Aterro sobre Solo Mole Prof. Silvio Romero

INTRODUOQuando solos fracos e muitos compressveis so encontrados sob um proposto aterro de terra, o engenheiro tem basicamente quatro alternativas : a. Evitar o solo mole atravs da relocao do aterro ou do uso de estrutura elevada (viadutos); b. Remover o solo mole e substitu-lo por material adequado; c. Tratar o solo melhorando suas propriedades; d. Projetar o aterro de acordo com o solo fraco. A construo do aterro dever ento atender aos seguintes requisitos fundamentais : a. Apresentar fator de segurana adequado quanto possibilidade de ruptura do solo de fundao durante e aps construo; b. Apresentar deslocamentos totais ou diferenciais, no fim ou aps a construo, compatveis com o tipo de obra; c. Evitar danos estruturas adjacentes ou enterradas.

SOLUES TPICAS MAIS COMUNSTransferncia de carga parcial ou total para um solo mais resistente Estacas convencionais Estacas de alvio Colunas de areia/brita Escavao mecnica Deslocamento pelo peso do aterro jato dgua Remoo por bombas de suco Deslocamento por exploso Construo em ritmo normal Deslocamento por

Remoo do material mole e substituio (total ou parcial) por material mais adequado

SOLUES TPICAS

Adensamento Normal (sem estabilizao do depsito mole) Construo Direta do aterro sobre solo mole Adensamento Acelerado (com estabilizao do depsito mole)

Convencional bermas de equilbrio Uso de materiais leves Ritmo lento de construo Construo em etapas

Construo demorada Utilizao de sobrecarga

Areia Drenos verticais de areia Compactao dinmica Pr-fabricado Geotextil

Uso de reforo da fundao sob o aterro

Uso de hastes metlicas, plsticas, etc. Fibras naturais e sinttica, geotextil Contornar o trecho de solo compressvel

FATORES QUE AFETAM NA ESCOLHA DA FUNDAO1.0. Dimenses do aterro: Altura e largura do aterro. 2.0. Caractersticas do material de fundao: Deve-se conhecer o perfil do subsolo (espessura e inclinao das camadas moles). 3.0. Materiais disponveis para a construo: Identificar os materiais disponveis para: construo do aterro, eventual substituio do solo de fundao, bermas laterais, areia para drenagem e outros necessrios. 4.0 Programa de construo: importante conhecer : tipo de equipamentos disponveis; tempo disponvel para o projeto, construo do aterro e da superestrutura.

5.0 Localizao do aterro: importante conhecer a topografia do local : condies de drenagem natural; Condies de construes vizinhas. 6.0 Finalidade do aterro ou da super-estrutura: A finalidade do aterro (estrada, barragem, rea para construo residencial ou industrial ).

INVESTIGAO DE CAMPO1.0. Investigao preliminar: cartas geolgicas e topogrficas; fotografias areas; reviso da literatura e da experincia preexistente na rea (visita a locais); etc. 2.0. Investigao geotcnica inicial: Identificar a extenso e a profundidade das camadas de solos moles no depsitos; Identificar o nvel do lenol fretico ao longo do depsito. A investigao pode ser acompanhada pela obteno de amostras (pelo menos uma) por camada (shelby D = 60 a 100 mm); Caracterizar e classificar o depsito de solos moles (umidade, limites de consistncia, granulometria, peso especfico, etc.); Ensaios simples de resistncia : ensaios de palheta de laboratrio, penetrmetro de bolso, ensaio de compresso simples.

3.0. Investigao geotcnica detalhada: Ensaios recomendados de serem realizados(mais comuns) : a. Laboratrio: Complementao dos ensaios de caracterizao; Ensaios de adensamento ; Ensaios triaxiais UU e CU; b. Campo: Complementao das sondagens; Ensaios de cone, mas recentemente piezocone; Ensaios de palheta de campo; Quando adequado ensaios de permeabilidade in-situ. Aps estudos comparar os tipos de alternativas possveis para construo do aterro. 4.0. Escolha da soluo: Estabelecer etapas dos requerimentos; Estimativa de custos.

SOLUES TPICAS1.0. Remoo da camada compressvel: a. Por escavao mecnica: Em geral para menores profundidades 3 a 4 m. Quando se dispe de material de emprstimo suficiente; Quando se dispe de local adequado para bota-fora; Quando se precisa conseguir estabilidade do aterro a curto prazo; A escavao feita por meio de escavadeiras munidas de caambas DRAGLINE . Deve ser executada por etapas, seguida cada etapa pela construo do aterro correspondente, a fim de possibilitar a movimentao das mquinas , e evitar o refluxo do material. O solo retirado geralmente lanado nos taludes laterais do aterro; Inspeo e controle devem ser efetuados para assegurar resultados adequados;

Material de aterro deve ser granular face a compactao abaixo do nvel dgua ( considerado indicado ter menos que 8 a 12% passando na peneira 200 ); Consideraes ecolgica e esttica devem ser avaliadas; A escavao pode ser parcial, em condies particulares quando se tem um solo com resistncia crescente e reduo de compressibilidade com a profundidade. Entretanto, requer estudos posteriores devido a permanncia de solos moles.

b. Por bombas de suco: c. Em geral semelhante a anterior; Bombas montadas em terra ou em barcas (dragas); Os grandes problemas so: Elevados custos e bota-fora. Por deslocamento pelo peso do aterro: O solo mole de fundao ser deslocado pelas tenses impostas pelo peso do aterro combinado com uma sobrecarga temporria (exemplo: 1 a 2 m) .

O deslocamento do material mole pode ser feito de trs maneiras : Deslocamento Frontal Deslocamento Lateral Assimtrico Deslocamento Lateral Simtrico

ATERRO CONSTRUDO SOBRE SOLOS MOLES1.0. Anlise do comportamento:a. Modelos: No drenada; Drenada; Drenagem parcial.

2.0. Anlise da estabilidade:Dados necessrios a serem definidos para a anlise : Mtodo de Clculo / Obteno do FSmin ; Geometria da fundao e do carregamento, incluindo a condio inicial da poro-presso (hidosttica ou no); Propriedades geotcnicas do solo de fundao (Su , ); Propriedades do material do aterro ( c , e ).

MTODOS DE CLCULOO mtodo de Bishop Simplificado, tem sido objeto de vrios estudos sobre a acurcia dos seus resultados, e os erros envolvidos parecem ser, em geral, pequenos, apresentando vrias vantagens sobre outros mtodos mais sofisticados; por isso tem sido o mais utilizado nos casos onde provvel a ocorrncia de uma superfcie circular. MOMENTO .. RESISTENTE FS = MOMENTO .. ATUANTE Fatores de segurana adotados na prtica so da ordem de 1,5. recomendado FS real maior que 1,3 para se evitar deformaes excessivas . Nos solos muito mole ou quando existem significativas incertezas recomendado FS>1.5 , da ordem de 2. 1.0. Mtodo de Bishop simplificado para superfcies circulares:Wi u i l i ) tan } cos i FS = tan i tan i )} W i sen i {1 + ( F

{c i l i + (

2.0. Considerao de Fissuramento no Aterro:A) SOLUO NO ADEQUADA

B) SOLUO ADEQUADA

OBTENO DE SuExistem muitos fatores que influenciam a resistncia nodrenada (Su) a ser utilizada em uma anlise de estabilidade, tais como: a histria geolgica das tenses do solo, a anisotropia da resistncia, o efeito da velocidade de deformao, a variao da resistncia durante a construo devido drenagem e o efeito da ruptura progressiva.

1.0. Ensaio de palheta de campo:

Su

. T 0.86 . D3

onde T o torque mximo aplicado (kNm) e D, o dimetro da palheta, igual a 0,065 m.

Curva de torque x rotao em ensaio de palheta in situ em material indeformado e amolgado

OBS: (1) Mesri (1975) interpretando os dados de Bjerrum , observou que (Su)campo = 0,22vm . Track et al (1980) mostraram ser esta expresso vlida para as argilas do Canad. Larson(1980) encontrou uma expresso semelhante [Su=(0,230,04)x(vm)] vlida para vrias argilas do mundo (inorgnicas e IP