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OBRAS DE TERRA
Mapa mental: Obras de terra
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OBRAS DE TERRA
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
- Os principais efeitos que se deseja atingir com a realização da compactação são: • Diminuir a permeabilidade do solo. • Aumentar a resistência (capacidade de suporte do solo). • Diminuir a compressibilidade do solo, o que ocorre após ter sido realizada a compactação. • Diminuir a absorção de água.
- compactação no dia a dia Em geral a compactação é utilizada em aterros de estradas, pois após a execução da terraplenagem é necessário realizar compactação das camadas. Estas camadas abaixo da capa asfáltica englobam as bases, sub-bases e, por fim, a capa asfáltica em si. Cada camada deve ser corretamente compactada para que futuramente não surjam patologias no pavimento.
- Os equipamentos mecânicos são utilizados para realizar a compactação dos solos dentre eles temos os tipos compressores, de impacto, de vibração e de amassamento.
- Os equipamentos compressores são aqueles que exercem uma força externa vertical para realizar a diminuição do volume de vazios do solo. São conhecidos como rolo liso e rolo liso com vibração.
- Os tipos de equipamentos por impactos, como o próprio nome diz, agem na compressão através do impacto e golpes consecutivos na superfície com a finalidade de nivelar a superfície irregular e deixar o solo uniforme.
- Tipo de solo. • Teor de umidade do solo, tendo que realizar o espalhamento de água ou o uso de aeradores para umedecimento ou secagem do solo. • Energia de compactação, que é o tipo de compactador. Sendo importante compactar o solo com a umidade ótima e peso específico seco máximo do solo, pois assim não há um gasto de energia desnecessário. • Espessura da camada compactada deve ser como recomendado, para que não fique mal compactado e irregular.
- Os tipos de equipamentos por impactos, como o próprio nome diz, agem na compressão através do impacto e golpes consecutivos na superfície com a finalidade de nivelar a superfície irregular e deixar o solo uniforme.
- Os equipamentos compressores são aqueles que exercem uma força externa vertical para realizar a diminuição do volume de vazios do solo. São conhecidos como rolo liso e rolo liso com vibração.
- Os equipamentos mecânicos são utilizados para realizar a compactação dos solos dentre eles temos os tipos compressores, de impacto, de vibração e de amassamento.
- compactação no dia a dia Em geral a compactação é utilizada em aterros de estradas, pois após a execução da terraplenagem é necessário realizar compactação das camadas. Estas camadas abaixo da capa asfáltica englobam as bases, sub-bases e, por fim, a capa asfáltica em si. Cada camada deve ser corretamente compactada para que futuramente não surjam patologias no pavimento.
- Os principais efeitos que se deseja atingir com a realização da compactação são: • Diminuir a permeabilidade do solo. • Aumentar a resistência (capacidade de suporte do solo). • Diminuir a compressibilidade do solo, o que ocorre após ter sido realizada a compactação. • Diminuir a absorção de água.
RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DOS SOLOS
- A resistência ao cisalhamento é uma das propriedades fundamentais de comportamento dos solos, através dela é possível solucionar problemas da engenharia geotécnica. A resistência ao cisalhamento tem aplicação direta em projetos de estabilização de taludes, barragens, muros de arrimo, em fundações como sapatas e estacas.
- A ruptura é caracterizada pela formação de uma superfície de cisalhamento contínua na massa de solo. Uma camada de solo em torno da superfície de cisalhamento perde suas características durante o processo de ruptura formando a zona cisalhada.
- Existem principalmente duas formas de ruptura: a) Forma Plástica: o corpo de prova vai se deformando indefinidamente sob uma tensão constante. Exemplos típicos: argilas moles ou medias e areias fofas ou compactas. b) Forma Brusca ou Frágil: material se desintegra quando atingida certa tensão ou deformação. Exemplos típicos: argilas rijas e duras e areias compactadas.
- O atrito é a interação entre duas superfícies na região de contato. A resistência devido ao atrito pode ser demonstrada por analogia com o problema de deslizamento de um corpo sobre uma superfície plana horizontal ou com inclinação.
- É importante notar que estes parâmetros de coesão, ângulo de atrito interno do solo e a resistência ao cisalhamento são obtidos por ensaio de laboratórios. Sendo aplicadas tensões normais máximas que ocasionam o cisalhamento, desta maneira obtém-se a resistência máxima ao cisalhamento para determinado tipo de solo.
- O atrito é a interação entre duas superfícies na região de contato. A resistência devido ao atrito pode ser demonstrada por analogia com o problema de deslizamento de um corpo sobre uma superfície plana horizontal ou com inclinação.
- Existem principalmente duas formas de ruptura: a) Forma Plástica: o corpo de prova vai se deformando indefinidamente sob uma tensão constante. Exemplos típicos: argilas moles ou medias e areias fofas ou compactas. b) Forma Brusca ou Frágil: material se desintegra quando atingida certa tensão ou deformação. Exemplos típicos: argilas rijas e duras e areias compactadas.
- A ruptura é caracterizada pela formação de uma superfície de cisalhamento contínua na massa de solo. Uma camada de solo em torno da superfície de cisalhamento perde suas características durante o processo de ruptura formando a zona cisalhada.
- A resistência ao cisalhamento é uma das propriedades fundamentais de comportamento dos solos, através dela é possível solucionar problemas da engenharia geotécnica. A resistência ao cisalhamento tem aplicação direta em projetos de estabilização de taludes, barragens, muros de arrimo, em fundações como sapatas e estacas.
EMPUXO DE TERRA
- Empuxo de terra é a ação horizontal produzido pelo maciço de solo sobre uma estrutura de contenção que se apoie ou esteja em contato. A ação horizontal é resultante das pressões laterais exercidas ao longo da estrutura de apoio, sendo que depende da interação entre o solo-estrutura. Tanto durante todas as fases das obras que se realizam com ou nos solos e mesmo após a obra pronta, é necessário que se saiba a distribuição das forças que atuam no contato solo-elemento estrutural, pois mudanças provocadas por deslocamentos horizontais alteram a distribuição dos empuxos de terra neste contato.
- O empuxo de terra é comumente encontrado em obras de contenção. As obras de contenção são construídas com finalidade de estabilizar o maciço contra a ruptura e escorregamento, causado pelo peso próprio ou carregamento no maciço, sejam elas permanentes ou temporárias. • Aplicações permanente: represar solo instável (rodovia ou ferrovia), elevar o terreno com movimento mínimo e criar espaço subterrâneo. • Aplicações temporárias: os escoramentos de escavações para passagem de tubos/ cabos ou reparar serviços.
- É importante realizar a verificação da presença da água nos maciços de solo das obras, pois com a ação da água tem-se: • Diminuição da resistência do maciço. • Deve-se considerar o efeito da pressão vertical nos cálculos. • Sem correto sistema de drenagem, pode duplicar o empuxo atuante, pois o peso específico do solo aumenta.
- Um grande problema na mecânica dos solos é a determinação das tensões induzidas no solo completamente saturado, ou seja, com os vazios do solo totalmente preenchidos com água. Existem três tipos de tensão atuando ao longo da profundidade do solo: a) Tensão total (σ) do carregamento atuante, tal como a tensão inicial do solo somada ao peso da sobrecarga. b) Poro-pressão da água (u) nos vazios induzida pelo peso da água, carga externa ou ambos. c) Tensão efetiva (σ’) entre os grãos de solo, sendo a verdadeira causa da deformação
- Tanto durante todas as fases das obras que se realizam, com ou nos solos e mesmo após a obra pronta é necessário que se saiba a distribuição das forças que atuam no contato solo-elemento estrutural, pois mudanças provocadas por deslocamentos horizontais alteram a distribuição dos empuxos de terra neste contato.
- No empuxo no repouso a estrutura não se movimenta, mas nem sempre a estrutura é travada e apresenta repouso absoluto. Dessa forma, surge assim a movimentação que acionam as resistências internas de cisalhamento, na horizontal dada pelo empuxo no estado ativo e passivo.
- Tanto durante todas as fases das obras que se realizam, com ou nos solos e mesmo após a obra pronta é necessário que se saiba a distribuição das forças que atuam no contato solo-elemento estrutural, pois mudanças provocadas por deslocamentos horizontais alteram a distribuição dos empuxos de terra neste contato.
- Um grande problema na mecânica dos solos é a determinação das tensões induzidas no solo completamente saturado, ou seja, com os vazios do solo totalmente preenchidos com água. Existem três tipos de tensão atuando ao longo da profundidade do solo: a) Tensão total (σ) do carregamento atuante, tal como a tensão inicial do solo somada ao peso da sobrecarga. b) Poro-pressão da água (u) nos vazios induzida pelo peso da água, carga externa ou ambos. c) Tensão efetiva (σ’) entre os grãos de solo, sendo a verdadeira causa da deformação
- É importante realizar a verificação da presença da água nos maciços de solo das obras, pois com a ação da água tem-se: • Diminuição da resistência do maciço. • Deve-se considerar o efeito da pressão vertical nos cálculos. • Sem correto sistema de drenagem, pode duplicar o empuxo atuante, pois o peso específico do solo aumenta.
- O empuxo de terra é comumente encontrado em obras de contenção. As obras de contenção são construídas com finalidade de estabilizar o maciço contra a ruptura e escorregamento, causado pelo peso próprio ou carregamento no maciço, sejam elas permanentes ou temporárias. • Aplicações permanente: represar solo instável (rodovia ou ferrovia), elevar o terreno com movimento mínimo e criar espaço subterrâneo. • Aplicações temporárias: os escoramentos de escavações para passagem de tubos/ cabos ou reparar serviços.
- Empuxo de terra é a ação horizontal produzido pelo maciço de solo sobre uma estrutura de contenção que se apoie ou esteja em contato. A ação horizontal é resultante das pressões laterais exercidas ao longo da estrutura de apoio, sendo que depende da interação entre o solo-estrutura. Tanto durante todas as fases das obras que se realizam com ou nos solos e mesmo após a obra pronta, é necessário que se saiba a distribuição das forças que atuam no contato solo-elemento estrutural, pois mudanças provocadas por deslocamentos horizontais alteram a distribuição dos empuxos de terra neste contato.
TEORIA DE RANKINE
- A Teoria de Rankine é um método clássico de cálculo no equilíbrio-limite, ou seja, admite que o deslocamento que a parede irá desenvolver é no estado limite plástico. Assim, na ruptura do solo, ocorrem infinitos planos de ruptura e a plastificação de todo o maciço. Considerando o solo em estado de equilíbrio plástico, são adotadas algumas condições para a aplicação desta teoria: • Solo homogêneo e não-coesivo. • Ocorre deformação uniforme em todos os pontos do maciço. • Superfície plana do terreno. • A estrutura de contenção em contato com o solo é vertical. • Não considera atrito solo-estrutura, ou seja, estrutura totalmente lisa. • Obedece ao critério de ruptura de Mohr.
- Solos não coesivos Método clássico de cálculo atendendo as condições para a aplicação da teoria de Rankine na movimentação do estado ativo e passivo.
- Na maioria dos casos se realiza sistema de drenagem no terrapleno para que a água não desenvolva pressão neutra. Mas em casos que não seja possível e tenha a presença do lençol d’água, é necessário verificar a influência sobre o cálculo das pressões. Considerando-se a pressão total a soma da pressão efetiva e da água
- Solos não coesivos Método clássico de cálculo atendendo as condições para a aplicação da teoria de Rankine na movimentação do estado ativo e passivo.
- A Teoria de Rankine é um método clássico de cálculo no equilíbrio-limite, ou seja, admite que o deslocamento que a parede irá desenvolver é no estado limite plástico. Assim, na ruptura do solo, ocorrem infinitos planos de ruptura e a plastificação de todo o maciço. Considerando o solo em estado de equilíbrio plástico, são adotadas algumas condições para a aplicação desta teoria: • Solo homogêneo e não-coesivo. • Ocorre deformação uniforme em todos os pontos do maciço. • Superfície plana do terreno. • A estrutura de contenção em contato com o solo é vertical. • Não considera atrito solo-estrutura, ou seja, estrutura totalmente lisa. • Obedece ao critério de ruptura de Mohr.
TEORIA DE COULOMB
- A Teoria de Coulomb é um método clássico de cálculo no equilíbrio-limite e que o maciço de solo se rompe segundo superfícies curvas, os quais por conveniência admitem-se planas. Então, para a aplicação da teoria de Coulomb considera-se: • Solo homogêneo. • Existência do atrito-solo. • Esforço proveniente da pressão do peso parcial da cunha de terra, que se rompe em superfícies curvas, mas que são admitidas planas. • A estrutura de contenção não precisa ser plana. • O terreno pode ser horizontal ou inclinado.
- Equilíbrio limite Envolve a estabilidade como um todo da cunha de solo entre muro de contenção e o plano de ruptura, onde o equilíbrio limite da cunha de solo com seção triangular. Solução de limite superior de plasticidade, ocorrendo a ruptura do maciço acima do plano de ruptura escolhido quando o muro se afasta do solo ou insere nele.
- Esta teoria apresenta mais amplitude de cálculos e utilizações, pois considera condições irregulares de geometria do muro e do maciço/retroaterro, sem desprezar a resistência do muro e do solo. Possibilita também a incorporação sobrecarga concentrada ou distribuída e a existência de lençol freático, ou seja, a presença da água. Abrange ainda análise da estabilidade de taludes, escavações, barragens de terra e aterros e um estudo da estabilidade de muros de arrimo. É utilizado para análise de talude íngremes, qualquer tipo de superfície superior do terreno, sobrecarga e qualquer contenção em geral.
- Soluções gráficas Existem outras soluções gráficas (Poncelet, Culmann) na literatura procurando resolver o problema do cálculo do empuxo. O método de Culmann procura determinar a resultante de empuxo para terrapleno com geometria irregular ou com carregamento externo, aplicado originalmente para solos não coesivos e leva em consideração o ângulo de atrito entre solo e muro. O valor do empuxo é determinado fazendo-se variar o ângulo de inclinação da superfície de ruptura, admitida plana. O maior valor deles é tomado como sendo a resultante de empuxo ativo procurada ou o menor como sendo a resultante de empuxo passivo.
- Esta teoria apresenta mais amplitude de cálculos e utilizações, pois considera condições irregulares de geometria do muro e do maciço/retroaterro, sem desprezar a resistência do muro e do solo. Possibilita também a incorporação sobrecarga concentrada ou distribuída e a existência de lençol freático, ou seja, a presença da água. Abrange ainda análise da estabilidade de taludes, escavações, barragens de terra e aterros e um estudo da estabilidade de muros de arrimo. É utilizado para análise de talude íngremes, qualquer tipo de superfície superior do terreno, sobrecarga e qualquer contenção em geral.
- Equilíbrio limite Envolve a estabilidade como um todo da cunha de solo entre muro de contenção e o plano de ruptura, onde o equilíbrio limite da cunha de solo com seção triangular. Solução de limite superior de plasticidade, ocorrendo a ruptura do maciço acima do plano de ruptura escolhido quando o muro se afasta do solo ou insere nele.
- A Teoria de Coulomb é um método clássico de cálculo no equilíbrio-limite e que o maciço de solo se rompe segundo superfícies curvas, os quais por conveniência admitem-se planas. Então, para a aplicação da teoria de Coulomb considera-se: • Solo homogêneo. • Existência do atrito-solo. • Esforço proveniente da pressão do peso parcial da cunha de terra, que se rompe em superfícies curvas, mas que são admitidas planas. • A estrutura de contenção não precisa ser plana. • O terreno pode ser horizontal ou inclinado.
ESCAVAÇÃO DE VALAS E ESCORAMENTOS
- • Escavação: Remoção de solo, da superfície natural do terreno até a cota de projeto. • Vala: Abertura no solo, feita mecânica ou manualmente, com seção transversal definida, para a instalação de tubulações. • Escoramento: Estrutura para manter estáveis os taludes das escavações. • Esgotamento: Retirada da água da vala, para o desenvolvimento dos trabalhos dentro dela. • Fundo da vala: Parte inferior da vala, sobre a qual a tubulação é apoiada diretamente ou através de um berço adequado. • Profundidade da vala: Diferença de nível entre o fundo da vala e a superfície do terreno. • Reaterro da vala: Recomposição de solo desde o fundo da vala até a superfície do terreno. • Rebaixamento de lençol: Operação que tem por finalidade eliminar ou diminuir o fluxo de água do lençol freático para o interior da vala, através de sistema apropriado.
- Alguns aspectos geotécnicos devem ser observados ao serem realizadas as escavações e os escoramentos entre eles estão: • Propriedades do solo e/ou rocha. • Condições do nivel d’água. • Forma e dimensões das escavações. • Espaço disponível. • Situação das fundações vizinhas. • Estudo da estabilidade pela distribuição de pressões do terreno sobre as estruturas de contenção: o empuxo obtido pelas teorias de Rankine e Coulomb.
- A escavação manual é realizada com o auxílio de ferramentas manuais e utilizando a força braçal humana. São indicadas para profundidades até 1,50 metro. Sendo indicada para solos mais brancos. As escavações mecânicas são aquelas realizadas com uso de equipamentos motorizados, como escavadeiras, retroescavadeiras, valetaradeiras ou pneumáticos. Deve-se atentar ao risco de tombamento do equipamento, portanto deverão ser verificados os pontos de apoio.
- São escavações executadas com as paredes em taludes estáveis, podendo ter patamares (bermas ou plataformas), objetivando melhorar as condições de estabilidade dos taludes. O ângulo de inclinação depende das condições geotécnicas do solo. Nas escavações a céu aberto é sempre mais econômico prever a execução de taludes (sem ou com degraus) do que paredes verticais escoradas ou ancoradas, desde que a natureza do solo e as condições locais o permitam, isto é, desde que não haja perigo de deslizamento que possa afetar a estabilidade das construções vizinhas.
- Além da escavação ser um método de proteção das escavações estas podem ser protegidas com estruturas denominadas de cortinas. Estas cortinas são escoramentos e materiais que protegem as paredes de valas contra os desprendimentos. Estas são denominadas conforme o método: • Cortinas com peças de proteção horizontal. • Cortinas estacas-pranchas. • Cortinas estacas justapostas. • Cortinas de concreto armado. • Cortinas de concreto armado ancoradas.
- são indicados os principais elementos construtivos do escoramento: • Estacas-pranchas: peças verticais que recebem o empuxo de terra. • Longarinas: peças colocadas paralelamente ao eixo da vala e servem para transmitir os esforços às entroncas. • Entroncas: peças colocadas transversalmente às valas e servem para transmitir o empuxo de terra de um lado para outro. • Chapuz: peças para calçar as longarinas. • Ficha: parte do escoramento que fica cravada além da cota final de corte da vala.
- Além da escavação ser um método de proteção das escavações estas podem ser protegidas com estruturas denominadas de cortinas. Estas cortinas são escoramentos e materiais que protegem as paredes de valas contra os desprendimentos. Estas são denominadas conforme o método: • Cortinas com peças de proteção horizontal. • Cortinas estacas-pranchas. • Cortinas estacas justapostas. • Cortinas de concreto armado. • Cortinas de concreto armado ancoradas.
- São escavações executadas com as paredes em taludes estáveis, podendo ter patamares (bermas ou plataformas), objetivando melhorar as condições de estabilidade dos taludes. O ângulo de inclinação depende das condições geotécnicas do solo. Nas escavações a céu aberto é sempre mais econômico prever a execução de taludes (sem ou com degraus) do que paredes verticais escoradas ou ancoradas, desde que a natureza do solo e as condições locais o permitam, isto é, desde que não haja perigo de deslizamento que possa afetar a estabilidade das construções vizinhas.
- A escavação manual é realizada com o auxílio de ferramentas manuais e utilizando a força braçal humana. São indicadas para profundidades até 1,50 metro. Sendo indicada para solos mais brancos. As escavações mecânicas são aquelas realizadas com uso de equipamentos motorizados, como escavadeiras, retroescavadeiras, valetaradeiras ou pneumáticos. Deve-se atentar ao risco de tombamento do equipamento, portanto deverão ser verificados os pontos de apoio.
- Alguns aspectos geotécnicos devem ser observados ao serem realizadas as escavações e os escoramentos entre eles estão: • Propriedades do solo e/ou rocha. • Condições do nivel d’água. • Forma e dimensões das escavações. • Espaço disponível. • Situação das fundações vizinhas. • Estudo da estabilidade pela distribuição de pressões do terreno sobre as estruturas de contenção: o empuxo obtido pelas teorias de Rankine e Coulomb.
- • Escavação: Remoção de solo, da superfície natural do terreno até a cota de projeto. • Vala: Abertura no solo, feita mecânica ou manualmente, com seção transversal definida, para a instalação de tubulações. • Escoramento: Estrutura para manter estáveis os taludes das escavações. • Esgotamento: Retirada da água da vala, para o desenvolvimento dos trabalhos dentro dela. • Fundo da vala: Parte inferior da vala, sobre a qual a tubulação é apoiada diretamente ou através de um berço adequado. • Profundidade da vala: Diferença de nível entre o fundo da vala e a superfície do terreno. • Reaterro da vala: Recomposição de solo desde o fundo da vala até a superfície do terreno. • Rebaixamento de lençol: Operação que tem por finalidade eliminar ou diminuir o fluxo de água do lençol freático para o interior da vala, através de sistema apropriado.
RISCOS E SEGURANÇA NA EXECUÇÃO DE ESCAVAÇÕES
- O processo de escavações tanto de projeto e execução das valas é regido através de condições para a realização destes serviços pela NBR 12.266/92 – projeto e execução de valas para assentamento de tubulação de água, esgoto ou drenagem urbana. Assim como a norma estabelece critérios para o posicionamento da vala em via pública e dimensionamento do escoramento. As condições gerais abordadas pela NBR 12.266/92 são em relação ao projeto/ posicionamento das valas, dimensionamento, escavações, escoramento, esgotamento, prepara do fundo da vala, reaterro, medidas preventivas e sinalização.
- Estes riscos de segurança dos trabalhadores devem ser evitados através das ações de diminuição dos riscos, propostas pela NR 18 – Norma regulamentadora de condições e meio ambiente de trabalho na indústria da construção. O item 6 da NR 18 aborda o tópico de ações de segurança em Escavações, fundações e desmonte de rochas.
- • Primeiramente, a área de trabalho deve ser limpa, retirando árvores ou escorando-as, rochas, equipamentos, materiais e objetos de qualquer natureza quando houver risco de comprometimento da execução dos serviços. • Assim como as árvores, rochas ou qualquer material com risco de desmoronamento deve ser escorados, amarrados retirados (Figura 48). • Muros, edificações vizinhas e toda estrutura que possa ser afetada pela escavação devem ser escorados. • Os serviços devem ter responsável técnico legalmente habilitado. • Se existir cabos de energia elétrica subterrâneos devem ser desligados.
- • Os taludes instáveis das escavações com profundidade superior a 1,25m devem ter sua estabilidade garantida por meio de estruturas dimensionadas para este fim. • Para elaboração do projeto e execução das escavações a céu aberto, serão observadas as condições exigidas na NBR 9061/85 - Segurança de Escavação a Céu Aberto da ABNT. • Escavações com profundidade superior a 1,25m devem dispor de escadas em rampas próximas ao local de trabalho para permitir em caso de emergência, a saída rápida dos trabalhadores.
- • As escavações realizadas em vias públicas ou canteiros de obras devem ter sinalização de advertência, inclusive noturna e barreira de isolamento em todo o seu perímetro. • Os acessos de trabalhadores, veículos e equipamentos às áreas de escavação devem ter sinalização de advertência permanente. • É proibido o acesso de pessoas não autorizadas às áreas de escavação e cravação de estacas. Alguns exemplos de sinalizadores utilizados: cones, fitas, cavaletes, pedestal com iluminação, placas de advertência, bandeirolas, grades de proteção, tapumes e sinalizadores luminoso.
- A escavação de tubulões a céu aberto, alargamento ou abertura manual de base e execução de taludes deve ser precedido de sondagem ou de estudo geotécnico local. Em caso específico de tubulões a céu aberto e abertura de base, o estudo geotécnico será obrigatório para profundidade superior a 3,00m (três metros)
- A presença de água na vala compromete a estabilidade da escavação e dificulta os trabalhos de assentamentos das tubulações. O projeto deve sugerir ou indicar o processo de esgotamento a ser adotado. Entre eles estão os dispositivos de bombeamento, drenagem superficial e equipamentos de esgotamento. Assim como o rebaixamento do lençol freático através de métodos como ponteiras filtrantes ou poços filtrantes muitas vezes deve ser realizado.
- A escavação de tubulões a céu aberto, alargamento ou abertura manual de base e execução de taludes deve ser precedido de sondagem ou de estudo geotécnico local. Em caso específico de tubulões a céu aberto e abertura de base, o estudo geotécnico será obrigatório para profundidade superior a 3,00m (três metros)
- • As escavações realizadas em vias públicas ou canteiros de obras devem ter sinalização de advertência, inclusive noturna e barreira de isolamento em todo o seu perímetro. • Os acessos de trabalhadores, veículos e equipamentos às áreas de escavação devem ter sinalização de advertência permanente. • É proibido o acesso de pessoas não autorizadas às áreas de escavação e cravação de estacas. Alguns exemplos de sinalizadores utilizados: cones, fitas, cavaletes, pedestal com iluminação, placas de advertência, bandeirolas, grades de proteção, tapumes e sinalizadores luminoso.
- • Os taludes instáveis das escavações com profundidade superior a 1,25m devem ter sua estabilidade garantida por meio de estruturas dimensionadas para este fim. • Para elaboração do projeto e execução das escavações a céu aberto, serão observadas as condições exigidas na NBR 9061/85 - Segurança de Escavação a Céu Aberto da ABNT. • Escavações com profundidade superior a 1,25m devem dispor de escadas em rampas próximas ao local de trabalho para permitir em caso de emergência, a saída rápida dos trabalhadores.
- • Primeiramente, a área de trabalho deve ser limpa, retirando árvores ou escorando-as, rochas, equipamentos, materiais e objetos de qualquer natureza quando houver risco de comprometimento da execução dos serviços. • Assim como as árvores, rochas ou qualquer material com risco de desmoronamento deve ser escorados, amarrados retirados (Figura 48). • Muros, edificações vizinhas e toda estrutura que possa ser afetada pela escavação devem ser escorados. • Os serviços devem ter responsável técnico legalmente habilitado. • Se existir cabos de energia elétrica subterrâneos devem ser desligados.
- Estes riscos de segurança dos trabalhadores devem ser evitados através das ações de diminuição dos riscos, propostas pela NR 18 – Norma regulamentadora de condições e meio ambiente de trabalho na indústria da construção. O item 6 da NR 18 aborda o tópico de ações de segurança em Escavações, fundações e desmonte de rochas.
- O processo de escavações tanto de projeto e execução das valas é regido através de condições para a realização destes serviços pela NBR 12.266/92 – projeto e execução de valas para assentamento de tubulação de água, esgoto ou drenagem urbana. Assim como a norma estabelece critérios para o posicionamento da vala em via pública e dimensionamento do escoramento. As condições gerais abordadas pela NBR 12.266/92 são em relação ao projeto/ posicionamento das valas, dimensionamento, escavações, escoramento, esgotamento, prepara do fundo da vala, reaterro, medidas preventivas e sinalização.
TIPOS DE TALUDE E MÉTODOS DE ESTABILIZAÇÃO
- • Aterro compactado: estrutura de disposição de solo e/ou fragmentos de rocha, em aterro, produzindo diminuição de volume e consequente redução de porosidade, o que determina o aumento de densidade (por meio de compactação) e a redução da permeabilidade. A compactação do material de um aterro é executada para prevenir a ocorrência de erosão e escorregamento. • Corte: intervenção no meio físico efetuada geralmente em solo de alteração de rochas, por meio de equipamentos e máquinas, criando uma superfície plana e inclinada, com o objetivo de estabelecer uma situação mais estável em face de prováveis processos de instabilização produzidos por movimentos gravitacionais de massa (escorregamento).
- • Estabilização de solo: tratamento físico, químico ou mecânico de um solo, executado com o objetivo de manter ou melhorar suas características geotécnicas (ex.: resistência à erosão e escorregamento, capacidade de suporte, permeabilidade). • Taludes de terraplenagem: superfícies inclinadas que limitam um maciço de terra, de rocha ou de terra e rocha. São artificiais como os taludes de cortes e aterros. • Taludes naturais: formado naturalmente pela natureza, casos das encostas. • Tardoz: face posterior de um edifício, de pouca importância. Face grosseira de um elemento de revestimento que fica voltada para a parede
- Definição de talude Segundo a NBR 9061, talude é uma superfície inclinada do terreno natural, de uma escavação ou de um aterro • Crista: parte mais alta. • Talude: refere-se à inclinação do solo. • Corpo do talude: área interna de solo. • Pé: parte mais baixa. • Ângulo de inclinação: do talude. • Terreno de fundação: parte inferior do corpo do talude, ao qual suporta o peso. • Altura: entre os níveis do corpo do corpo do talude.
- As encostas naturais são os taludes que estão em condição natural que não sofreram nenhum tipo de intervenção humana. Sendo compostos por material em geral variável e heterogêneo, com difícil determinação do fluxo de água e geometria de difícil determinação. Os taludes naturais podem ser constituídos por solo ou rochas.
- Os taludes naturais também estão sujeitos a instabilidade, conforme Gerscovich (2012), porque as ações das forças gravitacionais contribuem naturalmente para a deflagração do movimento. Os principais problemas são situações de escorregamentos naturais ou pela interferência humana. A instabilidade pode ser devido ao processo de evolução das encostas que tem uma tendência a planificação, as ações de intemperismo que tornam o material menos resistente e dependendo da topografia a movimentação pode levar a ruptura.
- São taludes artificiais construídos pela ação humana que resultam de cortes em encostas, de escavação ou de lançamento e aterros. Encontram-se ainda nas minas a céu a aberto, nas barragens de reservatório de água, nas laterais de estradas e ruas. Sendo compostos por material em alguns casos homogêneo, com fluxo de água geralmente determinado e com geometria pré-definida.
- Os taludes de corte são aqueles que se formam como resultado de um processo de corte, de retirada de material. Os cortes devem ser executados com altura e inclinação adequadas para garantir a estabilidade da obra.
- O talude de aterro é aquele que se forma como resultado da deposição, da terraplenagem e de botas-fora. Os aterros são construídos em projetos de barragem de terra e em obras viárias e de implantação de estruturas civis, quando o solo de fundação tem baixa capacidade de suporte ou para nivelamento do terreno.
- A plantação do talude com espécies vegetais adequadas ao clima local é uma proteção eficaz do talude, sobretudo contra a erosão superficial. Esta erosão superficial depende de condições geológicas, topográficas e climáticas (como as chuvas, geometria do talude).
- A execução de muros de arrimo convencionais, como de gravidade ou a introdução de tirantes de aço, protendidos ou não no interior do maciço, ancorando-os fora da zona de escorregamento. São estruturas de contenção e escoramentos. Entre eles tem-se os muros de gravidade que podem ser de pedra, pedra argamassada de concreto ciclópico, crib-walls, gabiões e solo-cimento ensacado; muros de concreto armado ou muros de flexão
- Consiste em colocar bermas no pé do talude, isto é, banquetas de terra, em geral, do mesmo material que o do próprio talude, com vistas a aumentar a sua estabilidade. Através da diminuição da inclinação.
- A execução de muros de arrimo convencionais, como de gravidade ou a introdução de tirantes de aço, protendidos ou não no interior do maciço, ancorando-os fora da zona de escorregamento. São estruturas de contenção e escoramentos. Entre eles tem-se os muros de gravidade que podem ser de pedra, pedra argamassada de concreto ciclópico, crib-walls, gabiões e solo-cimento ensacado; muros de concreto armado ou muros de flexão
- A plantação do talude com espécies vegetais adequadas ao clima local é uma proteção eficaz do talude, sobretudo contra a erosão superficial. Esta erosão superficial depende de condições geológicas, topográficas e climáticas (como as chuvas, geometria do talude).
- O talude de aterro é aquele que se forma como resultado da deposição, da terraplenagem e de botas-fora. Os aterros são construídos em projetos de barragem de terra e em obras viárias e de implantação de estruturas civis, quando o solo de fundação tem baixa capacidade de suporte ou para nivelamento do terreno.
- Os taludes de corte são aqueles que se formam como resultado de um processo de corte, de retirada de material. Os cortes devem ser executados com altura e inclinação adequadas para garantir a estabilidade da obra.
- São taludes artificiais construídos pela ação humana que resultam de cortes em encostas, de escavação ou de lançamento e aterros. Encontram-se ainda nas minas a céu a aberto, nas barragens de reservatório de água, nas laterais de estradas e ruas. Sendo compostos por material em alguns casos homogêneo, com fluxo de água geralmente determinado e com geometria pré-definida.
- Os taludes naturais também estão sujeitos a instabilidade, conforme Gerscovich (2012), porque as ações das forças gravitacionais contribuem naturalmente para a deflagração do movimento. Os principais problemas são situações de escorregamentos naturais ou pela interferência humana. A instabilidade pode ser devido ao processo de evolução das encostas que tem uma tendência a planificação, as ações de intemperismo que tornam o material menos resistente e dependendo da topografia a movimentação pode levar a ruptura.
- As encostas naturais são os taludes que estão em condição natural que não sofreram nenhum tipo de intervenção humana. Sendo compostos por material em geral variável e heterogêneo, com difícil determinação do fluxo de água e geometria de difícil determinação. Os taludes naturais podem ser constituídos por solo ou rochas.
- Definição de talude Segundo a NBR 9061, talude é uma superfície inclinada do terreno natural, de uma escavação ou de um aterro • Crista: parte mais alta. • Talude: refere-se à inclinação do solo. • Corpo do talude: área interna de solo. • Pé: parte mais baixa. • Ângulo de inclinação: do talude. • Terreno de fundação: parte inferior do corpo do talude, ao qual suporta o peso. • Altura: entre os níveis do corpo do corpo do talude.
- • Estabilização de solo: tratamento físico, químico ou mecânico de um solo, executado com o objetivo de manter ou melhorar suas características geotécnicas (ex.: resistência à erosão e escorregamento, capacidade de suporte, permeabilidade). • Taludes de terraplenagem: superfícies inclinadas que limitam um maciço de terra, de rocha ou de terra e rocha. São artificiais como os taludes de cortes e aterros. • Taludes naturais: formado naturalmente pela natureza, casos das encostas. • Tardoz: face posterior de um edifício, de pouca importância. Face grosseira de um elemento de revestimento que fica voltada para a parede
- • Aterro compactado: estrutura de disposição de solo e/ou fragmentos de rocha, em aterro, produzindo diminuição de volume e consequente redução de porosidade, o que determina o aumento de densidade (por meio de compactação) e a redução da permeabilidade. A compactação do material de um aterro é executada para prevenir a ocorrência de erosão e escorregamento. • Corte: intervenção no meio físico efetuada geralmente em solo de alteração de rochas, por meio de equipamentos e máquinas, criando uma superfície plana e inclinada, com o objetivo de estabelecer uma situação mais estável em face de prováveis processos de instabilização produzidos por movimentos gravitacionais de massa (escorregamento).
FORMAS DE MOVIMENTO DE MASSA
- O processo de movimentação da massa ou então ruptura do talude também é denominado como deslizamento, escorregamento, queda de barreiras e rastejo. Nos tópicos a seguir são exemplificadas estas quatro formas de movimentação.
- O processo de movimentação da massa ou então ruptura do talude também é denominado como deslizamento, escorregamento, queda de barreiras e rastejo. Nos tópicos a seguir são exemplificadas estas quatro formas de movimentação. Este tipo de movimentação comumente é chamado de queda, tombamento ou rolamento. Caracterizado pelo desprendimento de parte do maciço de terra ou da rocha que sai do talude e cai em queda livre, sem que haja um plano deslizamento sobre uma superfície de ruptura.
- Os escorregamentos referem-se à volumes de solos ao longo de superfícies de ruptura bem definidas sendo cilíndricas ou planares. A massa de material escoa como se fosse um fluido ou líquido viscoso. A ação conjunta da gravidade e do solo saturado levam ao deslizamento. São subdivididos em deslizamentos rotacional, translacional e em cunha. Ocorrem frequentemente nos casos de solos coesivos homogêneos, tipo mais comum em aterros. Conforme as figuras abaixo, observe que a superfície de ruptura é curvada, indicando um sentido de rotação em eixo imaginário na massa.
- O fluxo de detritos é também conhecido como avalanches ou erosões violentas, como a corrida de massa. Estes são classificados como desastres naturais, pois tem alto poder destrutivo. O material superficial se liquefaz e escoa encosta abaixo em forma de material viscoso, composto por lama e detritos de rocha.
- Sinais característicos que indicam a ocorrência do rastejo em taludes: • Cisalhamento e rachaduras nas fundações. • Árvores, postes e cercas inclinados. • Trincas e ruptura em elementos rígidos. • Estruturas rochosas deformadas.
- É importante identificar e prever as formas de movimentação de massa nos taludes para que posteriormente seja realizada a análise de estabilidade. Desta forma, é necessário primeiramente avaliar a possibilidade de ocorrência do escorregamento de massa em determinado tipo de taludes e encostas. E posteriormente adotar os métodos de verificação da estabilidade do talude
- • Os custos diretos correspondem ao reparo de danos, relocação de estruturas e manutenção de obras e instalações de contenção. • Pode-se dizer que os custos indiretos são ainda maiores podendo ser citados: a) Perda de produtividade industrial, agrícola e florestal, bem como potencial turístico devido aos danos locais e interrupção de sistemas de transporte. b) Perda de valor de propriedades, bem como de impostos referenciados por ele. c) Perda de vidas humanas, invalidez física ou trauma psicológico em moradores de locais afetados por escorregamentos.
- É importante identificar e prever as formas de movimentação de massa nos taludes para que posteriormente seja realizada a análise de estabilidade. Desta forma, é necessário primeiramente avaliar a possibilidade de ocorrência do escorregamento de massa em determinado tipo de taludes e encostas. E posteriormente adotar os métodos de verificação da estabilidade do talude
- Sinais característicos que indicam a ocorrência do rastejo em taludes: • Cisalhamento e rachaduras nas fundações. • Árvores, postes e cercas inclinados. • Trincas e ruptura em elementos rígidos. • Estruturas rochosas deformadas.
- O fluxo de detritos é também conhecido como avalanches ou erosões violentas, como a corrida de massa. Estes são classificados como desastres naturais, pois tem alto poder destrutivo. O material superficial se liquefaz e escoa encosta abaixo em forma de material viscoso, composto por lama e detritos de rocha.
- Os escorregamentos referem-se à volumes de solos ao longo de superfícies de ruptura bem definidas sendo cilíndricas ou planares. A massa de material escoa como se fosse um fluido ou líquido viscoso. A ação conjunta da gravidade e do solo saturado levam ao deslizamento. São subdivididos em deslizamentos rotacional, translacional e em cunha. Ocorrem frequentemente nos casos de solos coesivos homogêneos, tipo mais comum em aterros. Conforme as figuras abaixo, observe que a superfície de ruptura é curvada, indicando um sentido de rotação em eixo imaginário na massa.
- O processo de movimentação da massa ou então ruptura do talude também é denominado como deslizamento, escorregamento, queda de barreiras e rastejo. Nos tópicos a seguir são exemplificadas estas quatro formas de movimentação. Este tipo de movimentação comumente é chamado de queda, tombamento ou rolamento. Caracterizado pelo desprendimento de parte do maciço de terra ou da rocha que sai do talude e cai em queda livre, sem que haja um plano deslizamento sobre uma superfície de ruptura.
- O processo de movimentação da massa ou então ruptura do talude também é denominado como deslizamento, escorregamento, queda de barreiras e rastejo. Nos tópicos a seguir são exemplificadas estas quatro formas de movimentação.
CAUSAS DA MOVIMENTAÇÃO DE MASSAS E FATOR DE SEGURANÇA
- Os movimentos de massas geram uma desestabilização do maciço e geralmente dependem: • Natureza do material • Velocidade do movimento • Natureza do movimento Além disso, os fatores que influenciam o movimento de massa podem ser causas: externas ou internas que agem no maciço.
- A água é um dos maiores responsáveis na ocorrência de muitos escorregamentos de taludes. A saturação aumenta o peso específico do solo e assim a força gravitacional que age no maciço. O excesso de umidade reduz a resistência do solo pelo aumento da pressão neutra. Explicando a ocorrência dos escorregamentos nos períodos de grande precipitação.
- As sobrecargas podem ser acrescentadas aos taludes como cargas concentradas ou cargas distribuídas, sendo resultante da ação tanto natural como humana. Exemplos de fenômenos naturais: • Peso da água, neve, granizo • Acúmulo natural de material (depósitos, sedimentação, carreamento pelo vento) • Vegetação
- A remoção de massa na lateral ou na base de taludes é o mais comum fator que leva a instabilidade. Esse fator provoca uma mudança na geometria do talude, influenciando na inclinação e/ou altura do talude.
- São caracterizados por efeitos sísmicos que são fenômenos que ocorrem devido a terremotos, ondas, vulcões que ocasionam a dilatação por inflação ou deflação do magma, explosões, tráfego que geram o sobrepeso, vibração e demais sismos.
- O fator de segurança é o valor numérico da relação estabelecida entre a resistência ao cisalhamento disponível do solo para garantir o equilíbrio do corpo que tende a deslizar e a tensão de cisalhamento que imobiliza, isto sob o efeito dos esforços atuantes. Ainda segundo a NBR 11.682/1991, tem-se definido como fator de segurança a relação entre os esforços estabilizantes (resistentes) e os esforços instabilizantes (atuantes) para determinado método de cálculo adotado.
- São caracterizados por efeitos sísmicos que são fenômenos que ocorrem devido a terremotos, ondas, vulcões que ocasionam a dilatação por inflação ou deflação do magma, explosões, tráfego que geram o sobrepeso, vibração e demais sismos.
- A remoção de massa na lateral ou na base de taludes é o mais comum fator que leva a instabilidade. Esse fator provoca uma mudança na geometria do talude, influenciando na inclinação e/ou altura do talude.
- As sobrecargas podem ser acrescentadas aos taludes como cargas concentradas ou cargas distribuídas, sendo resultante da ação tanto natural como humana. Exemplos de fenômenos naturais: • Peso da água, neve, granizo • Acúmulo natural de material (depósitos, sedimentação, carreamento pelo vento) • Vegetação
- A água é um dos maiores responsáveis na ocorrência de muitos escorregamentos de taludes. A saturação aumenta o peso específico do solo e assim a força gravitacional que age no maciço. O excesso de umidade reduz a resistência do solo pelo aumento da pressão neutra. Explicando a ocorrência dos escorregamentos nos períodos de grande precipitação.
- Os movimentos de massas geram uma desestabilização do maciço e geralmente dependem: • Natureza do material • Velocidade do movimento • Natureza do movimento Além disso, os fatores que influenciam o movimento de massa podem ser causas: externas ou internas que agem no maciço.
MÉTODOS DE ANÁLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDE
- Um talude é denominado infinito quando a relação entre as suas grandezas geométricas, com grande extensão e reduzida espessura do manto de solo. • Nestes taludes a linha potencial de ruptura é paralela à superfície do terreno. • O talude se move como uma massa única • Eles podem ser maciços homogêneos ou estratificados, neste caso, porém os estratos devem ter os planos de acamamento paralelos à superfície do talude. Esse tipo de ruptura é comum em encostas naturais com manto de intemperismo e alterações naturais ou induzidas que provocam desequilíbrio de forças. Assim como o desmatamento é um dos agentes que provocam este tipo de escorregamento.
- O equilíbrio das forças é feito na direção na normal (N) à base da lamela. Considerações do método: • A massa de solo é dividida em fatias verticais e as equações de equilíbrio englobam cada fatia e o conjunto de todas as fatias. • Considera-se o equilíbrio de forças em cada fatia segundo a direção do raio que passa pelo meio da base. • Existe um equilíbrio de momentos de todas as fatias em relação ao centro da superfície de deslizamento. • O FS é a relação entre resistência máxima ao longo da superfície e tensão mobilizada média.
- 1- Arbitrar uma superfície de ruptura potencial, com centro O e raio R. 2- Dividir o talude em fatias verticais (10 a 15 fatias). As seções verticais. devem passar pelos pontos: - Mudança de geometria do talude. - Cruzamento entre a superfície de ruptura e a linha de fluxo superior. - Cruzamento entre a superfície de ruptura e planos de estratificação. 3- Medir a largura Δx de cada fatia e os ângulos θ, entre a horizontal e a corda que une as extremidades de cada fatia. θ1 será positivo quando tiver o mesmo sentido do ângulo de inclinação do talude. 4- Calcular o peso Wi, de cada fatia (W= γ.A). 5- Calcular a poropressão media de ui na base de cada fatia. 6- Calcular FS. 7- Arbitrar outras superfícies de ruptura potenciais com diferentes centros O e raios R, e repetir os procedimentos. 8- Com o FS calculados, traçar linhas de igual fator de segurança. Adotar o FS mínimo.
- O método de Fellenius pode induzir a graves erros, em face do tratamento que dá às pressões neutras. A rigor, as forças resultantes das pressões neutras atuam também nas faces entre as lamelas. Como são forças horizontais elas têm componentes na direção da normal à base das lamelas que é a direção de equilíbrio das forças.
- 1- Arbitrar uma superfície de ruptura potencial, com centro O e raio R. 2- Dividir o talude em fatias verticais (10 a 15 fatias). As seções verticais. devem passar pelos pontos: - Mudança de geometria do talude. - Cruzamento entre a superfície de ruptura e a linha de fluxo superior. - Cruzamento entre a superfície de ruptura e planos de estratificação. 3- Medir a largura Δx de cada fatia e os ângulos θ, entre a horizontal e a corda que une as extremidades de cada fatia. θ1 será positivo quando tiver o mesmo sentido do ângulo de inclinação do talude. 4- Calcular o peso Wi, de cada fatia (W= γ.A). 5- Calcular a poropressão media de ui na base de cada fatia. 6- Calcular FS. 7- Arbitrar outras superfícies de ruptura potenciais com diferentes centros O e raios R, e repetir os procedimentos. 8- Com o FS calculados, traçar linhas de igual fator de segurança. Adotar o FS mínimo.
- O equilíbrio das forças é feito na direção na normal (N) à base da lamela. Considerações do método: • A massa de solo é dividida em fatias verticais e as equações de equilíbrio englobam cada fatia e o conjunto de todas as fatias. • Considera-se o equilíbrio de forças em cada fatia segundo a direção do raio que passa pelo meio da base. • Existe um equilíbrio de momentos de todas as fatias em relação ao centro da superfície de deslizamento. • O FS é a relação entre resistência máxima ao longo da superfície e tensão mobilizada média.
- Um talude é denominado infinito quando a relação entre as suas grandezas geométricas, com grande extensão e reduzida espessura do manto de solo. • Nestes taludes a linha potencial de ruptura é paralela à superfície do terreno. • O talude se move como uma massa única • Eles podem ser maciços homogêneos ou estratificados, neste caso, porém os estratos devem ter os planos de acamamento paralelos à superfície do talude. Esse tipo de ruptura é comum em encostas naturais com manto de intemperismo e alterações naturais ou induzidas que provocam desequilíbrio de forças. Assim como o desmatamento é um dos agentes que provocam este tipo de escorregamento.
ATERROS SOBRE SOLOS MOLES
- Os solos moles são definidos quanto a sua formação proveniente de argilas moles que apresentam baixa resistência à penetração com valores de SPT igual ou menos que 4 golpes.
- Os problemas gerados por solos moles são comuns e podem originar problemas sérios para a construção civil, pois têm alta compressibilidade e baixa resistência ao cisalhamento. Os problemas característicos do ponto de vista técnico são: • Estabilidade dos aterros logo após a construção. • Recalques dos aterros ao longo do tempo. • Interferência dos recalques do solo nos elementos estruturais.
- Obras em solos moles • Abertura de valas. • Escavação de túneis: métodos construtivos. • Travessias subterrâneas. • Fundações em solos moles: edifícios construídos em cidades litorâneas ou que apresentam subsolo com argila mole. • Aterros sobre solos moles: construção.
- Devem-se obter os parâmetros para cálculo da resistência: coesão, espessura do aterro, superfície de ruptura momentos atuantes e resistentes e peso específico do solo. Além disso, para cada tipo de obra e métodos construtivos mais adequados depende dos fatores: características geotécnicas do deposito, profundidade do nível de água, possibilidade de utilização da área e sua vizinhança, prazos construtivos e custos envolvidos
- Vane Test Conhecido como o ensaio de palheta é empregado na determinação da resistência ao cisalhamento de argilas moles saturadas, submetidas à condição de carregamento nãodrenado. Normatizado pela NBR 10905-89 – Solo ensaio de palheta in situ.
- Quando houver sobrecarga sobre o solo natural ou qualquer construção executada sobre solo mole e instável traz consigo a possibilidade de recalque. Desta para a construção destes aterros pode-se proceder em geral por 3 formas: Lançar aterros em ponta sobre o terreno natural, como ele se encontra na natureza. Convivendo com problemas de estabilidade durante construção e recalque na fase operacional. Remover o solo mole, total ou parcial. Lançar aterros em ponta após tratamento do solo mole, melhorando suas propriedades.
- São aterros construídos em etapa que garantem o assentamento do solo frágil. Neste tipo de aterro deve-se temer a chuva, pois é quando o material está espalhado e pulverizado, antes da compactação que uma pancada de chuva poderia transformá-lo em lamaçal. Para evitar a camada deverá ser compactada com rolos lisos para o adensamento e impermeabilização. Deve se manter as beiradas mais altas para evitar escoamentos superficiais com erosão, aumentando a segurança. Deve-se iniciar o aterro nas cotas mais baixas, em camadas horizontais.
- O geossintético é um material sintético com um leque de aplicações, em obras de caráter geotécnico. Como desempenhar funções de drenagem, filtragem, separação, proteção, reforço e ainda combinação destes.
- São aterros construídos em etapa que garantem o assentamento do solo frágil. Neste tipo de aterro deve-se temer a chuva, pois é quando o material está espalhado e pulverizado, antes da compactação que uma pancada de chuva poderia transformá-lo em lamaçal. Para evitar a camada deverá ser compactada com rolos lisos para o adensamento e impermeabilização. Deve se manter as beiradas mais altas para evitar escoamentos superficiais com erosão, aumentando a segurança. Deve-se iniciar o aterro nas cotas mais baixas, em camadas horizontais.
- Quando houver sobrecarga sobre o solo natural ou qualquer construção executada sobre solo mole e instável traz consigo a possibilidade de recalque. Desta para a construção destes aterros pode-se proceder em geral por 3 formas: Lançar aterros em ponta sobre o terreno natural, como ele se encontra na natureza. Convivendo com problemas de estabilidade durante construção e recalque na fase operacional. Remover o solo mole, total ou parcial. Lançar aterros em ponta após tratamento do solo mole, melhorando suas propriedades.
- Vane Test Conhecido como o ensaio de palheta é empregado na determinação da resistência ao cisalhamento de argilas moles saturadas, submetidas à condição de carregamento nãodrenado. Normatizado pela NBR 10905-89 – Solo ensaio de palheta in situ.
- Devem-se obter os parâmetros para cálculo da resistência: coesão, espessura do aterro, superfície de ruptura momentos atuantes e resistentes e peso específico do solo. Além disso, para cada tipo de obra e métodos construtivos mais adequados depende dos fatores: características geotécnicas do deposito, profundidade do nível de água, possibilidade de utilização da área e sua vizinhança, prazos construtivos e custos envolvidos
- Obras em solos moles • Abertura de valas. • Escavação de túneis: métodos construtivos. • Travessias subterrâneas. • Fundações em solos moles: edifícios construídos em cidades litorâneas ou que apresentam subsolo com argila mole. • Aterros sobre solos moles: construção.
- Os problemas gerados por solos moles são comuns e podem originar problemas sérios para a construção civil, pois têm alta compressibilidade e baixa resistência ao cisalhamento. Os problemas característicos do ponto de vista técnico são: • Estabilidade dos aterros logo após a construção. • Recalques dos aterros ao longo do tempo. • Interferência dos recalques do solo nos elementos estruturais.
- Os solos moles são definidos quanto a sua formação proveniente de argilas moles que apresentam baixa resistência à penetração com valores de SPT igual ou menos que 4 golpes.
INTRODUÇÃO ÀS BARRAGENS
- As barragens se caracterizam e distinguem das demais obras na engenharia sendo elas: • O acúmulo de grandes massas de solo e água em uma determinada região limitada. • A ação continua de água sobre o maciço e as fundações da estrutura geram esforços que atuam na barragem, sendo eles: peso próprio, peso da água, ação de empuxo, percolação, possível erosão interna e externa e ação do vento. No Brasil de menor ocorrência estão os abalos sísmicos, atividades tectônicas, efeito do gelo, terremotos entre outros. • Ocupação de área relativamente grande, por exemplo, em vales que têm interação com características litológicas locais e problemas ambientais provocados pelas inundações de áreas de vegetação ou ocupação humana.
- Barragens de acumulação. Barragens de enrocamento. Barragens de rejeitos. Barragens de solo ou de terra.
- As barragens em concreto podem ser por gravidade, onde este tipo de barragem funciona em função do peso e requer fundações em rocha. Tipo de barragem mais resistência e menor custo de manutenção, entretanto maior custo de execução.
- É possível se construir estas barragens sobre quaisquer tipos de solos. Pode ser de solos homogêneos, assim a inclinação dos taludes de montante e jusante é fixada de modo a garantir estabilidade.
- Terra-enrocamento É a mais estável dentre as barragens de terra, pois o material de enrocamento, as pedras, apresentam elevado ângulo de atrito e garantem a estabilidade dos taludes de montante e jusantes. Assim como o núcleo argiloso imprime a estanqueidade.
- Tipo de seção Existe uma variabilidade no tipo de barragem de terra em relação ao tipo de seção: homogêneo ou zonado, com materiais mistos. Ambas podem ser em terra ou em enrocamento. As homogêneas são inteiramente do mesmo material.
- Os solos empregados na construção de uma barragem de terra e enrocamento podem ser classificados em duas grandes categorias: A) Os materiais permeáveis (areias e cascalhos), caracterizados por uma resistência ao cisalhamento elevada. B) Os materiais pouco permeáveis (argilas, areis e siltes argilosos), caracterizados por uma resistência ao cisalhamento mais fraca.
- O concreto colocado em placas sobre o talude de montante impermeabiliza o talude. Apresentam como grande vantagem no cronograma construtivo, pois podem ser construídos independentemente do clima.
- A escolha técnico-econômica do tipo de barragem mais indicado para um determinado local depende de vários fatores sendo eles: • Disponibilidade na região do material de construção. • Topografia. • Condições geotécnicas, geológicas: recalque, percolação, rochas fraturas, rochas granulares. • Considerar os problemas construtivos e econômicos garantindo a segurança. Como um desvio temporário do curso d’água no período de construção da obra. • Condições do meio e climáticas: restrições ambientais. • Condições climáticas: região chuvosa que venha dificultar compactação, escavação e transporte. • Custo da obra em função de preço e disponibilidade de material.
- No Brasil, a grande maioria de barragens disponíveis são as de acumulação de água, seja para o abastecimento urbano ou para a geração de energia elétrica. Já que grande parte no país é gerado através das usinas hidrelétricas. Desta forma, as barragens devem ser construídas e monitoradas de forma a garantir a estabilidade e segurança, pois a ruptura de uma barragem de água pode liberar em segundos uma enorme quantidade de água e provocar grandes prejuízos.
- A escolha técnico-econômica do tipo de barragem mais indicado para um determinado local depende de vários fatores sendo eles: • Disponibilidade na região do material de construção. • Topografia. • Condições geotécnicas, geológicas: recalque, percolação, rochas fraturas, rochas granulares. • Considerar os problemas construtivos e econômicos garantindo a segurança. Como um desvio temporário do curso d’água no período de construção da obra. • Condições do meio e climáticas: restrições ambientais. • Condições climáticas: região chuvosa que venha dificultar compactação, escavação e transporte. • Custo da obra em função de preço e disponibilidade de material.
- O concreto colocado em placas sobre o talude de montante impermeabiliza o talude. Apresentam como grande vantagem no cronograma construtivo, pois podem ser construídos independentemente do clima.
- Os solos empregados na construção de uma barragem de terra e enrocamento podem ser classificados em duas grandes categorias: A) Os materiais permeáveis (areias e cascalhos), caracterizados por uma resistência ao cisalhamento elevada. B) Os materiais pouco permeáveis (argilas, areis e siltes argilosos), caracterizados por uma resistência ao cisalhamento mais fraca.
- Tipo de seção Existe uma variabilidade no tipo de barragem de terra em relação ao tipo de seção: homogêneo ou zonado, com materiais mistos. Ambas podem ser em terra ou em enrocamento. As homogêneas são inteiramente do mesmo material.
- Terra-enrocamento É a mais estável dentre as barragens de terra, pois o material de enrocamento, as pedras, apresentam elevado ângulo de atrito e garantem a estabilidade dos taludes de montante e jusantes. Assim como o núcleo argiloso imprime a estanqueidade.
- É possível se construir estas barragens sobre quaisquer tipos de solos. Pode ser de solos homogêneos, assim a inclinação dos taludes de montante e jusante é fixada de modo a garantir estabilidade.
- As barragens em concreto podem ser por gravidade, onde este tipo de barragem funciona em função do peso e requer fundações em rocha. Tipo de barragem mais resistência e menor custo de manutenção, entretanto maior custo de execução.
- Barragens de acumulação. Barragens de enrocamento. Barragens de rejeitos. Barragens de solo ou de terra.
- As barragens se caracterizam e distinguem das demais obras na engenharia sendo elas: • O acúmulo de grandes massas de solo e água em uma determinada região limitada. • A ação continua de água sobre o maciço e as fundações da estrutura geram esforços que atuam na barragem, sendo eles: peso próprio, peso da água, ação de empuxo, percolação, possível erosão interna e externa e ação do vento. No Brasil de menor ocorrência estão os abalos sísmicos, atividades tectônicas, efeito do gelo, terremotos entre outros. • Ocupação de área relativamente grande, por exemplo, em vales que têm interação com características litológicas locais e problemas ambientais provocados pelas inundações de áreas de vegetação ou ocupação humana.
REBAIXAMENTO DE LENÇOL FREÁTICO
- Nas instalações de redes subterrâneas e no preparo de terreno para execução de fundações de edifícios, pontes, barragens entre outros, ocorre com frequência a presença do nível d’água acima da cota em que estas obras deverão ser construídas. Essa água apresenta muitos inconvenientes, pois não só dificulta como impossibilita o trabalho e modifica o equilíbrio do solo provocando a instabilidade do fundo da vala de escavação e desmoronamento dos taludes.
- A água subterrânea é originada predominantemente da infiltração das águasdas chuvas que é direcionada para o subsolo. Segundo Chiossi (1989), o interior da Terra que é composto de diferentes rochas funciona como um vasto reservatório subterrâneo para a acumulação e circulação das águas que nele se infiltram. As rochas presentes no subsolo da terra, raras vezes, são totalmente sólidas e maciças. Na verdade, elas contêm numerosos vazios (poros e fraturas) denominados também de interstícios, que variam dentro de uma larga faixa de dimensões e formas, dando origem aos aquíferos (região de acúmulo de água entre rochas profundas).
- O lençol freático é então definido como um reservatório de água natural no subterrâneo da terra, onde a chuva se infiltra no solo a uma profundidade relativamente pequena até atingir uma região praticamente impermeável. Os lençóis podem ser livres ou artesianos. O nível atingido pela água em um poço artesiano define o nível piezométrico do aquífero artesiano, enquanto em um poço situado num aquífero livre, a água se eleva somente até o nível freático. É importante saber como as águas subterrâneas se comportam: livres ou artesianos, pois isto interfere no método adotado para rebaixamento do lençol freático.
- Para o estabelecimento de um projeto de rebaixamento deve-se ter conhecimento do tipo da obra empregada, escavações rasas ou profundas, o tipo de solo e sua permeabilidade, a altura do rebaixamento com a quantidade de água a ser bombeada e os efeitos do rebaixamento em estruturas adjacentes. Assim, será possível definir os seguintes parâmetros: 1. Vazão que se pretende extrair de cada sistema de drenagem (poço, ponteira ou drenos). 2. Tipo de rebaixamento (métodos adotados). 3. Quantidade de ponteiras, drenos ou poços a serem construídos. 4. Espaçamento entre os dispositivos de drenagem. 5. Profundidade dos dispositivos de drenagem. 6. Diâmetro dos dispositivos de drenagem.
- Devem ser vedadas todas as tomadas de água para evitar entrada de água, criando o vácuo. Na prática, é impossível obter o vácuo absoluto, por isso o rebaixamento máximo conseguido é aproximadamente 5 metros. Principais características do método: • São descidos por cravação ou lançamento os tubos, geralmente de 1 ½’’, terminados por ponteiras especiais que tem um cano de cobre perfurado, envolto com uma rede de telas. • Essas ponteiras devem descer com profundidade um pouco maior do que se necessita escavar. • Esses tubos são conectados a coletores que a bomba aspira a água do solo para evacuar essas águas. • Devido grande número de poços filtrantes distribuídos é rápido e uniforme o rebaixamento.
- O rebaixamento do nível d’água provoca, no solo, em consequência do aumento do seu peso específico aparente e um acréscimo de pressão entre as partículas constituintes do terreno. Do acréscimo da pressão resulta um aumento de carga e, em consequência, o aparecimento de recalques. Se o solo é constituído por uma camada de areia ou pedregulho, o recalque se produz simultaneamente com o rebaixamento do nível d’água e é, em geral, de pouca importância. O mesmo já não acontece quando se encontra camadas de argila moles ou areias fofas no terreno. A sobrecarga decorrente do rebaixamento provocará o adensamento desta camada, podendo assim dar lugar a recalques e aberturas de fissuras nas fundações das obras vizinhas.
- Devem ser vedadas todas as tomadas de água para evitar entrada de água, criando o vácuo. Na prática, é impossível obter o vácuo absoluto, por isso o rebaixamento máximo conseguido é aproximadamente 5 metros. Principais características do método: • São descidos por cravação ou lançamento os tubos, geralmente de 1 ½’’, terminados por ponteiras especiais que tem um cano de cobre perfurado, envolto com uma rede de telas. • Essas ponteiras devem descer com profundidade um pouco maior do que se necessita escavar. • Esses tubos são conectados a coletores que a bomba aspira a água do solo para evacuar essas águas. • Devido grande número de poços filtrantes distribuídos é rápido e uniforme o rebaixamento.
- Para o estabelecimento de um projeto de rebaixamento deve-se ter conhecimento do tipo da obra empregada, escavações rasas ou profundas, o tipo de solo e sua permeabilidade, a altura do rebaixamento com a quantidade de água a ser bombeada e os efeitos do rebaixamento em estruturas adjacentes. Assim, será possível definir os seguintes parâmetros: 1. Vazão que se pretende extrair de cada sistema de drenagem (poço, ponteira ou drenos). 2. Tipo de rebaixamento (métodos adotados). 3. Quantidade de ponteiras, drenos ou poços a serem construídos. 4. Espaçamento entre os dispositivos de drenagem. 5. Profundidade dos dispositivos de drenagem. 6. Diâmetro dos dispositivos de drenagem.
- O lençol freático é então definido como um reservatório de água natural no subterrâneo da terra, onde a chuva se infiltra no solo a uma profundidade relativamente pequena até atingir uma região praticamente impermeável. Os lençóis podem ser livres ou artesianos. O nível atingido pela água em um poço artesiano define o nível piezométrico do aquífero artesiano, enquanto em um poço situado num aquífero livre, a água se eleva somente até o nível freático. É importante saber como as águas subterrâneas se comportam: livres ou artesianos, pois isto interfere no método adotado para rebaixamento do lençol freático.
- A água subterrânea é originada predominantemente da infiltração das águasdas chuvas que é direcionada para o subsolo. Segundo Chiossi (1989), o interior da Terra que é composto de diferentes rochas funciona como um vasto reservatório subterrâneo para a acumulação e circulação das águas que nele se infiltram. As rochas presentes no subsolo da terra, raras vezes, são totalmente sólidas e maciças. Na verdade, elas contêm numerosos vazios (poros e fraturas) denominados também de interstícios, que variam dentro de uma larga faixa de dimensões e formas, dando origem aos aquíferos (região de acúmulo de água entre rochas profundas).
- Nas instalações de redes subterrâneas e no preparo de terreno para execução de fundações de edifícios, pontes, barragens entre outros, ocorre com frequência a presença do nível d’água acima da cota em que estas obras deverão ser construídas. Essa água apresenta muitos inconvenientes, pois não só dificulta como impossibilita o trabalho e modifica o equilíbrio do solo provocando a instabilidade do fundo da vala de escavação e desmoronamento dos taludes.
TERRAPLENAGEM
- a terraplenagem engloba um conjunto de operações como: • Escavação. • Carga do material escavado. • Transporte. • Descarga e espalhamento do solo.
- Vale lembrar o que é realizado antes: a fundação ou terraplenagem? Esta resposta depende. Por exemplo, em obras de grande porte geralmente são realizadas fundações profundas, então recomenda-se executar as fundações antes de escavar o terreno, pois será removido grande volume de solo que pode interferir no serviço posterior de terraplenagem. Nos casos de escavações a céu aberto é mais vantajoso efetuar primeiro a escavação e depois a fundação. Desta forma, as informações técnicas necessárias como cota de fundo, nível do pavimento, nível de vizinhança são ajustados para a execução da fundação.
- O controle topográfico envolve a verificação da locação dos eixos ou linhas-base estão corretamente posicionados os cortes e aterros com marcações. Assim como a inclinação de taludes, larguras, declividades para escoamento de água. Faz-se então a conferência de cotas, conferência de camadas, do levantamento planialtimétrico das áreas de bota-fora e empréstimo. Assim como o nivelamento para medição de volumes de aterros, cortes e empréstimos.
- Por exemplo, ao escavar o solo a terra fica solta e passa a ocupar mais espaço. Esse efeito é conhecido como empolamento e é expresso em porcentagem. Se ao escavar 1 m3 de solo ele aumenta para 1,3 m3 , o empolamento é de 25%. O oposto do empolamento é a contração. Ou seja, o quanto a terra ocupa a menos de volume quando compactada. Nesse caso, o volume final é inferior ao que a terra ocupava no corte. Assim, para executar um aterro com 1 m3 , será preciso mais que 1 m3 de terra. É importante conhecer esse fenômeno para planejar os equipamentos, principalmente de transporte, e também a produtividade. Caso o volume de corte do solo seja de 100 m3 , o total a ser transportado será de 125 m3 , graças ao empolamento.
- O controle topográfico envolve a verificação da locação dos eixos ou linhas-base estão corretamente posicionados os cortes e aterros com marcações. Assim como a inclinação de taludes, larguras, declividades para escoamento de água. Faz-se então a conferência de cotas, conferência de camadas, do levantamento planialtimétrico das áreas de bota-fora e empréstimo. Assim como o nivelamento para medição de volumes de aterros, cortes e empréstimos.
- Vale lembrar o que é realizado antes: a fundação ou terraplenagem? Esta resposta depende. Por exemplo, em obras de grande porte geralmente são realizadas fundações profundas, então recomenda-se executar as fundações antes de escavar o terreno, pois será removido grande volume de solo que pode interferir no serviço posterior de terraplenagem. Nos casos de escavações a céu aberto é mais vantajoso efetuar primeiro a escavação e depois a fundação. Desta forma, as informações técnicas necessárias como cota de fundo, nível do pavimento, nível de vizinhança são ajustados para a execução da fundação.
- a terraplenagem engloba um conjunto de operações como: • Escavação. • Carga do material escavado. • Transporte. • Descarga e espalhamento do solo.
TIPOS DE MURO DE ARRIMO
- Os muros de arrimo são estruturas corridas de contenção em parede vertical ou quase vertical que são apoiadas em uma fundação do tipo rasa ou profunda. Esta é uma forma adotada na engenharia para contenções de solo, garantindo uma maior estabilidade nas cargas atuantes e chegando mais próximo ao valor do empuxo para que o solo-estrutura permaneçam em repouso. Para prevenir assim que o solo sofra inclinação.
- O muro de arrimo pode ser constituído de vários tipos: • Gravidade: construídos em alvenaria (tijolos ou pedras) ou concreto (simples ou armado), gabiões, pneus etc. • De flexão: com ou sem contraforte e com ou sem tirantes. • Confira na figura abaixo a nomenclatura adotada neste tipo de construção de muros de arrimo.
- Os muros de arrimo de gravidade têm a característica de apresentarem grande espessura, além de promover equilíbrio das pressões laterais que provocam o empuxo, como o peso próprio. Geralmente adotado em solo que apresenta elevada capacidade de suporte. São também chamados muro de peso, pois os muros por gravidade resistem ao empuxo do terreno por efeito do seu peso próprio. Desta forma, surge uma força atrito na sua interface com o solo que evita o deslizamento e impede o seu desmoronamento. Devem ser pesados e de grande dimensão.
- Os muros são constituídos por camadas formadas por sacos de poliéster ou similares que são preenchidos com uma mistura de cimento-solo (1:10 a 1:15). Este material é alternativo e de baixo custo. A massa compactada úmida endurece com o tempo e em poucos dias ganha consistência e durabilidade suficiente para diversas aplicações na construção civil.
- As camadas horizontais de pneus são amarradas entre si com corda ou arame e preenchidos com material como solo, rocha basáltica e resíduo de construção. As camadas devem ser posicionadas em camadas horizontais descasado, de forma a minimizar os espaços vazios. Os muros são limitados a alturas inferiores a 5 metros e necessitam disponibilidade de espaço para a construção de uma base larga.
- Segundo Gerscovich (2010), os muros de arrimo de flexão utilizam parte do peso próprio do maciço que se apoia sobre a base para manter-se em equilíbrio. Os muros de arrimo de flexão são estruturas mais esbeltas com seção transversal em forma de “L” que resistem aos empuxos por flexão utilizando parte do peso próprio do maciço que se apoia sobre a base do “L” para manter-se em equilíbrio. Podem ser em paredes simples, com contraforte entre outros métodos.
- As camadas horizontais de pneus são amarradas entre si com corda ou arame e preenchidos com material como solo, rocha basáltica e resíduo de construção. As camadas devem ser posicionadas em camadas horizontais descasado, de forma a minimizar os espaços vazios. Os muros são limitados a alturas inferiores a 5 metros e necessitam disponibilidade de espaço para a construção de uma base larga.
- Os muros são constituídos por camadas formadas por sacos de poliéster ou similares que são preenchidos com uma mistura de cimento-solo (1:10 a 1:15). Este material é alternativo e de baixo custo. A massa compactada úmida endurece com o tempo e em poucos dias ganha consistência e durabilidade suficiente para diversas aplicações na construção civil.
- Os muros de arrimo de gravidade têm a característica de apresentarem grande espessura, além de promover equilíbrio das pressões laterais que provocam o empuxo, como o peso próprio. Geralmente adotado em solo que apresenta elevada capacidade de suporte. São também chamados muro de peso, pois os muros por gravidade resistem ao empuxo do terreno por efeito do seu peso próprio. Desta forma, surge uma força atrito na sua interface com o solo que evita o deslizamento e impede o seu desmoronamento. Devem ser pesados e de grande dimensão.
- O muro de arrimo pode ser constituído de vários tipos: • Gravidade: construídos em alvenaria (tijolos ou pedras) ou concreto (simples ou armado), gabiões, pneus etc. • De flexão: com ou sem contraforte e com ou sem tirantes. • Confira na figura abaixo a nomenclatura adotada neste tipo de construção de muros de arrimo.
- Os muros de arrimo são estruturas corridas de contenção em parede vertical ou quase vertical que são apoiadas em uma fundação do tipo rasa ou profunda. Esta é uma forma adotada na engenharia para contenções de solo, garantindo uma maior estabilidade nas cargas atuantes e chegando mais próximo ao valor do empuxo para que o solo-estrutura permaneçam em repouso. Para prevenir assim que o solo sofra inclinação.
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- Mindmap am OBRAS DE TERRA, erstellt von Dayane Guimarães am 16/03/2024.
- Erstellt von
- Dayane Guimarães
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