20 cm e fios de 2 a 5 mm, fixada superfcie do talude por chumbadores e pinadores, sendo depois projetada a gunita (Figura VI.43).

6.2.4 PROTEO COM TELA

Consiste na utilizao de tela metlica fixada superfcie do talude por meio de chumbadores, em locais onde existe a possibilidade de queda de pequenos blocos de rocha, com o conseqente descalamento e instabilizao das reas sobrejacentes (Figura VI.44).

( Figuras VI.43,e VI.44 / fonte: Manual de Geotcnica/IPT/SP).

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1 TIPOS DE SOLOS

1.1 COMPOSIO GRANULOMTRICA

1.2 FORMATO DOS GROS

1.3 PLASTICIDADE

1.4 CLASSIFICAO DOS SOLOS

1.5 ARRANJO ENTRE AS PARTCULAS

1.6 O ESTADO EM QUE O SOLO SE ENCONTRA

1.6.1 ESTADO DAS AREIAS

1.6.2 ESTADO DAS ARGILAS

1.7 SOLOS COMPACTADOS

2 A PERMEABILIDADE DOS SOLOS

2.1 A LEI DE DARCY

2.2 DETERMINAO DO COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE

2.3 VALORES TPICOS DE COEFICIENTES DE PERMEABILIDADE

2.4 FILTROS DE PROTEO

3 TENSES TOTAIS, EFETIVAS E NEUTRAS EM SOLOS

3.1 CONCEITO DE TENSES EM SOLOS

3.2 TENSES DEVIDAS AO PESO PRPRIO DO SOLO

3.3 PRESSO NEUTRA E CONCEITO DE TENSES EFETIVAS

4 DEFORMAES DOS SOLOS

4.1 DEVIDAS A CARREGAMENTO

4.1.1 DEFORMAOES IMEDIATAS

4.1.2 DEFORMAES POR ADENSAMENTO

4.1.3 DEFORMAO LENTA

4.2 DEVIDAS VARIAO DE UMIDADE

4.2.1 CONTRAO

4.2.2 EXPANSIBILIDADE

4.2.3 COLAPSIVIDADE

5 RESISTNCIA DOS SOLOS

5.1 RESISTNCIA AO CISALHAMENTO

5.2 ENSAIOS PARA A DETERMINAO DA RESISTNCIA

5.2.1 ENSAIO DE CISALHAMENTO DIRETO

5.2.2 ENSAIO DE COMPRESSO TRIAXIAL

RESISTNCIA DAS AREIAS

Principais fatores que determinam a sua resistncia:

. Compacidade

. Distribuio granulomtrica

. Formato dos gros

. Resistncia dos gros

OBTENO DOS PARMETROS DE RESISTNCIA DOS SOLOS

Ensaios de laboratrio, Ensaios in situ, Retroanlise

APLICAES

Entende-se por clculo ou anlise de estabilidade de um talude o conjunto de procedimentos de clculo matemtico destinado a determinar um parmetro que permita quantificar o quo estvel ou instvel est o talude em questo, nas condies s quais est sujeito

MANUAL DE GEOTECNIA; TALUDES DE RODOVIAS; ORIENTAO PARA DIAGNSTICO E SOLUES DE SEUS PROBLEMAS; IPT/SP, 1991. Captulo VII NOES BSICAS DE MECNICA DOS SOLOS APLICADAS ESTABILIDADE DE TALUDES

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REFERNCIA BIBLIOGRFICA

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Departamento de Estradas e Rodagens do Estado de So Paulo. Manual de geotecnia: Taludes de rodovias: orientao para diagnstico e solues de seus problemas. So Paulo: Instituto de Pesquisa Tecnolgicas, 1991. 206 p. (Publicao IPT 1843). Disponvel em , acesso em 25 de out. de 2011.

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