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Objetivo de aprendizado desta aula Identificar a definição de estruturas de contenção. Ilustrar a aplicação do emprego de estruturas de contenção em casos de obras. Aula 5 Estruturas de contenções • Definição e princípios físicos • Tipos e características E-mail_alan.almeida@fmu.br mailto:E-mail_alan.almeida@fmu.br MURO DE ARRIMO OU DE CONTENÇÃO Muro de arrimo são estruturas usadas para prevenir que o solo assuma sua inclinação natural. Introdução As estruturas de contenção são obras de engenharia civil necessárias quando o estado de equilíbrio natural de um maciço de solo ou de rocha é alterado por solicitações que podem ocasionar deformações excessivas e até mesmo o colapso. A estrutura deverá então suportar as pressões laterais (empuxo) do material a ser contido de forma a garantir segurança ao talude. A execução de uma estrutura de contenção pode significar um ônus financeiro muito significativo para a realização de um empreendimento em área de encostas. Esta etapa da obra, mesmo abrangendo uma extensão relativamente pequena, pode, em alguns casos, apresentar custo maior do que a própria edificação a ser construída. Diante disso, ressalta-se a importância de sempre se desenvolver um projeto considerando diferentes opções de estruturas de contenção de forma a atender a segurança necessária ao empreendimento com os menores custos envolvidos. Introdução Muro de arrimo ou muro de contenção é formado por estruturas corridas de contenção de parede vertical ou quase vertical, apoiadas em uma fundação rasa ou profunda. É utilizado para estabilizar cargas atuantes de uma determinada massa de solo que esteja instável, a partir da sua ruptura ao cisalhamento e com a determinada estabilização das cargas. Dessa forma, chega-se próximo ao valor do empuxo, permanecendo o muro em repouso. Pode ser construído em alvenaria (tijolos ou pedras) ou em concreto (simples ou armado), ou, ainda, em elementos especiais. Muro de arrimo por gravidade ou peso O muro de gravidade é uma estrutura que combate os empuxos horizontais pelo próprio peso. Assim, o peso próprio, combinado com parte de terras suportadas, contribui para a estabilidade do talude. Hachich et al (1998, p. 503) destaca que as estruturas de muros de gravidade “em geral são empregadas para conter desníveis pequenos ou médios inferiores a cerca de 5m”, podendo ser construídas com pedra, concreto ciclópico (simples ou armado) e solo pneu, ou seja, materiais que podem ser utilizados formando uma estrutura monolítica com peso, como por exemplo o que está representado na figura 1 - contenção de gabião. Muro de arrimo por gravidade ou peso Muro de arrimo por gravidade ou peso Muro de arrimo por gravidade ou peso A seguir serão abordados os tipos de muros de gravidade: de alvenaria de pedra, de concreto ciclópico, de gabião, em fogueira (“cribwall”), de sacos de solo-cimento, de pneus e logblock. Muro de alvenaria de pedra Um dos métodos de construção de muro mais antigo utilizado para conter estabilidades de taludes, consiste em pedras regulares arrumadas manualmente uma ao lado da outra formando camadas horizontais. Uma das vantagens é a simplicidade na execução, na qual em até 2 metros de altura não precisa de drenagem pois o material é auto drenante. O custo total não é elevado, se tornando ainda mais barato se os blocos de pedras estão disponíveis no local. Muro de alvenaria de pedra Nos muros de alvenaria de pedra maior que 2 metros de altura é preciso empregar argamassa com cimento e areia, preenchendo todos os vazios entre os blocos de pedras e gerando uma melhor rigidez no muro em função do travamento dos blocos. Em razão da eliminação de vazios drenantes há uma desvantagem, sendo necessário implementar sistemas de drenagem, dentre elas, a mais indicada é o sistema de dreno de areia ou geossintético no tardoz e tubos barbacãs. A largura mínima da base deve ser de 0,5 a 1 metro de largura, tendo uma cota inferior ao solo natural engastando-se com objetivo de criar mais resistência contra o empuxo ativo, reduzindo o risco de ruptura por deslizamento. A seguir colaciona-se um exemplo de muro de alvenaria de pedra (figura 2). Muro de alvenaria de pedra Muro de concreto ciclópico O muro de concreto ciclópico define sua construção em concreto e pedras lançadas em formas geométricas, variando em trapezoidal ou degraus. Para a construção ser viável, sua altura não deverá ultrapassar os 4 metros, contando com um sistema de drenagem muito bem executada, pois o muro de contenção de concreto ciclópico é impermeável, conforme observado na figura 3. Muro de concreto ciclópico Gerscovich (2010, p. 4) também destaca que: Os furos de drenagem devem ser posicionados de modo a minimizar o impacto visual devido às manchas que o fluxo de água causa na face frontal do muro. Alternativamente, pode-se realizar a drenagem na face posterior (tardoz) do muro através de uma manta de material geossintético (tipo geotêxtil). Neste caso, a água é recolhida através de tubos de drenagem adequadamente posicionados. Muro de Gabião Os muros de gabião representam o sistema tradicional que agem pela gravidade para contenções de encostas. Barros (2009) menciona que o sistema é de origem italiana e foi empregado em uma nova versão no final do século XIX. No Brasil, surgiu em meados dos anos 70 onde foi ganhando espaço no mercado da construção civil e atualmente é o tipo de muro mais utilizado em rodovias e encostas. Segundo Moliterno (1994, p. 174), muro de gabião: Trata-se de um cestão de arame zincado à fogo, ou mesmo arame revestido com PVC. O cestão é cheio de pedra de mão ou seixos rolados de grande diâmetro. O empilhamento de várias cestas forma um maciço em condições de resistir esforços horizontais, devido ao seu elevado peso próprio que se consegue com o empilhamento adequado ao problema. Muro de Gabião São constituídos com fios de aço galvanizado em malha hexagonal de dupla torção formando gaiolas, sendo preenchidas com pedras arrumadas manualmente dentro da caixa. As gaiolas possuem várias medidas, sendo a mais comum 2 metros na horizontal por 1 metro de altura unido entre si através de costuras com arames galvanizados formando um só bloco, conforme mostra a figura 4. Muro de Gabião Muro de Gabião Barros (2009) cita que a estrutura final do muro de gabião terá as seguintes características técnicas: - Estrutura monolítica: todas as gaiolas preenchidas com pedras são unidas formando um só bloco homogêneo, tendo uma elevada resistência em qualquer ponto da estrutura; - Resistente: as malhas que são galvanizadas hexagonal de dupla torção impedem o desfiamento da tela caso ocorram rupturas de pontos de arrame; - Duráveis: os arames recebem revestimentos especiais para evitar a corrosão, garantindo que a deterioração da estrutura seja lenta, com uma vida útil de no mínimo 50 anos; Muro de Gabião -Armadas: as estruturas metálicas além de conter as pedras, têm função de distribuir os esforços de tração e suportar os recalques localizados não previstos em cálculos; -Flexíveis: permite que a estrutura sofra deformações e acomodações sem perder sua estabilidade e eficiência. Em razão da sua flexibilidade, permite que a estrutura se deforme elasticamente em excesso antes de um possível colapso e possibilita a realização de reparos, minimizando gastos e acidentes; - Permeáveis: o maior problema de instabilidade dos muros em geral se dá em razão da má drenagem. O muro de gabião contém vazios entre as pedras, permitindo ser permeáveis e autodrenantes, minimizando o empuxo hidrostático no muro; Muro de Gabião - Execução: facilidade construtiva e mão de obra barata composta por mestre de obra e serventes. Os materiais utilizados são de fácil acesso e um dos pontos positivos é que se acaso houver modificação no projeto com a obra em andamento exigindo mudanças no local, podeser realizado retirando ou colocando os materiais da estrutura original. A figura 5 abaixo nos mostra uma tabela com as dimensões padrões: Muro de Gabião Muro em fogueira ( “Cribwall” ) Pelo nome pode-se imaginar como é o muro em fogueira: sua estrutura lembra a fogueira de festa junina, com seus elementos estruturais interlaçados ganhando altura e estabilidade. No entanto, para o muro de contenção, o interior da estrutura tipo fogueira é vazado, sendo preenchido com materiais como pedra e terra. Sua estrutura pode ser construída por metais, madeiras e pré-moldados. Como exemplo de estrutura segue a figura 6. Muro em fogueira ( “Cribwall” ) Muro em fogueira ( “Cribwall” ) Muro de sacos – Solo cimento O método de muro de sacos solo-cimento consiste na contenção, cujos materiais utilizados são solo e sacos de cimento preenchidos com solo e cimento. No que diz respeito ao processo de execução solo-cimento, Gerscovich (2010, p. 6) menciona que: O solo utilizado é inicialmente submetido a um peneiramento em uma malha de 9 mm para a retirada dos pedregulhos. Em seguida, o cimento é espalhado e misturado, adicionando-se água em quantidade de 1% acima da correspondente à umidade ótima de compactação proctor normal. Após a homogeneização, a mistura é colocada em sacos, com preenchimento até cerca de dois terços do volume útil do saco. Procede- se então o fechamento mediante costura manual. Muro de sacos – Solo cimento O processo estrutural construtivo para contenção baseia-se em empilhar horizontalmente em camadas os sacos, sendo compactados para diminuir seus vazios e sempre interlaçados como ‘construção de um muro de alvenaria’. Vale ressaltar que “as faces externas do muro podem receber uma proteção superficial de argamassa de concreto magro, para prevenir contra a ação erosiva de ventos e águas superficiais”. (GERSCOVICH, 2010, p. 6). Muro de sacos – Solo cimento • O método de solo cimento destaca-se por ser de baixo custo, uma vez que não necessita de equipamentos e mão de obra especializada. É indicado para execução de obras emergenciais de deslizamento. • Desse modo, segue figura 7 que mostra um corte com uma perspectiva da construção do muro, e, em seguida, segue a figura 8 que mostra o muro já construído em uma barragem Muro de sacos – Solo cimento Muro de sacos – Solo cimento Muro de pneus • A construção deste muro ocorre colocando os pneus em camadas horizontais, amarrados com cordas e arame e preenchendo seus espaços internos com solos, rochas e entulhos. • Este muro é altamente reciclável, pois utiliza pneus que muitas vezes são jogados no lixo, agridem o meio ambiente e causam a proliferação do mosquito da dengue. Gerscovich (2010, p.8) destaca que: “Sendo um muro de peso, os muros de solo- pneus estão limitados a alturas inferiores a 5 metros e à disponibilidade de espaço para a construção de uma base com largura da ordem de 40 a 60% da altura do muro”, assim como o exemplo trazido na figura 9. Muro de pneus Muro Logblock O muro logblock age pelo método de gravidade, adotando na sua base 60% da altura total, sendo construído com uma inclinação contra a contenção de 10% da base. Este muro é um bloco de concreto vibro prensado, inspirado no favo de mel com dimensões de 20e 10 cm de altura.As peças de 10 cm de altura são colocadas na base para dar diferença de altura, criando um sistema de encaixe e uma trama entre uma peça e outra, como mostra a figura 10. Cada peça possui 25 cm de diâmetro e 12 kg de peso, vazada no meio e com um sistema de drenagem próprio. Por conta de sua geometria, a construção se torna fácil, adotando-se um sistema construtivo de montagem por encaixe, não sendo necessária a utilização de argamassa e rejunte. Muro Logblock Muro Logblock Muro de arrimo atirantado • Muro atirantado é uma estrutura vertical que atua contra as tensões geradas dos solos e da água. É um muro mais vertical que os demais métodos, por sua vez, tem em seu reforço uma ancoragem por tirantes no topo do muro. Desse modo, é preso por meio de tirantes fixados em uma placa de ancoragem que está rigidamente fixada em uma rocha ou em um solo resistente, a fim de evitar seu deslocamento, conforme figura 12 abaixo. Muro de arrimo atirantado O que aprendemos na aula de hoje Interpretar corretamente o projeto de estruturas de contenção especiais; Próxima Aula Muros de gravidade • Concepção e características • Dimensionamento Slide 1: Objetivo de aprendizado desta aula Slide 2: Aula 5 Estruturas de contenções Slide 3: Introdução Slide 4: Introdução Slide 5: Muro de arrimo por gravidade ou peso Slide 6: Muro de arrimo por gravidade ou peso Slide 7: Muro de arrimo por gravidade ou peso Slide 8 Slide 9: Muro de alvenaria de pedra Slide 10: Muro de alvenaria de pedra Slide 11: Muro de alvenaria de pedra Slide 12: Muro de concreto ciclópico Slide 13: Muro de concreto ciclópico Slide 14: Muro de Gabião Slide 15: Muro de Gabião Slide 16: Muro de Gabião Slide 17: Muro de Gabião Slide 18: Muro de Gabião Slide 19: Muro de Gabião Slide 20: Muro de Gabião Slide 21: Muro em fogueira ( “Cribwall” ) Slide 22: Muro em fogueira ( “Cribwall” ) Slide 23: Muro em fogueira ( “Cribwall” ) Slide 24: Muro de sacos – Solo cimento Slide 25: Muro de sacos – Solo cimento Slide 26: Muro de sacos – Solo cimento Slide 27: Muro de sacos – Solo cimento Slide 28: Muro de sacos – Solo cimento Slide 29: Muro de pneus Slide 30: Muro de pneus Slide 31: Muro Logblock Slide 32: Muro Logblock Slide 33: Muro Logblock Slide 34: Muro de arrimo atirantado Slide 35: Muro de arrimo atirantado Slide 36: O que aprendemos na aula de hoje Slide 37
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