Taludes rodoviários da BR-376/PR e

BR-101/SC: gerenciamento da segurança e

da manutenção de estruturas de contenção

através de ensaios não destrutivos

Alessander Kormann

QUAL A REAL CONDIÇÃO DE UMA ESTRUTURA DE CONTENÇÃO?

• Consolidar procedimentos racionais para a avaliação e tomada de decisão quanto à real necessidade de intervenções de manutenção em estruturas de contenção, com ênfase em tecnologias não destrutivas.

PRINCIPAIS OBJETIVOS

ETAPAS INICIAIS

ESTADO DA ARTE

Patologias Métodos Não Destrutivos

SOLO GRAMPEADO• Problemas de execução• Falhas no preenchimento

CORTINA ATIRANTADA• Falta de proteção anticorrosiva• Falha na drenagem• Potencial corrosivo do solo• Corrosão do aço

• Resistência elétrica• Sonic Echo• Time Domain Reflectometry

PATOLOGIAS

MÉTODOS NÃO DESTRUTIVOS

Resistência Elétrica

Fonte: Cheung & Lo, 2005

• Medição da resistência elétrica entre a barrae o solo ao redor;

• Ensaio comparativo: interpretação direta;

• Resultado é mais influenciado pela calda decimento do que tamanho da barra;

• Cheung & Lo (2005) obtiveram resultadosde resistência elétrica divergentes entrebarras intactas e barras com falhas,principalmente quando preenchidas com ar;

• Lee & Arup (2007) afirmam que em barrascom 9 metros de comprimento sãoidentificados vazios com mais de um metroe, em barras com 15 metros, vazios com pelomenos dois metros.

MÉTODOS NÃO DESTRUTIVOS

Sonic Echo

• Baseado no PIT (Pile Integrity Test)

• Geração de onda acústica na barra

• Aplicação de um golpe com martelo

• Utilização de acelerômetros

• Registro da propagação de ondana barra

• Análise das ondas refletidas

Fonte: Cheung, 2003

MÉTODOS NÃO DESTRUTIVOS

Time Domain Reflectometry (TDR)

• Reflectometria: medição do tempo em que sinais elétricos de alta frequênciase propagam em um determinado meio

• Descontinuidades e o fim do elemento será refletido

• Comprimento é determinado com a velocidade e tempo de viagem do pulso

• Para aumentar a precisão do método pode ser utilizado um fio elétrico pré-instalado paralelo ao grampo (Φ ≤ 2mm)

Fonte: Cheung e Lo, 2005

ETAPAS INICIAIS

Contenções no Trecho Curitiba-Florianópolis

ETAPAS INICIAIS

Estudo experimentalkm 617+300 m da BR 376/PR

INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA

INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA

PERFIS GEOLÓGICOS-GEOTÉCNICOS

DESENVOLVIMENTO

PLANEJAMENTO DA ESTRUTURA DE CONTENÇÃO EXPERIMENTAL

• Estrutura dividida em:

Grampos

Tirantes

ESTRUTURA DE CONTENÇÃO EXPERIMENTAL

Solo grampeadoCortina atirantada

Principais objetivos da aplicação dos MND’s:

• Identificar variações de comprimento das barras;• Diferenciar resultados de barras íntegras e com falhas conhecidas;• Avaliar a ocorrência de perda de sinal e precisão dos métodos;• Calibrar as técnicas;• Criar um banco de dados para aplicações futuras.

ESTRUTURA DE CONTENÇÃO EXPERIMENTAL

Solo Grampeado: PLANEJAMENTO PRELIMINAR

• Barras CA-50 com 20 mm de diâmetro

Variação do processo executivo

• Tipo 1: perfuração sem revestimento e sem reinjeção, somente bainha

• Tipo 2: perfuração sem revestimento com uma fase de reinjeção

Variação do posicionamento das emendas

ESTRUTURA DE CONTENÇÃO EXPERIMENTAL

Solo Grampeado: PLANEJAMENTO PRELIMINAR

Integridade da calda de cimento

• Inclusão de falhas com geometria e posicionamento conhecidos;

ESTRUTURA DE CONTENÇÃO EXPERIMENTAL

Solo Grampeado: PLANEJAMENTO PRELIMINAR

Processos corrosivos

• Inclusão elementos com seção reduzida simulando processo corrosivo

ESTRUTURA DE CONTENÇÃO EXPERIMENTAL

Cortina Atirantada: PLANEJAMENTO PRELIMINAR

Variação do processo executivo

• Tirante monobarra: barras Gewy com 32 mm de diâmetro

• Tirante de cordoalha: feixe com 6 cabos de 12,5 mm

• Tirante de fios: 6 fios de 8 mm

Integridade da calda de cimento

• Falhas próximas à cabeça, no início do furo

Simulação de corrosão

CONSIDERAÇÕES FINAIS

• No Brasil, o uso de técnicas de ensaios não destrutivos ainda é poucodifundido

• A experiência internacional mostra aplicações diversas para avaliaçãoda integridade de estruturas com solo grampeado e tirantes;

• Com base em uma extensa revisão bibliográfica foram escolhidas trêstécnicas de ensaio não destrutivos com maior potencial de utilização:Resistividade elétrica, Sonic Echo e Time Domain Reflectometry (TDR)

• Com vistas à avaliar sua aplicação e delimitar limitações, uma estruturade contenção experimental de características conhecidas está sendoconcebida, sendo para tanto utilizadas variações na geometria eintegridade dos elementos de ancoragem

• Como parte da etapa de planejamento dessa estrutura de contençãoexperimental, uma campanha de investigação geotécnica que envolveensaios de campo e laboratório também está sendo realizada

PRÓXIMAS ETAPAS

• Conclusão da etapa de investigação geotécnica para caracterização daárea de estudos experimentais

• Realização de ensaios laboratoriais de caracterização geotécnica daárea

• Modelagem computacional da estrutura de contenção experimentalpara realização de análises de estabilidade

• Conclusão da etapa de planejamento da estrutura de contençãoexperimental e início da etapa de implantação/construção dessaestrutura

• Execução de ensaios NDT

• Análise crítica: potencial de incorporação à prática da engenhariarodoviária

Obrigado!