manual solo reforçado - geofoco
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Estabilidade de taludes - Manual da Geofoco - Ennio PalmeiraTRANSCRIPT
7/17/2019 Manual Solo Reforçado - Geofoco
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SoloReforçado
Prof. Ennio Marques Palmeira
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
O
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
s
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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Referências
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