atps - geotecnia ii
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FACULDADE ANHANGUERA CUIABÁ
ENGENHARIA CIVIL
Edson Nascimento da Silva
Tiago Carvalho de oliveira
Walldyvino da costa filho
GEOTECNIA
TALUDES E ATERROS
Cuiabá 2014
GEOTECNIA II
ENGENHARIA CIVIL
Setembro 2014
ATPS TALUDES EATERROS
Trabalho elaborado e apresentado a disciplina de Geotecnia II, do curso de graduação em Engenharia Civil na faculdade Anhanguera, como quesito parcial de nota do 1º bimestre.
Acadêmicos/RA.Edson Nascimento da Silva 9898534368Tiago Carvalho de oliveira 1299104004Walldyvino da costa filho 9020389023
Setembro 2014
SUMÁRIO
Talude 03
Analise de Estabilidade 04
Ações Instablibizadoras 05
Erosão 05
Inclinação 05
Descontinuidade 05
Inclinação 05
Percolação de Agua 06
Escorregamento 06
Massas Coluviais 06
Obras de Estabilização 07
Proteção Superficial 07
Cortes 07
Solo Reforçado 07
Aterro Compactado 08
Terra Armada 08
Geossinteticos 08
Muro de Arrimo 08
Gabiões 09
Retaludamento 09
Drenagem 09
Aterros 11
Conceituação 11
Execução de Aterros 12
Estabilidade 13
Áreas de Empréstimo 14
Sistema de Controle 15
Bibliografia 17
TALUDES
Talude são os maciços sob o aspecto genético podem ser agrupados em
duas categorias: naturais e artificiais. Estes frequentemente exibem uma
homogeneidade mais acentuada que os maciços naturais e, por isto, adequam-
se melhor às teorias desenvolvidas para as análises de estabilidade. Dois
outros aspectos elucidativos deste ponto merecem atenção: o primeiro refere-
se ao fato de que os taludes naturais possuem uma estrutura particular que só
é conhecida através de um criterioso programa de prospecção; o segundo está
associado à vida geológica do maciço natural, intimamente ligado ao histórico
de tensões sofrido por ele – erosão, tectonismo, intemperismo, resumidamente
um talude é uma superfície de terreno exposta que faz um dado ângulo a com
a horizontal.
São compostos esses maciços de:
Talude, região da superfície da área inclinada.
Pé, início inferior da área inclinada.
Crista ou Topo, é a parte mais alta do talude
Ângulo ou inclinação do talude é o ângulo, em graus, entre a horizontal e
a reta média entre a crista e o pé
Massa escorregada
Superfície de Ruptura. Segue abaixo uma imagem para melhor
compreensão:
Análises de Estabilidades
A finalidade da análise da estabilidade dos taludes é verificar a
possibilidade de ocorrência de escorregamento da massa do solo seja ela
pertencente ao talude natural ou artificial (MASSAD, 2003)
O autor ainda diz que os métodos para análise de estabilidade de
taludes partem do modelo do equilíbrio da massa de solo, e em geral é
realizada através da comparação das tensões cisalhantes atuantes com a
resistência ao cisalhamento do maciço. Dyminski, (2005) diz que através desta
relação entre tensão cisalhante e resistência ao cisalhamento é possível
determinar o fator de segurança, fator pelo qual os parâmetros de resistência
podem ser reduzidos.
A análise de estabilidade através do fator de segurança é chamada
de abordagem determinística, pois estabelece um valor no qual será utilizado
como parâmetro para avaliação. Além da análise através do fator de segurança
pode-se avaliar a estabilidade do maciço através do método probabilístico o
qual permite quantificar algumas incertezas e fornecer um parâmetro mais
favorável de avaliação (EHRLICH e BECKER , 2009).
Para Dyminski (2005) existem dois tipos de abordagem para
determinação do fator de segurança do ponto de vista determinístico: teoria de
equilíbrio limite e análise de tensões.
Os autores acima mencionam que em geral a realização dos estudos
para avaliação da tensão x deformação dos taludes é realizada através de
programas computacionais, baseados nos métodos dos elementos finitos ou
das diferenças finitas, Segue abaixo decomposição das forças em um corpo
sobre um plano inclinado.
Principais ações instabilizadoras
Erosão: Pode ocorrer em talude de corte e aterro, sendo em sulcos ou
diferenciadas, também de forma longitudinal ao longo da plataforma; podem
ocorrer de forma localizada e associada a obras de drenagem (conhecidas
como ravinas e voçorocas) e internas em aterros (também conhecidas como
piping).
Essas ocorrências causam nos taludes deficiência tanto de drenagem como da
proteção superficial; concentração de água superficial e/ou intercepção do
lençol freático e deficiência ou inexistência de drenagem interna.
Escorregamento devido à inclinação: Estes escorregamentos ocorrem
sempre que a inclinação do talude excede aquela imposta pela resistência ao
cisalhamento do maciço e nas condições de presença de água. A prática tem
indicado, para taludes de corte de até 8m de altura, constituídos por solos, a
inclinação de 1V: 1H como a mais generalizável. Os padrões (inclinações
estabelecidas empiricamente, como referência inicial) usuais indicam as
inclinações associadas aos gabaritos estabelecidos nos triângulos retângulos.
Escorregamento por descontinuidades: O contato solo-rocha constitui, em
geral, uma zona de transição entre esses materiais. Quando ocorre um
contraste de resistência acentuado entre eles, com inclinação forte e,
principalmente, na presença de água, a zona de contato pode condicionar a
instabilidade do talude. Ou seja, não há uma ligação forte entre o solo com a
rocha, ocasionando o escorregamento.
As descontinuidades geológicas, presentes nos maciços rochosos e
em solos de alteração, constituem também planos ao longo dos quais pode
haver escorregamento, desde que a orientação desses planos seja em sentido
à rodovia.
Escorregamentos por percolação de água: Os escorregamentos, devidos à
percolação d’água são ocorrências que se registram durante períodos de chuva
quando há elevação do nível do lençol freático ou, apenas, por saturação das
camadas superficiais de solo. Identificamos que essa seja a causa do
imprevisto que ocorreu de um dos integrantes de nosso grupo de estudo:
saturação da camada superficial do talude, seguido de escorregamento na BR-
381. Quando os taludes interceptam o lençol freático, a manifestação, eventual,
da erosão interna pode contribuir para a sua instabilização.
Escorregamento em aterro: O projeto de um aterro implica na consideração
das características do material com o qual vai ser construído, como também
das condições de sua fundação. Quando construídos sobre rochas resistentes,
os aterros se mostram, em geral, estáveis por longo tempo. No caso de aterros
sobre solos moles, como argila marinha ou argila orgânica, o seu projeto e
construção devem obedecer a técnicas adequadas, de modo a impedir que
ocorram recalques exagerados, deixando as pistas com ondulações e
provocando rompimentos ou deslizamentos de canaletas, bueiros e galerias.
Nos aterros bem projetados e construídos sobre solos resistentes, somente a
má execução do maciço poderá acarretar problemas. Escorregamentos podem
ocorrer nas laterais do aterro, devido à má compactação, mas, geralmente, de
pequenas proporções. O material solto tende a escorregar e, se não houver
tratamento, poderá evoluir por erosão.
Escorregamentos em massas coluviais: Massas coluviais constituem corpos
em condições de estabilidade tão precárias que pequenos cortes, e mesmo
pequenos aterros, são suficientes para aumentar os movimentos de rastejo,
cujas velocidades são ainda mais aceleradas, quando saturados, na época das
chuvas. Existem no Brasil, vários casos de obras rodoviárias implantadas
nesses corpos que ocasionaram sérios problemas, durante anos, até sua
completa estabilização.
Obras de estabilização
Proteção superficial: Conjunto de cuidados dispensados a um talude à
superfície do terreno, para sua manutenção ou preservação, em defesa de
ações externas (principalmente águas pluviais, que resultam no
desenvolvimento de processos erosivos), ou mesmo de fenômenos intrínsecos
ao seu material constituinte (composição e forma do talude, que resultam no
desenvolvimento de processos de escorregamento; presença de argila
expansiva, que induz a desagregação superficial da rocha/solo; fluxo de água
subterrânea, provocando erosão interna ou piping, dentre outros). A proteção
do talude utilizada depende da análise do(s) processo(s) ocorrente(s),
constituindo-se em ações que vão desde a sua proteção superficial, através de
revestimento e/ou drenagem superficial, até em obras de retaludamento ou de
estrutura de contenção.
Cortes: 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).
Solo Reforçado: Consiste na introdução de elementos resistentes na massa
de solo, com a finalidade de aumentar a resistência do maciço como um todo.
O método de execução é o chamado “Down-Top” (de baixo para cima).
Durante a execução do aterro a ser reforçado, a cada camada de solo
compactado executada, faz-se o intercalamento com uma camada de
elementos resistentes. À medida que o aterro vai sendo alteado, o talude
reforçado vai tomando forma. Geralmente, a face do talude reforçado recebe
um revestimento, para que problemas, como erosão, possam ser evitados.
Aterro compactado: Estrutura de disposição de solo e/ou fragmentos de
rocha, em aterro, produzindo diminuição de volume e conseqüente 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
e, ainda, atenuar o desconforto associado ao impacto visual causado pela
presença de grandes volumes de material dispostos de maneira não uniforme.
Terra Armada: Os elementos de reforço são tiras metálicas, que recebem
tratamento especial anticorrosão. Estas tiras são presas a blocos de concreto
que protegem a face, para que se evite deslocamento excessivo das mesmas.
Cabe lembrar aqui que estes blocos de concreto não possuem função
estrutural.
Geossintéticos: Atualmente, estes materiais vêm sendo amplamente
utilizados e novos tipos dos mesmos vem sendo desenvolvidos. Podem ser
utilizados com diferentes finalidades: separação de materiais, reforço de
aterros, filtração, drenagem e barreiras impermeáveis. Os mais utilizados como
elementos de reforço em solo são:
a) Geogrelhas
b) GeoNets (“geo-redes”);
c) Geotêxteis – tecidos e não tecidos;
d) Geocompostos (combinação de pelo menos dois geossintéticos).
Muros de Arrimo: Muros são estruturas corridas de contenção de parede
vertical ou quase vertical, apoiadas em uma fundação rasa ou profunda.
Podem ser construídos em alvenaria (tijolos ou pedras) ou em concreto
(simples ou armado), ou ainda, de elementos especiais. Os muros de arrimo
podem ser de vários tipos: gravidade (construídos de alvenaria, concreto,
gabiões ou pneus), de flexão (com ou sem contraforte) e com ou sem tirantes.
Gabiões: O muro funciona da mesma maneira que o muro de arrimo. As
gaiolas são preenchidas com pedra britada. Isso garante que a estrutura seja
drenada e deformável. Durante a execução é importante a disposição das
pedras, de modo que o arranjo fique denso. A proteção da estrutura metálica
pode ser feita com PVC ou pelo argamassamento da superfície externa. A
experiência de colegas do grupo aponta para o uso de formas no preparo do
muro. As formas auxiliam para que o gabião fique montado de acordo com sua
gaiola. Outro ponto que deve ser observado é a base, que conforme o terreno
deve ter um preparo prévio. Em alguns casos, usa-se o gabião tipo colchão
Reno de base e o tipo caixa para execução do muro.
Retaludamento: O retaludamento pode se destinar a um talude específico ou
à alteração de todo o perfil de uma encosta. Trata-se de intervenções para a
estabilização de taludes, através de mudanças na sua geometria, geralmente
feito por meio de cortes nas partes mais elevadas com o intuito de regularizar a
superfície e, sempre que possível, recompor artificialmente condições de
topografia de maior estabilidade para o material que as constitui. Muitas das
vezes são combinados a aterros compactos para funcionar como carga
estabilizadora na base da encosta. Áreas retaludadas ficam frágeis, em virtude
da exposição de novas áreas cortadas, razão pela qual o projeto de
retaludamento deve incluir, indispensavelmente, proteção do talude alterado,
através de revestimentos naturais ou artificiais associados a um sistema eficaz
de drenagem.
Drenagem: Devido aos inúmeros efeitos que a água pode exercer sobre um
maciço de solo ou de rocha (aumento do peso específico do material, aumento
da poro-pressão e conseqüente diminuição da pressão efetiva, forças de
percolação, subpressão, e outros), é extremamente necessário que se tomem
os cuidados recomendados no que diz respeito à drenagem adequada do
terreno. Devem ser instaladas no talude canaletas para recolhimento da água
superficial. Quanto à água no interior do talude, a mesma poderá ser recolhida
através de drenos. Os drenos podem ser basicamente de dois tipos: de
subsuperfície, para drenar a água que se encontra logo atrás do paramento, e
drenos profundos, para que água do interior do maciço possa escoar para fora
do mesmo.
ATERROS
Conceituação de aterros
Aterro porção de terra ou entulho com que se nivela ou alteia um
terreno. Para a construção civil e de grande valia, pois deixa o terreno nivelado
proporcionando um melhoramento significativo da obra pois o aterro preenche
os espaços deixados por exemplo: pela corrosão, escorregamento
desnivelamento do solo entre outros. O aterro também pode ser sanitário é um
espaço destinado à deposição final de resíduos sólidos gerados pela atividade
humana. Nele são dispostos resíduos domésticos, comerciais, de serviços de
saúde, da indústria de construção, e também resíduos sólidos retirados do
esgoto. Há também aterro marítimo, ganho de terra no mar
roubado ou recuperação de terra o processo de colocação de terras ou areias
onde antes havia mar ou água, bem como o próprio território que assim surge.
Há para o aterro marítimo duas práticas distintas: uma delas implica a obtenção
de novos solos a partir dos canais dos rios ou do mar, utilizáveis
fundamentalmente na criação de novos assentamentos urbanos, ou na
agricultura; a outra prática refere-se à restauração a um estado mais natural
dos solos afetados anteriormente por alguma catástrofe ecológica (como pode
ser a contaminação, o desmatamento ou a salinização), que os havia feito
inutilizáveis.
PROCEDIMENTO EXECUTIVO
Execução de Aterros
O trabalho começa com o desmatamento, quando necessário, e a
marcação dos off-sets de aterro, como já visto. As estacas são colocadas à 5 m
das cruzetas de marcação, que indicam alturas da plataforma em relação ao pé
do aterro.
No caso de aterros de grande altura, as cruzetas devem ser
escalonadas, até atingir a cota do greide da plataforma. O eixo é remarcado
pela equipe de topografia varias vezes, e o controle das rampas pode ser feito
por gabaritos de madeira, como no caso de corte. É bom conferir sempre, com
a equipe de topografia, pois a correção de erros na inclinação dos taludes é
sempre onerosa.
Conferindo o ângulo do talude de aterro e acertando o talude com uma
moto niveladora. Onde a moto niveladora não alcança, o acerto é feito
manualmente.
ESTABILIDADE DOS ATERROS – CONSOLIDAÇÃO DAS FUNDAÇÕES
Fundação e compactação: Ainda que a compactação de um aterro seja
excelente, se o mesmo for construído sobre um subleito fraco, poderá
apresentar recalques excessivos ou rupturas.
Principais tipos de ocorrências indesejáveis:
Recalque por adensamento:
Resultante das pressões devidas ao peso próprio e das cargas móveis
trafegando sobre o aterro, o adensamento é consequência do escoamento de
água, expulsa dos vazios do solo, quando estes diminuem.
Sempre Existirá adensamento e recalque, mas este deverá ser previsto
e mantido sob controle.
Ruptura por afundamento:
Quando uma camada subjacente ao aterro for de capacidade de suporte
muito baixa e de grande espessura, pode afundar por igual, expulsando
lateralmente o material ruim, e formando bulbos.
Áreas de empréstimo
0s serviços aceitos, serão medidos de acordo com os seguintes critérios:
A medição levará em consideração o volume extraído, medido no empréstimo.
A determinação dos volumes será realizada através da aplicação do
método da “ rede de malhas cotada” ou da “media das áreas” conforme o
processo adotado na demarcação e levantamento do empréstimo. A área na
qual se situa o empréstimo será delimitada, no terreno, através da locação de
uma rede ortogonal, dividindo a área em retângulos de dimensões constantes,
apoiada em uma ou mais linha de referencia. Todos os nodos serão objeto de
nivelamento preciso. Caso ocorra necessidade de acréscimos, serão efetuados
a locação e o nivelamento de novos nodos, obedecidas as condições da rede
geral;
Nos empréstimos em alargamento de cortes, poderá ser dispensada a
locação da rede ortogonal, desde que se possa aproveitar as seções
transversais da locação, ou o seu prolongamento, para o calculo dos volumes;
A distancia de transporte será medida ao longo do percurso seguido pelo
equipamento transportador entre os centro de gravidade das massas do
empréstimo e do local de deposição. O percurso a ser utilizado devera ser
previamente aprovado pela fiscalização.
Estão consideradas no preço as operações de escavação, carga e
transporte ao local de deposição, manutenção dos caminhos de serviço,
escarificação e conformação dos empréstimos.
As operações de reconformação dos taludes e de recomposição do solo
orgânico das áreas de empréstimo não serão objeto de medição.
Os materiais de empréstimo escavados e depositados para posterior
utilização serão medidos no que tange a escavação e transporte.
Sistema de controle de aterros
Não será permitida, em qualquer fase da execução, a condução de
aguas pluviais para a plataforma de terraplenagem os serviços serão aceitos se
estiverem de acordo com esta especificação, ou com as tolerâncias admitidas,
e serão rejeitados em caso contrario
Os serviços rejeitados serão corrigidos ou complementados. Cortes os
taludes dos cortes deverão Pressupõe o acompanhamento da evolução de
umdeterminado processo. Influência da obra sobre o ambiente local. Aterro não
pode ser considerado uma obra hermética
Objetivo: avaliar as consequências da presença dos efluentes do aterro
no meio ambiente. Fechamento d o Aterro Os aterros, mesmo aqueles já
encerrados, exigem obras especiais que protejam as suas estruturas durante
um tempo mais ou menos longo, que depende das dimensões e características
construtivas do aterro, até que o mesmo esteja totalmente integrado ao
ambiente local e, portanto, em condições de relativa estabilidade.
Fechamento do Aterro As drenagens que circundam a área aterrada; as
vias de acesso; e os sistemas de monitorização deverão ser mantidos em
funcionamento após o encerramento do aterro
Monitoramento Pressupõe o acompanhamento da evolução de um
determinado processo. Influência da obra sobre o ambiente local. Aterro não
pode ser considerado uma obra hermética Objetivo: avaliar as consequências
da presença dos efluentes do aterro no meio ambiente. De modo geral, a
monitorização do aterro sanitário envolverá aspectos geotécnicos e ambientais.
O sistema de monitorização geotécnica consiste em:
Controle do deslocamento horizontais e verticais; Controle o nível de percolado
e pressão de biogás no corpo do aterro; Controle da descarga de percolado
através dos drenos; Inspeções periódicas, buscando indícios de erosão, trincas
entre outros Sistema de Monitoramento do Aterro
O sistema de monitoramento ambiental consiste em: Controle da
qualidade das águas subterrâneas; Controle da qualidade das águas
superficiais; Controle da qualidade do ar; Controle da poluição do solo;
Controle de insetos e vetores de doenças; Controle de ruídos e vibração;
Controle de poeira e material esvoaçante; Controle de impactos visuais
negativos.Brasil Sistema de Monitoramento do Aterro Não há um nível de
sofisticação do sistema de controle ambiental da qualidade e/ou quantidade
dos gases lançados pelos aterros na atmosfera Acompanhamento dos líquidos
percolados. Monitoramento dos mananciais de águas superficiais.
Bibliografia
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