manual solo reforçado - geofoco

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1 Solo Reforçado Pr of. E nnio M arques Palmeira

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Estabilidade de taludes - Manual da Geofoco - Ennio Palmeira

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7/17/2019 Manual Solo Reforçado - Geofoco

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SoloReforçado

Prof. Ennio Marques Palmeira

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7/17/2019 Manual Solo Reforçado - Geofoco

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Agradecimento

Sobre o autorSobre o autor

O Professor Ennio M arques Palm eira

nasceu na cidade do Rio de Janeiro,

em 1 9 5 3 , tendo se form ad o em

Engenharia C ivil pela U niversidade

Federal do Rio de Janeiro, em 1977.

C oncluiu seu m estrado na C oppe/ U FRJ,

em 1 9 8 1 , e seu doutorad o na

U niversity of O xford, Inglaterra, em

1987. Tanto no seu m estrado, quanto

no seu d outorado, trabalhou com a

utilização de geossintéticos em reforço

de solos. Trabalhou nas em presas de

consultoria G eotécnica S.A. e Trafecon.

D esde 1 9 8 7 é professor da

U niversidade de Brasília, onde vem

orientando a lunos de graduação,

m estrado e doutorado em atividades depesquisa sobre geossintéticos, cobrindo

desde reforço de solos até o estudo de

geossintéticos em drenagem , filtração e

proteção am biental. Tem cerca de um a

centena de trabalhos publicados sobre

geossintéticos no país e no exterior.

O Prof. Ennio Palm eira é m em bro do

C onselho da IG S (Interna tiona l

G eosynthetics Society) e foi o prim eiro

presidente da Associação Brasileira deG eossintéticos (IG S - Brasil). Em 1996 foi

agraciado com o prêm io “IG S Aw ard”,

por sua contribuição ao desenvolvim ento

dos geossintéticos.

Agradecimento

O autor agradece aos engenheiros

Flávio M ontez e A ndré Estevão d a

H uesker Ltda pelos com entários esugestões efetuadas durante o processo

de elaboração deste m aterial.

A presente publicação tem a finalidade de divulgare esclarecer, de form a resum ida, pontos im portantesligados à técnica de reforço de solos comgeossintéticos. Análises m ais aprofundadas sobre ostópicos aqui abordados podem ser encontradas naliteratura técnica.

1 a ediçãoout/1999

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Figura 1.Princípio do solo reforçado.

Figura 2.C om portam ento tensão (ou carga) - deform ação dosm ateriais.

Solo Reforçado 

1. Introdução 

s geossintéticos são m ateriais sintéticos para utilização em

obras geotécnicas e de proteção ao m eio am biente, com

funções diversas. D entre os geossintéticos, as geogrelhas ealguns tipos de geotêxteis destacam -se

com o elem entos que podem ser utilizados

em obras de reforço de solos.

A técnica de solo reforçado com

geossintéticos consiste na inclusão destes

m ateriais visando a obtenção de um

m aterial com posto m ais resistente e m enos

deform ável que o solo isolado, conform e esquem atizado na Figura 1.

A com binação das propriedades dos dois m ateriais e a interação

entre eles pode resultar em um m aterial com propriedades de engenharia

suficientes para o bom desem penho em diversos tipos de obras. A Figura 2

esquem atiza o com portam ento individual de cada m aterial e o efeito da

com binação de am bos em um elem ento de solo reforçado.

A utilização da técnica de reforço rem onta à

antigüidade, onde nossos antepassados utilizavam m isturas

de raízes, toras ou lã e solo para a execuçã o de

fortificações, estradas e outras construções civis (Palm eira,

1993). Exem plos destas aplicações são citados na Bíblia

e ainda podem ser encontradas nos Ziggurats (1400 AC ),

M uralha da C hina, estradas para tem plos Incas e obras

do Im pério Rom ano. Por razões desconhecidas a técnica

foi esquecida por centenas de anos. N o século 2 0, após

algum as aplicações esporádicas, a técnica de reforço de

solos foi revivida com força crescente a partir da década

de 60 .

1. Introdução 

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Figura 3.C aracterísticas de tração 

de geossintéticos.

Figura 4.Relação carga-deform ação-taxa

de deform ação em ensaiosde tração.

2. Propr iedades Relevantes do 

Reforço 

P ara um geossintético desem penhar bem o papel de reforçoem um a obra geotécnica, devem ser observadas as seguintespropriedades:

Resistência à tração;Rigidez à tração (deform abilidade com patível com a do solo);C om portam ento em fluência;Resistência a esforços de instalação;D urabilidade quanto à degradação am biental (quím ica e biológica);

Elevado grau de interação com o solo envolvente.

  Resistência e Ri gidez àTração 

O s geossintéticos para reforço possuemca racterística s e propriedades variadas,dependendo do tipo de polím ero utilizado e do

seu processo de fabricação. Assim , um a am plagam a de valores de resistência e rigidez à traçãopode ser encontrada de form a a atender osrequisitos da obra.

A Figura 3 esquem atiza o ensaio de tira larga para a obtenção daresistência à tração (T

M A X) e da deform ação na ruptura (ε

M AX), bem com o da

rigidez à tração ( J) do geossintético, que pode depender da própriadeform ação considerada. C om o tam bém ocorre com outros m ateriais, aresistência, a rigidez à tração e a deform ação na ruptura (ε

M AX) dependem

da taxa de deform ação im posta à am ostra (velocidade de ensaio) e datem peratura am biente. Assim , os valores de resistência e rigidez à tração

apresentados pelo geossintético na obra dependerão da taxa de deform açãoim posta durante a construção e da tem peratura am biente, conform eesquem atizado na Figura 4.

O s ensaios de tração realizados segundoas norm as A BN T N BR 12 82 4 e EN ISO10319 são considerados ensaios rápidos, comduração, em geral, inferior a 5 m inutos(taxa de deform ação igual a 20% por m inuto,a 20 0 C ). D esta form a, são particularm enteind icados pa ra a caracteriza ção dogeossintético e para o controle de qualidade

de fabricação e de recepção em obra.

2. Propriedades Relevantes do 

Reforço 

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Figura 5.Resultados de ensaiosde fluência(M odificado - Jew ell, 1996).

Compor tamento em Fluência 

A fluência (“creep”) é o processo de deform ação lenta de um m aterial

sob tensão constante. M ateriais polim éricos são m ais ou m enos susceptíveis

à fluência dependendo fundam entalm ente do tipo de polím ero em pregado

na sua confecção. A estabilidade do m aterial quanto à fluência está

associada ao nível de carga a que o m esm o está subm etido. Assim , se o

reforço está subm etido a um a carga de tração baixa em relação à sua

resistência m áxim a à tração obtida em

ensaio rápido, o m esm o pod erá levar

décadas ou séculos para rom per por

fluência. De m odo contrário, quanto m ais

próxim o da resistência m áxim a à tração,

m ais rápida é a ruptura do m aterial por

fluência. Em vista disto, deve-se escolher um

fator de redução apropriado (FRfl), a ser

aplicado na resistência à tração do

geossintético, de m odo a que trabalhe sob um a carga de tração no

cam po que garanta que o m esm o não rom pa por fluência durante a

vida útil da obra.

C om o a deform ação por fluência está associada à carga de traçãoatuante, pode-se obter para o geossintético as curvas apresentadas na Figura

5 (a), para ensaios com diferentes valores de carga de tração m antidas

constantes. A curva da Figura 5 (b) é cham ada de isócrona e relaciona a

carga de tração com a deform ação correspondente em um tem po t. Este

tem po t e a deform ação correspondente podem estar convenientem ente

associados à vida útil da obra e à deform ação m áxim a a que o reforço

pode ser subm etido sem com prom etim ento à funcionalidade da obra (critério

de serviciabilidade). Através de curvas isócronas é possível tam bém definir

valores de carga de tração ou de rigidez à tração m obilizados para

um a determ inada deform ação em um determ inado tem po(por exem plo: T = 5 0 kN / m , para 5 % de deform ação

após 10 anos).

O tem po de ruptura por fluência tam bém pode ser obtido

em ensaios de fluência a diferentes cargas de tração. Através

destes ensaios pode-se obter a C urva de Referência de

propriedades do m aterial, obtida em ensaios de fluência,

conform e esquem atizado na Figura 6. De posse desta curva

pode-se prever a resistência à tração de referência do elem ento

de reforço (Tref

) ao final da vida útil da obra.

Figura 6.C urva de Referência(ruptura por fluência)(M odificado - Jew ell, 1996).

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N o projeto de obras reforçadas, ao valor daresistência de referência obtida na Figura 6 devem ser

aplicados fatores de redução que levem em conta perdas

de resistência por danos de instalação, degradação

quím ica e danos devido ao am biente de trabalho do

reforço.

  Resistência a Danos Mecânicos de 

  Instalação 

Esforços de instalação são aqueles a que a cam adade geossintético está subm etida durante a sua instalação

e durante o espalham ento e com pactação do m aterial

de aterro sobre si, conform e esquem atizado na Figura 7.

De um m odo geral, quanto m ais leve (m enor gram atura)

o geossintético, m ais susceptível ele é a danos de

instalação. O s danos de instalação provocam perda de

resistência do geossintético e isto pode ser levado em

conta em projetos de obras em solo reforçado através

da adoção de fatores de redução apropriados sobre a resistência dereferência do reforço (FR

dm).

Durabi l idade Quanto àDegradação Ambi ental 

(quími ca e bi ológica) 

É im portante se garantir a sobrevivência do elem ento de reforço ao

longo da vida útil da obra. G eossintéticos podem ser confeccionados com

polím eros extrem am ente resistentes e duráveis à m aioria das situações

encontradas nos solos. O utro fator que pode aum entar a resistência à

degradação am biental é a adição de um revestim ento polim érico ao

geossintético durante o processo de fabricação. Em casos específicos de

presença de substâncias agressivas em contato com o elem ento de reforço,

o fabricante do produto deve ser contactado, ou ensaios específicos de

durabilidade devem ser realizados. Am ostras de geossintéticos exum adas de

obras reais com até 20 anos de existência têm m ostrado que o efeito de

degradação do reforço é m ínim o (Palm eira, 1993) e, em alguns casos, a

expectativa de durabilidade de geossintéticos supera algum as centenas de

anos (Koerner, 1998). M esm o assim , é recom endável a utilização de fatores

de redução que considerem o efeito da degradação am biental (FRam b

) na

resistência do geossintético, particularm ente para obras com vida útil elevada.

Figura 7.

Sim ulação de dano de instalação.

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Grau de Interação com o Solo Envolvente A interação entre solo e geossintético perm ite a transferência de tensões

entre estes dois m ateriais de m odo a m anter a estrutura em solo reforçadoestável. Essa propriedade pode ser quantificada através de ensaios delaboratório, sendo m ais com um ente utilizados os ensaios de cisalham entodireto e de arrancam ento. Esses ensaios sim ulam solicitações passíveis deocorrer em obras reforçadas típicas,conform e esquem atizado na Figura 8. Éim portante observar que os ensaios decisalham ento direto são aplicáveis nãosom ente a reforços planos contínuos,

com o tam bém a geogrelhas, em algum assituações particulares (deslizam ento dosolo sobre o seu plano). Para sim ulaçãode condições de ancorag em degeogrelhas o ensaio m ais indicado é ode arrancam ento.

A interação entre solo e reforços planos e contínuos (geotêxteis, porexem plo) é caracterizada por parcelas de aderência por adesão e poratrito. A equação de aderência entre solo e reforço plano contínuo pode serexpressa por:

τsr  = a

sr  + σ tan δ

sr   [1]

onde:

τsr 

= tensão de aderência entre solo e reforço;

asr 

= adesão entre solo e reforço;

σ = tensão norm al no plano do reforço;

δsr 

= ângulo de atrito entre solo e reforço.

O s parâm etros de aderência e a tensão norm al na equação 1 podemser expressos em term os de tensões totais ou efetivas, dependendo do tipode análise a ser efetuada. N o caso de areias,a

sr  = 0. N o caso de solos

argilosos, o valor de asr  deve ser obtido sob as m esm as condições de

carregam ento a serem observadas na obra (carregam entos rápidos ou lentos).N o caso de solos com pactados o valor de a

sr  pode variar significativam ente

durante a vida útil da obra, em fução da variabilidade da coesão do solocom a sucção, que é função da um idade. N estes casos, valores conservativosde a

sr  são sugeridos em projetos, preferencialm ente adotando-se a

sr  = 0.

Figura 8.M ecanism os de interação solo-geossintético.

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 N o caso de geogrelhas, além das parcelas de aderência por adesãoe atrito nas superfícies superior e inferior da geogrelha, dispõe-se tam bém

da resistência passiva (ou resistência por ancoragem ) desenvolvida nos

m em bros transversais (σ‘b conform e indicado na Fig. 9). Jew ell et al. (1984)

apresentam um a proposta para a estim ativa do valor da resistência ao

arrancam ento da geogrelha em função das suas áreas sólidas disponíveis

para aderência e para ancoragem .

A partir dos ensaios de cisalham ento

direto e de arrancam ento pode-se calcular,

respectivam ente, o co eficiente dedeslizam ento direto (C

d) e o coeficiente de

interação (Ci). C

d corresponde à relação

entre a resistência ao cisalham ento da

interface solo - geossintético e a resistência

ao cisalham ento do solo. Analogam ente,

Ci corresponde à relação entre a tensão

cisalhante de arrancam ento em um a das

faces do geossintético e a resistência ao cisalham ento do solo. Para solos

não-coesivos, tem os: 

τsr 

 tgδ

sr C

d =

 ____  =

 ____  [2]

 τ

tgφ

 τ

a  T

aC

i =

 ____  =

 ________  [3]

 τ

s  2.L

a.σ.tgφ

onde:

τsr = tensão de aderência entre solo e reforço;

τs= resistência ao cisalham ento do solo;

δsr = ângulo de atrito entre solo e reforço;

φ = ângulo de atrito do solo;

τa= tensão cisalhante de arrancam ento em um a das faces do geossintético;

Ta= carga de arrancam ento;

La= com prim ento de ancoragem ;

σ = tensão norm al no plano do reforço.

Figura 9.Resistência passiva

em geogrelhas(Palm eira, 1998).

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3. Determinação da 

Resistência à Tração de Projeto 

A resistência e a rigidez à tração do reforço a serem utilizadas

em projetos de solo reforçado dependem das características

da obra, características do reforço, resistência do reforço ao

final da vida útil da obra (Fig. 6) e requisitos de serviciabilidade da obra.

Em alguns tipos de obras é necessário im por um lim ite para a sua

deform ação de m odo a garantir a sua serviciabilidade (operacionalidade)

durante a sua vida útil. N este caso, o esforço de

tração adm issível no reforço T(ε,t,θ) a ser utilizado

no projeto é aquele correspondente à deform ação

(ε) especificada para o reforço ao final da vida

útil da obra (tem po t) sob tem peratura θ. Devem

ser utilizados valores obtidos em curvas isócronas

com o esquem atizadas nas Figuras 5 e 10.

O valor da resistência de projeto é dado por: Figura 1 0.Parâm etros da resistência àtração de longo prazo.

 T

ref T

proj =

 ______________ 

 

FRdm

 . FRamb

 . f m

(critério de ruptura) [4]

e / ou

 T(ε,t,θ)

Tproj

 = ______________ 

 FR

dm . FR

amb . f 

m

(critério de serviciabilidade) [5]

3. Determinação da

Resistência à Tração de Projeto 

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Figura 1 1.C ondições de estabilidadeexterna de estruturas decontenção em solo reforçado com geossintéticos.

onde:

Tproj

= resistência à tração de projeto do reforço;

T(ε,t,θ)= resistência à tração correspondente à deform ação ε em um tem po

de carregam ento t, a um a tem peratura θ (Fig. 10);

Tref 

= resistência de referência do reforço ao final da vida útil da obra

(carga de ruptura por fluência, Fig. 6 e Fig. 10);

FRdm

= fator de redução para levar em conta danos m ecânicos ao reforço

(danos de instalação);

FRamb

= fator de redução para levar em conta danos am bientais (ataques

quím icos e biológicos);

 f m

= fator para levar em conta incertezas sobre o m aterial de reforço

(extrapolação de resultados de ensaios, dispersão de resultados, etc).

O s fatores de redução são característicos para cada produto e variam

bastante, especialm ente em função da m atéria-prim a (polím ero constituinte

do geossintético). O s valores a serem considerados devem ser fornecidos e

certificados pelos fabricantes e devem ser sem pre aplicados na análise de

um projeto e especifica çã o de

geossintéticos para reforço. N a falta de

inform ações garantidas pelo fabricante,

existem recom endações de norm as que

devem ser seguidas a fim de garantir a

segurança da obra.

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4. Estruturas de Contenção e 

Taludes Íngremes Reforçados com 

Geossintéticos 

U m a das aplicações clássicas de reforço de solos com

geossintéticos ocorre na construção de estruturas decontenção (face tipicam ente vertical) e de taludes íngrem es

(face com inclinação geralm ente inferior a 70 0). A solução de estruturas dearrim o reforçadas com geossintéticos pode trazer econom ias substanciaisem com paração com as soluções convencionais de m uros de arrim o.Entretanto, a m etodologia de dim ensionam ento de estruturas de contençãoem solo reforçado é m uito sem elhante à de estruturas de arrim o de gravidadeconvencionais. Inicialm ente são verificadas as condições de estabilidadeexterna do m aciço reforçado (deslizam ento ao longo da base, tom bam ento,capacidade de carga do solo de fundação, distribuição de tensões nabase e estabilidade global), adm itindo-se este com o rígido, com o

apresentado na Figura 11. A estabilidade interna do m aciço reforçado égarantida pela determ inação doespaçam ento entre reforços ecom prim ento de ancoragem dosreforços (Fig. 12). C om um ente ateoria de Rankine é utilizada paracálculo d e em puxos e tensõesativas de terra. O utros m étodos quepodem ser utilizados são o deC oulom b, o d as cunhas (doisblocos) e o da espiral logarítm ica.

D iferentes tipos de facespo dem ser em prega da s emestruturas de contenção em soloreforçado, tais com o: alvenaria deblocos, face de concreto e blocos pré-m oldados. O s diferentes tipos deface perm item soluções econôm icas e esteticam ente agradáveis,particularm ente no caso de utilização de blocos pré-m oldados.

O dim ensionam ento de taludes íngrem es pode ser feito utilizando-seprogram as com putacionais, a partir do m étodo de Bishop M odificado, porexem plo, ou, em casos particulares, m etodologias de dim ensionam ento queem pregam ábacos (Jew ell, 1996, por exem plo).

4. Estruturas de Contenção e 

Taludes Íngremes Reforçados com

Geossintéticos

Figura 1 2.C ondições de estabilidadeinterna de estruturas decontenção em solo reforçado 

com geossintéticos.

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5. Aterros Sobre Solos Moles 

Reforçados com Geossintéticos 

O utro tipo de obra em que os geossintéticos podem contribuirpara o aum ento da estabilidade é a de aterros sobre solos

m oles. A lém disso, a presença do reforço perm ite aconstrução da obra em m enos tem po e/ou com taludes m ais íngrem es, oque pode provocar reduções de custo substanciais. D ois tipos de situaçõesde construção de aterros sobre solos m oles podem ser identificadas, a saber:

Aterros baixos para base de pavim entos;Aterros altos sobre solos m oles.

D evido à sua baixa altura, nas estradas não pavim entadas om ecanism o de instabilização do m aciço é provocado pelas tensões verticaistransm itidas pelos veículos pesados para o aterro e subleito. Tais estradassão com uns com o vias de acesso a obras m aiores, vias de escoam ento deproduções agrícolas, m inerais, industriais, estradas em áreas de exploraçãoflorestal, áreas de estacionam ento e m anobras de veículos, etc. A presençado reforço geossintético na interface aterro / solo m ole traz os seguintesbenefícios:

Favorece a distribuição de tensões noaterro e na fundação, aum entando acapacidade de carga do conjunto;M inim iza o contínuo desenvolvim ento de

rodeiras pela ação estabilizante do efeitom em brana;M inim iza perdas de m aterial de aterro.

A Figura 1 3 ilustra os benefíciosadvind os da utiliza çã o de reforçogeossintético na base de estradas sobre solosm oles.

5. Aterros Sobre Solos Moles

Reforçados com Geossintéticos

Figura 1 3.Base de pavim ento 

reforçada com geogrelhassobre solos m oles.

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N os aterros m ais altos o m ecanism o de instabilização do conjunto é

m ajoritariam ente provocado pelo peso próprio do aterro. N estes casos, a

presença de cam ada de reforço na base provê um a força estabilizadora,

que se opõe ao m ecanism o de ruptura, com conseqüente aum ento no fator

de segurança da obra, conform e esquem atizado na Figura 14. Isto é

particularm ente im portante em situações em que a espessura do solo m ole é

pequena em relação à largura da base do aterro. N estas obras é tam bém

im portante a utiliza çã o de

reforços com elevados valores deresistência e rigidez à tração, e

que estes sejam instalados na

base d o aterro, ou o m ais

próxim o possível da base, de

m odo a m axim izar o efeito do

reforço na estabilidade da obra

(aum ento do braço de alavanca

da força no reforço em m étodos

de análise de estabilidade, por

exem plo).

A presença do reforço geossintético na base de aterros altos traz os

seguintes benefícios:

Distribuição de tensões no solo m ole m ais favorável à estabilidade;

Dim inuição de recalques diferenciais ao longo da base do aterro;

D im inuição de perdas de m aterial de aterro;

Aum ento do fator de segurança do conjunto;

Perm ite a utilização de taludes m ais íngrem es;Perm ite a construção m ais rápida da obra.

O dim ensionam ento de aterros reforçados com geossintéticos é

usualm ente feito com a utilização de program as com putacionais de

estabilidade de taludes que perm itam a incorporação do efeito estabilizante

da força m obilizada no reforço. Em casos em que superfícies de deslizam ento

circulares podem ser em pregadas, é com um a utilização do m étodo de

Figura 1 4.C ontribuição da presença dereforço geossintético para aestabilidade de aterros altossobre solos m oles.

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Bishop M odificado para o cálculo do fator de segurança da obra. N este

caso, a equação de equilíbrio do aterro reforçado para um a determ inada

superfície circular é dada por (Fig. 15):

 

Mr  ___ + Tproj .dT = Ma  [6]FSr 

O nde:

Mr 

= som atório dos m om entos das forças de

resistência ao cisalham ento dos solos em

relação ao centro do círculo;

FSr = fator de segurança do aterro reforçado;

Tproj

= esforço de tração m obilizado no reforço;

dT = braço de alavanca de Tproj em relação aocentro do círculo;

Ma

= som atório dos m om entos das forças que

auxiliam o deslizam ento, em relação ao

centro do círculo.

O procedim ento de dim ensionam ento é arbitrar o valor de FSr  e,

através da resolução da equação 6 para várias superfícies circulares, se

determ inar a superfície crítica para a qual o valor de Tproj requerido no

reforço é m áxim o.

Soluções em form a de gráficos e expressões m atem áticas são

disponíveis na literatura para casos particulares (Low et al 1990, Kaniraj,

1994, Jew ell, 1996). Retroanálises de aterros reforçados levados à ruptura

m ostram que os m étodos de equilíbrio lim ite são ferram entas bastante úteis

para análise de estabilidade de aterros reforçados sobre solos m oles

(Palm eira et al., 1998).

A utilização com binada de reforço geossintético e berm as de equilíbrio

pode perm itir a otim ização de projetos, com a adoção de reforços de

m aior resistência e berm as de m enor extensão, ou vice-versa.

Figura 1 5.Análise de estabilidade de

aterros reforçados sobresolos m oles.

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6. Aterros Sobre Estacas e Capi téis Reforçados com 

Geossintéticos 

O  reforço geossintético tam bém pode ser extrem am ente útil nocaso da sua utilização em aterros sobre solos m olesestaqueados. N este caso, a presença das estacas visa

m inim izar os recalques do aterro devido ao adensam ento do solo m ole. Apresença da cam ada de reforço perm ite um a m elhordistribuição das cargas para as estacas, otim izandoa utilização destes elem entos de fundação (Fig. 16),evitando a necessidade da utilização de um a lajecontínua de concreto.

N as regiões abertas entre os capitéis (peçaspré-m oldadas sobre as estacas), o geossintéticosuporta as cargas verticais do aterro através dom ecanism o conhecido com o efeito m em brana ,com plem entando o efeito de arco observado em

cam adas granulares. O arqueam ento de solo provocaa transferência lateral de cargas de com pressão (para as estacas) comredução de tensão vertical na região que sofreu afundam ento (superfície dosolo m ole).

O reforço geossintético atua tam bém no sentido de conter odeslocam ento lateral dos taludes do aterro, em substituição à cravação deestacas inclinadas nessa região (Fig. 17).

Por se tratarem de situações onde, em geral, estão envolvidos elevadosníveis de carregam ento e são exigidos baixos níveis de deform ação aolongo do tem po, este tipo de aplicação requer reforços de grande resistênciaà tração, de alta tenacidade e baixa fluência. São

especialm ente interessantes quando não se dispõe deperíodos de espera para a consolidação do solo m oledurante a execução da obra e/ ou em projetos ondebaixos níveis de deform ação são exigidos (ferrovias,por exem plo). H ew let e Randolph (1988) e Russel ePierpoint (1997) apresentam m etodologias para projetode aterros estaqueados com geossintéticos. Em geral, odim ensionam ento do reforço é feito em função da alturado aterro (carga vertical sobre o reforço) e da relaçãoespaçam ento entre capitéis / dim ensões dos capitéis,além dos níveis de deform ação m áxim os perm itidos para

o geossintético.

6. Aterros Sobre Estacas e Capitéis Reforçados com

Geossintéticos

Figura 1 6.Suporte de cargas verticaisatravés do efeito m em brana.

Figura 1 7.C onteção do em puxo lateral do talude.

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7. Aterros Sobre Terrenos 

Suscetíveis a Subsidência,

Reforçados com Geossintéticos 

A m inim ização de efeitos de subsidência ou cavidades sobre

aterros pode tam bém ser obtida com a utilização de

geossintéticos. O afundam ento da superfície do terreno pode

ocorrer em regiões sujeitas a processos

erosivos em profundidade ou construções sobre

regiões com exploração m ineira subterrânea.

N este caso, durante a construção ou

m esm o durante o serviço da estrutura, grandesvãos podem surgir no solo de base. O reforço

deve então atuar com o um a ‘ponte’sobre estes

vãos, m inim izando as deform ações na base

e evitando a perda de m aterial de aterro pela

cavidade. O m ecanism o de atuação do

reforço é bastante sem elhante ao caso de

aterros em solos m oles estaqueados. N este caso, conta-se com o efeito

m em brana baseado na resistência à tração do geossintético. Da m esm a

form a, portanto, este tipo de aplicação requer tipicam ente geossintéticos

de alta resistência e elevada rigidez.

G iroud et al. (1990) apresenta m étodo de cálculo para a utilização

de geossintéticos nestas aplicações. A Figura 18 esquem atiza a atuação

do reforço em aplicação dessa natureza.

É possível, em obras onde há o risco de ocorrerem tais cavidades, a

utilização de reforços dotados de sistem a de instrum entação de alerta. Assim ,

ocorrendo o problem a, o reforço evita o colapso im ediato da estrutura e

perm ite a ação de reparo da perda de m aterial de base.

Figura 1 8.Reforço atuando com o 

m em brana sobre cavidade.

7. Aterros Sobre Terrenos

Suscetíveis a Subsidência,

Reforçados com Geossintéticos

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8. Conclusões 

De um a form a geral, a utilização de geossintéticos para aplicações

de reforço de solo deve sofrer um grande desenvolvim ento em um futuro

próxim o, por trazer um a série de benefícios, dentre os quais é possível

destacar:

M enor im pacto am biental, pois a sua utilização em geral reduz a

necessidade de rem oção de solo de fundação e m inim iza o consum o

de m aterial de aterro, geralm ente aproveitando os próprios m ateriais

disponíveis no local;

M elhor ocupação dos espaços disponíveis, perm itindo construções

em praticam ente todo tipo de solo, qualquer que seja a geom etriadesejada;

M enor custo e tem po de execução, em função das econom ias de

m ateriais e espaço acim a descritas.

A lém disso, dois fatores adicionais são fundam entais para o

desenvolvim ento dessa técnica, garantindo a segurança para quem projeta

e para quem executa:

A existência de m étodos de dim ensionam ento seguros e confiáveis

que perm item ao projetista calcular praticam ente qualquer tipo de

obra que envolva reforço com geossintéticos;

A existência de geossintéticos com propriedades e com portam ento

de longo prazo bem definidos, produzidos com qualidade assegurada,

que apresentam um a am pla gam a de características de resistência,

m ódulo de rigidez e de interação com o solo, de form a a atender à

grande m aioria das necessidades que possam ser previstas em projeto.

8. Conclusões

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Referências 

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of soil-layer-geosynthetic system s overlying voids. G eotextiles and

G eom em branes, 9, p. 11-50.

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Jew ell, R.A. (1996). Soil reinforcem ent w ith geotextiles. C IRIA SpecialPublication 1 23, Thom as Telford, U K, 332 p.

Jew ell, R.A., M illigan, G .W .E., Sarsby, R.W . & D ubois, D. (1984).

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Kaniraj, S.R. (1994). Rotational stability of unreinforced and reinforced

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Koerner, R.M . (1998). D esigning w ith geosynthetics. 4th Edition,

Prentice-H all, U SA.Low , B.K., W ong, H .S., Lim , C . & Brom s, B.B. (1990). Slip circle

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Palm eira, E.M . (1993). C urso de estabilização e reforço de solos:

introdução à utilização de geossintéticos. Publicação G A P002B/ 93,

Program a de Pós-G raduação em G eotecnia, U niversidade de Brasília,Brasília, DF, 162 p.

Palm eira, E.M . (1998). Estruturas de contenção e aterros íngrem es

reforçados com geossintéticos. Program a de Pós-G raduação em G eotecnia,

U niversidade de Brasília, Brasília, DF.

Palm eira, E.M ., Pereira, J.H .F. and da Silva, A .R. , (1 9 9 8 ).

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Russell, D. & Pierpoint (1997). An assessm ent of design m ethods for

piled em bankm ents. G round Engineering, 30(10), p.39-44.

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