APOSTILA - OBRAS DE TERRA

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<p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>“A Faculdade Católica Paulista tem por missão exercer uma</p><p>ação integrada de suas atividades educacionais, visando à</p><p>geração, sistematização e disseminação do conhecimento,</p><p>para formar profissionais empreendedores que promovam</p><p>a transformação e o desenvolvimento social, econômico e</p><p>cultural da comunidade em que está inserida.</p><p>Missão da Faculdade Católica Paulista</p><p>Av. Cristo Rei, 305 - Banzato, CEP 17515-200 Marília - São Paulo.</p><p>www.uca.edu.br</p><p>Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida por qualquer meio ou forma</p><p>sem autorização. Todos os gráficos, tabelas e elementos são creditados à autoria,</p><p>salvo quando indicada a referência, sendo de inteira responsabilidade da autoria a</p><p>emissão de conceitos.</p><p>Diretor Geral | Valdir Carrenho Junior</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>SUMÁRIO</p><p>AULA 01</p><p>AULA 02</p><p>AULA 03</p><p>AULA 04</p><p>AULA 05</p><p>AULA 06</p><p>AULA 07</p><p>AULA 08</p><p>AULA 09</p><p>AULA 10</p><p>AULA 11</p><p>AULA 12</p><p>AULA 13</p><p>AULA 14</p><p>AULA 15</p><p>AULA 16</p><p>COMPACTAÇÃO DOS SOLOS</p><p>RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DOS SOLOS</p><p>EMPUXO DE TERRA</p><p>TEORIA DE RANKINE</p><p>TEORIA DE COULOMB</p><p>ESCAVAÇÃO DE VALAS E ESCORAMENTOS</p><p>RISCOS E SEGURANÇA NA EXECUÇÃO DE</p><p>ESCAVAÇÕES</p><p>TIPOS DE TALUDE E MÉTODOS DE ESTABILIZAÇÃO</p><p>FORMAS DE MOVIMENTO DE MASSA</p><p>CAUSAS DA MOVIMENTAÇÃO DE MASSAS E FATOR DE</p><p>SEGURANÇA</p><p>MÉTODOS DE ANÁLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDE</p><p>ATERROS SOBRE SOLOS MOLES</p><p>INTRODUÇÃO ÀS BARRAGENS</p><p>REBAIXAMENTO DE LENÇOL FREÁTICO</p><p>TERRAPLENAGEM</p><p>TIPOS DE MURO DE ARRIMO</p><p>06</p><p>17</p><p>28</p><p>37</p><p>49</p><p>60</p><p>74</p><p>83</p><p>98</p><p>109</p><p>121</p><p>134</p><p>148</p><p>162</p><p>173</p><p>41</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 4</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>Desde o início da humanidade as edificações construídas para satisfazer as necessidades</p><p>das pessoas envolvem a terra. A terra é o suporte de todas as construções e que garante a</p><p>estabilidade de todas as partes da obra, sejam de concreto, asfalto, aço, madeira, polímeros,</p><p>solo, rocha entre outras. Muitas vezes o solo não se encontra em características ideais e</p><p>satisfatórias, tornando-se necessário aumentar sua resistência.</p><p>Durante este curso de Obras de Terra serão abordados conceitos, informações, métodos,</p><p>exemplos, estudos de casos e exercícios práticos que os futuros engenheiros enfrentarão</p><p>na sua vida profissional.</p><p>São então abordados métodos e controles de compactação dos solos, ensaios de resistência</p><p>ao cisalhamento dos solos que envolvem as duas principais componentes: atrito e coesão,</p><p>e o empuxo de terra que é uma ação horizontal produzida pelo maciço com metodologias</p><p>de cálculo: Rankine e Coulomb.</p><p>A escavações são outro tipo de obra usual no dia a dia da engenharia civil sendo apresentados</p><p>os métodos de escavação, as formas de proteção, os riscos e segurança para execução</p><p>das escavações.</p><p>Através das escavações tem-se a formação dos taludes, que são superfícies inclinadas</p><p>do terreno natural ou artificial e que necessitam garantia de estabilidade após a execução</p><p>de cortes e aterros. Serão apresentados os principais métodos de estabilização. O incorreto</p><p>gerenciamento destes taludes pode provocar os movimentos de massas conhecidos como</p><p>queda de blocos, deslizamentos, corrida de massa e rastejo. As consequências que estes</p><p>movimentos podem provocar são inúmeros e por isso é importante conhecer as causas</p><p>desta movimentação. A partir do entendimento das causas e formas de ruptura do solo é</p><p>possível adotar métodos de análises de estabilidade dos taludes, sejam eles para ruptura</p><p>circular, planar ou taludes verticais (como usualmente de escavações).</p><p>O engenheiro se depara muitas vezes com problemas quanto ao tipo de solo em que será</p><p>executada a obra, como por exemplo os solos moles que apresentam baixam resistência e</p><p>precisam de garantia de estabilidade.</p><p>Uma breve introdução às barragens é apresentada neste curso. Sendo essas estruturas</p><p>já adotados há muitos anos, tendo como principais finalidades a acumulação de água,</p><p>líquidos e sólidos. A água é um elemento presente em diversas execuções de obras, mas</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 5</p><p>que se apresenta como problema e impossibilita muitas vezes o trabalho. Desta forma são</p><p>apresentadas as formas usuais que se tem utilizado para realizar a expulsão desta água e</p><p>possibilitar a construção das obras civis, sendo uma delas o rebaixamento do lençol freático.</p><p>Alinhado a todos esses fatores e exemplos que o mundo da construção civil vai de encontro,</p><p>não podemos deixar de mencionar a terraplenagem que está presente em todas as obras.</p><p>Já que ela envolve a movimentação do solo e sua preparação da melhor forma para receber</p><p>as construções.</p><p>Finalizando este curso, são apresentados os diferentes tipos de muros de arrimo que</p><p>são utilizados como estruturas de contenção do solo, presentes nas diferentes obras civis.</p><p>Essas estruturas também necessitam de correta estabilização e métodos de cálculo que</p><p>serão vistos no próximo curso.</p><p>Bons estudos!</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 6</p><p>AULA 1</p><p>COMPACTAÇÃO DOS SOLOS</p><p>A compactação dos solos é uma das principais atividades que se desenvolve em obras</p><p>que envolvem o solo, ou seja, a terra. A maioria das obras na engenharia civil está apoiada</p><p>e construída sobre o solo ou sobre as rochas. Desta forma, é necessário garantir que o solo</p><p>seja resistente para não gerar problemas futuros nestas construções.</p><p>A compactação em si é a redução mais ou menos rápida do índice de vazios de qualquer</p><p>solo por processos mecânicos, com a principal finalidade de aumentar a rigidez do maciço</p><p>e tornar o solo impermeável.</p><p>Esta redução dos vazios ocorre com a expulsão ou compressão do ar que está presente</p><p>nas partículas de solo. Difere do adensamento que é um processo de densificação, ou seja,</p><p>ocorre a expulsão lenta de água dos vazios do solo.</p><p>Assim, é importante lembrar do conceito de compressibilidade, que é a propriedade do</p><p>material/corpo em mudar de forma ou volume quando são aplicadas forças externas, forças</p><p>estas aplicadas por equipamentos mecânicos, e de permeabilidade, que é a capacidade de a</p><p>água fluir de um ponto de maior carga para um de menor carga por diferença de gravidade.</p><p>Os principais efeitos que se deseja atingir com a realização da compactação são:</p><p>• Diminuir a permeabilidade do solo.</p><p>• Aumentar a resistência (capacidade de suporte do solo).</p><p>• Diminuir a compressibilidade do solo, o que ocorre após ter sido realizada a compactação.</p><p>• Diminuir a absorção de água.</p><p>1.1 Exemplos da compactação no dia a dia</p><p>Em geral a compactação é utilizada em aterros de estradas, pois após a execução da</p><p>terraplenagem é necessário realizar compactação das camadas. Estas camadas abaixo</p><p>da capa asfáltica englobam as bases, sub-bases e, por fim, a capa asfáltica em si. Cada</p><p>camada deve ser corretamente compactada para que futuramente não surjam patologias</p><p>no pavimento.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 7</p><p>Dentre os demais exemplos de execução de compactação podem ser citados: aterros</p><p>sanitários, aterros construídos, muros de arrimo, barragens de terra.</p><p>A compactação é também realizada em reaterros de valas escavadas a céu aberto e</p><p>também no fundo de valas. As fundações são apoiadas no solo que devem anteriormente</p><p>ser compactados e garantida sua estabilidade.</p><p>Muitas vezes, após o recalque, a ruptura ou desestabilização de um talude de encostas</p><p>naturais deve ser feita a recomposição por meio da compactação controlada do solo.</p><p>1.2 Equipamentos mecânicos</p><p>Os equipamentos mecânicos são utilizados para realizar a compactação dos solos dentre</p><p>eles temos os tipos compressores, de impacto, de vibração e de amassamento.</p><p>1.2.1 Equipamentos compressores</p><p>Os equipamentos compressores são aqueles que exercem uma força externa vertical</p><p>para realizar a diminuição do volume de vazios do solo. São conhecidos como rolo liso e</p><p>rolo liso com vibração.</p><p>O rolo de aço, como pode ser</p><p>para solos mais brancos.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 63</p><p>Figura 42 - Escavação manual. Fonte: http://tstetecnologias.blogspot.com/2012/01/escavacao-em-solo-e-aberturas-de-valas.html</p><p>6.2.3 Mecânica</p><p>As escavações mecânicas são aquelas realizadas com uso de equipamentos motorizados,</p><p>como escavadeiras, retroescavadeiras, valetaradeiras ou pneumáticos.</p><p>Deve-se atentar ao risco de tombamento do equipamento, portanto deverão ser verificados</p><p>os pontos de apoio.</p><p>Figura 43 - Escavação mecânica: retroescavadeira. Fonte: http://tstetecnologias.blogspot.com/2012/01/escavacao-em-solo-e-aberturas-de-valas.html</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 64</p><p>Figura 44 - Escavação mecânica - valetadeira. Fonte: http://3.bp.blogspot.com/-2t94ztD00Dw/VGAR4u7ValI/AAAAAAAAAMA/ozF7vFk5NBg/s1600/100_0575.JPG</p><p>6.2.4 Taludada</p><p>São escavações executadas com as paredes em taludes estáveis, podendo ter patamares</p><p>(bermas ou plataformas), objetivando melhorar as condições de estabilidade dos taludes.</p><p>O ângulo de inclinação depende das condições geotécnicas do solo.</p><p>Nas escavações a céu aberto é sempre mais econômico prever a execução de taludes (sem</p><p>ou com degraus) do que paredes verticais escoradas ou ancoradas, desde que a natureza</p><p>do solo e as condições locais o permitam, isto é, desde que não haja perigo de deslizamento</p><p>que possa afetar a estabilidade das construções vizinhas.</p><p>Figura 45 - Taludes em bermas. Fonte: ABNT (1985)</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 65</p><p>Figura 46 - Escavação taludada. Fonte: http://www.alegre.es.gov.br/site/images/imagens/artigos/defesa-civil/recomendacoes-escavacoes.pdf</p><p>6.3 Proteções das escavações</p><p>Além da escavação ser um método de proteção das escavações estas podem ser protegidas</p><p>com estruturas denominadas de cortinas.</p><p>Estas cortinas são escoramentos e materiais que protegem as paredes de valas contra</p><p>os desprendimentos. Estas são denominadas conforme o método:</p><p>• Cortinas com peças de proteção horizontal.</p><p>• Cortinas estacas-pranchas.</p><p>• Cortinas estacas justapostas.</p><p>• Cortinas de concreto armado.</p><p>• Cortinas de concreto armado ancoradas.</p><p>As escavações podem ser protegidas também conciliando as paredes protegidas em</p><p>taludes, conforme Figura 47.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 66</p><p>Figura 47 - Escavações com proteções mistas. Fonte: http://www.alegre.es.gov.br/site/images/imagens/artigos/defesa-civil/recomendacoes-escavacoes.pdf</p><p>6.4 Escoramentos</p><p>Os escoramentos são estruturas utilizadas com a finalidade de manter estáveis as paredes</p><p>das valas de solo com tendência ao desmoronamento, ou seja, protegendo os servidores.</p><p>Isto porque os solos sem consistência têm a tendência de desmoronar provocado pelo peso</p><p>próprio ou por cargas eventuais.</p><p>Normalmente se usa escoramento em obras de saneamento, drenagem, construção de</p><p>redes de gás e oleodutos. Deve ser aplicado para garantir a segurança dos trabalhadores e</p><p>secundariamente para permitir que os solos sejam escavados até a profundidade de projeto.</p><p>Na Figura 48 são indicados os principais elementos construtivos do escoramento:</p><p>• Estacas-pranchas: peças verticais que recebem o empuxo de terra.</p><p>• Longarinas: peças colocadas paralelamente ao eixo da vala e servem para transmitir</p><p>os esforços às entroncas.</p><p>• Entroncas: peças colocadas transversalmente às valas e servem para transmitir o empuxo</p><p>de terra de um lado para outro.</p><p>• Chapuz: peças para calçar as longarinas.</p><p>• Ficha: parte do escoramento que fica cravada além da cota final de corte da vala.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 67</p><p>Figura 48 - Principais elementos do escoramento. Fonte: https://images.app.goo.gl/xXAoQqWncoiXMQRZ6</p><p>Independente da solução aplicada, a decisão para o uso do escoramento e a técnica deve</p><p>levar em conta:</p><p>• Profundidade da vala, de acordo com a NR 18.</p><p>• Grau de estabilidade do solo, em função de estudos geotécnicos.</p><p>• Cálculo das pressões máximas sobre o escoramento através do empuxo.</p><p>6.4.1 Escoramentos</p><p>A NBR 12.266 - Projeto e execução de valas para assentamento de tubulação de água, esgoto</p><p>ou drenagem urbana (ABNT, 1992) apresenta as especificações que devem ser obedecidas</p><p>para o projeto e execução dos escoramentos, subdivididos em 4 tipos: o pontaleteamento,</p><p>escoramento descontinuo, escoramento continuo e escoramento especial.</p><p>6.4.1.1 Pontaleteamento</p><p>Escoramento do solo lateral da vala com tábuas na vertical, bastante espaçadas, e travadas</p><p>transversalmente por estroncas. As tábuas devem ser espaçadas a 1,35 m. As estroncas de</p><p>diâmetro de 20 cm, por sua vez, devem ter espaço vertical de 1 m.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 68</p><p>Figura 49 - Pontaleteamento. Fonte: http://wiki.urca.br/dcc/lib/exe/fetch.php?media=execucao_obras_esgoto.pdf</p><p>6.4.1.2 Contínuo</p><p>Instalado com tábuas justapostas, sem espaçamento, esse escoramento também é travado</p><p>por longarinas horizontais e por estroncas. As tábuas cobrem toda a superfície lateral da</p><p>vala e são travadas umas às outras horizontalmente por longarinas em toda sua a extensão.</p><p>O espaço vertical entre as longarinas é de 1 m, com estroncas espaçadas em 1,35 m</p><p>entre si (deve haver uma estronca a 40 cm, pelo menos, de cada extremidade da longarina).</p><p>A disposição das madeiras cobre toda a superfície lateral.</p><p>O escoramento contínuo é adequado para solos arenosos e sem coesão.</p><p>Figura 50 - Escoramento contínuo. Fonte: http://wiki.urca.br/dcc/lib/exe/fetch.php?media=execucao_obras_esgoto.pdf</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 69</p><p>6.4.1.3 Descontínuo</p><p>Com tábuas espaçadas entre si, travadas por longarinas horizontais e por estroncas. As</p><p>tábuas devem ter 30 cm de espaço entre si. São travadas horizontalmente por longarinas</p><p>em toda a sua extensão, com espaço vertical de 1 m entre si.</p><p>São travadas com estroncas a cada 1,35 m (nas extremidades da longarina, a primeira e</p><p>a última estroncas devem estar colocadas a 40 cm de cada extremidade).</p><p>A disposição das madeiras não cobre toda a superfície lateral.</p><p>O escoramento descontínuo é adequado para solos coesos e em cota superior ao nível</p><p>do lençol freático, tendo pouco ou nenhuma presença de água.</p><p>Figura 51 - Escoramento descontínuo. Fonte: http://wiki.urca.br/dcc/lib/exe/fetch.php?media=execucao_obras_esgoto.pdf</p><p>6.4.1.4 Especial</p><p>O escoramento especial é feito com tábuas justapostas encaixadas (por meio de encaixe</p><p>macho-fêmea). O conjunto é completado com longarinas e estroncas. As estacas-pranchas</p><p>(6 cm x 16 cm) do tipo macho-fêmea são travadas horizontalmente por longarinas (8 cm x 18</p><p>cm) em toda a sua extensão, com estroncas espaçadas de 1,35 m a menos das extremidades</p><p>das longarinas, de onde as estroncas devem estar a 0,40 m.</p><p>As longarinas devem ser espaçadas verticalmente a 1 m.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 70</p><p>Figura 52 - Escoramento especial. Fonte: https://images.app.goo.gl/36hpLBR9cabY6WxT9</p><p>6.4.2 Escoramento em Madeira</p><p>Os escoramentos de madeira são um método tradicional que estão sendo substituídos</p><p>por método mais modernos, com menores limitações operacionais e maior velocidade de</p><p>instalação.</p><p>Devem ser empregadas madeiras duras, resistentes à umidade (peroba, maçaranduba,</p><p>angelim, canafístula etc.). E as estroncas podem ser de eucalipto.</p><p>6.4.3 Misto</p><p>É possível estar utilizando como escoramento diferentes tipos de materiais. Por exemplo,</p><p>a combinação da madeira com aço tipo hamburguês.</p><p>Deve ser constituído por perfis “H” de aço de 10” cravados, pranchões de madeira de boa</p><p>qualidade de 4 cm x 20 cm, longarinas de aço de perfil “H” de 6” e estroncas de mesma bitola.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 71</p><p>Figura 53 - Escoramento misto. Fonte: https://images.app.goo.gl/cSJD1kafLkzotRpQ6</p><p>6.4.4 Blindagem de vala</p><p>É</p><p>uma das técnicas mais indicadas, pois além de conferir mais segurança aos trabalhos</p><p>são de manejo ágil, proporcionando maior velocidade na instalação e remoção, portanto</p><p>escavações mais rápidas.</p><p>As pranchas metálicas são perfis de aço laminados encaixados longitudinalmente e, pelo</p><p>encaixe e cravação contínuos, se instala as paredes de contenção.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 72</p><p>Figura 54 - Blindagem de valas. Fonte: https://images.app.goo.gl/XZ44A7rTB57JaN6bA</p><p>Isto está na rede</p><p>Acompanhe nos vídeos indicados abaixo o processo de escavação de valas.</p><p>→ https://www.youtube.com/watch?v=t17fn7Z5DJk</p><p>Neste outro vídeo você pode entender melhor como são os escoramentos do tipo</p><p>blindagem de valas.</p><p>→ https://www.youtube.com/watch?v=sNF9SKGnyZQ</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 73</p><p>Isto acontece na prática</p><p>É importante mencionar que soterramentos são observados em várias companhias</p><p>de saneamento do país.</p><p>O principal motivo para a ocorrência destes acidentes nas escavações é a ausência dos</p><p>sistemas de contenção do solo. A principal alegação das empreiteiras é que a instalação</p><p>do escoramento é demorada, atrasando a continuidade da obra e consequentemente o</p><p>cronograma. Segundo das recomendações técnicas de procedimentos de escavações</p><p>da defesa civil do Espírito Santo, isto não procede, pois não se deve justificar a ausência</p><p>ou precariedade das medidas de segurança em função de fatores econômicos e/ou</p><p>de produção.</p><p>Fonte: Recomendações técnicas de procedimentos de escavações. http://www.</p><p>alegre.es.gov.br/site/images/imagens/artigos/defesa-civil/recomendacoes-</p><p>escavacoes.pdf. Acesso em: 16 abr.2020.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 74</p><p>AULA 7</p><p>RISCOS E SEGURANÇA NA</p><p>EXECUÇÃO DE ESCAVAÇÕES</p><p>Na execução de serviços de escavações e aberturas de valas é importante conhecer os</p><p>riscos que este tipo de trabalho de forma a prever os possíveis problemas que possam surgir.</p><p>As principais finalidades das escavações são em obras de saneamento, obras de drenagem</p><p>e galerias de águas pluviais, em redes de gás, em metrôs, em obras de subsolo e em fundações</p><p>como tubulões.</p><p>Ao conhecer os riscos é possível admitir medidas que garantam tanto a segurança de</p><p>trabalhadores como a continuidade do serviço de escavações e das obras seguintes.</p><p>7.1 Introdução às escavações</p><p>O processo de escavações tanto de projeto e execução das valas é regido através de</p><p>condições para a realização destes serviços pela NBR 12.266/92 – projeto e execução de</p><p>valas para assentamento de tubulação de água, esgoto ou drenagem urbana. Assim como a</p><p>norma estabelece critérios para o posicionamento da vala em via pública e dimensionamento</p><p>do escoramento.</p><p>As condições gerais abordadas pela NBR 12.266/92 são em relação ao projeto/</p><p>posicionamento das valas, dimensionamento, escavações, escoramento, esgotamento,</p><p>prepara do fundo da vala, reaterro, medidas preventivas e sinalização.</p><p>Todos estes direcionamentos exigíveis pela norma devem ser verificados de forma a</p><p>evitar os riscos que comumente ocorrem neste serviço que são ocasionados pela ruptura</p><p>do solo e rochas.</p><p>7.2 Riscos de ruptura</p><p>O principal risco que o solo quando é escavado e com a abertura da vala é a ruptura do</p><p>solo, ao qual ele perde sua estabilidade e acaba desmoronando para dentro da vala.</p><p>Os principais fatores que levam a este desprendimento do solo e rocha são:</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 75</p><p>• Operação de máquinas.</p><p>• Sobrecarga de taludes.</p><p>• Execução de talude inadequado.</p><p>• Aumento de umidade do solo.</p><p>• Vibração na obra.</p><p>• Escavações abaixo do lençol freático.</p><p>• Trabalhos de escavações sob condições meteorológicas adversas.</p><p>• Interferência de cabos elétricos, telefone, água pluvial, água potável e esgoto.</p><p>• Recalque, bombeamento, desvio de lençóis freáticos, lagos, rios.</p><p>• Falta de espaço suficiente para operação de máquinas.</p><p>E consequentemente que esse risco de ruptura leva à queda de pessoas, soterramento</p><p>dos servidores e também o desabamento de materiais, terras, rochas.</p><p>Anote isso</p><p>Todas as obras mesmo que aparentemente mais simples de escavação necessitam de um</p><p>responsável técnico, o engenheiro, para que seja realizado o projeto e acompanhamento</p><p>da execução do serviço. Desta forma, é importante que sejam seguidas as normas</p><p>exigíveis como a NBR 12.266 e a NR 18 para garantir a segurança dos servidores e o</p><p>risco de ruptura do solo com desmoronamento e soterramento não ocorram.</p><p>7.3 Ações para diminuir os riscos</p><p>Estes riscos de segurança dos trabalhadores devem ser evitados através das ações de</p><p>diminuição dos riscos, propostas pela NR 18 – Norma regulamentadora de condições e</p><p>meio ambiente de trabalho na indústria da construção.</p><p>O item 6 da NR 18 aborda o tópico de ações de segurança em Escavações, fundações e</p><p>desmonte de rochas.</p><p>São listadas inúmeras medidas para a diminuição de riscos neste item 18.6 da NR, dentre</p><p>eles destacam-se alguns listados nos subitens abaixo.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 76</p><p>7.3.1 Item 6.1 ao 6.4 da NR 18</p><p>• Primeiramente, a área de trabalho deve ser limpa, retirando árvores ou escorando-as,</p><p>rochas, equipamentos, materiais e objetos de qualquer natureza quando houver risco de</p><p>comprometimento da execução dos serviços.</p><p>• Assim como as árvores, rochas ou qualquer material com risco de desmoronamento</p><p>deve ser escorados, amarrados retirados (Figura 48).</p><p>• Muros, edificações vizinhas e toda estrutura que possa ser afetada pela escavação</p><p>devem ser escorados.</p><p>• Os serviços devem ter responsável técnico legalmente habilitado.</p><p>• Se existir cabos de energia elétrica subterrâneos devem ser desligados.</p><p>Figura 70- Escoramento de árvores e limpeza do local. Fonte: http://www.alegre.es.gov.br/site/images/imagens/artigos/defesa-civil/recomendacoes-escavacoes.pdf</p><p>7.3.2 Item 6.5 ao 6.7 da NR 18</p><p>• Os taludes instáveis das escavações com profundidade superior a 1,25m devem ter sua</p><p>estabilidade garantida por meio de estruturas dimensionadas para este fim.</p><p>• Para elaboração do projeto e execução das escavações a céu aberto, serão observadas</p><p>as condições exigidas na NBR 9061/85 - Segurança de Escavação a Céu Aberto da ABNT.</p><p>• Escavações com profundidade superior a 1,25m devem dispor de escadas em rampas</p><p>próximas ao local de trabalho para permitir em caso de emergência, a saída rápida dos</p><p>trabalhadores.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 77</p><p>Figura 71 - Escadas de acesso às escavações. Fonte: http://www.alegre.es.gov.br/site/images/imagens/artigos/defesa-civil/recomendacoes-escavacoes.pdf</p><p>7.3.3 Item 6.8 ao 6.10 da NR 18</p><p>• Os materiais retirados da escavação devem ser depositados a uma distância superior</p><p>à metade da profundidade, medida a partir da borda do talude.</p><p>Figura 72 - Medidas de afastamento adotadas. Fonte: http://www.alegre.es.gov.br/site/images/imagens/artigos/defesa-civil/recomendacoes-escavacoes.pdf</p><p>• Os taludes com altura superior a 1,75m (um metro e setenta e cinco centímetros) devem</p><p>ter estabilidade garantida.</p><p>• Quando houver possibilidade de infiltração ou vazamento de gás, o local deve ser</p><p>devidamente ventilado e monitorado.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 78</p><p>7.3.4 Item 6.11 ao 6.13 da NR 18</p><p>• As escavações realizadas em vias públicas ou canteiros de obras devem ter sinalização</p><p>de advertência, inclusive noturna e barreira de isolamento em todo o seu perímetro.</p><p>• Os acessos de trabalhadores, veículos e equipamentos às áreas de escavação devem</p><p>ter sinalização de advertência permanente.</p><p>• É proibido o acesso de pessoas não autorizadas às áreas de escavação e cravação de</p><p>estacas.</p><p>Alguns exemplos de sinalizadores utilizados: cones, fitas, cavaletes, pedestal com iluminação,</p><p>placas de advertência, bandeirolas, grades de proteção, tapumes e sinalizadores luminoso.</p><p>Figura</p><p>73- Sinalizadores. Fonte: https://pt.slideshare.net/franciscodesouzafilho1/escavaes-40980397</p><p>O manual de recomendações técnicas de procedimentos de escavações da defesa civil</p><p>do Espírito Santo recomenda ainda:</p><p>Uso de passarelas quando há a necessidade de tráfego de pessoas e veículos entre as</p><p>passarelas.</p><p>Largura mínima de 0,80 m, protegida por guarda-corpos, com altura mínima de 1,20 m</p><p>quando houver necessidade de circulação de pessoas sobre as escavações.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 79</p><p>Figura 74 - Passarela de pedestres. Fonte: http://www.alegre.es.gov.br/site/images/imagens/artigos/defesa-civil/recomendacoes-escavacoes.pdf</p><p>Devem ser construídas passarelas fixas para o tráfego de veículos sobre as escavações,</p><p>com capacidade de carga e largura mínima de 4 m e protegidas por meio de guarda corpo.</p><p>Figura 75 - Passarela de veículos. Fonte: http://www.alegre.es.gov.br/site/images/imagens/artigos/defesa-civil/recomendacoes-escavacoes.pdf</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 80</p><p>7.3.5 Item 6.23 da NR 18</p><p>A escavação de tubulões a céu aberto, alargamento ou abertura manual de base e execução</p><p>de taludes deve ser precedido de sondagem ou de estudo geotécnico local.</p><p>Em caso específico de tubulões a céu aberto e abertura de base, o estudo geotécnico</p><p>será obrigatório para profundidade superior a 3,00m (três metros).</p><p>Figura 76 - Escavação de tubulão. Fonte: https://www.totalconstrucao.com.br/tubuloes/</p><p>A exigência de escoramento/encamisamento fica a critério do responsável técnico pela</p><p>execução do serviço, considerando os requisitos de segurança que garantam a inexistência</p><p>de risco ao trabalhador.</p><p>7.3.6 Esgotamento</p><p>A presença de água na vala compromete a estabilidade da escavação e dificulta os trabalhos</p><p>de assentamentos das tubulações.</p><p>O projeto deve sugerir ou indicar o processo de esgotamento a ser adotado. Entre eles estão</p><p>os dispositivos de bombeamento, drenagem superficial e equipamentos de esgotamento.</p><p>Assim como o rebaixamento do lençol freático através de métodos como ponteiras filtrantes</p><p>ou poços filtrantes muitas vezes deve ser realizado.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 81</p><p>Figura 77 - Esgotamento da vala. Fonte: http://g1.globo.com/ro/rondonia/noticia/2013/12/obra-para-fechar-valas-abertas-ha-8-anos-e-iniciada-em-ji-parana-ro.html</p><p>Isto está na rede</p><p>Não são raras as notícias que vemos abordando o soterramento de pessoas e</p><p>desabamento de solos em talude e morros após uma chuva forte. Assim como em obras</p><p>de escavações devido ao desmoronamento ocorrem o soterramento dos trabalhadores.</p><p>E muitas vezes devido a negligencia de projeto e responsável.</p><p>Um acidente que ocorreu em Marilândia do Sul, cidade do norte do Paraná, no dia 30 de</p><p>agosto de 2019 indicou pelo instituto de criminalística que a obra que operários foram</p><p>mortos por soterramento não tinha projeto de engenharia ou um responsável técnico.</p><p>A escavação estava sendo executada para a construção de uma vala de tubulação que</p><p>não respeitou as orientações de segurança do trabalho como apresentadas pela NR</p><p>18. Isto porque a escavação tinha profundidade de 3,90metros, com nenhum tipo de</p><p>escoramento, sem escadas ou rampas de acesso para evacuação rápida e o deposito</p><p>de terra era irregular.</p><p>Pelas informações apresentadas na reportagem pode-se observar que nenhuma norma</p><p>foi atendida, com os conhecimentos aprendidos vamos analisar quais medidas deveriam</p><p>ter sido tomadas para garantir a segurança nesta obra:</p><p>• Primeiramente projeto e responsável técnico como preconizado pela NBR 12.266/92</p><p>• Segundo a NR 18:</p><p>o Escoramento da vala, como preconizado pela NR 18, qualquer talude acima de 1,75</p><p>metro deve ser escorado.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 82</p><p>o Qualquer escavação com mais de 1,25 metro deve dispor de escadas ou rampas</p><p>que permitam a rápida evacuação.</p><p>o Os materiais retirados escavados devem ser depositados a uma distancia superior</p><p>à metade da profundidade da vala, ou seja, deveriam ter sido depositados no mínimo</p><p>a 2,00 metros da vala (3,90m/2=2,00m).</p><p>o Além destas proposições abordadas pela reportagem, não sabemos se os veículos</p><p>estavam muito próximos às valas, sendo que o mínimo de distância deve ser de duas</p><p>vezes a altura da vala, equivalendo a 8 metros. Se as arvores, rochas e materiais</p><p>estavam corretamente amarrados ou retirados.</p><p>o Se haviam sinalizadores e medidas de proteção dos trabalhadores com o uso de EPI.</p><p>Desta forma, é responsabilidade do engenheiro responsável garantir a integridade dos</p><p>trabalhadores evitando estes riscos.</p><p>Leia a reportagem completa no site: https://g1.globo.com/pr/norte-noroeste/</p><p>noticia/2019/09/09/instituto-de-criminalistica-conclui-que-soterramento-que-deixou-</p><p>operarios-mortos-ocorreu-porque-normas-de-seguranca-deixaram-de-ser-adotadas.</p><p>ghtml. Acesso em 16 abr. 2020.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 83</p><p>AULA 8</p><p>TIPOS DE TALUDE E MÉTODOS DE</p><p>ESTABILIZAÇÃO</p><p>Glossário do conteúdo da aula para auxilio no compreendimento do conteúdo.</p><p>• Aterro compactado: estrutura de disposição de solo e/ou fragmentos de rocha, em aterro,</p><p>produzindo diminuição de volume e consequente redução de porosidade, o que determina</p><p>o aumento de densidade (por meio de compactação) e a redução da permeabilidade. A</p><p>compactação do material de um aterro é executada para prevenir a ocorrência de erosão e</p><p>escorregamento.</p><p>• Corte: intervenção no meio físico efetuada geralmente em solo de alteração de rochas, por</p><p>meio de equipamentos e máquinas, criando uma superfície plana e inclinada, com o objetivo</p><p>de estabelecer uma situação mais estável em face de prováveis processos de instabilização</p><p>produzidos por movimentos gravitacionais de massa (escorregamento).</p><p>• Estabilização de solo: tratamento físico, químico ou mecânico de um solo, executado</p><p>com o objetivo de manter ou melhorar suas características geotécnicas (ex.: resistência à</p><p>erosão e escorregamento, capacidade de suporte, permeabilidade).</p><p>• Taludes de terraplenagem: superfícies inclinadas que limitam um maciço de terra, de</p><p>rocha ou de terra e rocha. São artificiais como os taludes de cortes e aterros.</p><p>• Taludes naturais: formado naturalmente pela natureza, casos das encostas.</p><p>• Tardoz: face posterior de um edifício, de pouca importância. Face grosseira de um</p><p>elemento de revestimento que fica voltada para a parede.</p><p>8.1 Definição de talude</p><p>Segundo a NBR 9061, talude é uma superfície inclinada do terreno natural, de uma</p><p>escavação ou de um aterro.</p><p>Subdivido nos seguintes pontos conforme a Figura 78.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 84</p><p>Figura 78 - Concepção de talude. Fonte: ABNT (1985).</p><p>• Crista: parte mais alta.</p><p>• Talude: refere-se à inclinação do solo.</p><p>• Corpo do talude: área interna de solo.</p><p>• Pé: parte mais baixa.</p><p>• Ângulo de inclinação: do talude.</p><p>• Terreno de fundação: parte inferior do corpo do talude, ao qual suporta o peso.</p><p>• Altura: entre os níveis do corpo do corpo do talude.</p><p>Desta forma, qualquer superfície inclinada de um maciço de solo ou rocha. Ele pode ser</p><p>natural, também denominado encosta, ou construído pelo homem, como, por exemplo, os</p><p>aterros e cortes (GERSOVICH, 2012).</p><p>Além disso, os taludes podem ter diferentes possíveis inclinações, gerando fluxos</p><p>preferenciais de escoamento da água superficial (Figura 78).</p><p>Figura 78 - Inclinações dos taludes. Fonte: https://igorpinheiro.files.wordpress.com/2013/07/processos-erosivos-em-taludes-naturais-e-artificiais.pdf</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 85</p><p>Conforme a figura acima, vemos que os taludes se subdividem em superfícies côncava,</p><p>linear ou convexa e conforme esta inclinação os taludes podem apresentar maior ou menor</p><p>erosão.</p><p>Em relação à natureza dos taludes são subdivididos em: natural ou artificial.</p><p>8.1.1 Taludes naturais</p><p>As encostas</p><p>naturais são os taludes que estão em condição natural que não sofreram</p><p>nenhum tipo de intervenção humana. Sendo compostos por material em geral variável e</p><p>heterogêneo, com difícil determinação do fluxo de água e geometria de difícil determinação.</p><p>Os taludes naturais podem ser constituídos por solo ou rochas.</p><p>Figura 79 - Talude natural. Fonte: https://images.app.goo.gl/3MCgK6D3XkXnc3tn8</p><p>Vários fatores atuam isoladamente ou conjuntamente durante o processo de formação</p><p>de um talude natural entre eles:</p><p>• Fatores Geológicos que dependem:</p><p>• Litologia (constituintes).</p><p>• Tectônica (dobras, falhas).</p><p>• Geomorfologia (tendência evolutiva dos relevos).</p><p>Fatores Ambientais que dependem:</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 86</p><p>• Clima.</p><p>• Topografia.</p><p>• Vegetação.</p><p>Os fatores geológicos são responsáveis pela constituição química, organização e modelagem</p><p>do relevo terrestre e à ação deles soma-se os fatores ambientais. Entretanto, as paisagens</p><p>naturais são dinâmicas e alteram-se continuamente.</p><p>Figura 80 – Acomodação de talude natural. Fonte: https://images.app.goo.gl/9wQUisnZRLTWKCRH8</p><p>8.1.1.1 Instabilidade do talude natural</p><p>Os taludes naturais também estão sujeitos a instabilidade, conforme Gerscovich (2012),</p><p>porque as ações das forças gravitacionais contribuem naturalmente para a deflagração do</p><p>movimento.</p><p>Os principais problemas são situações de escorregamentos naturais ou pela interferência</p><p>humana.</p><p>A instabilidade pode ser devido ao processo de evolução das encostas que tem uma</p><p>tendência a planificação, as ações de intemperismo que tornam o material menos resistente</p><p>e dependendo da topografia a movimentação pode levar a ruptura.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 87</p><p>Figura 81 - Ruptura característica de talude natural. Fonte: https://images.app.goo.gl/BCyry6DhKatbuSQ68</p><p>8.1.2 Taludes artificiais</p><p>São taludes artificiais construídos pela ação humana que resultam de cortes em encostas,</p><p>de escavação ou de lançamento e aterros. Encontram-se ainda nas minas a céu a aberto,</p><p>nas barragens de reservatório de água, nas laterais de estradas e ruas.</p><p>Sendo compostos por material em alguns casos homogêneo, com fluxo de água geralmente</p><p>determinado e com geometria pré-definida.</p><p>Figura 82 - Talude artificial. Fonte: https://images.app.goo.gl/qwMkNFSpkh7zrSPXA</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 88</p><p>8.1.2.1 Corte</p><p>Os taludes de corte são aqueles que se formam como resultado de um processo de corte,</p><p>de retirada de material.</p><p>Os cortes devem ser executados com altura e inclinação adequadas para garantir a</p><p>estabilidade da obra.</p><p>Geralmente, o talude apresenta as mesmas características geotécnicas do solo escavado</p><p>e o projeto depende das propriedades geomecânicas dos materiais e das condições de fluxo.</p><p>Figura 83 - Talude de corte. Fonte: https://engenhariacivilfsp.files.wordpress.com/2012/11/geologia-estabilidade-talude-e-aterro1.pdf</p><p>Figura 84 - Talude de corte com execução de muro de arrimo. Fonte: http://www.ebanataw.com.br/talude/casostipicos.htm</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 89</p><p>8.1.2.2 Aterro</p><p>O talude de aterro é aquele que se forma como resultado da deposição, da terraplenagem</p><p>e de botas-fora. Os aterros são construídos em projetos de barragem de terra e em obras</p><p>viárias e de implantação de estruturas civis, quando o solo de fundação tem baixa capacidade</p><p>de suporte ou para nivelamento do terreno.</p><p>Como as propriedades geotécnicas do solo compactado são conhecidas, os cálculos de</p><p>estabilidade envolvem menos incertezas se comparados aos dos solos naturais.</p><p>Os aterros são também construídos como diques de contenção de lagos de estocagem</p><p>de resíduos.</p><p>Figura 85 - Talude de aterro para aumento de terreno. Fonte: http://www.ebanataw.com.br/talude/casostipicos.htm</p><p>Figura 86 - Talude de aterro típico. Fonte: https://engenhariacivilfsp.files.wordpress.com/2012/11/geologia-estabilidade-talude-e-aterro1.pdf</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 90</p><p>8.1.3 Evolução dos taludes</p><p>Os taludes naturais sofrem a interferência humana para a mudança da geometria, desta</p><p>forma, conforme a imagem abaixo, em um mesmo talude pode-se executar o corte e aterro.</p><p>Assim como muitas vezes se faz necessário à instalação de estruturas de contenção, como</p><p>forma de apoio e garantir a estabilidade.</p><p>8.2 Métodos de Estabilização</p><p>Existem formas de manter a estabilidade de encostas e taludes, como forma de prevenir,</p><p>ou seja, aumentar o fator de segurança contra possíveis movimentos de solo ou rocha. Ou</p><p>então, se o talude já sofreu a desestabilização são adotadas medidas corretivas, com intuito</p><p>de diminuir e monitorar os movimentos evitando que ocorram novamente, por exemplo, o</p><p>deslizamento.</p><p>Para cada tipo de obras são fornecidos suas características e os cuidados para implantação.</p><p>Assim como cada obra é diferente e se apresenta de uma forma, portanto deve ser tomada a</p><p>solução mais adequada para cada caso por meio das características físicas e os processos</p><p>de instabilidade que esteja envolvido.</p><p>8.2.1 Drenagem</p><p>Segundo o Manual de Geotecnia do IPT (1991), as obras de drenagem têm finalidade de</p><p>captar, direcionar as águas de escoamento superficial e a retirada da água de percolação</p><p>interna do maciço.</p><p>As obras de drenagem mais utilizadas para a drenagem são as superficiais e a profundas.</p><p>8.2.1.1 Superficial</p><p>Tendo como objetivo realizar a captação do escoamento das águas superficiais através</p><p>de canaletas, valetas, sarjetas e caixas de captação que conduzem para locais convenientes.</p><p>Para grandes declividades pode ser necessário recorrer às escadas d’água e dissipadores</p><p>para minimizar a energia de escoamento das águas.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 91</p><p>Figura 87 - Escadas hidráulicas. Fonte: https://images.app.goo.gl/Ab8Z8cnkWZQz3zKn7</p><p>Figura 88 - Canaletas longitudinais e verticais. Fonte: https://images.app.goo.gl/VycnnURNkvodp3nG6</p><p>8.2.1.2 Profunda</p><p>Neste processo de drenagem profunda são retiradas as águas de percolação interna no</p><p>maciço através da infiltração pelos poros ou fendas/fissuras. Assim como quando se tem</p><p>a necessidade de abaixar o nível do lençol freático e reduzir as pressões neutras que atuam</p><p>no talude.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 92</p><p>Entre eles são os drenos sub-horizontais (fluxo gravitacional), poços, ponteiras, trincheiras</p><p>drenantes ou galerias.</p><p>Tem-se ainda os conhecidos drenos horizontais profundos (DHP) com pequeno diâmetro</p><p>e em grande número. Semelhante os conhecidos barbacãs que são tubos curtos, instalados</p><p>em muros de concreto.</p><p>Figura 89 - Trincheiras drenantes. Fonte: https://images.app.goo.gl/b8KrXLWtPtXV87yYA</p><p>Figura 90 - Dreno horizontal profundo (DHP). Fonte: https://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/dhp---dreno-horizontal-profundo</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 93</p><p>Figura 91 - Barbacãs. Fonte: https://images.app.goo.gl/ibssjJuCA3zYyfzD9</p><p>8.2.2 Revestimento</p><p>As obras de revestimento, de proteção superficial desempenham um papel importante</p><p>de estabilização com a função de impedir a formação de processos erosivos e diminuir a</p><p>infiltração de água.</p><p>A plantação do talude com espécies vegetais adequadas ao clima local é uma proteção</p><p>eficaz do talude, sobretudo contra a erosão superficial. Esta erosão superficial depende de</p><p>condições geológicas, topográficas e climáticas (como as chuvas, geometria do talude).</p><p>Os materiais naturais de cobertura vegetal aumentam ainda a resistência da superfície</p><p>do talude, através da ação das raízes.</p><p>Figura 92 - Aplicação em grama. Fonte: https://www.engestab.com.br/revestimento-taludes#group1-5</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 94</p><p>8.2.3 Materiais estabilizantes</p><p>Caracterizado pela combinação de outros materiais</p><p>no maciço de solo, como alguns</p><p>produtos químicos. Como a utilização de:</p><p>• Terra armada constitui da associação de solo compactado e armaduras.</p><p>• Composição de dois materiais: solo e mantas geotêxtis.</p><p>• Imprimação asfáltica: camada delgada de asfalto diluído.</p><p>• Proteção com argamassa: cimento e areia.</p><p>• Concreto projetado: técnica evoluída da argamassa (areia, cimento e pedrisco).</p><p>• Solo grampeado com a execução de chumbadores, concreto projeto e sistema de</p><p>drenagem.</p><p>• Proteção com tela metálica por meio de chumbadores.</p><p>Figura 93 - Concreto projetado. Fonte: https://www.engestab.com.br/concreto-projetado-taludes</p><p>Figura 94 -Solo grampeado. Fonte: https://www.solofort.com.br/</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 95</p><p>Figura 95 - Manats geotextil com solo. Fonte: http://www.tdmbrasil.com.br/soluciones-control-revegetacion.php#</p><p>8.2.4 Muro de arrimo e ancoragens</p><p>A execução de muros de arrimo convencionais, como de gravidade ou a introdução de</p><p>tirantes de aço, protendidos ou não no interior do maciço, ancorando-os fora da zona de</p><p>escorregamento. São estruturas de contenção e escoramentos.</p><p>Entre eles tem-se os muros de gravidade que podem ser de pedra, pedra argamassada de</p><p>concreto ciclópico, crib-walls, gabiões e solo-cimento ensacado; muros de concreto armado</p><p>ou muros de flexão.</p><p>Tem-se ainda as cortinas cravadas ou estacas cravadas no terreno, sendo as estacas-</p><p>prancha ou estacas justapostas.</p><p>As ancoragens que são tirantes ancorados nas massas de solo ou blocos de rocha que</p><p>pela protensão transmitem os esforços. Ou chumbadores com barras de aço fixados.</p><p>As cortinas atirantadas ou muros atirantados são elementos verticais ancorados com</p><p>tirantes no maciço.</p><p>Figura 96 - Muro de gravidade em pedra. Fonte: https://images.app.goo.gl/kH3Wurki6dgUNurc9</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 96</p><p>Figura 97 - Estaca prancha: escoramento. Fonte: https://images.app.goo.gl/BaiAQRTYEyPFug8S7</p><p>Figura 98 - Ancoragem de tirantes. Fonte: https://images.app.goo.gl/9Ep9Ytsbs9gjdfA36</p><p>8.2.5 Utilização de bermas</p><p>Consiste em colocar bermas no pé do talude, isto é, banquetas de terra, em geral, do</p><p>mesmo material que o do próprio talude, com vistas a aumentar a sua estabilidade. Através</p><p>da diminuição da inclinação.</p><p>A estabilidade de taludes através das bermas, ou então retaludamento são as mais utilizadas</p><p>devido sua simplicidade, eficácia e menor custo. Entretanto, esta obra de estabilização exige</p><p>uma área excessiva. Através da diminuição do ângulo de inclinação do talude, interfere-se</p><p>na geometria dos taludes existentes ou a serem executados.</p><p>A execução de bermas é geralmente associada com métodos de drenagem superficial e</p><p>de proteção superficial, evitando a infiltração de água no terreno e direcionando o fluxo de</p><p>água contra a erosão.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 97</p><p>Figura 99 - Proteção em bermas. Fonte: https://sites.uepg.br/denge/aulas/fundacao/fig34.htm</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 98</p><p>AULA 9</p><p>FORMAS DE MOVIMENTO DE</p><p>MASSA</p><p>Sob condições específicas uma parte de solo ou rochas (material) de um talude pode</p><p>sofrer deslocamento e desencadear o processo chamado de movimento de massa.</p><p>Esse processo ocorre ao longo de uma superfície chamada: superfície de ruptura.</p><p>Isto ocorre se as tensões de cisalhamento ultrapassam a resistência de cisalhamento</p><p>dos materiais ao longo da superfície determinada de ruptura.</p><p>Esses movimentos se referem à descida de solos e rochas do ponto mais alto ao mais</p><p>baixo.</p><p>Sendo que estas movimentações são potencializadas pela adição de água.</p><p>9.1 Processo de movimentação de massa</p><p>O processo de movimentação da massa ou então ruptura do talude também é denominado</p><p>como deslizamento, escorregamento, queda de barreiras e rastejo.</p><p>Nos tópicos a seguir são exemplificadas estas quatro formas de movimentação.</p><p>9.1.1 Queda / tombamentos / rolamentos</p><p>Este tipo de movimentação comumente é chamado de queda, tombamento ou rolamento.</p><p>Caracterizado pelo desprendimento de parte do maciço de terra ou da rocha que sai do talude</p><p>e cai em queda livre, sem que haja um plano deslizamento sobre uma superfície de ruptura.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 99</p><p>Figura 100 - Rolamento, queda de blocos, desplacamento e tombamento. Fonte: http://www.rc.unesp.br/igce/aplicada/ead/riscos/risco11c.html</p><p>Geralmente ocorrem em penhascos íngremes ou taludes de corte aproximadamente</p><p>verticais. São também chamados de tombamento de blocos, solo ou rocha que despencam.</p><p>Os movimentos de maneira rápida e com curta duração.</p><p>Figura 101 - Talude íngreme sofrendo queda. Fonte: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/2108078/mod_resource/content/2/Processos%20em%20encostas.pdf</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 100</p><p>9.1.2 Deslizamentos / escorregamentos</p><p>Os escorregamentos referem-se à volumes de solos ao longo de superfícies de ruptura</p><p>bem definidas sendo cilíndricas ou planares.</p><p>A massa de material escoa como se fosse um fluido ou líquido viscoso. A ação conjunta</p><p>da gravidade e do solo saturado levam ao deslizamento.</p><p>São subdivididos em deslizamentos rotacional, translacional e em cunha.</p><p>9.1.2.1 Rotacional</p><p>Ocorrem frequentemente nos casos de solos coesivos homogêneos, tipo mais comum</p><p>em aterros. Conforme as figuras abaixo, observe que a superfície de ruptura é curvada,</p><p>indicando um sentido de rotação em eixo imaginário na massa.</p><p>Figura 102 - Deslizamento rotacional. Fonte: http://www.rc.unesp.br/igce/aplicada/ead/interacao/inter09c.html</p><p>Figura 103 - Exemplo de deslizamento rotacional. Fonte: Highland e Bobrowsky (2008)</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 101</p><p>9.1.2.2 Translacional</p><p>Ocorrem em casos de maciços rochosos estratificados, onde a massa move-se para fora,</p><p>em sentido para baixo ou para fora. A ruptura da superfície relativamente plana.</p><p>Figura 104 - Deslizamento translacional. Fonte: http://www.rc.unesp.br/igce/aplicada/ead/interacao/inter09c.html</p><p>Ocorre geralmente na zona mais superficial do talude, não envolvendo grandes espessuras</p><p>de solo.</p><p>Figura 105 - Exemplo de deslizamento translacional. Fonte: https://images.app.goo.gl/7hB27zuY4TbSNLzL6</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 102</p><p>9.1.2.3 Cunha</p><p>O escorregamento em cunha é condicionado por estruturas planares de maciços rochosos</p><p>que desloca o material na forma de um prisma. A massa instabilizada se destaca do maciço</p><p>deslizando sobre uma superfície formada por um ou mais planos.</p><p>Figura 106 - Escorregamento em cunha. Fonte: https://images.app.goo.gl/7hB27zuY4TbSNLzL6</p><p>São comuns em taludes de corte ou encostas que sofreram algum tipo de desconfinamento,</p><p>natural ou antrópico.</p><p>Figura 107 - Exemplo de escorregamento em cunha. Fonte: https://images.app.goo.gl/YFXVnt3XVFAq3NKA6</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 103</p><p>9.1.3 Fluxo de detritos e lama ou corrida de massa</p><p>O fluxo de detritos é também conhecido como avalanches ou erosões violentas, como</p><p>a corrida de massa. Estes são classificados como desastres naturais, pois tem alto poder</p><p>destrutivo. O material superficial se liquefaz e escoa encosta abaixo em forma de material</p><p>viscoso, composto por lama e detritos de rocha.</p><p>Figura 108 - Escorregamento de massa (F) e Avalanches. Fonte: http://pubs.usgs.gov/fs/2004/3072/</p><p>Os movimentos são extremamente rápidos e que surgem devido ao fluxo intenso de água</p><p>na superfície, ocasionado por chuvas fortes. A alta velocidade tende a aumentar a capacidade</p><p>de erosão e destruição, transportando tudo o que tiver pela frente como galhos, troncos,</p><p>blocos de rochas, areia, lama, construções.</p><p>Figura 109 - Exemplo de fluxo de detrito. Fonte: http://www.cprm.gov.br/publique/Noticias/CPRM-e-JICA-promovem-semana-de-eventos-tecnicos-no-Rio-de-Janeiro-4543.html</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 104</p><p>Figura 110 - Exemplo de corrida de massa. Fontes: https://images.app.goo.gl/H1AoHMHTaq4G3MRh6</p><p>9.1.4 Rastejo</p><p>O rastejo é caracterizado pelo movimento lento e contínuo de camadas superficiais sobre</p><p>camadas mais profundas nas encostas.</p><p>Pode ter ou não um limite definido entre a massa de terreno que se desloca e a que</p><p>permanece estacionária.</p><p>A velocidade de rastejo é muito pequena de alguns milímetros por ano, que acelera nas</p><p>chuvas.</p><p>Sinais característicos que indicam a ocorrência do rastejo em taludes:</p><p>• Cisalhamento e rachaduras nas fundações.</p><p>• Árvores, postes e cercas inclinados.</p><p>• Trincas e ruptura em elementos rígidos.</p><p>• Estruturas rochosas deformadas.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 105</p><p>Figura 111 - Exemplo de evidencias do rastejo. Fonte: https://images.app.goo.gl/3JqYSEJ1xPPWtSST9</p><p>Isto está na rede</p><p>Os escorregamentos e movimentos de massas são comuns no dia a dia sendo</p><p>frequentemente reportados em mídias para alertar do perigo e as consequências que</p><p>tais fatos provocaram. Eles causam diversos desastres e imprevistos na sociedade.</p><p>Veja o vídeo a seguir e tendo em vista as diferentes formas de movimentação visto nos</p><p>itens anteriores, procure identificar as formas de ocorrência: https://www.youtube.</p><p>com/watch?v=4O4nDLhfID0</p><p>9.2 Importância do conhecimento das formas de movimentação da</p><p>massa</p><p>É importante identificar e prever as formas de movimentação de massa nos taludes</p><p>para que posteriormente seja realizada a análise de estabilidade. Desta forma, é necessário</p><p>primeiramente avaliar a possibilidade de ocorrência do escorregamento de massa em</p><p>determinado tipo de taludes e encostas. E posteriormente adotar os métodos de verificação</p><p>da estabilidade do talude.</p><p>Segundo Spink (2014), existem dois fatores considerados na análise de movimento de</p><p>massa: suscetibilidade x vulnerabilidade.</p><p>• Suscetibilidade: propensão de ocorrer instabilidade de solo, em função da característica</p><p>geológica (constituintes do terreno) e geomórfica (evolução da geografia) + precipitação.</p><p>Está ligada ao sistema NATURAL.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 106</p><p>• Vulnerabilidade: associada ao uso e ocupação, ou seja, predisposição de pessoas e</p><p>construções serem afetadas pelo desastre. Ligada à ação ANTRÓPICA.</p><p>9.3 Consequências da movimentação de massa</p><p>As consequências da movimentação de massa são inúmeras e é obvio que os</p><p>escorregamentos geram custos que podem ser classificados como diretos e indiretos.</p><p>• Os custos diretos correspondem ao reparo de danos, relocação de estruturas e manutenção</p><p>de obras e instalações de contenção.</p><p>• Pode-se dizer que os custos indiretos são ainda maiores podendo ser citados:</p><p>a) Perda de produtividade industrial, agrícola e florestal, bem como potencial turístico</p><p>devido aos danos locais e interrupção de sistemas de transporte.</p><p>b) Perda de valor de propriedades, bem como de impostos referenciados por ele.</p><p>c) Perda de vidas humanas, invalidez física ou trauma psicológico em moradores de locais</p><p>afetados por escorregamentos.</p><p>A figura a seguir indica que o Brasil está entre os 10 países no mundo com maior número</p><p>de eventos de desastres em 2013.</p><p>Figura 112 - Eventos de desastres no mundo. Fonte: https://watchers.news/2014/09/24/the-statistics-of-natural-disasters-2013-review</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 107</p><p>A partir da figura 112, observa-se que os desastres no Brasil são ocasionados por</p><p>problemas hidrológicos não tendo ocorrência de desastres geofísicos como nos casos de</p><p>países localizados em locais de instabilidade de placas tectônicas, como China, Indonésia,</p><p>Filipinas, Japão.</p><p>9.3.1 Sinais de desestabilização</p><p>A identificação de sinais precoces de desestabilização de taludes indica que condições</p><p>perigosas podem vir a ocorrer.</p><p>9.3.1.1 Aparecimento de movimentos</p><p>Alguns movimentos de terra podem ser observados ao longo do tempo, sendo previstos</p><p>possíveis instabilidade e métodos de contenção da estabilidade.</p><p>Alguns exemplos visíveis ao longo do tempo que ocorre de forma lenta são os rastejos,</p><p>indicados pela inclinação de tronco de árvores de postes.</p><p>Já outros movimentos ocorrem tão repentinamente que não se tem tempo de agir e</p><p>conter. Como no caso de quedas e tombamentos, corridas de massa.</p><p>Além disso, tem-se como sinais precoces de instabilização do talude o aparecimento de:</p><p>• Abertura de fissuras/ fendas superficiais no cume ou base do talude.</p><p>• Depressões no terreno.</p><p>• Rachaduras nas paredes das casas e</p><p>• Surgimento de minas d’água.</p><p>Figura 113 - Exemplos de fendas e abertura superficial. Fonte: https://defesacivil.es.gov.br/Media/defesacivil/Capacitacao/Material%20Did%C3%A1tico/CBPRG%20-%202017/</p><p>Estabiliza%C3%A7%C3%A3o_de_Taludes.pdf</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 108</p><p>Figura 114 - Abertura de trincas e rachaduras. Fonte: https://images.app.goo.gl/t1mqdomVqazUWwQR7</p><p>Figura 115 - Surgimento de minas de água. Fonte: https://pt.slideshare.net/GiovannaOrtiz/solos-6a</p><p>9.3.1.2 Retro análises</p><p>Uma forma de se prever a instabilidade dos taludes é a retro análise. Sendo realizada a</p><p>verificação da instabilidade em taludes da região ou com características parecidas é possível</p><p>prever e estimar a instabilidade do talude analisado.</p><p>A retro análise segundo a NBR 11682:2006, é a análise de estabilidade elaborada com o</p><p>conhecimento da geometria da superfície de ruptura ocorrida e outros fatores que estavam</p><p>presentes no momento da ruptura, sobrecargas, posição do nível de água, sismos, e outros,</p><p>visando determinar os parâmetros de resistência e poro-pressão coerente com o problema.</p><p>É necessário obter parâmetros de resistência dos solos ou rochas. Assim o colapso</p><p>ocorrido serve de estimativa de parâmetros de resistência e utilização em novos projetos</p><p>de talude na área, de mesma região.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 109</p><p>AULA 10</p><p>CAUSAS DA MOVIMENTAÇÃO DE</p><p>MASSAS E FATOR DE SEGURANÇA</p><p>Antes da análise de estabilidade dos taludes é importante ter o conhecimento das causas</p><p>que podem levar os taludes a escorregar e que são complexas, pois envolvem fatores que</p><p>se associam.</p><p>Conhecer essas causas leva o engenheiro a adotar com mais critério as soluções que se</p><p>apresentam satisfatórias e prever o desempenho destas alternativas</p><p>Em geral, os escorregamentos de taludes são causados por uma redução da resistência</p><p>interna do solo ou devido ao aumento dos esforços atuantes no talude.</p><p>10.1 Causas dos movimentos</p><p>Os movimentos de massas geram uma desestabilização do maciço e geralmente dependem:</p><p>• Natureza do material</p><p>• Velocidade do movimento</p><p>• Natureza do movimento</p><p>Além disso, os fatores que influenciam o movimento de massa podem ser causas: externas</p><p>ou internas que agem no maciço.</p><p>10.1.1 Fatores externas</p><p>As causas externas são caracterizadas pelo aumento das tensões cisalhantes. São</p><p>exemplos:</p><p>• Aumento do peso do talude (incluindo cargas aplicadas e/ou absorção de água).</p><p>• Mudança da geométrica do talude (inclinação e/ou altura).</p><p>• Atividades sísmicas e outras.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 110</p><p>10.1.1.1 Ação da água</p><p>A água é um dos maiores responsáveis na ocorrência de muitos escorregamentos de</p><p>taludes. A saturação aumenta o peso específico do solo e assim a força gravitacional que</p><p>age no maciço. O excesso de umidade reduz a resistência do solo pelo aumento da pressão</p><p>neutra. Explicando a ocorrência dos escorregamentos nos períodos de grande precipitação.</p><p>Além disso, o escoamento da água pode adquirir velocidade que provoca a erosão dos taludes.</p><p>Em função do tipo de material e a quantidade de água também influenciam na estabilidade,</p><p>conforme a Figura 116.</p><p>Figura 116 - Estabilidade em função da umidade dos solos. Fonte: http://home.ufam.edu.br/csilva/Geografia/(Cap%C3%ADtulo%2011_Movimento%20de%20Massa%20</p><p>%5BModo%20de%20Compatibilidade%5D).pdf</p><p>Outro agravante que aciona o fator de movimentos de massa em função da água pode</p><p>ser devido o lançamento de águas servidas diretamente no solo. Ocasionando erosões e</p><p>deslizamentos. A ausência de serviços de esgotamento sanitário e drenagem são mais</p><p>comuns em áreas de populações carentes.</p><p>Conforme a Figura 117 pode-se ver um exemplo que ocorre tipicamente em regiões</p><p>carentes.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 111</p><p>Figura 117 - Águas servidas lançadas diretamente em taludes. Fonte: https://pt.slideshare.net/GiovannaOrtiz/solos-6a</p><p>10.1.1.2 Sobrecarga</p><p>As sobrecargas podem ser acrescentadas aos taludes como cargas concentradas ou</p><p>cargas distribuídas, sendo resultante da ação tanto natural como humana.</p><p>Exemplos de fenômenos naturais:</p><p>• Peso da água, neve, granizo</p><p>• Acúmulo natural de material (depósitos, sedimentação, carreamento pelo vento)</p><p>• Vegetação</p><p>Exemplos de fenômenos devido à ação humana:</p><p>• Construções de aterros</p><p>• Empilhamento de resíduos</p><p>• Peso de estruturas e edifícios</p><p>• Peso da água proveniente de tubulações, esgotos, canais e reservatórios</p><p>10.1.1.3 Remoção de massa</p><p>A remoção de massa na lateral ou na base de taludes é o mais comum fator que leva a</p><p>instabilidade. Esse fator provoca uma mudança na geometria do talude, influenciando na</p><p>inclinação e/ou altura do talude.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 112</p><p>Um exemplo comum é a escavação próxima ao pé do talude, para implantação de uma</p><p>obra.</p><p>Exemplos de fenômenos que ocorrem:</p><p>• Erosão por córregos e rios que aumentam o declive natural.</p><p>• Escorregamentos e quedas de rochas criando novas inclinações.</p><p>• Trabalhos de cortes como em pedreiras, poços e canais.</p><p>• O desmatamento com retirada do material vegetal.</p><p>• Irrigação excessiva e aumento da saturação do solo.</p><p>Isto está na rede</p><p>O corte de taludes de forma irregular e clandestinamente é comum em regiões de</p><p>população desfavorecida. Assim estas pessoas constroem suas casas nestas regiões</p><p>proibidas e de forma totalmente irregular, ocasionando futuramente diversos problemas</p><p>devido à falta de estabilidade do talude.</p><p>Acesse no link: https://g1.globo.com/rj/regiao-serrana/noticia/2019/01/05/policia-</p><p>ambiental-flagra-corte-irregular-de-talude-em-um-terreno-em-nova-friburgo-no-rj.ghtml</p><p>para ler mais sobre a reportagem: “Polícia ambiental flagra corte irregular de talude</p><p>em um terreno em Nova Friburgo, no RJ”. Na imagem do talude desta reportagem, já</p><p>pode ser verificado que devido ao corte, o talude perdeu a estabilidade com início de</p><p>escorregamento e erosão.</p><p>Figura 118 - Corte irregular de talude. Fonte: https://g1.globo.com/rj/regiao-serrana/noticia/2019/01/05/policia-ambiental-flagra-</p><p>corte-irregular-de-talude-em-um-terreno-em-nova-friburgo-no-rj.ghtml</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 113</p><p>10.1.1.4 Pressões laterais</p><p>As pressões laterais podem levar ao aumento da sobrecarga levando as instabilidades</p><p>de erosões, escorregamentos, entre outros.</p><p>Exemplos de fenômenos que levam a ocorrer o aumento das pressões laterais:</p><p>• Água em trincas</p><p>• Congelamento da água nas fendas</p><p>• Inchaço de material expansivo como argila</p><p>Figura 119 - Fendas e trinca no terreno. Fonte: http://www.ebanataw.com.br/talude/desastre.htm</p><p>Figura 120 - Sugirmento de fendas em terrenos. Fonte: http://www.ebanataw.com.br/talude/desastre.htm</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 114</p><p>10.1.1.5 Atividades sísmicas: solicitações dinâmicas</p><p>São caracterizados por efeitos sísmicos que são fenômenos que ocorrem devido a</p><p>terremotos, ondas, vulcões que ocasionam a dilatação por inflação ou deflação do magma,</p><p>explosões, tráfego que geram o sobrepeso, vibração e demais sismos.</p><p>Figura 121 - Deslizamento induzido por terremoto. Fonte: Highland e Bobrowsky (2008)</p><p>10.1.1 Fatores internos</p><p>As causas internas levam a uma diminuição da resistência interna do material do maciço.</p><p>São exemplos:</p><p>• Característica do material</p><p>• Intemperismos e oscilações térmicas</p><p>• Variação do nível d’água</p><p>10.1.1.1 Características do material</p><p>As características do material dependem da textura, estrutura e geometria inerentes ao</p><p>tipo de solo/rocha. Sendo sempre necessário obter as características geotécnicas do material</p><p>e seu estado de tensões iniciais.</p><p>Existem solos que são naturalmente fracos ou podem se tornar fraco como resultado de</p><p>processos naturais como a saturação com água.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 115</p><p>Os solos fracos são caracterizados por materiais orgânicos, argilas sedimentares, materiais</p><p>minerais e xisto (rochas metamórficas facilmente identificáveis por serem fortemente</p><p>laminadas e as rochas decompostas em argilas tem baixa resistência natural)</p><p>Além disso, o arranjo das partículas (coesão), a compressibilidade e atrito influenciam na</p><p>angularidade e resistência do solo.</p><p>10.1.1.2 Fatores variáveis: intemperismo</p><p>As mudanças ou fatores variáveis são alterações devido a intempéries e outra reações</p><p>físico-químicas que mudam as características do material.</p><p>Exemplos dos fenômenos que ocorrem e seus resultados:</p><p>• O intemperismo gera a alteração das propriedades físico-química como redução da</p><p>coesão, ângulo de atrito.</p><p>• Elevação do nível d’água em encostas (aumento da camada úmida).</p><p>• Rebaixamento rápido do nível d’água em barragens (leva a secagem).</p><p>• Ação das raízes das árvores e buracos de animais levam ao aumento da infiltração e</p><p>percolação da água no terreno. E que podem provocar rachaduras no talude.</p><p>10.2 Análise de estabilidade de talude</p><p>A instabilidade de taludes é deflagrada então quando as tensões de cisalhantes mobilizadas</p><p>se igualam à resistência ao cisalhamento como na Figura 122.</p><p>Figura 122 – Instabilidade de talude e superfície potencial de ruptura. Fonte: http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/17430/material/GEO_II_13_</p><p>Estabilidade%20de%20Taludes.pdf</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 116</p><p>A análise de estabilidade de taludes tem como objetivo avaliar a possibilidade de ocorrência</p><p>de escorregamento da massa do solo de taludes naturais ou construídos. Por isso se denomina</p><p>de “métodos de equilíbrio-limite”.</p><p>Existem os métodos:</p><p>• Probabilísticos que expressa a analise sob a forma de uma probabilidade ou risco de</p><p>ruptura: estabelecer o FS.</p><p>• Determinísticos que expressa sob a forma de um coeficiente ou fator de segurança</p><p>(FS): permite quantificar o FS a partir de incertezas.</p><p>10.2.1 Fator de segurança</p><p>O fator de segurança é o valor numérico da relação estabelecida entre a resistência ao</p><p>cisalhamento disponível do solo para garantir o equilíbrio do corpo que tende a deslizar e a</p><p>tensão de cisalhamento que imobiliza, isto sob o efeito dos esforços atuantes.</p><p>Ainda segundo a NBR 11.682/1991, tem-se definido como fator de segurança a relação</p><p>entre os esforços estabilizantes (resistentes) e os esforços instabilizantes (atuantes) para</p><p>determinado método de cálculo adotado.</p><p>A fórmula do FS é:</p><p>Na tabela abaixo são apresentados os coeficientes de segurança e a condição do talude.</p><p>Coeficiente de segurança (FS) Condição do Talude</p><p>FS < 1,0 Talude instável – não tem significado físico</p><p>FS = 1,0 Condição limite de estabilidade – iminência de ruptura</p><p>FS > 1,0 Talude estável</p><p>Tabela 5 - Fator de segurança e condição de estabilidade. Fonte: Gerscovich (2012)</p><p>Conforme a NBR 11.682/2008, são preconizados FS mínimos para escorregamentos, de</p><p>forma a garantir níveis de segurança de acordo com os riscos envolvidos. Subdivididos em</p><p>nível de segurança desejado contra a perda de vidas humanas (Tabela 6), nível de segurança</p><p>desejado contra danos materiais e ambientais (Tabela 7) e assim os fatores de segurança</p><p>mínimo para deslizamento (Tabela 8).</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 117</p><p>Nível de segurança Critérios</p><p>Alto Áreas com intensa movimentação e</p><p>permanência de pessoas, como edificações</p><p>públicas, residenciais ou industriais, estádios,</p><p>praças e demais locais urbanos, ou não, com</p><p>possibilidade de elevada concentração de</p><p>pessoas.</p><p>Ferrovias e rodovias de trafego intenso.</p><p>Médio Áreas e edificações com movimentação e</p><p>permanência restrita de pessoas.</p><p>Ferrovias e rodovias de trafego moderado.</p><p>Baixo Áreas e edificações com movimentação e</p><p>permanência eventual de pessoas.</p><p>Ferrovias e rodovias de tráfego reduzido.</p><p>Tabela 6 -Nível de segurança desejado contra perdas humanas. Fonte: NBR 11682 (ABNT, 2009)</p><p>Nível de segurança Critérios</p><p>Alto Danos materiais: locais próximos a propriedades de alto valor</p><p>histórico, social ou patrimonial, obras de grande porte e área que</p><p>afetam serviços essenciais. Danos ambientais: locais sujeitos</p><p>a acidentes ambientais graves, tais como nas proximidades de</p><p>oleodutos, barragens de rejeito e fabricas de produtos tóxicos.</p><p>Médio Danos materiais: locais próximos a propriedades de valor</p><p>moderado. Danos ambientais: locais sujeitos a acidentes</p><p>ambientais moderados.</p><p>Baixo Danos materiais: locais próximos a propriedades de valor</p><p>reduzido. Danos ambientais: locais sujeitos a acidentes</p><p>ambientais reduzidos</p><p>Tabela 7 - Nível de segurança desejado contra materiais e ambientais. Fonte: NBR 11682 (ABNT, 2009)</p><p>Após classificação do projeto obtido pelas Tabelas 2 e 3, pode-se obter a análise de</p><p>estabilidade a partir do FS (Tabela 4).</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 118</p><p>Nível de segurança contra danos materiais e</p><p>ambientais</p><p>Nível de segurança contra danos</p><p>a vidas humanas</p><p>Alto Médio Baixo</p><p>Alto 1,5 1,5 1,4</p><p>Médio 1,5 1,4 1,3</p><p>Baixo 1,4 1,3 1,2</p><p>Tabela 8 - Fatores de segurança mínimos para escorregamentos. Fonte: NBR 11682 (ABNT, 2009)</p><p>10.2.2 Parâmetros para cálculo da estabilidade</p><p>Lembrando que os parâmetros são fundamentais para o cálculo de estabilidade dos</p><p>taludes. São eles geometria e tipo de solo.</p><p>10.2.2.1 Geometria do talude</p><p>A Geometria do talude, ou seja, as características em relação à inclinação do talude,</p><p>extensão da base e altura do talude.</p><p>As hipóteses de superfície de ruptura podem ser:</p><p>• Circular com tendência de superfícies de ruptura em forma circular (Figura 123)</p><p>•</p><p>•</p><p>•</p><p>•</p><p>•</p><p>Figura 123 - Deslizamentos circulares. Fonte: http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/17430/material/GEO_II_13_Estabilidade%20de%20Taludes.pdf</p><p>• Planar com taludes íngremes e o talude infinito (escorregamento de massa), conforme</p><p>Figura 124 tem se ainda a combinação do deslizamento planar com rotacional.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 119</p><p>Figura 124 - Deslizamento planar e composto. Fonte: http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/17430/material/GEO_II_13_Estabilidade%20de%20</p><p>Taludes.pdf</p><p>• Geometria complexas</p><p>10.2.2.2 Tipo de solo</p><p>Forças que proporcionam resistência ao cisalhamento, ou seja, as características do solo,</p><p>entre eles o peso específico, coesão e ângulo de atrito.</p><p>O valor numérico do FS é a relação entre a resistência ao cisalhamento disponível (S) e</p><p>a tensão de cisalhamento mobilizada (T).</p><p>Sendo a resistência ao cisalhamento (S) dada pelo solo:</p><p>S = c + σ.tg ø</p><p>Em que:</p><p>“S” a tensão de resistência ao cisalhamento</p><p>c é a coesão</p><p>“φ” é o ângulo de atrito interno do solo</p><p>“σ” é a tensão normal</p><p>Devendo essa força de resistência ser superior a tensão de cisalhamento atuante no</p><p>maciço, conhecida também como tensão mobilizada, para que não provoque o deslizamento.</p><p>10.2.3 Métodos de cálculos</p><p>A análise da estabilidade de taludes é feita avaliando-se as condições de equilíbrio da</p><p>massa de solo num estado de ruptura iminente. Desta forma, as análises de estabilidade,</p><p>na sua maioria, foram desenvolvidas segundo a abordagem do equilíbrio limite.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 120</p><p>O equilíbrio limite é uma ferramenta empregada pela teoria da plasticidade para análises</p><p>do equilíbrio dos corpos, sendo que os pressupostos partem de (MASSAD, 2010):</p><p>a) O solo se comporta como material rígido-plástico, ou seja, rompe-se bruscamente sem</p><p>deformar.</p><p>b) As equações de equilíbrio estático válidas até a iminência de ruptura.</p><p>c) O coeficiente de segurança (FS) é constante ao longo de toda a superfície de ruptura</p><p>considerada.</p><p>10.2.3.1 Diferentes métodos de equilíbrio limite</p><p>Os métodos apresentados se distinguem pelas hipóteses simplificadoras que cada uma</p><p>adota, associadas à distribuição interna de esforços interlamelas.</p><p>Alguns métodos são mais conservadores devido à simplificação.</p><p>Método Circular Não circular Equilíbrio de</p><p>Momentos</p><p>Equilíbrio de</p><p>Forças</p><p>Talude infinito x x</p><p>Fellenius x x</p><p>Bishop x (x) x (x)</p><p>Bishop Simplificado x (x) x</p><p>Método das cunhas x x</p><p>Janbu Simplificado (x) x x</p><p>Spencer x (x) x x</p><p>(X) Significa que o método pode ser adaptado para a situação</p><p>Tabela 9 - Características dos métodos de análise de estabilidade de taludes. Fonte: Adaptado de Freulund e Krahn (1977) apud Strauss (1998)</p><p>A Figura 125 indica os escorregamentos típicos planar e circular em taludes.</p><p>Figura 125 - Escorregamentos típicos: circular e planar. Fonte: Massad (2010)</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 121</p><p>AULA 11</p><p>MÉTODOS DE ANÁLISE DE</p><p>ESTABILIDADE DE TALUDE</p><p>Existem diferentes métodos de cálculo para análise de estabilidade de taludes. Sendo</p><p>estes métodos de equilíbrio limite que podem ser subdivididos em sua maioria como circular</p><p>ou não circular.</p><p>11.1 Método não circular: planar</p><p>11.1.1 Método do talude infinito</p><p>Um talude é denominado infinito quando a relação entre as suas grandezas geométricas,</p><p>com grande extensão e reduzida espessura do manto de solo.</p><p>• Nestes taludes a linha potencial de ruptura é paralela à superfície do terreno.</p><p>• O talude se move como uma massa única</p><p>• Eles podem ser maciços homogêneos ou estratificados, neste caso, porém os estratos</p><p>devem ter os planos de acamamento paralelos à superfície do talude.</p><p>Esse tipo de ruptura é comum em encostas naturais com manto de intemperismo e</p><p>alterações naturais ou induzidas que provocam desequilíbrio de forças. Assim como o</p><p>desmatamento é um dos agentes que provocam este tipo de escorregamento.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 122</p><p>Figura 126 – Representação das forças atuantes numa lamela genérica. Fonte: Massad (2010)</p><p>Os escorregamentos são translacionais ao longo de taludes de inclinação uniforme. Os</p><p>movimentos são caracterizados de corpos rígidos com superfície definida de ruptura e as</p><p>linhas de fluxo. As linhas de fluxo ocorrem caso haja movimento de água em seu interior,</p><p>paralelos à superfície superior do talude.</p><p>A análise deste problema através do método do equilíbrio limite admite que a cunha</p><p>potencial de deslizamento se movimenta como um corpo rígido.</p><p>Para uma análise das forças que atuam sobre um elemento de solo do interior deste</p><p>corpo, considere o talude sendo infinito com geometria de rede de fluxo e esforços sobre</p><p>uma lamela isolada.</p><p>Figura 127 - Forças sobre um elemento do solo no interior do talude. Fonte: do próprio autor.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 123</p><p>As tensões induzidas pelo peso da cunha sobre a face têm como força resultante W,</p><p>que atua verticalmente no ponto médio do segmento CD. A esta força se opõe a reação do</p><p>resto do maciço sobre a cunha, que por ser a única força vertical deve ter também o mesmo</p><p>ponto de aplicação de W. As forças do empuxo, lateral QD e QE, devem ser iguais e ter linha</p><p>de ação coincidente.</p><p>O Fator de Segurança é FS = Forças Resistentes (S)/ Forças Atuantes (T), tem-se que:</p><p>Em que:</p><p>C = coesão do solo</p><p>γ‘ = peso especifico do solo efetivo, sendo equivalente a γ‘ = γsat - γw</p><p>h = altura da lâmina de solo</p><p>i = inclinação do talude</p><p>Φ= ângulo de atrito do solo</p><p>γsat= peso especifico do solo saturado (com</p><p>os vazios preenchidos de água)</p><p>γw = peso específico da água (equivalente a 10kN/m³)</p><p>11.1.1 Dedução da fórmula</p><p>Lembre-se de que a água nos poros de um solo saturado possui uma pressão chamada</p><p>“poro pressão” ou “pressão neutra” e é designada pela letra U. Esta pressão pode elevar o</p><p>nível da água acima da superfície do terreno, ou manter o nível freático no interior do solo.</p><p>• Pressão neutra → U= γw.h.cos2.i</p><p>Sendo:</p><p>i= declividade do talude;</p><p>h= espessura (altura) do talude;</p><p>γw = peso específico da água.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 124</p><p>• Peso da lamela (W) → W = γsat .A</p><p>Sendo:</p><p>A = área da lamela → b.h</p><p>b= comprimento da lamela obtido pelo comprimento inclinado do talude: l . cos i</p><p>• Força N, age perpendicular ao talude = decomposição de W</p><p>N= W . cos i = γsat . b . h . cos i</p><p>• Tensão normal (σ) = N/l = γsat . h . cos² i</p><p>Sendo esta tensão normal equivalente a de resistência do maciço que será substituída</p><p>na fórmula de resistência ao cisalhamento do solo:</p><p>S = c + σ . tg ø</p><p>Lembrar que os solos não coesivos c = 0 e sempre considerar o peso especifico do solo</p><p>efetivo (γ‘), descontando a água.</p><p>γ’= γsat - γw</p><p>Deve-se considerar:</p><p>• O peso do solo saturado (γsat) para as forças atuantes</p><p>• O peso específico do solo efetivo (γ‘) para as forças resistentes.</p><p>• Força T, age na paralela do talude = decomposição de W</p><p>T= W . sen i = γsat . b . h . sen i</p><p>• Tensão de cisalhamento (T) = T/l = γsat . h . sen i . cos i</p><p>Será esta a tensão atuante, levando em conta o solo saturado γsat.</p><p>Então, das tensões N e T substitui-se na formula do FS=</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 125</p><p>11.1.1.1 Exercício exemplo 1</p><p>Classificar a estabilidade do talude ao determinar o fator de segurança (FS), segundo o</p><p>método do talude infinito. Dados as propriedades do talude:</p><p>Ângulo de atrito do solo (ø) = 15º</p><p>Inclinação do talude (i) = 25º</p><p>Peso especifico do solo (γ’) = 1,7 tf/m³</p><p>Coesão do solo (c) = 2 tf/m³</p><p>Altura da lâmina de solo (h) = 2,5m</p><p>Observação: não comentou a presença da água</p><p>Então γ’= γsat= 1,7 tf/m³</p><p>Resolução:</p><p>Sendo FR = forças resistentes do solo</p><p>FA = forças atuantes</p><p>Substituindo na fórmula temos:</p><p>O que isto quer dizer quanto a estabilidade do talude?</p><p>Que ele está estável, pois FS > 1,0.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 126</p><p>11.1.1.2 Exercício exemplo 2</p><p>Com base no exercício exemplo dado acima 1, considere que o solo esteja saturado após</p><p>uma forte chuva, apresentando peso especifico saturado de 1,9 tf/m³.</p><p>Organizando os dados:</p><p>Ângulo de atrito do solo (ø) = 15º</p><p>Inclinação do talude (i) = 25º</p><p>Peso específico do solo saturado (γsat) = 1,9 tf/m³</p><p>Coesão do solo (c) = 2 tf/m³</p><p>Altura da lâmina de solo (h) = 2,5m</p><p>Com a presença da água deve-se considerar o peso especifico efetivo para FR = força</p><p>resistente</p><p>γ’= γsat - γw</p><p>γ’= 1,9 – 1,0 = 0,90 tf/m³</p><p>Pois γw = peso especifico da água = 10kN/m³ = 1,0tf/m³</p><p>Substituindo:</p><p>O fator de segurança diminuiu devido à presença da água, mas o talude permanece</p><p>estável, pois FS > 1,0.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 127</p><p>11.2 Método circular</p><p>11.2.1 Método de Fellenius</p><p>Este método foi desenvolvido pelo engenheiro sueco Fellenius em 1936, e é conhecido</p><p>como método sueco ou das fatias.</p><p>Baseia-se na análise estática do volume de material situado acima de uma superfície</p><p>potencial de escorregamento de secção circular onde este volume é dividido em fatias verticais.</p><p>O equilíbrio das forças é feito na direção na normal (N) à base da lamela. Considerações</p><p>do método:</p><p>• A massa de solo é dividida em fatias verticais e as equações de equilíbrio englobam</p><p>cada fatia e o conjunto de todas as fatias.</p><p>• Considera-se o equilíbrio de forças em cada fatia segundo a direção do raio que passa</p><p>pelo meio da base.</p><p>• Existe um equilíbrio de momentos de todas as fatias em relação ao centro da superfície</p><p>de deslizamento.</p><p>• O FS é a relação entre resistência máxima ao longo da superfície e tensão mobilizada</p><p>média.</p><p>No caso de haver percolação de água no maciço é necessário calcular o diagrama de</p><p>pressões neutras sobre a superfície de escorregamento. Em cada lamela é computado o</p><p>valor da resultante das pressões neutras que age sobre ela, sendo u (poro-pressão) o valor</p><p>médio da pressão neutra.</p><p>Na Figura 1 tem-se o princípio do método de cálculo de Fellenius. Onde o talude é dividido</p><p>em lamelas, representado pela rachura. E assim calcula-se o peso da lamela (W), obtendo</p><p>as tensões normal (N) e a tensão cisalhante (T).</p><p>Como no método do talude infinito, N = tensão de resistência do solo + poropressão (U),</p><p>se houver e T= tensão atuante. Ao somar todos os pesos resistentes e atuantes, divide-se</p><p>para obter o FS.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 128</p><p>Figura 128 - Princípio do método de Fellenius</p><p>Além disso, o método considera que não há influência de uma lamela sobre outra.</p><p>Das considerações, resulta:</p><p>Em que:</p><p>N= tensão resistente</p><p>U= poro pressão</p><p>W= peso da lamela = γsat . Δx . h</p><p>h = altura da lamela</p><p>θ = ângulo que raio da envoltória de ruptura faz com a normal</p><p>c’ = coesão do solo</p><p>l = comprimento da lamela (inclinado)</p><p>Δx= distância da lamela</p><p>Para a obtenção do FS deve-se dispor dos parâmetros de resistência do solo: coesão e</p><p>ângulo de atrito, e o peso específico do solo natural e saturado.</p><p>Os demais dados são obtidos desenhando o perfil em escala (B), obtendo a largura de</p><p>cada lamela, altura da lamela (h), ângulo, comprimento L e a poro-pressão de cada lamela (u).</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 129</p><p>11.2.1.1 Roteiro de cálculo</p><p>1- Arbitrar uma superfície de ruptura potencial, com centro O e raio R.</p><p>2- Dividir o talude em fatias verticais (10 a 15 fatias). As seções verticais. devem passar</p><p>pelos pontos:</p><p>- Mudança de geometria do talude.</p><p>- Cruzamento entre a superfície de ruptura e a linha de fluxo superior.</p><p>- Cruzamento entre a superfície de ruptura e planos de estratificação.</p><p>3- Medir a largura Δx de cada fatia e os ângulos θ, entre a horizontal e a corda que une</p><p>as extremidades de cada fatia. θ1 será positivo quando tiver o mesmo sentido do</p><p>ângulo de inclinação do talude.</p><p>4- Calcular o peso Wi, de cada fatia (W= γ.A).</p><p>5- Calcular a poropressão media de ui na base de cada fatia.</p><p>6- Calcular FS.</p><p>7- Arbitrar outras superfícies de ruptura potenciais com diferentes centros O e raios R, e</p><p>repetir os procedimentos.</p><p>8- Com o FS calculados, traçar linhas de igual fator de segurança. Adotar o FS mínimo.</p><p>11.2.1.1 Considerações do método</p><p>O método de Fellenius pode induzir a graves erros, em face do tratamento que dá às</p><p>pressões neutras.</p><p>A rigor, as forças resultantes das pressões neutras atuam também nas faces entre as</p><p>lamelas.</p><p>Como são forças horizontais elas têm componentes na direção da normal à base das</p><p>lamelas que é a direção de equilíbrio das forças.</p><p>A determinação do FS é por tentativas, com diferentes séries de círculos. Para cada centro</p><p>diferente do círculo deve-se calcular também os FS para diferentes raios</p><p>A pesquisa do centro do círculo é feita considerando-se uma malha de pontos equidistantes,</p><p>que permitem o traçado de curvas com igual FS que são concêntricas em torno do valor</p><p>mínimo.</p><p>O menor valor do coeficiente de segurança corresponderá a superfície crítica de ruptura.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 130</p><p>Figura 129 - Malha de pontos FS. Fonte: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/2100229/mod_resource/content/1/An%C3%A1lise%20de%20estabilidade%20de%20taludes%20A.</p><p>pdf</p><p>11.2.2 Método de Bishop Simplificado</p><p>O método de Bishop Simplificado também considera a superfície de ruptura cilíndrica e</p><p>subdivide o corpo livre em lamelas. Considera ainda as forças laterais entre lamelas. Considera</p><p>as forças laterais entre as lamelas, diferente de Fellenius.</p><p>No caso de Bishop Simplificado, o equilíbrio de forças é feito na direção vertical.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 131</p><p>11.2.2.1 Roteiro de cálculo</p><p>Os passos para executar o cálculo são:</p><p>1- Iguais aos propostos pelo método de Fellenius</p><p>2- Arbitrar um FS</p><p>3- Calcular as forças atuantes entre as fatias</p><p>4- Equilíbrio de forças em cada fatia, segundo as direções horizontal e vertical</p><p>5- Equilíbrio de momentos de todas as fatias, em relação ao centro da superfície de</p><p>deslizamento</p><p>6- FS = relação entre resistência máxima ao longo da superfície e tensão mobilizada media</p><p>e relação entre momento resistente e momento mobilizado</p><p>11.2.3 Método de Fellenius x Bishop Simplificado</p><p>A diferença entre métodos de Fellenius e Bishop Simplificado está na direção da resultante</p><p>das forças laterais E e X, que atuam nas faces verticais das lamelas.</p><p>Fellenius a resultante é paralela à base das lamelas e em Bishop Simplificado ela é horizontal.</p><p>Isto está na rede</p><p>Como visto na aula anterior existem diferentes métodos de cálculo para a estabilidade</p><p>dos taludes. Entretanto, estes métodos são gráficos e interativos, ou seja, por tentativas.</p><p>Realizá-los mecanicamente é possível, entretanto atualmente existem diversos softwares</p><p>que atingem complemente o objetivo do cálculo. Dentre eles, estão os seguintes:</p><p>• SLOPEW</p><p>• GEO5</p><p>• Rocscience Slide</p><p>• GGU - Stability</p><p>11.3 Estabilidade de taludes verticais</p><p>Os taludes verticais são comumente realizados em escavações onde a parede do maciço</p><p>faz 90º com o terreno, ou seja, perpendicular. Existem alguns métodos de cálculo a partir</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 132</p><p>das propriedades do solo, como coesão, peso específico e ângulo de atrito para se obter a</p><p>altura crítica, ou seja, máxima altura que se pode escavar garantindo a estabilidade.</p><p>Lembrando que isso não anula a exigência da NR 18 para a execução de escoramentos,</p><p>que protegem a segurança dos servidores.</p><p>11.3.1 Ruptura planar</p><p>11.3.1.1 Solos coesivos</p><p>No caso de taludes verticais supondo que a ruptura produza segundo uma superfície</p><p>plana de ruptura, a altura crítica é dada por:</p><p>Em que:</p><p>γ=peso especifico do solo</p><p>c= coesão</p><p>Φ = ângulo de atrito</p><p>Isto quer dizer que é a máxima altura que o solo possa ser cortado como talude vertical</p><p>e não sofrer a ruptura.</p><p>11.3.1.2 Solos puramente coesivos</p><p>No caso de solos puramente coesivos, o ângulo de atrito do solo é igual a 0.</p><p>Em que:</p><p>R = força a resistêcia à compressão simples</p><p>11.3.2 Ruptura curva</p><p>Supondo que o escorregamento ocorra ao longo de superfícies curvas, mais próximo da</p><p>realidade e como Fellenius demonstra, tem-se que:</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 133</p><p>11.3.3 Aparecimento de fendas de tração</p><p>Levando em conta o aparecimento de fendas de tração no topo do talude isto geralmente</p><p>ocorre em solos coesivos, a altura crítica terá um valor menor:</p><p>11.3.4 Exercício exemplo 3</p><p>Considere que um talude vertical de uma escavação seja realizado em um solo coesivo,</p><p>ou seja, sujeito ao aparecimento de fendas de tração, e deseja-se verificar qual é a máxima</p><p>altura crítica que este talude suporte?</p><p>Dado que:</p><p>γ solo= 1,8 tf/m³</p><p>Φ = 10º</p><p>Coesão = 0,3 kg/cm²</p><p>Deixar os dados na mesma unidade, então para coesão= 0,3 kg/cm² = 3 tf/cm²</p><p>Então, a altura crítica é 5,30 metros.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 134</p><p>AULA 12</p><p>ATERROS SOBRE SOLOS MOLES</p><p>Os solos moles são definidos quanto a sua formação proveniente de argilas moles que</p><p>apresentam baixa resistência à penetração com valores de SPT igual ou menos que 4</p><p>golpes. Segundo a Figura 130, representa a designação do solo em relação à resistência de</p><p>penetração obtido no ensaio de SPT conforme NBR-6484/01- Solo – “Sondagens de Simples</p><p>Reconhecimento dos Solos”.</p><p>Figura 130 - Tabela dos estados de compacidade e de consistência. Fonte: NBR 6484 (2001)</p><p>Outra característica quanto à origem dos solos moles ser fluvial (aluviões), ou seja, da</p><p>deposição de sedimentos nas planícies de inundação ou várzeas dos rios, regiões alagáveis</p><p>pelas cheias dos tios. Além disso, ocorre a decantação dos sedimentos mais finos (argilas e</p><p>siltes), podendo haver estratificações e intercalações com areias finas. Outra origem ainda</p><p>dos solos moles pode ser por deposição marinha, verificando a presença deste tipo de solo</p><p>em regiões costeiras.</p><p>A Figura 131 mostra uma seção geológica do terreno do campus da USP, próxima ao rio</p><p>Pinheiros em São Paulo, na qual verifica-se a distribuição dos sedimentos superficiais de</p><p>aluviões.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 135</p><p>Figura 131 - Seção geológica na várzea do rio Pinheiros, São Paulo. Fonte: Massad (2010)</p><p>Os solos moles apresentam envoltórias de Mohr-Coulomb praticamente horizontais, ou</p><p>seja, tensão de cisalhamento (T) = coesão (c).</p><p>Quanto à resistência ao cisalhamento em termos de tensões totais, por se tratar de solos</p><p>saturados ou quase saturados, a coesão cresce linearmente com a profundidade, isso deve-</p><p>se ao adensamento do solo sob ação do peso próprio da camada.</p><p>12.1 Problemas característicos de obras de solos moles</p><p>Os problemas gerados por solos moles são comuns e podem originar problemas sérios</p><p>para a construção civil, pois têm alta compressibilidade e baixa resistência ao cisalhamento.</p><p>Os problemas característicos do ponto de vista técnico são:</p><p>• Estabilidade dos aterros logo após a construção.</p><p>• Recalques dos aterros ao longo do tempo.</p><p>• Interferência dos recalques do solo nos elementos estruturais.</p><p>Em encontros de pontes e viadutos merecem atenção do engenheiro, pois surgem</p><p>problemas de:</p><p>• Estabilidade das fundações.</p><p>• Recalques diferenciais.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 136</p><p>• Efeitos colaterais no estaqueamento.</p><p>Do ponto de vista construtivo influenciam nos problemas:</p><p>• Tráfego de equipamentos de construção.</p><p>• Amolgamento da superfície do terreno: perda da resistência do solo pela formação</p><p>de lama.</p><p>• Riscos de ruptura durante a construção.</p><p>12.1.1 Obras em solos moles</p><p>• Abertura de valas.</p><p>• Escavação de túneis: métodos construtivos.</p><p>• Travessias subterrâneas.</p><p>• Fundações em solos moles: edifícios construídos em cidades litorâneas ou que</p><p>apresentam subsolo com argila mole.</p><p>• Aterros sobre solos moles: construção.</p><p>Por isto os aterros que são obras de terras construídos sobre estes solos precisam</p><p>receber tratamento diferenciado quanto a questões de estabilidade, pois qualquer construção</p><p>executada sobre solo mole ou instável traz consigo a possibilidade de recalques.</p><p>12.2 Parâmetros para projeto de aterros</p><p>Devem-se obter os parâmetros para cálculo da resistência: coesão, espessura do aterro,</p><p>superfície de ruptura momentos atuantes e resistentes e peso específico do solo.</p><p>Além disso, para cada tipo de obra e métodos construtivos mais adequados depende dos</p><p>fatores: características geotécnicas do deposito, profundidade do nível de água, possibilidade</p><p>de utilização da área e sua vizinhança, prazos construtivos e custos envolvidos.</p><p>Através da coesão dos solos moles é usualmente obtida pelos ensaios de compressão</p><p>simples em laboratório ou pelo Vane test que é em campo.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 137</p><p>12.2.1 Vane Test</p><p>Conhecido como o ensaio de palheta é empregado na determinação da resistência ao</p><p>cisalhamento de argilas moles saturadas, submetidas à condição de carregamento não-</p><p>drenado. Normatizado pela NBR 10905-89 – Solo ensaio de palheta in situ.</p><p>O ensaio consiste na cravação estática de palheta de aço com secção transversal em</p><p>formato de cruz, dimensões padronizadas e inseridas até a posição desejada para o teste.</p><p>A ponteira é cravada e quando posicionada aplica torque. O torque máximo permite obter</p><p>o valor de resistência não-drenada do terreno, nas condições de solo natural indeformado.</p><p>Obtém-se o gráfico torque</p><p>verificado na Figura 1 abaixo, transmite a carga aplicada</p><p>para máquina e a compressão atinge pequenas profundidades, com pouco contato entre a</p><p>superfície e solo. Por isso é indicado para camadas inferiores a 15 cm e também para solos</p><p>arenosos, pedregulhos ou de pedra britada. Já para solos moles, este rolo não é indicado,</p><p>pois está sujeito a afundamento e não compactação.</p><p>Figura 1 - Rolo liso. Fonte: https://www.ecivilnet.com/dicionario/o-que-e-rolo-compactador-liso.html</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 8</p><p>1.2.2 Equipamentos de impacto</p><p>Os tipos de equipamentos por impactos, como o próprio nome diz, agem na compressão</p><p>através do impacto e golpes consecutivos na superfície com a finalidade de nivelar a superfície</p><p>irregular e deixar o solo uniforme. Estes golpes são pesos que caem de alturas pré-definidas.</p><p>Em geral, são conhecidos como compactadores manuais, sendo utilizados, principalmente,</p><p>os sapos mecânicos e os soquetes simples, conforme Figura 2 e Figura 3, respectivamente.</p><p>São utilizados em pequenas obras e para todos os tipos de solo.</p><p>Figura 2 – Sapo mecânico. Fonte: https://www.escolaengenharia.com.br/apiloamento/</p><p>Figura 3 – Soquete manual simples. Fonte: https://www.escolaengenharia.com.br/apiloamento/</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 9</p><p>1.2.3 Equipamentos de vibração</p><p>Esses equipamentos fornecem vibração para o solo, desta forma possibilitam o ajuste das</p><p>partículas, diminuindo os vazios e aumentando a densidade. Os rolos podem ser de patas</p><p>(Figura 4), conhecidos como pé-de-carneiro vibratório, ou lisos (Figura 5). Para a escolha</p><p>do tipo de compactador é necessário identificar o tipo de solo, pois solos coesivos contam</p><p>com uma presença maior dessas partículas, exigindo o uso do rolo pé-de-carneiro.</p><p>A velocidade de trabalho dos rolos compactadores vibratórios é bem lenta.</p><p>1.2.4 Equipamentos de amassamento</p><p>Nos compactadores por amassamento é aplicada uma força vertical com componente</p><p>horizontal proveniente de efeitos dinâmicos. Desta forma, se garante uma compactação</p><p>mais rápida e com menor número de passadas. Dentre eles estão os rolos pé de carneiro</p><p>e os pneumáticos.</p><p>1.2.4.1 Rolo pé de carneiro</p><p>O rolo pé de carneiro (Figura 4) é assim denominado devido as peças de aço do tambor serem</p><p>em formas de patas. Com o peso do tambor e estas patas, ocorre um maior entrosamento</p><p>entre as partículas compactadas e o pisoteamento do rolo leva ao entrosamento dos torrões</p><p>do solo.</p><p>Estes compactadores são indicados para todos os tipos de solo, exceto areia. As camadas</p><p>devem ter geralmente 15 cm, sendo comumente adotado de 4 a 6 passadas do rolo em</p><p>solos finos e em solos grossos de 6 a 8 passadas.</p><p>Figura 4 - Rolo pé de carneiro. Fonte:http://www.terraplenagemguimaraes.com.br/wordpress/equipamentos/</p><p>aluguel-de-rolo-compactador/</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 10</p><p>1.2.4.2 Rolo pneumático</p><p>Os rolos pneumáticos (Figura 5) exercem pressão na área de contato com o solo e</p><p>dependem da pressão dos pneus e o peso do compressor. Indica-se esta compactação</p><p>para solos de granulometria fina e arenosa.</p><p>Este método é muito eficiente em capas asfálticas, bases e sub-bases. Além disso, as</p><p>camadas podem ter até 40 cm.</p><p>Figura 5 - Rolo pneumático. Fonte: http://topcommaquinas.com.br/produto/rolo-compactador-pneumatico-xg6262p/</p><p>Anote isso</p><p>Para a execução de trabalhos de compactação no campo devem ser levados em conta</p><p>os seguintes fatores:</p><p>• Tipo de solo.</p><p>• Teor de umidade do solo, tendo que realizar o espalhamento de água ou o uso de</p><p>aeradores para umedecimento ou secagem do solo.</p><p>• Energia de compactação, que é o tipo de compactador. Sendo importante compactar</p><p>o solo com a umidade ótima e peso específico seco máximo do solo, pois assim</p><p>não há um gasto de energia desnecessário.</p><p>• Espessura da camada compactada deve ser como recomendado, para que não</p><p>fique mal compactado e irregular.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 11</p><p>1.3 Curva de compactação</p><p>A curva de compactação dos solos é resultante da redução de ar dos vazios, e está</p><p>relacionada com a umidade dos solos, pois dependendo da quantidade de água, o ar consegue</p><p>ser expulso mais facilmente ou não, podendo ficar preso na água, em forma de bolhas.</p><p>Desta forma, a umidade da água é um parâmetro fundamental na compactação, assim</p><p>como a energia de compactação.</p><p>Para cada solo, sob uma energia de compactação, existem uma umidade ótima (hot) e um</p><p>peso específico aparente seco máximo (γd) ideal para realizar a compactação em campo.</p><p>Neste ponto máximo de inflexão da curva é onde o solo apresenta uma estrutura mais</p><p>densa, com boa resistência, rigidez, baixa permeabilidade, solo mais trabalhável e menor</p><p>teor de ar, de forma garantir o menor índice de vazios e maior massa específica seca na</p><p>forma de umidade.</p><p>Para se obter essa umidade ótima e o γd do solo a ser amostrado é necessário realizar o</p><p>ensaio Proctor e através dos valores obtidos em pelo menos 5 amostras, deve ser plotado</p><p>o gráfico conhecido como Curva de Compactação.</p><p>Conforme Figura 6, no eixo y tem-se os valores de γd, que indicam o peso especifico</p><p>aparente seco e no eixo x tem-se os valores de Wot, que representa a umidade ótima (hot).</p><p>Figura 6 – Curva de Compactação dos Solos. Fonte: https://www.researchgate.net/figure/Figura-2-Curva-de-compactacao_fig1_313703122</p><p>1.3.1 Ensaio Proctor</p><p>O Ensaio Proctor foi padronizado em 1933, pelo engenheiro Ralph Proctor, e no Brasil foi</p><p>padronizado pela NBR 7182, com a última atualização em 2020.</p><p>O ensaio é realizado com uma porção de solo adicionada de uma quantidade de água, de</p><p>modo a se obter um certo valor de umidade. Em seguida homogeneíza-se para desmanchar</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 12</p><p>os torrões e distribuir bem a umidade e coloca-se o solo num molde cilíndrico, com dimensões</p><p>padronizadas (1.000 cm³) até um terço da sua altura útil. O solo é compactado ao ser</p><p>aplicado uma energia por impacto composto um soquete deixado cair com massa de 2,5</p><p>kg, de uma altura de 30,5 cm e por 26 vezes. O processo é repetido por mais duas vezes,</p><p>totalizando três camadas.</p><p>Em seguida, pesa-se o molde com o solo e obtém o peso úmido do solo e o seu peso</p><p>específico natural. Já com o valor da umidade do solo obtido pode-se calcular o peso específico</p><p>seco do solo. Com este resultado de peso específico seco e umidade, pode-se lançar o ponto</p><p>no gráfico que resultará na curva de compactação, esta que é obtida com pelo menos mais</p><p>4 pontos variando-se a umidade.</p><p>Na Figura 6 é possível identificar o formato característico da curva de Proctor, que envolve</p><p>os conceitos pela quantidade de água e lubrificação. No ramo seco da curva, abaixo da</p><p>umidade ótima, à medida que se adiciona água, as partículas de solo se aproximam com o</p><p>efeito lubrificante da água. No ramo úmido (acima da umidade ótima), a água passa a existir</p><p>em excesso, o que provoca um afastamento das partículas de solo e assim uma diminuição</p><p>do peso específico seco.</p><p>Na Figura 7 estão representados o soquete e o cilindro que são utilizados no ensaio de</p><p>Proctor.</p><p>Figura 7 - Soquete e cilindro utilizado no ensaio de Proctor. Fonte: https://alemdainercia.wordpress.com/2018/01/29/</p><p>superestrutura-rodoviaria-ensaio-cbr/</p><p>Na Tabela 1 é apresentado os diferentes tipos de ensaio de Proctor entre eles tem-se o</p><p>normal variando a massa de 2,5 ou 4,5 kg, o ensaio intermediário e o Proctor modificado.</p><p>A partir do tipo de ensaio realizado, na última coluna é apresentada a energia desprendida</p><p>para a compactação.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 13</p><p>Designação Massa</p><p>(kg)</p><p>Altura de queda (cm) Número</p><p>de</p><p>camadas</p><p>Número</p><p>de</p><p>golpes</p><p>Volume</p><p>do</p><p>cilindro</p><p>(cm³)</p><p>Energia (kg.</p><p>cm/cm³)</p><p>Proctor</p><p>Normal</p><p>2,5 30,5 3 26 1000 5,9</p><p>Proctor</p><p>Normal</p><p>4,5 45,7 5 12 2000 6,2</p><p>Intermediário 4,5 45,7</p><p>x rotação:</p><p>Figura 132 – Resultado Vane test. Fonte: https://pt.slideshare.net/engdidi/apresentao-ensaios-de-palheta-vane-tests</p><p>Assim a resistência ao cisalhamento não-drenado* será:</p><p>Em que:</p><p>M=torque máximo medido (KNm)</p><p>D= diâmetro da palheta (65mm)</p><p>*O significado de carregamento não drenado: a água não flui para dentro nem para fora,</p><p>logo o carregamento muda a pressão da água. Desta forma, a drenagem é impedida e</p><p>ocorrem variações de tensões totais, que geram excessos de poro-pressão.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 138</p><p>12.2.2 Análise de estabilidade dos aterros após a compactação</p><p>A análise de estabilidade de aterros sobre solos moles é feita aplicando os métodos de</p><p>equilíbrio limite, com considerações da resistência ao cisalhamento em termos de tensões</p><p>totais, através das soluções de Fellenius ou bermas de equilíbrio.</p><p>12.2.2.1 Solução de Fellenius</p><p>Na análise de Fellenius é admitido uma superfície circular de ruptura e assim iguala-se</p><p>os momentos atuantes e resistentes.</p><p>• Para carregamentos uniformemente distribuídos e flexíveis é dado à carga que leva o</p><p>terreno a ruptura (Figura 133):</p><p>qr= 5,5 x c</p><p>Figura 133 - Solução de Fellenius para carregamento uniforme. Fonte: MASSAD (2010)</p><p>• Quanto à altura crítica de aterros, que podem ser lançados sem que haja ruptura do</p><p>terreno de fundação:</p><p>Onde:</p><p>Hc = altura crítica de aterros</p><p>c = coesão</p><p>γ at = peso específico do aterro</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 139</p><p>• Em relação à altura admissível esta é designando por FS o coeficiente de segurança,</p><p>pode -se escrever como:</p><p>Hadm = altura admissível do aterro pós-fator de segurança</p><p>Hcr = altura crítica do talude</p><p>FS = fator de segurança</p><p>• Quanto à influência da espessura da camada de solo mole (D), da posição do terreno</p><p>firme subjacente, tendo:</p><p>b= metade do raio</p><p>12.2.2.2 Bermas de equilíbrio</p><p>Imagine-se uma camada de argila mole com c= 10kPa. A máxima altura de aterro que se</p><p>pode lançar, com peso especifico de 20 kN/m³ é:</p><p>Caso haja a necessidade de o aterro ter altura maior, por exemplo, 4 metros, lançam-se</p><p>as bermas. Considerando 4,00-2,75 = 1,25m, seria a altura da berma.</p><p>Conforme a Figura 134 abaixo:</p><p>Figura 134 - Bermas em aterros de solo mole. Fonte: Massaqd (2010)</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 140</p><p>12.3 Metodologias para construção</p><p>Quando houver sobrecarga sobre o solo natural ou qualquer construção executada sobre</p><p>solo mole e instável traz consigo a possibilidade de recalque. Desta para a construção destes</p><p>aterros pode-se proceder em geral por 3 formas:</p><p>Lançar aterros em ponta sobre o terreno natural, como ele se encontra na natureza.</p><p>Convivendo com problemas de estabilidade durante construção e recalque na fase operacional.</p><p>Remover o solo mole, total ou parcial.</p><p>Lançar aterros em ponta após tratamento do solo mole, melhorando suas propriedades.</p><p>12.3.1 Lançamento de aterros em ponta</p><p>O deslocamento de solos moles pode ser realizado com o peso próprio do aterro, ou seja,</p><p>com o avanço de uma ponta de aterro em cota mais elevada que a do aterro projetado. Com</p><p>isso, a camada mole do solo é empurrada e expulsa, dando lugar a um aterro embutido.</p><p>O aterro de ponta deve ser executado forçando o material de substituição contra o solo</p><p>compressível, provocando seu deslocamento.</p><p>Figura 135 - Aterro de ponta. Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABV44AJ/execucao-aterros</p><p>12.3.2 Remoção de solos moles</p><p>A remoção total de solos moles é possível para espessuras relativamente pequenas, cerca</p><p>de 4 a 5 metros. Pode ser feita com escavação mecânica, dragas, explosivos para liquefazer</p><p>os solos moles.</p><p>A remoção parcial de uma camada de solo mole pode ser adotada também. Substituindo-</p><p>se a argila mole por uma camada de colchão de areia, que permite que os equipamentos</p><p>de terraplenagem transitem.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 141</p><p>Segundo Floriano (2016), se a espessura de solos moles ultrapassar determinada</p><p>profundidade (em torno de 3,5 m) deixa de ser viável a remoção desse material e parte-</p><p>se para alternativas que visam ou a aceleração dos recalques para que eles cheguem ao</p><p>valor final. Ou também se as espessuras são muito grandes ou mesmo quando o impacto</p><p>ambiental é importante deve-se construir estruturas como viadutos. Essas obras estão cada</p><p>vez mais frequentes.</p><p>Figura 136 - Situação típica em aterros sobre solos moles: recalque. Fonte: Floriano (2016)</p><p>12.3.3 Tratamento de solo mole</p><p>Entende-se por tratamento do solo mole um conjunto de procedimentos para melhorar</p><p>as propriedades geotécnicas, quer dizer, as características de resistência e deformabilidade.</p><p>Estando listadas nos subitens abaixo.</p><p>12.3.3.1 Construção por etapas</p><p>São aterros construídos em etapa que garantem o assentamento do solo frágil.</p><p>Neste tipo de aterro deve-se temer a chuva, pois é quando o material está espalhado e</p><p>pulverizado, antes da compactação que uma pancada de chuva poderia transformá-lo em</p><p>lamaçal. Para evitar a camada deverá ser compactada com rolos lisos para o adensamento</p><p>e impermeabilização.</p><p>Deve se manter as beiradas mais altas para evitar escoamentos superficiais com erosão,</p><p>aumentando a segurança. Deve-se iniciar o aterro nas cotas mais baixas, em camadas</p><p>horizontais.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 142</p><p>Figura 137 - Aterro em etapas. Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABV44AJ/execucao-aterros</p><p>12.3.3.2 Em bermas laterais</p><p>Executam-se bermas laterais, únicas ou gradualmente decrescentes em altura, de sorte</p><p>que a distribuição das tensões se faz em área bem mais ampla do que aquela que resultaria</p><p>da utilização de um aterro convencional. Ocorre uma melhor distribuição das tensões faz</p><p>com que, efetivamente, o sistema “flutue” sobre a camada mole.</p><p>Figura 138 - Aterro em bermas. Fonte: https://seer.imed.edu.br/index.php/revistaec/article/view/1865/1277</p><p>12.3.3.3 Sobrecarga temporária</p><p>A sobrecarga temporária é uma pré-crompressão o solo mole é submetido a um</p><p>carregamento maior que aquele que atuará durante a vida útil da obra. Em geral com este</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 143</p><p>carregamento aceleram-se os recalques. Existem duas variantes através da aplicação de</p><p>vácuo sob membrana de borracha e outra aplicação do vácuo em poços abertos no solo mole.</p><p>Figura 139 - Variantes de aplicação de sobrecarga. Fonte: Massad (2010)</p><p>Figura 140 - Exemplo da sobrecarga. Fonte: http://infraestruturaurbana17.pini.com.br/solucoes-tecnicas/32/artigo300049-1.aspx</p><p>12.3.3.4 Aterros reforçados</p><p>Aplicar elementos resistentes em um maciço terroso não melhora as características do</p><p>solo, mas melhora o comportamento mecânico global da estrutura, pois ocorre transferência</p><p>de esforços do solo para o reforço.</p><p>Entendem-se por técnicas de reforço todas as técnicas que através da introdução de</p><p>elementos resistentes aumentem a capacidade resistente e diminuem as deformações</p><p>através do encaminhamento de esforços para estes elementos, o que, no final, se traduz</p><p>num melhoramento do comportamento global.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 144</p><p>Drenos verticais</p><p>Quando o solo é muito mole e muito espesso ou seu coeficiente de adensamento baixo,</p><p>a pré-compressão (sobrecarga temporária) torna-se ineficiente. Os drenos encurtam as</p><p>distancias de drenagem e aceleram o adensamento.</p><p>Os drenos verticais são elementos que são colocados na vertical atravessando a massa</p><p>de solo compressível. Geralmente utilizado dreno vertical de areia, com a instalação de tubos</p><p>metálicos com ponta aberta até a cota desejada.</p><p>Figura 141 - Drenos verticais de areia. https://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/37-drenos-verticais-de-areia-e-fibroquimicos</p><p>Estacas de distribuição</p><p>Os aterros sobre elementos de estaca ou estruturados são aqueles que em parte ou</p><p>totalidade</p><p>do carregamento devido ao aterro é transmitida para o solo de fundação mais</p><p>profundos do subsolo.</p><p>Esse tipo de solução minimiza ou elimina a necessidade de utilizar recalques e melhora a</p><p>estabilidade do aterro. Além disso, diminui o tempo de execução do aterro, já que o alteamento</p><p>pode ser realizado em uma só etapa.</p><p>Vários tipos de estacas podem ser usados para fundação de aterros: estacas de concreto</p><p>cravadas ou moldadas no local, colunas de concreto ou de brita, colunas “injected grout”,</p><p>estacas de areia. Assume-se que toda a carga do aterro será transferida para as estacas,</p><p>instaladas numa camada resistente.</p><p>O número de estacas e o custo envolvido são elevados.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 145</p><p>Figura 142 - Aterro estaqueado. Fonte: http://igsbrasil.org.br/wp-content/uploads/2017/12/CCO-2016-GEOGRELHAS-TECIDAS-BI-DIRECIONAIS-EM-ATERRO-ESTAQUEADO-PARA-</p><p>REFOR%C3%87O-DE-SOLO.pdf</p><p>Colunas de pedras</p><p>Processo que são abertos furos na camada de solo mole, espaçados entre si de 1 a 2,5 e</p><p>com 70 a 90cm de diâmetro. Os furos são preenchidos com pedras ou brita e submetidos</p><p>à vibração.</p><p>As colunas de pedra têm a função de transferir a carga dos aterros a profundidades</p><p>maiores e também como função de dreno vertical, permitindo a percolação da água.</p><p>Figura 143 - Metodologia de execução da pedra vibrada. Fonte: Caputo (2015)</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 146</p><p>Geossintéticos</p><p>O geossintético é um material sintético com um leque de aplicações, em obras de caráter</p><p>geotécnico. Como desempenhar funções de drenagem, filtragem, separação, proteção, reforço</p><p>e ainda combinação destes.</p><p>Será, também, aplicado geossintético com a função de encamisamento das colunas</p><p>granulares que lhe vão conferir maior confinamento e maior eficácia de drenagem devido</p><p>ao efeito de filtro.</p><p>Figura 144 - Reforço com geossintéticos. Fonte: https://images.app.goo.gl/zjHUbR4DcGu7B4mGA</p><p>Aterros leves</p><p>Esta técnica consiste no uso de materiais leves no corpo de aterro, sendo o poliestireno</p><p>expandido conhecido como isopor. O uso dele reduz a magnitude dos recalques e tem</p><p>uma longa vida útil. Tendo como vantagem alta resistência que melhora as condições de</p><p>estabilidade desses aterros.</p><p>Além disso, permite uma implantação mais rápida da obra, tem-se uma economia na</p><p>colocação de solo, movimentação e terraplenagem. Desta forma, diminui o custo obra.</p><p>Figura 145 - Aterro com material leve. Fonte: http://piniweb17.pini.com.br/construcao/tecnologia-materiais/metodo-utiliza-blocos-de-isopor-no-aterro-de-viaduto-em-293984-1.aspx</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 147</p><p>A primeira etapa de execução do aterro é a construção de base de concreto sobre o solo.</p><p>Após isso, os blocos de EPS de 23 kg por m³ são encaixados e depois revestidos por mantas</p><p>de polipropileno, geomembranas para garantir a durabilidade necessária.</p><p>Em seguida, mais uma camada de solo cimento é feita e, após esta etapa, uma camada</p><p>de concreto projetado finaliza o processo. Essa solução tem restrição quanto à força da</p><p>subpressão causada por lençol freático. Por isso, deve-se executar sondagens para aferição</p><p>do nível do lençol freático para descartar as possibilidades de ocorrência desse efeito.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 148</p><p>AULA 13</p><p>INTRODUÇÃO ÀS BARRAGENS</p><p>Segundo Queiroz (2016), as barragens são obras de engenharia civil constituídas de</p><p>estruturas projetadas e construídas com a finalidade de acumular água, resíduos líquidos</p><p>ou sólidos, proteger contra enchentes entre outras finalidades.</p><p>13.1 Características principais</p><p>As barragens se caracterizam e distinguem das demais obras na engenharia sendo elas:</p><p>• O acúmulo de grandes massas de solo e água em uma determinada região limitada.</p><p>• A ação continua de água sobre o maciço e as fundações da estrutura geram esforços</p><p>que atuam na barragem, sendo eles: peso próprio, peso da água, ação de empuxo, percolação,</p><p>possível erosão interna e externa e ação do vento. No Brasil de menor ocorrência estão os</p><p>abalos sísmicos, atividades tectônicas, efeito do gelo, terremotos entre outros.</p><p>• Ocupação de área relativamente grande, por exemplo, em vales que têm interação com</p><p>características litológicas locais e problemas ambientais provocados pelas inundações de</p><p>áreas de vegetação ou ocupação humana.</p><p>Desta forma para projetos e construção de barragens exigem estudos ambientais,</p><p>hidrológicos, geológicos e geotécnicos detalhados. Além disso, concepção e execução</p><p>rigorosa, para evitar falhas de projetos ou implicações de perdas materiais e de vida.</p><p>Na Figura 146 são apresentados os elementos básicos de uma barragem de terra genérica,</p><p>em que:</p><p>• Crista é a parte superior.</p><p>• Talude de montante onde a água ou resíduo incide.</p><p>• Talude de jusante contrário a ação do peso.</p><p>• Núcleo que pode existir ou não, composto de material diferente.</p><p>• Fundação que o suporta, os drenos de pé para percolação da água.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 149</p><p>• Desarenador que tem função de permitir a saída de resíduos depositados no fundo da</p><p>barragem.</p><p>Figura 146 - Representação esquemática dos elementos básicos de uma pequena barragem de terra. Fonte: https://www.lume.ufrgs.br/bitstream/</p><p>handle/10183/148751/001002365.pdf?sequence=1</p><p>13.1.1 Tipos de barragens</p><p>13.1.1.1 Barragens de acumulação</p><p>A água acumulada pode ser utilizada para abastecimento de cidades, para irrigação,</p><p>piscicultura ou geração de energia.</p><p>13.1.1.2 Barragens de enrocamento</p><p>São constituídas de maciços construídos com blocos de rochas e cascalhos compactados</p><p>com rolos vibratórios. Ou ainda construídas com diversos tipos de materiais, por exemplo,</p><p>concreto ciclópico, concreto armado, concreto compactado com rolo, gabiões, pedra</p><p>argamassada, enrocamento e solos compactados.</p><p>13.1.1.3 Barragens de rejeitos</p><p>São barragens com a finalidade de reter os resíduos sólidos e água, em sua maioria</p><p>contaminados, provenientes de processos de extração e beneficiamento de minérios. Ou</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 150</p><p>então de resíduos sólidos industriais ou em geral para a disposição e tratamento de águas</p><p>residuárias.</p><p>13.1.1.4 Barragens de solo ou de terra</p><p>São geralmente maciços artificiais (aterros) de seção trapezoidal construídos em um vale</p><p>para acúmulo de água. Essas estruturas têm que ser impermeáveis e seguras para evitar</p><p>a perda de água.</p><p>13.2 Métodos construtivos de barragens</p><p>13.2.1 Concreto</p><p>As barragens em concreto podem ser por gravidade, onde este tipo de barragem funciona</p><p>em função do peso e requer fundações em rocha. Tipo de barragem mais resistência e menor</p><p>custo de manutenção, entretanto maior custo de execução.</p><p>Podem ser por concreto estrutural com contrafortes, exigindo mais forma e armação.</p><p>Em arco de dupla curvatura são mais raras, pois o comprimento deve ser pequeno em</p><p>relação à sua altura. Mais comuns na Europa, onde os vales são profundos e fechados, já</p><p>que é necessário da encosta para suportar os esforços (Figura 147).</p><p>Figura 147 - Barragem de concreto com contraforte. Fonte: Massad (2010)</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 151</p><p>13.2.2 Terra</p><p>É possível se construir estas barragens sobre quaisquer tipos de solos. Pode ser de solos</p><p>homogêneos, assim a inclinação dos taludes de montante e jusante é fixada de modo a</p><p>garantir estabilidade.</p><p>Um dos problemas mais preocupantes nas barragens de terra é o pipping ou erosão</p><p>regressiva tubular, no corpo da barragem ou nas fundações.</p><p>Esse fenômeno é chamado de erosão interna, ou seja, o carreamento das partículas de</p><p>solo pela água em fluxo, de jusante para montante. E que com passar dos tempos forma</p><p>um tubo de erosão que pode evoluir e gerar o colapso.</p><p>Para evitar o pipping é necessário um controle de percolação tanto na fundação como</p><p>no corpo da barragem</p><p>através de filtros.</p><p>Figura 148 - Barragem de terra homogênea. Fonte: Massad (2010)</p><p>Figura 149 - Formação do pipping em barragens. Fonte: https://sites.google.com/site/medioquestoesambientais/algumas-notas-sobre-barragens-de-rejeitos-de-mineracao</p><p>13.2.3 Terra-enrocamento</p><p>É a mais estável dentre as barragens de terra, pois o material de enrocamento, as pedras,</p><p>apresentam elevado ângulo de atrito e garantem a estabilidade dos taludes de montante e</p><p>jusantes. Assim como o núcleo argiloso imprime a estanqueidade.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 152</p><p>Figura 150 - Exemplos de barragens de enrocamento: a) com núcleo central e b) inclinado para montante. Fonte: Massad (2010)</p><p>13.2.4 Particularidades das barragens de terra-enrocamento</p><p>13.2.4.1 Tipo de seção</p><p>Existe uma variabilidade no tipo de barragem de terra em relação ao tipo de seção:</p><p>homogêneo ou zonado, com materiais mistos. Ambas podem ser em terra ou em enrocamento.</p><p>As homogêneas são inteiramente do mesmo material.</p><p>Figura 151 - Barragem homogênea. Fonte: Caputo (2013)</p><p>E as barragens zonadas são com diferentes números e disposições de material.</p><p>Figura 152 - Barragem zonada. Fonte: Caputo (2013)</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 153</p><p>13.2.4.2 Tipo de solo</p><p>Os solos empregados na construção de uma barragem de terra e enrocamento podem</p><p>ser classificados em duas grandes categorias:</p><p>A) Os materiais permeáveis (areias e cascalhos), caracterizados por uma resistência ao</p><p>cisalhamento elevada.</p><p>B) Os materiais pouco permeáveis (argilas, areis e siltes argilosos), caracterizados por</p><p>uma resistência ao cisalhamento mais fraca.</p><p>13.2.4.3 Perfis típicos</p><p>O perfil de uma barragem depende de sua finalidade, da disponibilidade de materiais</p><p>nas proximidades, das características topográficas e geotécnicas, do custo envolvido e das</p><p>técnicas construtivas.</p><p>Na Figura 153 são apresentas alguns tipos de barragens de enrocamento ou de terra.</p><p>Figura 153 - Perfis característicos de barragens de terra e enrocamentos. Fonte: Queiroz (2016)</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 154</p><p>13.2.5 Barragem de enrocamento com membrana de concreto</p><p>O concreto colocado em placas sobre o talude de montante impermeabiliza o talude.</p><p>Apresentam como grande vantagem no cronograma construtivo, pois podem ser construídos</p><p>independentemente do clima.</p><p>Figura 154 - Barragem de enrocamento com membrana de concreto. Fonte: Massad (2010)</p><p>13.2.6 Barragem em aterro hidráulico</p><p>Método de construção do aterro, por processo hidráulico, como solo transportado com</p><p>água por meio de tubulações. Ao ser despejado, o material segrega-se, separando as areias e</p><p>os finos (siltes e argilas) acabam constituindo o núcleo da barragem. Tendo como vantagem</p><p>o baixo custo.</p><p>Figura 155 - Barragem em aterro hidráulico. Fonte: Massad (2010)</p><p>O método hidráulico é mais econômico devido à alta capacidade produtiva diária, permite</p><p>a execução de aterros submersos, os mecanismos de construção são relativamente simples</p><p>em comparação com os métodos tradicionais, menor exigência de mão de obra e menor</p><p>custo unitário da obra.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 155</p><p>13.3 Escolha do tipo de barragem</p><p>A escolha técnico-econômica do tipo de barragem mais indicado para um determinado</p><p>local depende de vários fatores sendo eles:</p><p>• Disponibilidade na região do material de construção.</p><p>• Topografia.</p><p>• Condições geotécnicas, geológicas: recalque, percolação, rochas fraturas, rochas</p><p>granulares.</p><p>• Considerar os problemas construtivos e econômicos garantindo a segurança. Como um</p><p>desvio temporário do curso d’água no período de construção da obra.</p><p>• Condições do meio e climáticas: restrições ambientais.</p><p>• Condições climáticas: região chuvosa que venha dificultar compactação, escavação e</p><p>transporte.</p><p>• Custo da obra em função de preço e disponibilidade de material.</p><p>13.3.1 Estudos preliminares</p><p>Os estudos preliminares mais importantes são entre eles avaliar a topografia local e a</p><p>formação geológica.</p><p>13.3.1.1 Topografia local</p><p>Um dos primeiros estudos para o projeto de barragem é o mapeamento topográfico da</p><p>região a ser construída. Delineando-se assim a sua bacia de acumulação.</p><p>13.3.1.2 Geologia</p><p>A investigação geológica refere-se, em particular, ao estudo das rochas, com classificação</p><p>dos maciços. Com os possíveis planos de falhas, dobramentos e fraturas. Além do tipo de</p><p>solo que receberam a fundação para suportar a construção da barragem. Sendo importante</p><p>investir as propriedades quanto a resistência, permeabilidade e compressibilidade.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 156</p><p>13.3.2 Fases de projeto</p><p>13.3.2.1 Levantamento topográfico</p><p>Primeiro por meio de fotografias aéreas e em seguida por levantamentos topográficos</p><p>planialtimétricos diretamente no campo. Os resultados dos mapeamentos fornecem plantas</p><p>cotadas com curvas de nível.</p><p>13.3.2.2 Dados hidrológicos</p><p>De grande importância visam a conhecer o regime de águas da região e envolve toda a</p><p>bacia de contribuição, considerando o tempo de recorrência adequado e as vazões máximas,</p><p>mínimas e médias na seção ao longo da vida útil da barragem.</p><p>13.3.2.3 Mapeamento do subsolo</p><p>Reconhecimento tanto na área de aterro como na região ocupada pelo lago. Os processos</p><p>de reconhecimento englobam sondagens diretas. Além disso, devem ser coletadas amostras</p><p>para ensaios de caracterização e identificação dos solos, ensaios de compactação, ensaios</p><p>de permeabilidade e ensaio de cisalhamento.</p><p>13.3.2.4 Planejamento e orçamento</p><p>A partir das informações obtidas será permitido o planejamento do tipo de barragem mais</p><p>adequado. E após o planejamento, estima-se o custo.</p><p>13.3.2.5 Considerações</p><p>Lembrando que além de serem projetadas e construídas as barragens, estas devem ser</p><p>monitoradas periodicamente para que medidas preventivas ou reparadores possam ser</p><p>tomadas a tempo.</p><p>Para a determinação da inclinação do talude de montante e jusante, devem ser feitas</p><p>análises utilizando métodos analíticos e numéricos para cálculo de talude. Dispondo dos</p><p>parâmetros de resistência e peso específico do solo compactado, além disso, a atuação da</p><p>água.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 157</p><p>13.4 Análise de estabilidade de taludes de uma barragem de terra</p><p>A programação dos estudos de estabilidade exige obedecer a uma sequência de atividades</p><p>com grande importância para que os projetos sejam bem elaborados e apoiados sobre</p><p>analises de estabilidade detalhadas. Se não bem executados podem causar sérios problemas</p><p>por omitir ou subestimar determinados aspectos importantes.</p><p>Desta forma são listados os fatores que devem ser criteriosamente analisados.</p><p>13.4.1 Condições de carregamento</p><p>Deve-se analisar durante e após a construção da barragem e durante e após o primeiro</p><p>enchimento do reservatório.</p><p>13.4.2 Seções mais críticas</p><p>Essa escolha exigirá a elaboração prévia de seções geotécnicas longitudinal e transversais</p><p>para que as condições de equilíbrio sejam verificadas. A verificação é embasada em prévio</p><p>condicionamento geotécnico dos maciços.</p><p>13.4.3 Parâmetros de resistência</p><p>Um dos mais importantes e complexos fatores envolve a relação e seleção dos valores dos</p><p>parâmetros de resistência ao cisalhamento. Antes de se proceder à análise deste problema,</p><p>o qual deve ser estudado separadamente para cada tipo de solicitações são considerados</p><p>em geral as análises em termos das tensões totais e das tensões efetivas.</p><p>13.4.3.1 Análises por tensões totais</p><p>São realizadas as verificações admitindo as pressões neutras de cisalhamento, considerando</p><p>as condições de carregamento no campo e ensaiadas no laboratório.</p><p>13.4.3.2 Análises por tensões efetivas</p><p>São realizadas as verificações admitindo as tensões efetivas, ou seja, partindo da hipótese</p><p>que a resistência efetiva dos solos é conhecida pode prever</p><p>as pressões intersticiais. Essas</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 158</p><p>pressões podem ser determinadas pelo traçado de percolação (pressão neutra, da água) e</p><p>através de ensaios de laboratórios.</p><p>13.4.4 Fatores de segurança mínimos</p><p>Os fatores de segurança devem cobrir as incertezas relacionadas com:</p><p>• Resistências de diferentes horizontes</p><p>• Pressões neutras construtivas</p><p>• Grandeza e subpressões nas fundações</p><p>• Vazões de percolação</p><p>• Eficiência de sistema de drenagem interna</p><p>• Imprecisões de cálculo</p><p>• Eventuais falhas construtivas</p><p>• Configuração geométrica dos taludes internos e externos.</p><p>13.5 Serviços especiais</p><p>13.5.1 Construção de filtros</p><p>Os filtros são definidos em relação a sua posição no interior da barragem. Geralmente</p><p>constituído de tapete drenante, localizado na horizontal, e filtros em chaminé na vertical.</p><p>Os filtros são constituídos por camadas de materiais como um sanduiche de geralmente</p><p>areia, pedregulho e areia.</p><p>O sistema de drenagem interna constitui o elemento vital na segurança de uma barragem</p><p>de terra tendo como objetivos:</p><p>• Reduzir a poropressão na área de jusante da barragem e, portanto, aumentar a estabilidade</p><p>de jusante contra o deslizamento.</p><p>• Controlar a percolação da água na face de jusante da barragem de tal modo que a água</p><p>não carregue qualquer partícula do maciço, isto é, que não se desenvolva o fenômeno de</p><p>“pipping”.</p><p>Evitando que a linha freática onde o solo se encontra totalmente saturado avance e atinja</p><p>a superfície do talude de jusante. Desta forma, leva a instabilidade e ruptura do maciço.</p><p>Na figura 156, tem-se o exemplo de uma barragem de acumulação de água permeável,</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 159</p><p>indicando a infiltração. Sendo a última de cima para baixo a representação da linha freática</p><p>em barragens.</p><p>Figura 156 - Barragem permeável. Fonte: https://images.app.goo.gl/zgX3zp7bw44SSaP37</p><p>Os tapetes drenantes geralmente ficam apoiados sobre a superfície de fundação e são</p><p>constituídos de camadas múltiplas de materiais, com elevada permeabilidade para permitir</p><p>o escoamento das águas drenadas através da fundação e do maciço de barragem.</p><p>Figura 157 - Exemplo de barragem com filtro e tapete drenante. Fonte: http://www.ebanataw.com.br/terrapleno/barragem.htm</p><p>Os filtros em chaminé podem ser verticais ou inclinados e geralmente são constituídos</p><p>de um único material, na maioria das barragens, de areia natural.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 160</p><p>Figura 158 - Exemplo de barragem com filtro chaminé e tapete drenante. Fonte: https://images.app.goo.gl/jtnLTbTpHXMmCx419</p><p>13.5.2 Transições</p><p>As transições entre enrocamento e aterros são construídas com técnicas semelhantes</p><p>às utilizadas na execução dos filtros em chaminé, em camadas concomitantes, apoiadas</p><p>sobre a face do aterro ou do enrocamento.</p><p>Figura 159 - Filtro de transição em barragem. Fonte: https://images.app.goo.gl/5T1pM2JznC6DnaWx7</p><p>13.5.3 Rip - rap</p><p>Os projetos de rip-rap preveem a inclusão de uma ou mais camadas de transição entre</p><p>as pedras e o aterro.</p><p>As camadas de transição do rip-rap são lançadas depois de uma certa espessura de</p><p>aterro, com a função de proteger o talude de montante contra a ação erosiva que se forma</p><p>no reservatório.</p><p>Os tipos são de enrocamento lançado, empedramento manual, solo-cimento, concreto e</p><p>concreto betuminoso.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 161</p><p>Figura 160 - Sistema rip-rap em barragem e detalhamento. Fonte: https://images.app.goo.gl/MNWeF2FB1f1xHXpV7</p><p>Isto está na rede</p><p>No Brasil, a grande maioria de barragens disponíveis são as de acumulação de água,</p><p>seja para o abastecimento urbano ou para a geração de energia elétrica. Já que grande</p><p>parte no país é gerado através das usinas hidrelétricas. Desta forma, as barragens devem</p><p>ser construídas e monitoradas de forma a garantir a estabilidade e segurança, pois a</p><p>ruptura de uma barragem de água pode liberar em segundos uma enorme quantidade</p><p>de água e provocar grandes prejuízos.</p><p>Assista ao vídeo institucional da ANA, Agência Nacional de Águas aos quais são</p><p>apresentadas a principais barragens, ações estratégicas de regulamentação das</p><p>barragens e os órgãos responsáveis pela política nacional de segurança de barragens</p><p>no país.</p><p>Segurança de Barragens no Brasil: https://www.youtube.com/watch?v=If57BMOy5Xk</p><p>Isto acontece na prática</p><p>Muitos acidentes catastróficos aconteceram e continuam acontecendo na história</p><p>da humanidade. Com estes fatos, pode-se observar lições e extrair informações que</p><p>levaram a ruptura. Tornando -se assim um progresso para a engenharia.</p><p>Por isso são importantes que sejam feitas as análises de estabilidade corretamente</p><p>das barragens e além disso a realização de sistemas de drenagens eficientes.</p><p>Veja o vídeo exemplo de um rompimento de barragem por perda de estabilidade do</p><p>talude devido à infiltração.</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=vRdTL9Tcv2w</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 162</p><p>AULA 14</p><p>REBAIXAMENTO DE LENÇOL</p><p>FREÁTICO</p><p>Nas instalações de redes subterrâneas e no preparo de terreno para execução de fundações</p><p>de edifícios, pontes, barragens entre outros, ocorre com frequência a presença do nível d’água</p><p>acima da cota em que estas obras deverão ser construídas.</p><p>Essa água apresenta muitos inconvenientes, pois não só dificulta como impossibilita</p><p>o trabalho e modifica o equilíbrio do solo provocando a instabilidade do fundo da vala de</p><p>escavação e desmoronamento dos taludes.</p><p>Com a presença da água as escavações devem apresentar escoramentos mais reforçados</p><p>já que o empuxo será maior. Por isso, deve-se reduzir ou eliminar a presença da água nas</p><p>cotas acima do fundo da escavação. E este rebaixamento pode ser temporário ou permanente</p><p>de acordo com cada tipo de necessidade da obra.</p><p>Desta forma, é necessário conhecer os processos de drenagem e rebaixamento do lençol</p><p>d’água. Para melhor definição dos procedimentos é necessário esclarecer sobre as águas</p><p>subterrâneas.</p><p>14.1 Águas subterrâneas</p><p>A água subterrânea é originada predominantemente da infiltração das águasdas chuvas</p><p>que é direcionada para o subsolo.</p><p>Segundo Chiossi (1989), o interior da Terra que é composto de diferentes rochas funciona</p><p>como um vasto reservatório subterrâneo para a acumulação e circulação das águas que nele</p><p>se infiltram. As rochas presentes no subsolo da terra, raras vezes, são totalmente sólidas e</p><p>maciças. Na verdade, elas contêm numerosos vazios (poros e fraturas) denominados também</p><p>de interstícios, que variam dentro de uma larga faixa de dimensões e formas, dando origem</p><p>aos aquíferos (região de acúmulo de água entre rochas profundas).</p><p>A água também pode se acumular nos horizontes mais superficiais do subsolo, ou seja,</p><p>nas formações dos solos, principalmente quando estes se formam em terrenos mais baixos</p><p>do que aqueles do seu entorno. Denominando-se presença de “lençol freático”.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 163</p><p>14.1.1 Lençol freático</p><p>O lençol freático é então definido como um reservatório de água natural no subterrâneo</p><p>da terra, onde a chuva se infiltra no solo a uma profundidade relativamente pequena até</p><p>atingir uma região praticamente impermeável. Os lençóis podem ser livres ou artesianos.</p><p>O nível atingido pela água em um poço artesiano define o nível piezométrico do aquífero</p><p>artesiano, enquanto em um poço situado num aquífero livre, a água se eleva somente até</p><p>o nível freático.</p><p>É importante saber como as águas subterrâneas se comportam: livres ou artesianos, pois</p><p>isto interfere no método adotado para rebaixamento do lençol freático.</p><p>A figura abaixo podemos ver a presença do aquífero livre, primeira camada subsuperficial,</p><p>sendo o nível freático e a presença dos aquífero confinado que pode ter a presença de poço</p><p>não artesiano, e o artesiano jorrante ao qual a água atinge o nível do solo.</p><p>Figura 161 - Aquíferos livre e confinado. Fonte: https://sites.google.com/site/aquiferos2011/aquiferos/reabastecimento-e-descarga</p><p>14.1.1.1 Livres</p><p>Estão mais próximos à superfície e suas águas estão submetidas à pressão atmosférica.</p><p>Nestes aquíferos a zona saturada dos solos e rochas tem contato direto com a zona não</p><p>saturada. São estes que ocorrem normalmente em obras civis.</p><p>14.1.1.2 Artesianos</p><p>São limitados no topo e na base por camadas de rocha de baixa permeabilidade. A água</p><p>encontra-se com pressão maior que a atmosférica, pois está aprisionada entre duas camadas</p><p>impermeáveis. Não há zona saturada.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 164</p><p>Como a água está pressurizada, o nível da água pode se elevar acima do nível do terreno,</p><p>às vezes até uma dezena ou mais de metros; são os chamados poços surgentes.</p><p>14.2 Rebaixamento do lençol freático</p><p>É indicado em todos os casos que seja necessária a construção de qualquer obra civil que</p><p>esteja parcialmente ou total abaixo do lençol freático, ou seja, que possa gerar interferência</p><p>direta ou indireta na operação. Se faz necessário nos casos em que novas obas serão</p><p>construídas ou obras já existentes serão reformadas.</p><p>Para o estabelecimento de um projeto de rebaixamento deve-se ter conhecimento do tipo da</p><p>obra empregada, escavações rasas ou profundas, o tipo de solo e sua permeabilidade, a altura</p><p>do rebaixamento com a quantidade de água a ser bombeada e os efeitos do rebaixamento</p><p>em estruturas adjacentes. Assim, será possível definir os seguintes parâmetros:</p><p>1. Vazão que se pretende extrair de cada sistema de drenagem (poço, ponteira ou drenos).</p><p>2. Tipo de rebaixamento (métodos adotados).</p><p>3. Quantidade de ponteiras, drenos ou poços a serem construídos.</p><p>4. Espaçamento entre os dispositivos de drenagem.</p><p>5. Profundidade dos dispositivos de drenagem.</p><p>6. Diâmetro dos dispositivos de drenagem.</p><p>Dentre os métodos existentes serão citados abaixo alguns que permitem o rebaixamento</p><p>temporário do lençol freático.</p><p>14.2.1 Bombeamento direto</p><p>Este processo é conhecido também como esgotamento de vala abertas no fundo de</p><p>escavação, onde é recalcado para fora da área de trabalho a água por meio de bombeamento</p><p>sujo sistema é dimensionado conforme a necessidade da obra.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 165</p><p>Figura 162 - Bombeamento de fundo de vala. Fonte: Caputo (2015)</p><p>Este método só deve ser adotado em obras de pouca importância devido aos fatores:</p><p>• Se adotado em escavações com paredes suportadas por sistemas impermeabilizantes,</p><p>geram elevados gradientes hidráulicos, sob risco de rompimento do fundo da escavação e</p><p>taludes.</p><p>• Carreamento de partículas finas do solo pela água, levando o solapamento e recalque</p><p>de fundações vizinhas. Isto pode ser evitado através da instalação de filtros ou drenos sub-</p><p>horizontais profundos.</p><p>• Pode ocorre o fenômeno de areia movediça, a areia do fundo da escavação eleva-se e</p><p>não pode mais receber cargas de uma fundação direta.</p><p>Na figura abaixo pode-se observar um estudo de um caso, ao qual pelo SPT, teste de</p><p>sondagem identificou-se a presença da água na cota 725 e a escavação a ser realizada</p><p>até a cota 721. Para continuidade do serviço, faz-se necessário o esgotamento através do</p><p>bombeamento desta água.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 166</p><p>Figura 163 - Estudo de um caso de esgotamento de vala. Fonte: https://images.app.goo.gl/CeJh19s3AbNuZ1Ct8</p><p>14.2.2 Sistema de poços filtrantes (wellpoints)</p><p>Este sistema é aplicado a escavações rasas a pouco profundas, onde os tubos com</p><p>ranhuras são espaçados conectadas a ponteiras filtrantes, com proteção de tela de nylon,</p><p>para possibilitar a circulação da água. O princípio geral consiste em envolver a área que se</p><p>pretende secar com linha coletora ligada à bomba aspirante.</p><p>Devem ser vedadas todas as tomadas de água para evitar entrada de água, criando o</p><p>vácuo. Na prática, é impossível obter o vácuo absoluto, por isso o rebaixamento máximo</p><p>conseguido é aproximadamente 5 metros.</p><p>Principais características do método:</p><p>• São descidos por cravação ou lançamento os tubos, geralmente de 1 ½’’, terminados por</p><p>ponteiras especiais que tem um cano de cobre perfurado, envolto com uma rede de telas.</p><p>• Essas ponteiras devem descer com profundidade um pouco maior do que se necessita</p><p>escavar.</p><p>• Esses tubos são conectados a coletores que a bomba aspira a água do solo para evacuar</p><p>essas águas.</p><p>• Devido grande número de poços filtrantes distribuídos é rápido e uniforme o rebaixamento.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 167</p><p>Figura 164 - Rebaixamento do lençol com ponteiras filtrantes. Fonte: https://www.wyde.com.br/rebaixamento-lencol-freatico#group1-5</p><p>Em casos de rebaixamento mais profundo devem ser utilizados vários estágios. Como</p><p>na figura abaixo:</p><p>Figura 165 – Rebaixamento do lençol com ponteiras filtrantes multiestágios. Fonte: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/9948/9948_4.PDF</p><p>Isto está na rede</p><p>Acompanhe no vídeo abaixo um sistema de rebaixamento de lençol freático realizado</p><p>por ponteiras a vácuo executado pela empresa Itubombas. Pode-se verificar pelo vídeo</p><p>os condutores submetidos ao vácuo e encaminhamento da água retirada através de</p><p>bomba.</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=pQhzHYo3eoU</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 168</p><p>14.2.3 Sistema a vácuo</p><p>O sistema a vácuo é empregado em solos com coeficiente de permeabilidade de 10-7m/s,</p><p>ou seja, que tem baixa permeabilidade como as argilas.</p><p>Este método por meio de bombas adicionais a vácuo ligas à instalação, ao mesmo tempo</p><p>que utilizam poços filtrantes com drenos de areias.</p><p>Com a rarefação no interior da instalação, a água está sujeita à pressão atmosférica,</p><p>fazendo com que a água percole na direção dos poços filtrante e daí para o coletor, onde é</p><p>esgotada.</p><p>As tensões efetivas, sem a água, aumentam e proporcionam melhor estabilidade do maciço.</p><p>Figura 166 - Sistema de rebaixamento a vácuo. Fonte: https://slideplayer.com.br/slide/1847265/</p><p>14.2.4 Poços profundos</p><p>São utilizados em profundidades superiores a 5 metros. Este tipo de sistema pode ser</p><p>realizado por meio de dois processos distintos.</p><p>14.2.4.1 Rebaixamento com injetores</p><p>Com o objetivo de superar as limitações do sistema de ponteiras foi concebido o sistema de</p><p>rebaixamento por injetores. Neste sistema, os poços atingem profundidades de até 30metros</p><p>com diâmetros que varia de 20 a 30cm.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 169</p><p>A perfuração dos poços pode ser executada com sistema Strauss ou por perfuratriz e o</p><p>espaçamento entre os poços varia de 4 a 8 metros.</p><p>Este sistema consiste na circulação de água através de um bocal. O circuito é semifechado</p><p>em que a água é impulsionada por uma bomba centrífuga através de uma tubulação horizontal</p><p>de injeção. O injetor possui saídas para conexões verticais com tubos de injeção, que levam</p><p>a água até o injetor no fundo do poço.</p><p>Após a perfuração, coloca-se o tubo ranhurado de PVC ou aço envolto com nylon ou tubo</p><p>filtrante.</p><p>Figura 167 - Sistema de rebaixamento por injetores. Fonte: http://techne17.pini.com.br/engenharia-civil/139/artigo286546-2.aspx</p><p>14.2.4.2 Rebaixamento com bombas submersas</p><p>Consiste em recalcar a água por meio de bombas, submersas colocadas no fundo de</p><p>um tubo filtrante. Indicado para quando se deve executar um rebaixamento a uma grande</p><p>profundidade.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 170</p><p>Existem bombas deste tipo que recalcam a água até mais de 100m e com descarga</p><p>de 60m³/h. A escolha do tipo e outras características dependem da vazão necessária,</p><p>profundidade e duração.</p><p>O poço filtrante é revestido por um tubo de aço fechado na base e perfurado ao longo</p><p>de certa altura. A parte perfurada é envolta com tela, de maneira impedir a passagem de</p><p>partículas</p><p>do solo.</p><p>A altura da parte filtrante depende do nível do lençol freático.</p><p>Na parte inferior é colocada uma bomba de recalque, que é uma bomba centrifuga no eixo</p><p>vertical, acoplado com motor elétrico, também submerso ou situado na superfície do solo.</p><p>A água é recalcada em tubo terminado por um coletor de evacuação.</p><p>Figura 168 – Poço artesiano. Fonte: Caputo (2015) e http://www.flfiltros.com.br/portfolio-items/monitoramento-de-poco-artesiano/</p><p>14.2.5 Drenagem por eletrosmose</p><p>Após a passagem de uma corrente elétrica contínua entre dois eletrodos instalados em</p><p>um solo saturado, a água contida nos vazios percolará no sentido do ânodo (polo positivo)</p><p>para o cátodo (polo negativo), daí sendo coletada e esgotada por meio de bomba.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 171</p><p>Figura 169 - Processo de drenagem por elestrosmose. Fonte: Caputo (2015)</p><p>Entretanto, este sistema utiliza muita energia, sendo mais indicado como processo de</p><p>estabilização do solo de talude e fundo de poço.</p><p>Na figura abaixo observe as ponteiras (cátodos) colocadas perifericamente à escavação,</p><p>o uso do método inverterá os sentidos das linhas de fluxo e, consequentemente, as forças</p><p>de percolação passarão a ser favoráveis à estabilidade do talude, ao contrário do que</p><p>normalmente ocorre.</p><p>Figura 170 - Eletrosmose em taludes. Fonte: Caputo (2015)</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 172</p><p>Isto acontece na prática</p><p>Recalques provocados por rebaixamento do nível d’água</p><p>O rebaixamento do nível d’água provoca, no solo, em consequência do aumento do seu</p><p>peso específico aparente e um acréscimo de pressão entre as partículas constituintes</p><p>do terreno. Do acréscimo da pressão resulta um aumento de carga e, em consequência,</p><p>o aparecimento de recalques.</p><p>Se o solo é constituído por uma camada de areia ou pedregulho, o recalque se produz</p><p>simultaneamente com o rebaixamento do nível d’água e é, em geral, de pouca importância.</p><p>O mesmo já não acontece quando se encontra camadas de argila moles ou areias fofas</p><p>no terreno. A sobrecarga decorrente do rebaixamento provocará o adensamento desta</p><p>camada, podendo assim dar lugar a recalques e aberturas de fissuras nas fundações</p><p>das obras vizinhas.</p><p>Por isso deve-se monitorar os níveis de água durante o rebaixamento do lençol para</p><p>comparar com o previsto em projeto.</p><p>Outro problema da sobrecarga decorrente do rebaixamento do NA é provocar o</p><p>adensamento da camada compressível, poderá gerar “atrito negativo” nas estacas ou</p><p>tubulões das fundações vizinhas.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 173</p><p>AULA 15</p><p>TERRAPLENAGEM</p><p>A terraplenagem consiste na técnica construtiva que visa aplainar e aterrar um terreno</p><p>para que seja executado uma obra civil no local. Como exemplos projetos estruturais, quadras</p><p>poliesportivas, pavimentação de ruas e rodovias, aterro entre outros.</p><p>Além disso, a terraplenagem engloba um conjunto de operações como:</p><p>• Escavação.</p><p>• Carga do material escavado.</p><p>• Transporte.</p><p>• Descarga e espalhamento do solo.</p><p>Além disso, posteriormente a terraplenagem é realizado a compactação e acabamento</p><p>do solo removido de um local que se encontra em excesso para outro que esteja em falta.</p><p>É uma atividade da engenharia quase que corriqueiramente presente e define a situação</p><p>do terreno natural para as cotas em projeto, pode-se dizer também que é um serviço de</p><p>movimento de terras.</p><p>O movimento de terra contempla basicamente o corte e aterro, onde no corte é retirado</p><p>o material de terra e o aterro é realizado o acréscimo de material de solo existente. Desta</p><p>forma, para se garantir uma economia na obra é importante garantir o equilíbrio entre o</p><p>corte e aterro para reduzir a movimentação total de terras.</p><p>A terraplenagem pode ser realizada de forma manual ou mecanizada.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 174</p><p>Figura 171 - Execução de serviços de terraplenagem. Fonte: https://pt.slideshare.net/alesmeraldo/unidade-iii-projeto-de-terraplenagem-alunos</p><p>Anote isso</p><p>Vale lembrar o que é realizado antes: a fundação ou terraplenagem?</p><p>Esta resposta depende. Por exemplo, em obras de grande porte geralmente são</p><p>realizadas fundações profundas, então recomenda-se executar as fundações antes</p><p>de escavar o terreno, pois será removido grande volume de solo que pode interferir no</p><p>serviço posterior de terraplenagem.</p><p>Nos casos de escavações a céu aberto é mais vantajoso efetuar primeiro a escavação</p><p>e depois a fundação. Desta forma, as informações técnicas necessárias como cota</p><p>de fundo, nível do pavimento, nível de vizinhança são ajustados para a execução da</p><p>fundação.</p><p>15.1 Etapas da terraplenagem</p><p>15.1.1 Serviços preliminares</p><p>Os serviços preliminares englobam a instalação do canteiro de obras, a construção de</p><p>desvios e caminhos de serviços, a consolidação dos terrenos de fundação de aterros, locação</p><p>topográfica e a preparação do terreno.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 175</p><p>Antes de se iniciar o movimento de terra é necessário preparar o terreno, de acordo com</p><p>a situação inicial de cada local. Realizando primeiramente o desmatamento de grandes</p><p>vegetações, o destocamento de vegetações de pequeno porte, a limpeza do terreno com a</p><p>retirada de vegetação rasteira e a remoção da camada vegetal.</p><p>Além dessas operações pode ser necessário executar outros serviços como remanejamento</p><p>de postes, cercas, estruturas de madeira, demolição de muros e estruturas de alvenaria.</p><p>15.1.2 Serviços de escavação e transporte</p><p>Assim com base no projeto inicia-se a escavação de solo em locais onde há em excesso,</p><p>sendo realizada a carga do solo, denominado de transporte. O transporte descarrega o</p><p>material no local que há falta para que se realize o espalhamento e regularização do material.</p><p>Após ser espalhado é necessário realizar a compactação para que garantir a estabilidade</p><p>do solo.</p><p>15.1.3 Máquinas e equipamentos necessários</p><p>São utilizados para realização dos serviços de escavação as escavadoras e retroescavadeiras</p><p>são tanto para empurrar como transportar material ou carregar. As niveladoras para o</p><p>espalhamento da camada de material.</p><p>As unidades de transporte são os caminhões. E finalmente entram os compactadores e</p><p>seus equipamentos auxiliares.</p><p>15.1.4 Execução de cortes e aterros</p><p>Os cortes são executados após a locação topográfica com marcação dos pontos que</p><p>serão escavados.</p><p>Os aterros são também locados topograficamente através da marcação e para que assim</p><p>recebam o material a compor o aterro. Após o espalhamento do material é realizado a</p><p>regularização e a compactação das camadas.</p><p>Lembrando que a escolha do equipamento de compactação é em função do tipo de material.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 176</p><p>Figura 172 - Tipo de compactadores em função do material. Fonte: http://files.labtopope.webnode.com/200000285-30596324bf/Terraplenagem%20A.pdf</p><p>15.1.5 Controle topográfico</p><p>O controle topográfico envolve a verificação da locação dos eixos ou linhas-base estão</p><p>corretamente posicionados os cortes e aterros com marcações.</p><p>Assim como a inclinação de taludes, larguras, declividades para escoamento de água.</p><p>Faz-se então a conferência de cotas, conferência de camadas, do levantamento</p><p>planialtimétrico das áreas de bota-fora e empréstimo.</p><p>Assim como o nivelamento para medição de volumes de aterros, cortes e empréstimos.</p><p>15.1.6 Controle geotécnico</p><p>A partir do controle geotécnico são verificados os parâmetros de compactação e umidade</p><p>do solo. Além disso, os projetos podem exigir o controle com os ensaios CBR (índice de</p><p>suporte Califórnia) caracterizado pela relação entre pressão e um corpo de prova, LL (limite de</p><p>liquidez) teor em água eu o solo adquire característica liquida, LP (limite de plasticidade) com</p><p>o teor de umidade que o solo passa do estado plástico para o semi-sólido e granulometria.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG</p><p>NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 177</p><p>15.1.7 Controle ambiental</p><p>Deve-se atentar aos estudos ambientais e projetos que levam em consideração a legislação</p><p>especifica com resoluções, recomendações de órgãos ambientais e normas e instruções do</p><p>DNIT (para obras de pavimentação).</p><p>15.2 Projetos de terraplenagem</p><p>O principal objetivo do projeto de terraplenagem é de efetuar o menor movimento de</p><p>massas possível, claro que isto se torna mais expressivo em grandes obras, como de traçado</p><p>de estradas. Já que o movimento de terra gera um custo expressivo, na maioria dos projetos,</p><p>em relação ao custo total da execução da estrada, por exemplo. Desta forma, tende-se a</p><p>minimizar os empréstimos e ou/ bota fora.</p><p>Em pequenas obras é importante também prever o uso da terra, já que se for realizado</p><p>o corte do terreno tem que se destinar corretamente o material, aonde este será deixado,</p><p>chamado de bota fora. E no caso de falta de material será necessário realizar o empréstimo,</p><p>ou seja, a busca de solo. E estes procedimentos envolvem custo.</p><p>O estudo da geometria do terreno é realizado através de levantamentos topográficos,</p><p>constituindo o projeto geométrico. O projeto geométrico de rodovias engloba a planta, vista</p><p>de cima, o perfil longitudinal e as seções transversais.</p><p>Figura 173 - Detalhe de uma seção transversal de projeto de terraplenagem. Fonte: https://www.feb.unesp.br/Home/Departamentos343/EngenhariaCivil/gustavogarciamanzato/</p><p>a9_p2_terraplenagem.pdf</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 178</p><p>15.2.1 Áreas</p><p>As áreas envolvem as dimensões de materiais que nas construções são cortados e</p><p>aterrados. No corte é feita retirada de material e no aterro necessita-se o incremento.</p><p>Figura 174 - Exemplo de corte e aterro em plataformas de estradas. Fonte: https://pt.slideshare.net/alesmeraldo/unidade-iii-projeto-de-terraplenagem-alunos</p><p>Após a conclusão do projeto em planta e perfil que deve ter sido elaborado de modo a ter-</p><p>se o mínimo possível de movimento de terra, será verificado o estudo da distribuição mais</p><p>conveniente dos volumes escavados. Quando não se atinge o volume necessário compensado</p><p>entre o corte e aterro denomina-se empréstimos e bota-foras.</p><p>15.2.1.1 Empréstimos</p><p>Os empréstimos são escavações efetuadas em locais previamente devidos para a obtenção</p><p>de materiais destinados a complementação de volumes necessários para aterros, quando</p><p>não for suficiente o volume de cortes. Isto devido a insuficiência do volume de corte ou por</p><p>razoes técnicas e econômicas.</p><p>15.2.2.2 Bota-foras</p><p>Os bota-foras são os volumes em excesso de materiais ou por condições geotécnicas</p><p>insatisfatórias são escavados nos cortes e destinados para depósitos em áreas externas</p><p>da construção, ou seja, não são utilizados esses volumes na terraplenagem.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 179</p><p>15.2.2 Volumes</p><p>Na movimentação de terra é ideal que se realize a compensação de volumes gerando</p><p>assim mesmo custo cm transporte. A figura abaixo indica a movimentação do volume de</p><p>corte sendo utilizado para o aterro.</p><p>Figura 175 - Volume de corte e aterro. Fonte: https://pt.slideshare.net/alesmeraldo/unidade-iii-projeto-de-terraplenagem-alunos</p><p>Os volumes de terra medidos pela topografia são diferentes dos que precisam ser carregados</p><p>no caso de aterros ou cortes no terreno, e isto influência também no transporte e quantidade</p><p>de caminhões e caçambas que estarão realizando o serviço de terraplenagem.</p><p>15.2.3 Coeficiente de empolamento</p><p>O empolamento é caracterizado como a mudança de estado do solo. Em um terreno</p><p>natural, a terra se encontra num certo estado de compactação, devido ao seu processo de</p><p>formação, mas tende a aumentar o volume após a escavação. Chamando-se assim coeficiente</p><p>de empolamento que é dado pela seguinte expressão:</p><p>Em que:</p><p>E= coeficiente de empolamento</p><p>DL= densidade máxima do material em laboratório</p><p>DI = densidade em campo.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 180</p><p>Ou representando em termos percentuais, o incremento de volume resultante após a</p><p>escavação de um material de corte é dado por:</p><p>E= fator de empolamento (%)</p><p>Vcorte= Volume de corte</p><p>Vsolto= Volume solto após escavar</p><p>Então pode-se dizer segundo a figura abaixo que o volume de aterro (após compactar) é</p><p>menor que o volume de corte que é menor que o volume solto.</p><p>Figura 176 - Representação do movimento de massa. Fonte: https://pt.slideshare.net/alesmeraldo/unidade-iii-projeto-de-terraplenagem-alunos</p><p>Em se tratando da mesma massa podemos concluir em relação à densidade ou massas</p><p>específicas aparentes (γ) é dado por: γ aterro < γ corte < γ solto e o fator de empolamento</p><p>igual a:</p><p>Em que:</p><p>E= fator de empolamento (%)</p><p>γ corte = Volume de corte</p><p>γ solto = Volume solto após escavar</p><p>Além disso, tem-se o fator de conversão (Φ) que é exatamente o inverso do empolamento.</p><p>Representa a relação entre o volume de corte e o volume solto ou peso especifico de corte</p><p>e solto.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 181</p><p>Em que:</p><p>Φ= fator de conversão</p><p>Vcorte= γcorte=Volume ou peso específico de corte</p><p>Vsolto=γsolto = Volume ou peso específico solto após escavar</p><p>Figura 177 - Empolamento e fator de conversão. Fonte: Mattos (2006)</p><p>Segundo Mattos (2006), o empolamento e fator de conversão é dado para alguns tipos</p><p>de material segundo a tabela abaixo:</p><p>Material Empolamento (E) Fator de</p><p>Conversão(Φ)</p><p>Rocha detonada 50% 0,67</p><p>Solo argiloso 40% 0,71</p><p>Terra comum 25% 0,80</p><p>Solo arenoso seco 12% 0,89</p><p>15.2.4 Fator de retração ou contração</p><p>O fator de retração ou contração do solo é dado pela redução volumétrica, causada pela</p><p>aproximação dos grãos, o que ocorre durante a compactação. Dada pela fórmula:</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 182</p><p>Em que:</p><p>C (%) = contração</p><p>Vaterro= volume compactado no aterro</p><p>Vcorte= volume medido no corte</p><p>15.2.5 Empolamento x retração</p><p>Por exemplo, ao escavar o solo a terra fica solta e passa a ocupar mais espaço. Esse</p><p>efeito é conhecido como empolamento e é expresso em porcentagem. Se ao escavar 1 m3</p><p>de solo ele aumenta para 1,3 m3, o empolamento é de 25%.</p><p>O oposto do empolamento é a contração. Ou seja, o quanto a terra ocupa a menos de</p><p>volume quando compactada. Nesse caso, o volume final é inferior ao que a terra ocupava</p><p>no corte. Assim, para executar um aterro com 1 m3, será preciso mais que 1 m3 de terra.</p><p>É importante conhecer esse fenômeno para planejar os equipamentos, principalmente</p><p>de transporte, e também a produtividade. Caso o volume de corte do solo seja de 100 m3,</p><p>o total a ser transportado será de 125 m3, graças ao empolamento.</p><p>15.2.6 Capacidade de carga</p><p>É a carga útil que o veículo ou a combinação de veículos pode transportar. A capacidade</p><p>de carga depende da configuração do veículo. Deve ser informada no caso de caminhões</p><p>unitários e no caso de carretas. Em caminhões caçamba, tipo basculante, esta capacidade</p><p>vai de 5m³ a 32m³.</p><p>15.2.7 Distância econômica de transporte</p><p>A distância econômica de transporte representa a distância a partir da qual é mais</p><p>econômico fazer empréstimos e bota-fora, do que transportar o solo dos cortes para aterros.</p><p>Isto porque em grandes obras como rodovias, pode-se desprender muito tempo para realizar</p><p>esta movimentação da terra.</p><p>A distância econômica de projeto é dada pela seguinte fórmula:</p><p>Em que:</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 183</p><p>det = distância econômica de transporte (km)</p><p>dBF = distância média de bota-fora (km)</p><p>dEMP = distância média de empréstimo (km)</p><p>Ce= custo de escavação (R$/m³)</p><p>Ct= custo de transporte (R$/(m³.km))</p><p>15.3 Exercícios exemplos</p><p>15.3.1 Exemplo de empolamento</p><p>Vamos imaginar uma obra que necessite escavar 50 m3 de terra, medido pelo serviço de</p><p>topografia. O objetivo é descobrir o Vs (volume de terra solta) para definir o transporte, de</p><p>uma terra comum com empolamento de 30%. Sabendo</p><p>que o caminhão que irá transportar</p><p>este material tem capacidade de 6m³, quantas viagens serão necessárias?</p><p>Parte-se o cálculo da seguinte fórmula:</p><p>Em que:</p><p>Vs = volume de terra solta</p><p>Vc = volume medido no corte = 50m³</p><p>E = empolamento = 30% (dado no enunciado)</p><p>A conta fica então:</p><p>Vsolto= 65m³</p><p>1 viagem= 6m³</p><p>Então: 65/6= 10,83</p><p>RESPOSTA: depois da escavação, o volume de terra, que era de 50 m3 no corte, aumentará</p><p>para 65 m³. Serão necessárias 11 viagens deste caminhão.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 184</p><p>15.3.1 Exemplo de retração</p><p>A contração ocorre quando o volume final é inferior ao que havia no corte. Se 1 m3 de solo</p><p>(medido no corte) contrai para 0,9 m3 no aterro após compactação, a redução volumétrica é</p><p>de 10%. Para saber quanto de terra será necessário cortar para fazer um aterro com 50 m3</p><p>- e considerando redução volumétrica de 10%. Após determinar o volume de solo necessário</p><p>para corte, ache o volume solto considerando o empolamento de 30%</p><p>Vamos utilizar a seguinte fórmula:</p><p>Onde:</p><p>Vcorte = volume de terra medido em corte → enunciado pede</p><p>Va = volume compactado no aterro → 50m³</p><p>c = contração → se a redução volumétrica é de 10% a contração é de 90%.</p><p>Vcorte necessário será de 55,55m³</p><p>Se também quiser saber o volume de terra solta a ser transportada - usando a mesma</p><p>taxa de empolamento de 30% basta utilizar, novamente, a fórmula:</p><p>Vsolto = 72,21m³</p><p>Conclui-se, portanto, que para fazer um aterro com volume final de 50 m³ é necessário</p><p>escavar 55,55 m3 e transportar 72,21 m3 de terra.</p><p>15.3.3 Exemplo de distância econômica de transporte</p><p>Qual a distância econômica de transporte de um serviço de terraplenagem se o custo de</p><p>escavação for de R$ 2,6/m³, o custo de transporte R$ 1,3/m³.km e as distâncias médias de</p><p>bota-fora e de empréstimo 0,2km e 0,3km, respectivamente?</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 185</p><p>Aplicando a fórmula:</p><p>Em que:</p><p>det = distância econômica de transporte (km) → ?</p><p>dBF = distância média de bota-fora (km) → 0,2</p><p>dEMP = distância média de empréstimo (km) → 0,3</p><p>Ce= custo de escavação (R$/m³) → 2,6</p><p>Ct= custo de transporte (R$/(m³.km)) →1,3</p><p>det= 2,5 km</p><p>Distância econômica de transporte é 2,5 km. Isto quer dizer que se tiver uma distância</p><p>maior que 2,5 km para buscar terra não se torna economicamente viável.</p><p>Isto está na rede</p><p>Veja no vídeo abaixo da web a execução de terraplenagem completo, com os processos</p><p>de escavação, corte, aterro, espalhamento até a compactação.</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=FUgd9jbyVYc</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 186</p><p>Isto acontece na prática</p><p>Estudo de caso apresentado por Mattos (2006) no livro “Como preparar orçamentos</p><p>de obras: dicas para orçamentistas, estudos de caso, exemplo”.</p><p>Em uma obra de edificação predial havia um grande volume de escavação de terra</p><p>para a construção dos pavimentos de garagem no subsolo de um edifício.</p><p>O engenheiro responsável precisava ter noção da produtividade da escavação por dia, a</p><p>fim de verificar se o cronograma proposto iria ser obedecido. E o setor de orçamentos</p><p>da construtora estava cobrando da obra a produtividade real da escavação, para uso</p><p>no estudo de outras obras.</p><p>O material escavado era terra comum seca, ou seja, com empolamento de 25%. Como</p><p>ficava impraticável obter topograficamente o volume escavado, o engenheiro optou por</p><p>colocar um apontador controlando a quantidade de viagens de caminhão efetuadas</p><p>no dia.</p><p>Os cálculos obtidos pelo engenheiro foram:</p><p>• Quantidade de viagens até a data= 160 unidades</p><p>• Volume do caminhão = 8m³, entretanto de volume solto transportado era de 160x8</p><p>= 1280m³</p><p>• Fator de conversão, considerando 25% empolamento = 0,80, e o volume de corte</p><p>= 1280x0,80 = 1024m³</p><p>• Sabendo que as escavadeiras trabalhavam 16 horas por sai, qual é a produtividade</p><p>horaria então da escavadeira?</p><p>É de 1024m³/16h = 64m³/h, escavou-se 64m³ por hora.</p><p>A importância de conhecer o fator de empolamento que altera o volume de transporte</p><p>e consequentemente no custo final da obra.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 187</p><p>AULA 16</p><p>TIPOS DE MURO DE ARRIMO</p><p>Os muros de arrimo são estruturas corridas de contenção em parede vertical ou quase</p><p>vertical que são apoiadas em uma fundação do tipo rasa ou profunda. Esta é uma forma</p><p>adotada na engenharia para contenções de solo, garantindo uma maior estabilidade nas</p><p>cargas atuantes e chegando mais próximo ao valor do empuxo para que o solo-estrutura</p><p>permaneçam em repouso. Para prevenir assim que o solo sofra inclinação.</p><p>Sua aplicação é muito encontrada principalmente em áreas urbanas, estradas, pontes e</p><p>de estabilidade de encosta e taludes. São adequados para locais em que há falta de espaço</p><p>disponível, comparado às técnicas naturais de estabilização de taludes, como a diminuição</p><p>da inclinação do talude com suavização em, por exemplo, bermas.</p><p>Lembrando que assim como na estabilização de taludes se faz necessário o controle da</p><p>água prevendo técnicas eficientes de drenagem, a fim de evitar que o peso da água exerça</p><p>a poro pressão no solo e aumente o empuxo atuante.</p><p>O muro de arrimo pode ser constituído de vários tipos:</p><p>• Gravidade: construídos em alvenaria (tijolos ou pedras) ou concreto (simples ou armado),</p><p>gabiões, pneus etc.</p><p>• De flexão: com ou sem contraforte e com ou sem tirantes.</p><p>• Confira na figura abaixo a nomenclatura adotada neste tipo de construção de muros</p><p>de arrimo.</p><p>Figura 178 - Nomenclatura de muro de arrimo. Fonte: https://www.slideshare.net/GuilhermeBerlato/aula-2-1murosdearrimo</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 188</p><p>16.1 Muro de Gravidade</p><p>Os muros de arrimo de gravidade têm a característica de apresentarem grande espessura,</p><p>além de promover equilíbrio das pressões laterais que provocam o empuxo, como o peso</p><p>próprio. Geralmente adotado em solo que apresenta elevada capacidade de suporte.</p><p>São também chamados muro de peso, pois os muros por gravidade resistem ao empuxo</p><p>do terreno por efeito do seu peso próprio. Desta forma, surge uma força atrito na sua interface</p><p>com o solo que evita o deslizamento e impede o seu desmoronamento. Devem ser pesados</p><p>e de grande dimensão.</p><p>Os muros de gravidade são estruturas corridas utilizadas em geral para conter os baixos</p><p>desníveis, em torno de 5 metros. Essa estrutura se opõe aos empuxos horizontais pelo peso</p><p>próprio.</p><p>Podem ser construídos em pedra ou concreto ciclópico (simples ou armado), gabiões,</p><p>pneus usados e demais tipos variados de materiais.</p><p>16.1.1 Muro de arrimo de pedra</p><p>Este tipo de muro de arrimo são os mais antigos e numerosos, contudo atualmente</p><p>apresentam elevado custo e foram substituídos por demais métodos.</p><p>Figura 179 - Muro de pedra. Fonte: https://images.app.goo.gl/SxfGZtkGFFw1hfdY9</p><p>A resistência do muro se dá pelo embricamento e ajuste dos blocos de pedra. Este é um</p><p>método simples e que não necessita sistema drenagem, já que o próprio material do muro</p><p>é drenante. Se usado somente a pedra, sem argamassa recomenda-se alturas de até 2</p><p>metros, com base de largura mínima de 0,5 a 1,0 m e deve ser apoiado à uma cota inferior</p><p>da superfície do terreno.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 189</p><p>Figura 180 - Perfil de um muro de pedra. Fonte: https://www.slideshare.net/GuilhermeBerlato/aula-2-1murosdearrimo</p><p>Talude com maiores alturas (acima de 3 metros) é recomendado empregar a argamassa</p><p>de cimento e areia para preencher os vazios dos blocos de pedra. A argamassa provoca</p><p>maior rigidez, porém elimina a capacidade drenante. Sendo necessário adotais dispositivos</p><p>de drenagem.</p><p>Sistema de drenagem recomendado: drenos de areia ou geossintético, tubos barbacãs.</p><p>Figura 181 - Muro de pedra preenchido com argamassa. Fonte: https://images.app.goo.gl/MokZ5umJjFbicLbR6</p><p>16.1.2 Muro de concreto ciclópico ou concreto gravidade</p><p>O muro é construído com o preenchimento</p><p>de uma forma com concreto e blocos de rocha</p><p>com dimensões variadas e tipicamente são a pedra de mão. São em geral economicamente</p><p>viáveis para estruturas abaixo de 4 metros. É estritamente necessário a adoção de sistemas</p><p>de drenagem.</p><p>A seção transversal é usualmente trapezoidal com largura e base equivalente a 50% da</p><p>altura do muro.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 190</p><p>Figura 182 - Muro de concreto ciclópico. Fonte: https://www.slideshare.net/GuilhermeBerlato/aula-2-1murosdearrimo</p><p>Sistema de drenagem recomendado: drenagem na face posterior do tardoz com aplicação</p><p>de manta geotêxtil, furos de drenagem.</p><p>16.1.3 Muro de gabião</p><p>Os muros de gabiões são constituídos por gaiolas metálicas preenchidas com pedras</p><p>britadas arrumadas manualmente, o que garantem que a estrutura seja drenante. Além disso,</p><p>as gaiolas são construídas com fios de aço galvanizado com dupla torção.</p><p>As gaiolas têm dimensões usuais de 2 metros de comprimento, seção transversal quadrada</p><p>com 1 metro de aresta. Para muros extensos são utilizados gabiões com comprimento de</p><p>até 4 metros.</p><p>Figura 183 - Tela e preparo das gaiolas de gabião. Fonte: https://www.slideshare.net/GuilhermeBerlato/aula-2-1murosdearrimo</p><p>Muitas vezes o arame é revestido com PVC que é eficiente contra a ação de intempéries,</p><p>da água e solos agressivos.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 191</p><p>Sua concepção estrutural dispensa esgotamentos e tem sido utilizada como estruturas</p><p>definitivas em contenções com até 6 metros de altura.</p><p>Figura 184 - Muro de gabião. Fonte: https://images.app.goo.gl/MfepGSDXXE6MDe4GA</p><p>São utilizados para proteção de margens de cursos de água, controle de erosão e obras</p><p>de emergência. Apresentam como vantagens alta permeabilidade e grande flexibilidade.</p><p>16.1.3 Muro de Crib wall</p><p>São estruturas formadas por elementos pré-moldados de concreto armado ou de madeira</p><p>ou aço que são montados no local. Esse método surgiu para melhorar o uso de concreto e</p><p>aço, barateando o processo.</p><p>Figura 185 - Muro de crib wall de madeira. Fonte: https://images.app.goo.gl/rQ5Cr1nkbVkp1cEVA</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 192</p><p>Figura 186 - Muro de crib wall de concreto. Fonte: https://images.app.goo.gl/rvEuzdEuFCjvKc3dA</p><p>O espaço interno das peças é preenchido com material granular graúdo. E as peças de</p><p>concreto que se encaixam, formam uma gaiola.</p><p>Figura 187 - Estrutura de Crib wall preenchida com material. Fonte: https://images.app.goo.gl/vBz5CkqYakUWRkiu8</p><p>16.1.4 Muros de Saco-cimento</p><p>Os muros são constituídos por camadas formadas por sacos de poliéster ou similares que</p><p>são preenchidos com uma mistura de cimento-solo (1:10 a 1:15). Este material é alternativo</p><p>e de baixo custo. A massa compactada úmida endurece com o tempo e em poucos dias</p><p>ganha consistência e durabilidade suficiente para diversas aplicações na construção civil.</p><p>No local da construção os sacos são arrumados em camadas posicionados horizontalmente</p><p>e cada camada do material é compactada para reduzir os vazios. As camadas são posicionadas</p><p>em desencontro para melhor intertravamento.</p><p>O processo consiste no empilhamento do solo ensacado em alturas que chegam a 6</p><p>metros. A base respeita uma altura que varia entre 0,4 a 0,7 da altura.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 193</p><p>Figura 188 - Muro de solo-cimento revestido com concreto magro. Fonte: https://images.app.goo.gl/PnqY8M3RFy2Q8aJY8</p><p>As faces do muro podem ser compostas por argamassa de concreto magro para prevenir</p><p>ações erosivas do vento e águas superficiais. Por isso é indispensável o uso de drenos e</p><p>barbacãs para o recolhimento da água.</p><p>Figura 189 - Perfil de talude com muro de solo-cimento. Fonte: https://www.slideshare.net/GuilhermeBerlato/aula-2-1murosdearrimo</p><p>16.1.5 Muros de pneu</p><p>A utilização de muros de pneus viabiliza uma relação de custo e meio ambiente, dando</p><p>uma alternativa técnica muito importante. Além de geotecnicamente apresentar elevada</p><p>resistência mecânica.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 194</p><p>Figura 190 - Muro de pneus. Fonte: https://images.app.goo.gl/b8HbJSXb3qFZK7ox8</p><p>As camadas horizontais de pneus são amarradas entre si com corda ou arame e preenchidos</p><p>com material como solo, rocha basáltica e resíduo de construção. As camadas devem ser</p><p>posicionadas em camadas horizontais descasado, de forma a minimizar os espaços vazios.</p><p>Os muros são limitados a alturas inferiores a 5 metros e necessitam disponibilidade de</p><p>espaço para a construção de uma base larga.</p><p>Uma observação que o muro solo-pneus está sujeito a deformações laterais e verticais</p><p>não sendo recomendável o uso dele para suporte de fundações.</p><p>A face externa deve ser revestida para evitar o carreamento de solo de enchimento do pneu,</p><p>sendo adotados alvenaria em blocos de concreto, concreto projetado sobre tela metálica e</p><p>placas pré-moldadas ou vegetação.</p><p>Figura 191 - Muro de pneus revestidos. Fonte: http://www.agenciaaddress.com/?p=11369</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 195</p><p>16.2 Muro de Flexão</p><p>Segundo Gerscovich (2010), os muros de arrimo de flexão utilizam parte do peso próprio</p><p>do maciço que se apoia sobre a base para manter-se em equilíbrio.</p><p>Os muros de arrimo de flexão são estruturas mais esbeltas com seção transversal em forma</p><p>de “L” que resistem aos empuxos por flexão utilizando parte do peso próprio do maciço que</p><p>se apoia sobre a base do “L” para manter-se em equilíbrio. Podem ser em paredes simples,</p><p>com contraforte entre outros métodos.</p><p>Figura 192 - Muro de flexão típico. Fonte: http://sinop.unemat.br/site_antigo/prof/foto_p_downloads/fot_14361aula_12_-_pdf_Aula_12_-.pdf</p><p>Em geral são construídos em concreto armado ou protendido tornando- se pouco</p><p>econômicos para alturas acima de 5 a 7m, já que podem contabilizar esforços resistentes</p><p>de flexão garantindo a estabilidade no peso da estrutura.</p><p>Figura 193 - Muro de arrimo de flexão. Fonte: https://www.slideshare.net/GuilhermeBerlato/aula-2-1murosdearrimo</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 196</p><p>A laje de base em geral apresenta largura entre 50 e 70% da altura do muro. Necessitam</p><p>ser implantados em terrenos com boas características de fundação ou sobre fundações</p><p>profundas. Agem como muros convencionais, apresentando mesma proporção entre base</p><p>e altura. Geralmente aplicados em aterro ou reaterros.</p><p>Figura 194 - Muro de flexão sem contraforte. Fonte: https://images.app.goo.gl/zjKQuRjCm2reZ5Sy7</p><p>16.2.1 Muros de arrimo com contrafortes</p><p>Os muros de arrimo com contrafortes possuem o esquema estrutural diferente dos muros</p><p>simples. Sendo utilizados para alturas superiores à 5 metros é conveniente adotar contraforte</p><p>ou nervuras para aumentar a estabilidade contra o tombamento.</p><p>Sua parede vertical é apoiada por dois contrafortes adjacentes e pelas vigas deitadas,</p><p>superior e inferior. Os contrafortes devem ser armados para resistir à tração.</p><p>Figura 195 - Seção típica de contraforte. Fonte: https://images.app.goo.gl/5Lzb8N4QEa1CaC8b6</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 197</p><p>Assim, como as vigas, os contrafortes servem de apoio para a laje, e recebem a carga</p><p>distribuída das paredes verticais e as cargas concentradas das vigas deitadas.</p><p>No caso de laje externa ao retroaterro, o contraforte trabalhará na compressão. Sendo</p><p>menos usual devido à perda de espaço útil.</p><p>Figura 196 - Muro de arrimo com contraforte. Fonte: https://www.slideshare.net/jbrasileirojr/apresentao-mec-solos-2/4</p><p>16.2.3 Muros de arrimo atirantados</p><p>O muro de flexão também pode ser ancorado na base com tirantes ou chumbadores para</p><p>melhorar a condição de estabilidade. São construídos em terrenos com altura de talude de</p><p>4m a 6m.</p><p>Esta solução é aplicada em projetos que a fundação ocorre a presença de materiais como</p><p>rocha sã ou alterada e quando</p><p>há limitação de espaço disponível para que a base do muro</p><p>apresente as dimensões necessárias de estabilidade.</p><p>Figura 197 - Muro de arrimo atirantado. Fonte: https://images.app.goo.gl/LPVvMiz4nq1yv9787</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 198</p><p>O topo do muro é preso por meio de tirantes fixados a uma placa de ancoragem, esta placa</p><p>está rigidamente fixada em uma rocha ou solo resistente, a fim de evitar seu deslocamento.</p><p>Atualmente o muro atirantado vem sendo substituído pelas cortinas atirantadas que</p><p>apresenta maior facilidade e rapidez na construção.</p><p>Figura 198 - Cortina atirantada. Fonte: https://images.app.goo.gl/a1Hrirg27Qm5WEkP7</p><p>16.3 Métodos construtivos</p><p>A escolha do melhor método construtivo deve levar em conta diversos fatores que garantam</p><p>a estabilidade, segurança e menor custo. Pode-se citar entre eles:</p><p>• Os métodos de sistema de drenagem devem ser adequados ao tipo de solo.</p><p>• O espaço físico a ser utilizado deve ser analisado, assim como as condições de acesso</p><p>do material e equipamentos.</p><p>• Muitos métodos são viáveis tecnicamente, mas pouco competitivos em relação ao</p><p>material.</p><p>• Deve-se verificar se o método construtivo é estável devendo ser investigado as condições</p><p>de: tombamento, deslizamento da base, capacidade de carga da fundação e ruptura global.</p><p>• Analisar preços e prazos faz-se extremamente necessário para conciliar a necessidade</p><p>construtiva.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 199</p><p>CONCLUSÃO</p><p>Ao final deste curso foi possível atingir uma parte das principais obras de terra que envolvem</p><p>o mundo da engenharia. Desta forma, os futuros engenheiros adquiriram conhecimentos</p><p>de situações e problemas que enfrentarão na futura vida profissional. Com estes exemplos</p><p>e metodologias apresentadas o conhecimento é aberto e com possibilidades diárias de</p><p>expansão, já que estamos vivendo em uma sociedade que está sempre buscando a evolução,</p><p>aprimoramento, economia e qualidade.</p><p>Espera-se que ao finalizar este curso vocês alunos tenham a capacidade e autonomia de</p><p>se encontrar com estas e tantas outras situações do mundo da engenharia civil que sempre</p><p>começa no solo. Entender o solo conhecer suas propriedades, resistência e metodologias é</p><p>muito importante e garantia de estabilidade, para que assim sejam evitadas consequências</p><p>que muitas vezes apresentam danos irreparáveis, ou seja, englobam vidas humanas.</p><p>Por isso o conhecimento das NBR’s e das NR’s é tão importante na vida profissional</p><p>de um engenheiro, mantendo-o responsável pela execução do serviço. Não se esqueça o</p><p>engenheiro deve dar o exemplo deve cobrar segurança e deve se responsabilizar pela execução</p><p>da construção. Portanto, as obras de terra não envolvem somente o solo, indo muito além.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 200</p><p>ELEMENTOS COMPLEMENTARES</p><p>LIVROS</p><p>Autor: CAPUTO, H. P.; CAPUTO, A.N.</p><p>Título: Mecânica dos solos e suas aplicações, volumes 1, 2 e 37.ed. - Rio de Janeiro:</p><p>Editora: LTC, 2015.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 201</p><p>Autor: FIORI, A. P.</p><p>Título: Fundamentos de Mecânica dos Solos e das Rochas: aplicações na estabilidade</p><p>de taludes. São Paulo:</p><p>Editora: Oficina de textos, 2015.</p><p>Autor: GERSCOVICH, D. M. S.</p><p>Título: Estabilidade de taludes 2. ed. São Paulo:</p><p>Editora: Oficina de Textos, 2016</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 202</p><p>Autor: Faical Massad.</p><p>Título: Obras de Terra. Subtítulo, Curso Básico de Geotecnia 2. ed.</p><p>Editora: Oficina De Textos. Ano, 2010.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 203</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9061:1985 - Segurança de</p><p>escavação a céu aberto – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT,1985.</p><p>ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11682:2009 – Estabilidade</p><p>de encostas. Rio de Janeiro: ABNT, 1991.</p><p>ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12266: 1992 - Projeto e</p><p>execução de valas para assentamento de tubulação de água esgoto ou drenagem</p><p>urbana – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT,1992.</p><p>ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR-6484:2001- Solo –</p><p>“Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos”. Rio de Janeiro: ABNT, 2001.</p><p>ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7182:2016 - Solo - ensaio</p><p>de compactação. Rio de Janeiro: ABNT,2016</p><p>CAPUTO, H. P., Mecânica dos solos e suas aplicações, volumes 1, 2 e 3: fundamentos</p><p>/ Homero Pinto Caputo, Armando Negreiros Caputo, J. Martinho de A. Rodrigues.</p><p>7.ed. - Rio de Janeiro: LTC, 2015.</p><p>FIORI, A. P. Fundamentos de Mecânica dos Solos e das Rochas: aplicações na</p><p>estabilidade de taludes. São Paulo: Oficina de textos, 2015.</p><p>CHIOSSI, N. J. Geologia de engenharia. 3. ed. São Paulo: Oficina de textos, 2016.</p><p>FLORIANO, C. Mecânica dos solos. Porto Alegre: SAGAH, 2016.</p><p>GERSCOVICH, D. M. S. Notas de aula: muros de arrimo. FEUERJ, 2010.</p><p>GERSCOVICH, D. Estabilidade de taludes. São Paulo: Oficina de Textos, 2012.</p><p>GERSOGOVICH, D.M.S.; DANZIGER, B.R.; SARAMAGO, R. Contenções: Teoria e</p><p>Aplicações em Obras. São Paulo: Oficina de Textos, 2014.</p><p>HIGHLAND, L.M.; BOBROWSKY, P. O manual de deslizamento – Um guia para a</p><p>compressão de deslizamento. Serviço Geológico do Canadá, Reston, Virginia: 2008.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 204</p><p>HIGHLAND,L.M.Landslide Types and Processes. USGS, 2014. https://pubs.usgs.</p><p>gov/fs/2004/3072/</p><p>IPT, Manual de geotecnia: talude de rodovias: orientação para diagnóstico e soluções</p><p>de seus problemas. São Paulo: Instituto de Pesquisas Tecnológicas, 1991.</p><p>KNAPPETT, J. A.; CRAIG, R.F. Mecânica dos Solos. 8. ed. Rio de Janeiro : LTC, 2014.</p><p>MANUAL DE NORMALIZAÇÃO. DNIT 2009 - Terraplenagem - Cortes, especificação</p><p>de serviço, 3. ed. Rio de Janeiro, 2009.</p><p>MARANGON, Márcio. Notas de aula: Tópicos em Geotecnia e Obras de terra. UFJF,</p><p>2006.</p><p>MARANGON, Márcio. Notas de aula: Barragens de Terra. UFJF, 2006.</p><p>MASSAD, F. Obras de Terra - Curso Básico de Geotecnia. 2. ed. Oficina de Textos:</p><p>2010.</p><p>MATTOS, A.D. Como preparar orçamentos de obras: dicas para orçamentistas,</p><p>estudos de caso, exemplo. São Paulo: Editora Pini, 2006.</p><p>MOLITERNO, A. Caderno de muro de arrimo. São Paulo: Editora Blucher, 1994.</p><p>NAVFAC. Foundations and earth structures. Design Manual 7.2, U.S. Department of</p><p>the Navy, Alexandria, 1982.</p><p>NORMA REGULAMENTADORA. NR 18 - Condições e meio ambiente de trabalho na</p><p>indústria da construção. Brasil, 2006.</p><p>PINTO, C. de S. Curso Básico de Mecânica dos Solos. Editora Oficina de Textos,</p><p>São Paulo, 2002.</p><p>RIFFEL, E.S.; GUASSELLI, L. A.; BRESSANI, L. A. Desastres associados a movimentos</p><p>de massa: uma revisão de literatura. Bol. Goia. Geogr. V.36, n.2, 2016.</p><p>SPINK, M. J. Produção de sentidos no cotidiano: uma abordagem teórico metodológica</p><p>para análise das práticas discursivas. Rio de Janeiro: Centro Edelstein de Pesquisas</p><p>Sociais (Edição virtual), 2014.</p><p>5 26 2000 13,4</p><p>Proctor</p><p>modificado</p><p>4,5 45,7 5 55 2000 28,3</p><p>Tabela 1 – Energias de compactação por impacto. Fonte: Faiçal (2010).</p><p>1.4 Energia de compactação</p><p>A energia de compactação obtida pelo ensaio de Proctor tem como objetivo aproximar</p><p>a compactação em laboratório com a realizada no campo. Desta forma, os ensaios em</p><p>laboratório funcionam como ensaios de referência para a compactação de campo.</p><p>Comparando diferentes tipos de solo observa-se que quanto maior a energia de compactação</p><p>desprendida para um determinado tipo de solo, maior será o peso específico seco máximo</p><p>do solo e menor sua umidade. Sendo o contrário verdadeiro, ou seja, quanto menor a energia</p><p>de compactação, menor será o peso específico do solo e maior a umidade o solo terá.</p><p>Esta energia de compactação apresentada na tabela acima é obtida através da fórmula:</p><p>Em que:</p><p>E = energia de compactação (Kg cm/cm3).</p><p>P = peso do soquete.</p><p>h = altura de queda do equipamento.</p><p>N = n° de golpes (por camada).</p><p>n = n° de camadas a serem realizadas.</p><p>V = volume total de solo compactado.</p><p>Vejamos um exemplo de aplicação referente à energia de compactação a ser adotada</p><p>em campo.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 14</p><p>1.4.1 Exemplo 1</p><p>Quantas passadas de um compactador tipo “sapo” serão necessárias em uma camada</p><p>de compactação com 0,20 m de espessura? Considerando que irá desenvolver uma energia</p><p>de compactação igual à do ensaio Proctor Normal (soquete de 2,5 kg) em cada camada e</p><p>o equipamento de compactação sapo tem as seguintes características (peso = 108,0 kg;</p><p>altura de queda = 0,40 m, Φ = 0,32 m).</p><p>Então, em laboratório foi realizado o ensaio de Proctor normal, com massa do soquete</p><p>igual a 2,5 kg e obteve-se uma umidade ótima e peso específico seco máximo. Com estes</p><p>parâmetros definidos foi determinado a energia de compactação desprendida em laboratório</p><p>e que se deseja adotar em campo. Entretanto, em campo será utilizado o compactador tipo</p><p>sapo com as características apresentadas e serão camadas de solo compactado de 20 cm,</p><p>quantos golpes do sapo deverão ser dados para que o seja corretamente compactado como</p><p>determinado em laboratório.</p><p>Reorganizando os dados:</p><p>E = 5,9 kg cm/cm³ (energia do Proctor normal)</p><p>P= peso do soquete (sapo)= 108 kg</p><p>h = 0,40 m (altura de queda do sapo)</p><p>N =? (número de golpes por camada)</p><p>n = 1 de 20 cm (número de camadas e espessura)</p><p>V = volume que cada passada do equipamento sapo faz</p><p>Deve-se obter o volume que cada passada do equipamento tipo sapo consegue compactar.</p><p>Sendo:</p><p>Volume = π.r².h</p><p>Em que:</p><p>R = raio do sapo que tem diâmetro de 32 cm, então equivale a 16cm</p><p>H = altura da camada de solo a ser compactado = 20cm</p><p>Volume = 3,14. (16)².20</p><p>Volume = 16.076,8 cm³</p><p>Agora podemos substituir na fórmula da energia:</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 15</p><p>N = 21,95, então adotamos 22 golpes.</p><p>Ou seja, será necessário passar 22 vezes o sapo para que se atinge a energia de compactação</p><p>ideal, como determinado em laboratório.</p><p>Isto acontece na prática</p><p>Quando se compacta um solo com a umidade abaixo da ótima, com o solo seco,</p><p>existe um maior atrito entre as partículas, os grãos ficam duros e porosos dificultando</p><p>o arranjo entre eles e consequente difícil redução dos vazios entre os grãos. À medida</p><p>que a umidade aumenta, os agregados absorvem úmida, se tornam mais moles e</p><p>possibilita a aproximação entre eles. Entretanto, isto tem um limite, na umidade ótima,</p><p>se ultrapassar e a umidade estiver muito alta, a compactação não consegue expulsar</p><p>o ar, pois os vazios estão preenchidos por água e saturados. Assim, na linguagem do</p><p>campo diz que o solo está borrachudo, pois a energia aplicada é transferida para a</p><p>água e não o material. O solo sofre um processo de cisalhamento.</p><p>1.5 Controle da compactação</p><p>Então, para garantir que um solo seja corretamente compactado e com as especificações</p><p>de acordo com o laboratório é necessário que se tenha um controle e gerenciamento adequado</p><p>da compactação. Desta forma, evita-se que uma camada seja inadequadamente compactada</p><p>e coberta com outra camada de solo.</p><p>Uma das formas é comparar o peso específico do solo seco dado em laboratório com</p><p>o obtido em campo, assim como a umidade para ver se ambos estão dentro dos limites</p><p>especificados.</p><p>O controle da compactação envolve verificar se o GC (grau de compactação) e Δh (variação</p><p>da umidade) estão dentro dos limites especificados.</p><p>É fundamental que em toda obras os solos sejam homogêneos e deve-se manter a umidade</p><p>próxima da ótima através do uso de aeradores (perda de umidade) ou pelo aumento de</p><p>umidade (a irrigação), assim como deve-se garantir que a espessura de cada camada lançada</p><p>seja menor que 30 cm.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 16</p><p>1.5.1 Grau de compactação e umidade</p><p>O grau de compactação (GC) é utilizado para controlar a compactação em campo, sendo</p><p>dado pela seguinte expressão:</p><p>Em que:</p><p>γs Campo = peso específico do solo seco obtido no campo, ao estar realizando a compactação.</p><p>γs máx = peso específico do solo seco obtido em laboratório para determinado tipo de solo.</p><p>Após esta divisão, multiplica-se o valor por 100, para obter o GC em porcentagem. Este</p><p>GC deve ser comparado com o valor indicado pelo projetista de acordo com o tipo de obra</p><p>e exigência, ou seja, qual a margem de porcentagem que podemos ter aceitável para a</p><p>compactação. Em geral adota-se no mínimo 95% do GC.</p><p>Em relação a variação de umidade (Δh) tem-se que:</p><p>Δh = hcampo – hótima</p><p>Em que:</p><p>hcampo = umidade do solo obtido em campo.</p><p>hótima = umidade do solo obtido em laboratório.</p><p>A margem de variação da umidade também é determinada. Então, por exemplo, especifica-</p><p>se que para a execução da compactação deve-se ter uma umidade com variação máxima</p><p>de – 2% ou +2%.</p><p>Ao comparar os valores do campo e com a ótima, se estiver fora desta margem deve-se</p><p>realizar os ajustes de umidade.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 17</p><p>AULA 2</p><p>RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO</p><p>DOS SOLOS</p><p>Define-se como resistência ao cisalhamento do solo a máxima pressão de cisalhamento</p><p>que o solo pode suportar sem sofrer ruptura.</p><p>Os carregamentos externos aplicados na superfície ou a geometria da superfície da massa</p><p>de solo contribui para o desenvolvimento de tensões cisalhantes, que podem chegar a valores</p><p>próximos da máxima tensão cisalhante que o solo suporte e ocasionar a ruptura.</p><p>Além disso, a resistência ao cisalhamento dos solos depende de dois parâmetros: atrito</p><p>e coesão.</p><p>2.1 Finalidades da resistência ao cisalhamento dos solos</p><p>A resistência ao cisalhamento é uma das propriedades fundamentais de comportamento</p><p>dos solos, através dela é possível solucionar problemas da engenharia geotécnica.</p><p>A resistência ao cisalhamento tem aplicação direta em projetos de estabilização de taludes,</p><p>barragens, muros de arrimo, em fundações como sapatas e estacas.</p><p>Conforme a Figura 8, podemos visualizar exemplos de aplicação usados na engenharia.</p><p>Nos exemplos são indicadas em linhas tracejadas as curvas de ruptura, ao qual o solo perde</p><p>a resistência ao cisalhamento ocasionando a ruptura.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 18</p><p>Figura 8 - Exemplos de aplicação da resistência ao cisalhamento dos solos. Fonte: Adaptado de https://pt.slideshare.net/FernandoEduardoBoff/14-resistencia-ao-cisalhamento</p><p>Estes problemas de perda da resistência ao cisalhamento, além dos carregamentos</p><p>externos aplicados ou devido à geometria são provenientes da má execução de aterros,</p><p>falta ou ineficiência do sistema de drenagem interna e sem proteção, por exemplo, com</p><p>cobertura vegetal pode também levar ao movimento de massa.</p><p>Isto porque os solos normalmente resistem bem às tensões de compressão, porém têm</p><p>capacidade limitada de suportar tensões de tração e cisalhamento.</p><p>2.2 A ruptura devido ao cisalhamento</p><p>A ruptura é caracterizada pela formação de uma superfície de cisalhamento</p><p>contínua na</p><p>massa de solo.</p><p>Uma camada de solo em torno da superfície de cisalhamento perde suas características</p><p>durante o processo de ruptura formando a zona cisalhada. Verificar na Figura 9 o exemplo</p><p>da superfície de cisalhamento e a zona fraca, ou seja, onde ocorre o cisalhamento.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 19</p><p>Figura 9 - Superfície de deslizamento. Fonte: http://www.eng.uerj.br/~denise/pdf/resistenciacisalhamento.pdf</p><p>2.2.1 Formas de ruptura</p><p>Existem principalmente duas formas de ruptura:</p><p>a) Forma Plástica: o corpo de prova vai se deformando indefinidamente sob uma tensão</p><p>constante.</p><p>Exemplos típicos: argilas moles ou medias e areias fofas ou compactas.</p><p>b) Forma Brusca ou Frágil: material se desintegra quando atingida certa tensão ou</p><p>deformação.</p><p>Exemplos típicos: argilas rijas e duras e areias compactadas.</p><p>Na Figura 10 são representadas as formas de ruptura frágil e plástico em função da</p><p>aplicação da tensão (eixo vertical) e tem-se a deformação característica de acordo com o</p><p>material (eixo horizontal).</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 20</p><p>Figura 10 - Gráfico de ruptura. Fonte: Elaborado pelo autor (2020)</p><p>2.3 Teoria da resistência ao cisalhamento</p><p>A resistência ao deslizamento (Τ) é proporcional à força normal aplicada (N) em um corpo</p><p>pode ser apresentada na Figura 11, segundo a relação:</p><p>T = N x F</p><p>Figura 11 - Forças aplicadas a um corpo. Fonte: https://slideplayer.com.br/slide/1612800/</p><p>Em que:</p><p>F = coeficiente de atrito entre os dois materiais.</p><p>N = força normal aplicada, representada pela letra grega “σ”.</p><p>2.3.1 Atrito</p><p>O atrito é a interação entre duas superfícies na região de contato. A resistência devido</p><p>ao atrito pode ser demonstrada por analogia com o problema de deslizamento de um corpo</p><p>sobre uma superfície plana horizontal ou com inclinação.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 21</p><p>Assim, para solos a relação é descrita como:</p><p>τ = σ x tg φ</p><p>Em que:</p><p>“φ” é o ângulo de atrito interno do solo.</p><p>“σ” é a tensão normal.</p><p>“τ” a tensão de cisalhamento.</p><p>Se no atrito simples de escorregamento entre os sólidos o ângulo de atrito “φ” é praticamente</p><p>constante, o mesmo não ocorre com os materiais granulares, em que as forças atuantes,</p><p>modificando sua compacidade, mudam o ângulo de atrito “φ”, para um mesmo solo.</p><p>O ângulo de atrito interno do solo depende do tipo de material e para um mesmo material,</p><p>depende de diversos fatores (densidade, rugosidade, forma etc.).</p><p>Assim, grande parte da resistência ao cisalhamento é devida ao atrito existente no solo.</p><p>2.3.2 Coesão</p><p>Além do atrito existe uma interação/atração físico-química entre as partículas que também</p><p>pode provocar resistência e varia conforme o tipo de solo.</p><p>Assim, os solos argilosos e siltosos que têm essa propriedade de coesão, chamam-se</p><p>coesivos.</p><p>Os solos não-coesivos que são areias puras e pedregulhos, desmoronam facilmente ao</p><p>serem cortados ou escavados, não apresentando esta interação. Portanto, apresenta coesão</p><p>igual a 0.</p><p>2.3.3 Determinação dos parâmetros de resistência</p><p>Então, para definir a resistência ao cisalhamento dos solos (Ƭ) leva-se em consideração</p><p>a parcela referente ao atrito e a coesão, representado pela equação:</p><p>Ƭ = c + σ.tg ø</p><p>Em que:</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 22</p><p>“τ” a tensão de cisalhamento.</p><p>c é a coesão.</p><p>“φ” é o ângulo de atrito interno do solo.</p><p>“σ” é a tensão normal.</p><p>Conforme a Figura 12, podemos verificar que o ângulo de atrito interno do solo é obtido</p><p>pela reta paralela ao eixo x que cruza a reta de cisalhamento e a coesão é dado pelo valor</p><p>de intercepto no eixo y.</p><p>No eixo y temos a tensão de cisalhamento (τ) e o eixo x é a tensão vertical normal (σ).</p><p>Figura 12 - Reta de cisalhamento. Fonte: Caputo (2015)</p><p>Anote isso</p><p>É importante notar que estes parâmetros de coesão, ângulo de atrito interno do solo e</p><p>a resistência ao cisalhamento são obtidos por ensaio de laboratórios. Sendo aplicadas</p><p>tensões normais máximas que ocasionam o cisalhamento, desta maneira obtém-se a</p><p>resistência máxima ao cisalhamento para determinado tipo de solo.</p><p>2.4 Ensaios de resistência ao cisalhamento</p><p>Para a determinação dos parâmetros de resistência ao cisalhamento, coesão e atrito é</p><p>necessário realizar ensaios para cada tipo de solo.</p><p>Dentre estes ensaios temos, como principais:</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 23</p><p>• Compressão simples (uniaxial).</p><p>• Cisalhamento direto.</p><p>• Compressão triaxial.</p><p>2.4.1 Compressão simples (uniaxial)</p><p>Este é o método mais simples e rápido para determinar a resistência ao cisalhamento de</p><p>solos coesivos. O ensaio é realizado com o corpo de prova em uma prensa aberta, conforme</p><p>mostrado na Figura 13.</p><p>Figura 13 - Prensa utilizada no ensaio de compressão simples. Fonte: https://contech.eng.br/servicos/ensaios-em-solos/ensaio-de-compressao-simples</p><p>Nesse ensaio é aplicada uma pressão axial (σ1), sem aplicação de pressões laterais (σ3).</p><p>A carga é aplicada progressivamente, sendo traçada a curva tensão-deformação diretamente,</p><p>por um dispositivo adaptado ao aparelho utilizado para esse ensaio.</p><p>No mínimo são realizados três ensaios, ou seja, três repetições.</p><p>2.4.2 Cisalhamento direto</p><p>Este ensaio é usado para solos arenosos e granulares.</p><p>A amostra de solo é colocada em uma caixa de aço bipartida. O corpo de prova é carregado</p><p>inicialmente com uma força vertical N, que corresponde a uma tensão normal (σ) na seção</p><p>de área S correspondente a caixa (Figura 14).</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 24</p><p>Figura 14 - Caixa de amostra para o ensaio de cisalhamento direto. Fonte: https://alemdainercia.wordpress.com/2019/04/10/o-ensaio-de-cisalhamento-direto/</p><p>Metade da caixa inferior permanece fixa enquanto a tensão normal (σ ) é mantida constante,</p><p>aplica-se uma força horizontal (T) crescente na metade superior da caixa até romper o corpo</p><p>de prova por cisalhamento.</p><p>O equipamento acoplado fornece o valor da tensão de cisalhamento quando o corpo de</p><p>prova rompeu. Então, repete-se o ensaio com várias tensões normais.</p><p>Assim, para pelo menos 3 valores de tensões normais são obtidas 3 tensões de cisalhamento.</p><p>Com estes dados traça-se o diagrama no gráfico da reta de ruptura. Entre os pontos das</p><p>coordenadas T e σ traça-se a reta de ruptura entre os pontos, conforme Figura 15.</p><p>Figura 15 - Reta de ruptura obtida no ensaio de cisalhamento direto. Fonte: Adaptado de Caputo (2015).</p><p>A partir do gráfico da Figura 15 pode-se obter os valores da coesão e ângulo de atrito</p><p>interno do solo.</p><p>A partir das letras indicadas no gráfico é possível obter as seguintes informações das</p><p>regiões:</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 25</p><p>• Região I: nesta região os pontos de tensões que estão abaixo da reta de ruptura do</p><p>solo podemos concluir que o solo se apresenta estável e com as tensões abaixo da</p><p>máxima resistência ao cisalhamento do solo.</p><p>• Região II: nesta região ou melhor os pontos de tensões que estão na reta de ruptura</p><p>do solo podemos concluir que o solo se apresenta em eminência de ruptura, pois está</p><p>com a máxima tensão que o solo suporta. Se por ventura ocorrer um acréscimo de</p><p>tensão o solo vai romper.</p><p>• Região III: nesta região os pontos de tensões estão acima da reta de ruptura do solo</p><p>podemos concluir que o solo não apresenta mais estabilidade, ou seja, já ocorreu a</p><p>ruptura, pois extrapolou a máxima resistência de cisalhamento que o solo suporta.</p><p>2.4.3 Compressão triaxial</p><p>O ensaio de compressão triaxial é teoricamente o mais completo e o mais utilizado. Nele,</p><p>um corpo de prova cilíndrico é envolvido por membrana de látex impermeável e colocado</p><p>dentro de uma câmara preenchida por água destilada.</p><p>Durante o ensaio é aplicado uma pressão na água e desta forma o corpo de prova fica</p><p>submetido à determinada tensão de confinamento (σ3). Conjuntamente se</p><p>aplica uma tensão</p><p>vertical (σ1) que aumenta constantemente. Isto induz o cisalhamento no solo levando até</p><p>a ruptura ou deformação do solo.</p><p>Figura 16 - Ensaio de compressão triaxial. Fonte: https://slideplayer.com.br/slide/295636/</p><p>Este ensaio obedece aos critérios de ruptura de Mohr-Coulomb. Assim, para determinada</p><p>tensão confinamento σ3 (menor) há um valor de σ1 (tensão vertical maior) na ruptura.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 26</p><p>Aumentando σ3 , a σ1 aumenta também e forma um outro círculo. Cada círculo representa</p><p>o estado de tensões na ruptura do ensaio, como é possível observar na Figura 17.</p><p>Figura 17 - Envoltórias de ruptura no ensaio de compressão triaxial. Fonte: Adaptado de Caputo (2015).</p><p>A linha tangente aos arcos é definida como envoltória de ruptura de Mohr. Frequentemente</p><p>associada a uma reta deve-se a simplificação de Coulomb:</p><p>τ = c + σ tg φ</p><p>Em que:</p><p>τ = resistência ao cisalhamento.</p><p>φ = ângulo de atrito interno do solo = inclinação da reta.</p><p>σ = tensão normal (vertical).</p><p>c = coesão.</p><p>A partir do gráfico da Figura 17 após traçar os semicírculos, nos pontos de tangência dos</p><p>arcos, ao rebatê-los para o eixo y é obtido a máxima tensão de cisalhamento.</p><p>Assim como pela reta de ruptura tem-se os valores da coesão e ângulo de atrito interno</p><p>do solo. A partir das letras indicadas no gráfico é possível obter as seguintes informações</p><p>das regiões:</p><p>• Região I: se os arcos traçados correspondentes às tensões aplicadas estiverem para</p><p>baixo da envoltória de ruptura, podemos concluir que o solo se apresenta estável e</p><p>com as tensões abaixo da máxima resistência ao cisalhamento do solo.</p><p>• Região II: se os arcos traçados estiverem tangentes à envoltória de ruptura (reta),</p><p>podemos concluir que o solo se apresenta em eminência de ruptura, pois está com a</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 27</p><p>máxima tensão que o solo suporta. Se por ventura ocorrer um acréscimo de tensão</p><p>o solo vai romper.</p><p>• Região III: se os arcos traçados estiverem para cima da envoltória de ruptura, ou seja,</p><p>cruzando a reta, podemos concluir que o solo não apresenta mais estabilidade, ou</p><p>seja, já ocorreu a ruptura, pois extrapolou a máxima resistência de cisalhamento que</p><p>o solo suporta.</p><p>Além disso, este ensaio triaxial permite algumas variações de amostragem, onde simula</p><p>diferentes condições de solicitação nos maciços.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 28</p><p>AULA 3</p><p>EMPUXO DE TERRA</p><p>Empuxo de terra é a ação horizontal produzido pelo maciço de solo sobre uma estrutura</p><p>de contenção que se apoie ou esteja em contato. A ação horizontal é resultante das pressões</p><p>laterais exercidas ao longo da estrutura de apoio, sendo que depende da interação entre o</p><p>solo-estrutura.</p><p>Tanto durante todas as fases das obras que se realizam com ou nos solos e mesmo após</p><p>a obra pronta, é necessário que se saiba a distribuição das forças que atuam no contato</p><p>solo-elemento estrutural, pois mudanças provocadas por deslocamentos horizontais alteram</p><p>a distribuição dos empuxos de terra neste contato.</p><p>3.1 Importância do empuxo</p><p>O empuxo de terra é comumente encontrado em obras de contenção. As obras de contenção</p><p>são construídas com finalidade de estabilizar o maciço contra a ruptura e escorregamento,</p><p>causado pelo peso próprio ou carregamento no maciço, sejam elas permanentes ou</p><p>temporárias.</p><p>• Aplicações permanente: represar solo instável (rodovia ou ferrovia), elevar o terreno</p><p>com movimento mínimo e criar espaço subterrâneo.</p><p>• Aplicações temporárias: os escoramentos de escavações para passagem de tubos/</p><p>cabos ou reparar serviços.</p><p>Assim, conhecer o empuxo é fundamental para a análise e dimensionamento de diversas</p><p>obras de contenção ou que contenham os solos e se tenha a pretensão de estabilizar como:</p><p>muros de arrimo, cortinas em estacas prancha, cortinas atirantadas, obras subterrâneas feitas</p><p>em solos: túneis, garagens subterrâneas, silos enterrados, encontros de pontes, movimentos</p><p>de solos sobre estradas, paredes e outras diversas obras.</p><p>A partir do cálculo do empuxo é realizado o pré-dimensionamento da estrutura e</p><p>posteriormente a verificação da estabilidade.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 29</p><p>3.1.1 Presença da água</p><p>É importante realizar a verificação da presença da água nos maciços de solo das obras,</p><p>pois com a ação da água tem-se:</p><p>• Diminuição da resistência do maciço.</p><p>• Deve-se considerar o efeito da pressão vertical nos cálculos.</p><p>• Sem correto sistema de drenagem, pode duplicar o empuxo atuante, pois o peso</p><p>específico do solo aumenta.</p><p>Ao realizar as obras de terra é importante prever, dimensionar e instalar corretamente os</p><p>dispositivos de drenagem. Esses dispositivos podem ser sistemas superficiais e subsuperficiais.</p><p>São exemplos de sistemas superficiais as canaletas transversais, longitudinais, dissipadores</p><p>de energia, caixa coletora e cobertura vegetal.</p><p>Já os exemplos de sistemas de drenagem subsuperficiais: drenos horizontais, trincheiras</p><p>drenantes, filtros granulares e geodrenos.</p><p>Isto está na rede</p><p>Para entender melhor a ação do empuxo acompanhe o vídeo: “Muro de arrimo: entenda</p><p>o empuxo de terra no muro de contenção”.</p><p>Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=_DWKL-tfFWg</p><p>Como o exemplo do vídeo, quando se tem um talude natural e se deseja realizar uma</p><p>construção, como no exemplo, uma residência, necessita-se cortar o maciço de solo.</p><p>Este talude apresentava estabilidade, mas ao cortar necessita-se garantir a estabilidade</p><p>através de estruturas de contenção, como o muro de arrimo.</p><p>Desta maneira, é necessário entender as forças atuantes. Assim, as tensões verticais</p><p>do solo exercem uma proporcionalidade no muro de arrimo em tensões horizontais.</p><p>Como mostrado no vídeo, vemos que com a presença da água além do empuxo de terra</p><p>exercendo no muro de arrimo tem que se levar em consideração o empuxo da água.</p><p>Ao se realizar sistemas de drenagem eficientes, a água não exerce o empuxo e assim</p><p>menos pressão estará agindo na estrutura de contenção. Com menos esforço atuante,</p><p>o muro se torna mais barato e garante economia no dimensionamento e execução.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 30</p><p>3.2 Distribuição de tensões do empuxo</p><p>Como identificado no vídeo anterior, as tensões verticais que exercem no solo provocam as</p><p>tensões horizontais. Uma vez que em situação inicial o maciço de terra apresenta estabilidade,</p><p>mas ao sofrer interferência do ser humano se desestabiliza e necessita ser contido.</p><p>3.2.1 Tipos de tensões</p><p>Um grande problema na mecânica dos solos é a determinação das tensões induzidas</p><p>no solo completamente saturado, ou seja, com os vazios do solo totalmente preenchidos</p><p>com água.</p><p>Existem três tipos de tensão atuando ao longo da profundidade do solo:</p><p>a) Tensão total (σ) do carregamento atuante, tal como a tensão inicial do solo somada</p><p>ao peso da sobrecarga.</p><p>b) Poro-pressão da água (u) nos vazios induzida pelo peso da água, carga externa ou</p><p>ambos.</p><p>c) Tensão efetiva (σ’) entre os grãos de solo, sendo a verdadeira causa da deformação.</p><p>Estas tensões são dadas pela equação:</p><p>σv’=σ - u</p><p>Em que:</p><p>σv’= tensão vertical efetiva.</p><p>σv= tensão vertical total.</p><p>u = poro-pressão da água.</p><p>Assim, nos cálculos do empuxo serão levados em conta as tensões efetivas quando não</p><p>houver a presença do nível d’água já que ao construir tais estruturas de contenção serão</p><p>instalados sistemas de drenagem eficientes garantindo maiores economias.</p><p>Além disso, essas tensões verticais efetivas exercem uma proporcionalidade com as</p><p>tensões horizontais, sendo estas também efetivas através do coeficiente de empuxo (k).</p><p>O coeficiente de empuxo varia em função da elasticidade do material de acordo com</p><p>parâmetros geotécnicos do solo, ângulo de atrito, índice de vazios entre outros.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 31</p><p>3.3 Condições de movimentação</p><p>Tanto durante todas as fases das obras que se realizam, com ou nos solos e mesmo após</p><p>a obra pronta é necessário que se saiba a distribuição das forças que atuam no contato</p><p>solo-elemento estrutural, pois mudanças provocadas por deslocamentos horizontais alteram</p><p>a distribuição dos empuxos de terra neste contato.</p><p>Então, o plano da parede está sujeito a três tipos de interação:</p><p>• Repouso.</p><p>• Ativo .</p><p>• Passivo.</p><p>Figura 18 - Condições de movimentação da parede. Fonte: Caputo (2015)</p><p>No empuxo no repouso a estrutura não se movimenta, mas nem sempre a estrutura</p><p>é travada e apresenta repouso absoluto. Dessa forma, surge assim a movimentação que</p><p>acionam as resistências internas de cisalhamento, na horizontal dada pelo empuxo no estado</p><p>ativo e passivo.</p><p>3.3.1 Empuxo no repouso</p><p>No empuxo no repouso, como pode-se ver na Figura 19, o plano de contenção da estrutura</p><p>não se movimenta, estando em equilíbrio perfeito com o solo absolutamente estável. O</p><p>coeficiente de empuxo no repouso é denominado como K0.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 32</p><p>As estruturas que por sua natureza essencialmente rígida não possam ou não devam</p><p>sofrer deslocamentos estão engastadas ou enterradas, tal como uma parede de subsolo</p><p>em edifício (Figura 19).</p><p>Figura 19 - Paredes de um subsolo de um edifício. Fonte: Gerscovich (2010).</p><p>As estruturas estão em repouso e não se deslocam no plano quando não sofrem grandes</p><p>variações de temperatura.</p><p>Segundo Caputo (2015), o coeficiente de empuxo no repouso pode ser dado pelos seguintes</p><p>valores conforme a tabela 2.</p><p>Tipo de solo Valor de K0</p><p>Argila pré-adensada 0,70 a 0,75</p><p>Areia natural 0,50</p><p>Areia solta 0,40</p><p>Areia compactada 0,60 a 0,75</p><p>Argila pastosa 1,0</p><p>Água 1,0</p><p>Tabela 2 – Valores do coeficiente de empuxo no repouso (K0) de acordo com o tipo de solo. Fonte: Caputo (2015).</p><p>Da mesma forma, o empuxo no repouso pode ser encontrado em função do tipo de solo,</p><p>dado em função do ângulo de atrito interno do solo (Φ):</p><p>K0= 1 – senΦ</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 33</p><p>3.3.2 Empuxo ativo</p><p>O empuxo no estado ativo desenvolve-se quando o solo age sobre a estrutura de contenção,</p><p>ou seja, o solo desloca a estrutura e a parede se afasta. Esse fenômeno é chamado de</p><p>distensão do solo.</p><p>Desta forma, o maciço de solo se apoia sobre o muro, sofrendo uma distensão em virtude</p><p>do deslocamento relativo que tende a ocorrer, conforme apresentado na Figura 20.</p><p>Figura 20 - Condições do empuxo ativo. Fonte: Gerscovich (2010).</p><p>Nesse caso, o maciço de solo está em situação iminente de ruptura. A tensão horizontal é</p><p>dada em função da tensão vertical e o coeficiente de empuxo no estado ativo pela equação:</p><p>σ h’=Ka*σv’</p><p>Em que:</p><p>σh’ = tensão horizontal efetiva.</p><p>Ka= coeficiente de empuxo ativo.</p><p>σv’ = tensão vertical efetiva.</p><p>3.3.3 Empuxo passivo</p><p>O empuxo passivo desenvolve-se quando a estrutura de contenção age pressionando</p><p>o solo provocando o seu deslocamento em sentido contrário ao caso ativo. É o caso, por</p><p>exemplo, da ação de tirantes executados para conter o deslocamento de um talude em</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 34</p><p>corte. O tirante “puxa” a face do talude comprimindo-o. Um exemplo é a fundação de pontes</p><p>suportadas por esforços horizontais dos solos (Figura 21).</p><p>Desta forma, a estrutura se movimenta ao encontro do solo causando compressão no</p><p>maciço. E o maciço resiste à ação transmitida pelo muro.</p><p>Figura 21 – Condições do empuxo passivo. Fonte: Gerscovich (2010).</p><p>A tensão horizontal é dada em função da tensão vertical e o coeficiente de empuxo no</p><p>estado passivo pela equação:</p><p>σ h’=Kp*σv’</p><p>Em que:</p><p>σh’ = tensão horizontal efetiva.</p><p>Kp= coeficiente de empuxo passivo.</p><p>σv’ = tensão vertical efetiva.</p><p>3.3.4 Empuxo Passivo x Ativo</p><p>Em determinadas obras, a interação solo-estrutura pode englobar simultaneamente as</p><p>duas categorias referidas: empuxo passivo e ativo. Como um muro-cais ancorado, como</p><p>apresentado na Figura 22.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 35</p><p>Figura 22 - Muro-cais ancorado. Fonte: Gerscovich (2010)</p><p>Outro exemplo clássico são as estacas prancha, onde uma parte da estaca está enterrada,</p><p>ou seja, ancorada. Na parte inferior, ancorada, tem a ação do empuxo passivo e na parte</p><p>superior, age o empuxo ativo onde o maciço de solo tende a desloca a estaca prancha para</p><p>fora, note na figura abaixo.</p><p>Figura 23 - Exemplo do empuxo ativo x passivo. Fonte: Gerscovich (2010)</p><p>https://portalvirtuhab.paginas.ufsc.br/estaca-prancha/</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 36</p><p>Anote isso</p><p>É importante lembrar os principais fatores que influenciam na determinação do</p><p>empuxo são eles:</p><p>• Nível d’água.</p><p>• Sobrecarga aplicada à superfície do terreno: uniformemente distribuída, linear</p><p>uniforme, concentrada.</p><p>• Atrito solo-muro, resistência entre a estrutura e o muro.</p><p>• Fendas de tração, aberturas que desenvolvem na crista do talude, provocando a</p><p>entrada de água e desestabilização do talude.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 37</p><p>AULA 4</p><p>TEORIA DE RANKINE</p><p>Dando continuidade à aula anterior que foi visto sobre o empuxo de terra existem algumas</p><p>metodologias de cálculo e formas para se calcular o empuxo de terra e a sua distribuição</p><p>de pressões ao longo do plano de contenção.</p><p>Através da Teoria de Rankine é possível admitir o plano de deslocamento da estrutura e</p><p>assim determinar o empuxo atuante.</p><p>4.1 Método de cálculo</p><p>A Teoria de Rankine é um método clássico de cálculo no equilíbrio-limite, ou seja, admite</p><p>que o deslocamento que a parede irá desenvolver é no estado limite plástico.</p><p>Assim, na ruptura do solo, ocorrem infinitos planos de ruptura e a plastificação de todo</p><p>o maciço.</p><p>Considerando o solo em estado de equilíbrio plástico, são adotadas algumas condições</p><p>para a aplicação desta teoria:</p><p>• Solo homogêneo e não-coesivo.</p><p>• Ocorre deformação uniforme em todos os pontos do maciço.</p><p>• Superfície plana do terreno.</p><p>• A estrutura de contenção em contato com o solo é vertical.</p><p>• Não considera atrito solo-estrutura, ou seja, estrutura totalmente lisa.</p><p>• Obedece ao critério de ruptura de Mohr.</p><p>Além disso, o ponto de aplicação do empuxo está a 1/3 da altura da contenção, isto em</p><p>relação ao solo.</p><p>As trajetórias do estado-limite correspondente às tensões na ruptura são obtidas através</p><p>do círculo de Mohr com os parâmetros de coesão e ângulo de atrito do solo.</p><p>A fórmula de tensão de cisalhamento é dada por:</p><p>Ƭ= c + σ.tg ф</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 38</p><p>Em que:</p><p>Ƭ = tensão de cisalhamento.</p><p>c= coesão.</p><p>σ= tensão normal.</p><p>ф = ângulo de atrito interno do solo.</p><p>4.1.1 Movimentação do plano</p><p>Conforme a Figura 24, para o caso de um solo não coesivo (coesão = 0), temos que a</p><p>ruptura por cisalhamento ocorre ao longo de um plano que forma um ângulo com o plano</p><p>da maior tensão: principal.</p><p>Na figura representa-se então os planos de ruptura no repouso (1), estado ativo (2) e</p><p>estado passivo (3).</p><p>Figura 24 - Círculo de Mohr - planos de ruptura (solo não coesivo). Fonte: Caputo (2015).</p><p>Observando a Figura 24, a variação do estado de tensões provoca movimentações no</p><p>estado ativo e passivo a plastificação do maciço dá-se ao longo de planos definidos como</p><p>nas figuras 25 e 26.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 39</p><p>Figura 25 - Plano de ruptura no estado ativo. Fonte: Caputo (2015) e https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/16427/16427_3.PDF</p><p>Figura 26 - Plano de ruptura no estado passivo. Fonte: Caputo (2015) e https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/16427/16427_3.PDF.</p><p>No estado ativo, Figura 25, o plano de ruptura é dado na inclinação de 45+ e</p><p>conforme a aplicação da tensão vertical (σv) é constante e a tensão horizontal (σh) diminui</p><p>progressivamente.</p><p>No estado passivo, Figura 26, o plano de ruptura é dado na inclinação de 45- e</p><p>conforme a aplicação</p><p>da tensão vertical (σv) é constante e a tensão horizontal (σh) aumenta</p><p>progressivamente.</p><p>Segundo Caputo (2015):</p><p>Inicialmente observemos que no interior de uma massa de solo —</p><p>considerada como um semiespaço infinito, limitada apenas pela superfície</p><p>do solo e sem nenhuma sobrecarga — uma das tensões principais tem a</p><p>direção vertical e o seu valor é dado pelo peso próprio do solo. A direção</p><p>da outra tensão principal será, consequentemente, horizontal.</p><p>Desta forma, tem-se o deslocamento horizontal em função de uma proporcionalidade da</p><p>tensão vertical.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 40</p><p>Os cálculos, segundo a teoria de Rankine, não consideram o atrito entre o terrapleno e a</p><p>parede, desta forma os resultados obtidos não correspondem à realidade, mas no empuxo</p><p>ativo é válido adotar a teoria de Rankine pois admite maior segurança. Esta teoria é muito</p><p>utilizada devido a fácil e rápida aplicação (CAPUTO, 2015).</p><p>4.2 Solos não coesivos</p><p>Método clássico de cálculo atendendo as condições para a aplicação da teoria de Rankine</p><p>na movimentação do estado ativo e passivo.</p><p>4.2.1 Empuxo ativo</p><p>Admitindo que a parede AB afasta do terrapleno e a pressão horizontal diminui até alcançar</p><p>valor mínimo, tem-se, então, que a tensão de distribuição é equivalente a (Figura 4):</p><p>Ka.γ.h</p><p>Em que:</p><p>Ka = coeficiente de empuxo ativo.</p><p>γ = peso específico do solo.</p><p>h = altura da estrutura.</p><p>A tensão vertical será a pressão principal maior.</p><p>Continuando o deslocamento, AB deixará de apresentar continuidade e produz deslocamento</p><p>na linha BC, formando um ângulo de (45°+ ) com a pressão principal menor.</p><p>A partir desta relação assume-se que, para solos não coesivos, o Ka é equivalente a</p><p>tg2(45- ).</p><p>A expressão do empuxo ativo Ea é igual a área do triangulo ABD, que será:</p><p>Ea = .γ.h2.Ka</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 41</p><p>Figura 27 - Estado ativo. Fonte: Caputo (2015).</p><p>4.2.2 Empuxo passivo</p><p>Admitindo que a parede AB produza o deslizamento, o empuxo deverá ser maior que o</p><p>peso do terrapleno.</p><p>Assim, a pressão horizontal é a maior e a tensão vertical é menor. Tem-se então que a</p><p>tensão de distribuição é equivalente a (Figura 27):</p><p>Kp.γ.h</p><p>Em que:</p><p>Kp = coeficiente de empuxo passivo.</p><p>γ = peso específico do solo.</p><p>h = altura da estrutura.</p><p>Continuando o deslocamento, AB deixará de apresentar continuidade e produz deslocamento</p><p>na linha BC. Que forma um ângulo de (45°- ) com a pressão principal maior.</p><p>A partir desta relação assume-se que, para solos não coesivos, o Kp é equivalente a tg2.</p><p>(45+ )</p><p>A expressão do empuxo ativo Ep é igual a área do triangulo ABD que será:</p><p>Ep = .γ.h2 Kp</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 42</p><p>Figura 28 - Estado passivo. Fonte: Caputo (2015).</p><p>4.2.3 Valores do coeficiente de empuxo</p><p>Para diferentes ângulos de atrito do solo pode-se definir, segundo a Tabela abaixo, os</p><p>valores de Ka e Kp.</p><p>ф Ka Kp</p><p>0º 1,00 1,00</p><p>10º 0,70 1,42</p><p>20º 0,49 2,04</p><p>25º 0,41 2,47</p><p>30º 0,33 3,00</p><p>35º 0,27 3,69</p><p>40º 0,22 4,40</p><p>45º 0,17 5,83</p><p>50º 0,13 7,55</p><p>60º 0,07 13,90</p><p>Tabela 3 - Coeficientes de empuxo ativo e passivo. Fonte: Caputo (2015).</p><p>Como se observa entre os três valores de K podemos escrever que:</p><p>Ka < K0 < Kp</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 43</p><p>4.2.4 Superfície do terrapleno inclinada</p><p>Em muitos casos o solo atrás do muro não está nivelado e pode apresentar inclinação</p><p>acima da horizontal (Figura 29).</p><p>Figura 29 - Empuxo em terrapleno com superfície inclinada. Fonte: Caputo (2015).</p><p>Se a superfície livre do terrapleno tem uma inclinação β, os valores de empuxo serão</p><p>dados por:</p><p>Os seus pontos de aplicação ainda são no terço inferior da altura h.</p><p>4.3 Solos coesivos</p><p>Como o solo não resiste a tensões trativas surgem trincas na região superior do terrapleno</p><p>a uma determinada profundidade Z0.</p><p>A pressão horizontal se anula, sendo negativa acima de z0 e positiva abaixo dessa</p><p>profundidade.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 44</p><p>Teoricamente na profundidade da altura crítica não há empuxo (ele se anula), pois é</p><p>compensado pela área de tração e compressão. Logo, pode-se fazer um corte sem necessidade</p><p>de estrutura de contenção.</p><p>Deve-se considerar a coesão (c) nos cálculos.</p><p>Figura 30 - Empuxo em solos não coesivos. Fonte: Caputo (2015).</p><p>4.3.1 Empuxo Ativo</p><p>Será dado pela expressão:</p><p>Pela qual, a uma profundidade em que o empuxo se anula é denominado altura:</p><p>4.3.2 Empuxo Passivo</p><p>Será dado pela expressão:</p><p>E a profundidade critica pode ser encontrada como no ativo.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 45</p><p>4.4 Efeito da sobrecarga</p><p>Pode ser considerado como uma altura equivalente de solo, h0, escrevendo-se h0=q/γ,</p><p>sendo γ o peso específico do terreno.</p><p>A pressão, numa profundidade z, será então Kγz + Kγh0.</p><p>A resultante será aplicada acima do terço inferior da parede.</p><p>4.4.1 Terreno plano</p><p>Para solos não coesivos adota-se a h0 = q/γ.</p><p>Figura 31 - Sobrecarga em terreno plano. Fonte: Caputo (2015).</p><p>4.4.2 Solo inclinado</p><p>A altura equivalente de solo é dada por:</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 46</p><p>Figura 32 - Sobrecarga em terreno inclinado. Fonte: Caputo (2015).</p><p>4.5 Influência da água</p><p>Na maioria dos casos se realiza sistema de drenagem no terrapleno para que a água não</p><p>desenvolva pressão neutra.</p><p>Mas em casos que não seja possível e tenha a presença do lençol d’água, é necessário</p><p>verificar a influência sobre o cálculo das pressões. Considerando-se a pressão total a soma</p><p>da pressão efetiva e da água:</p><p>σv=σv’ + u</p><p>Em que:</p><p>u= poro-pressão, da água.</p><p>Para efeitos de cálculo:</p><p>Considerar a soma do Empuxo do SOLO + ÁGUA</p><p>Peso específico da água (γ água): cerca de 10 kN/m3</p><p>Peso específico solo saturado: ordem de 19 kN/m3</p><p>Entretanto, considera-se o solo em condições submersas por se referir à tensão efetiva do</p><p>solo. Deve-se achar peso específico solo submerso para calcular o empuxo exercido pelo solo.</p><p>γ sub = γ sat - γ água</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 47</p><p>Em que:</p><p>γ sat = peso específico do solo saturado, ou seja, com todos os vazios preenchidos com</p><p>água.</p><p>γ sub = peso específico do solo submerso, ou seja, equivalente ao peso do solo saturado</p><p>– peso da água .</p><p>4.6 Exercício exemplo</p><p>Considere que um muro de arrimo com 6 metros de altura está suportando um solo, cujo</p><p>peso específico é de 16 kN/m³, e esta areia apresente ângulo de atrito interno de 30°. Pela</p><p>Teoria de Rankine qual é o valor de empuxo ativo sobre este muro? E qual é a resultante do</p><p>empuxo no muro de arrimo?</p><p>Listando as informações do enunciado:</p><p>Altura (h) = 6 metros</p><p>Peso especifico do solo (γ) = 16 kN/m³</p><p>Ângulo de atrito interno (ф) = 30º</p><p>Temos que achar o coeficiente de empuxo ativo dado pela fórmula:</p><p>Ka= tg2(45- )</p><p>Então: Ka= tg2(45- ) → Ka= 0,33</p><p>E depois achar o empuxo ativo pela fórmula substituindo os dados na equação:</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 48</p><p>Ea = γ h2 Ka</p><p>Ea = .16.62.0,33 → 95 kN/m</p><p>O ponto de aplicação é equivalente a 1/3 da altura (h), então 1/3 x 6 = 2 metros acima</p><p>do solo.</p><p>Resposta do exercício exemplo: o valor do empuxo ativo é 95 kN/m e o seu ponto de</p><p>aplicação está localizado à 2 metros da base.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 49</p><p>AULA 5</p><p>TEORIA DE COULOMB</p><p>Dando continuidade à aula anterior que foi visto sobre o empuxo de terra, existem algumas</p><p>metodologias de cálculo e formas para calcular o empuxo de terra e a sua distribuição de</p><p>pressões ao longo do plano de contenção.</p><p>Através da Teoria de Coulomb é possível admitir uma superfície de ruptura do solo e</p><p>assim determinar o empuxo atuante na estrutura de contenção.</p><p>5.1 Método de cálculo</p><p>A Teoria de Coulomb é um método clássico de cálculo</p><p>no equilíbrio-limite e que o maciço</p><p>de solo se rompe segundo superfícies curvas, os quais por conveniência admitem-se planas.</p><p>Então, para a aplicação da teoria de Coulomb considera-se:</p><p>• Solo homogêneo.</p><p>• Existência do atrito-solo.</p><p>• Esforço proveniente da pressão do peso parcial da cunha de terra, que se rompe em</p><p>superfícies curvas, mas que são admitidas planas.</p><p>• A estrutura de contenção não precisa ser plana.</p><p>• O terreno pode ser horizontal ou inclinado.</p><p>Além disso, nada se afirma do ponto de aplicação do empuxo na estrutura de contenção,</p><p>na prática adota-se entre 1/3 a ½ altura da estrutura.</p><p>5.1.1 Hipóteses</p><p>A linha de ruptura forma uma cunha entre a superfície do terreno e a parede interna do</p><p>muro. São admitidas as hipóteses que a superfície de escorregamento é plana e o plano de</p><p>ruptura passa pela base do muro no ponto A, conforme Figura 33.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 50</p><p>Figura 33 - Cunha de ruptura. Fonte: o autor (2020).</p><p>Desta forma, o esforço exercido no muro é proveniente do peso parcial de uma cunha de</p><p>terra que desliza pela perda de resistência ao cisalhamento (ao longo de superfície curvada).</p><p>Na prática é substituída por plano de ruptura, conforme a Figura 34, em A tem-se o estado</p><p>ativo e em B o estado passivo.</p><p>Figura 34 - Planos de ruptura. Fonte: Gersogovich (2010).</p><p>5.1.2 Equilíbrio limite</p><p>Envolve a estabilidade como um todo da cunha de solo entre muro de contenção e o plano</p><p>de ruptura, onde o equilíbrio limite da cunha de solo com seção triangular.</p><p>Solução de limite superior de plasticidade, ocorrendo a ruptura do maciço acima do plano</p><p>de ruptura escolhido quando o muro se afasta do solo ou insere nele.</p><p>Conforme o exemplo da cunha no estado ativo (Figura 35).</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 51</p><p>Figura 35 - Exemplo da cunha de ruptura. Fonte: https://images.app.goo.gl/djnRJ4yNv4u3rBAG9</p><p>5.1.3 Considerações sobre a Teoria de Coulomb</p><p>Esta teoria apresenta mais amplitude de cálculos e utilizações, pois considera condições</p><p>irregulares de geometria do muro e do maciço/retroaterro, sem desprezar a resistência do</p><p>muro e do solo.</p><p>Possibilita também a incorporação sobrecarga concentrada ou distribuída e a existência</p><p>de lençol freático, ou seja, a presença da água.</p><p>Abrange ainda análise da estabilidade de taludes, escavações, barragens de terra e aterros</p><p>e um estudo da estabilidade de muros de arrimo.</p><p>É utilizado para análise de talude íngremes, qualquer tipo de superfície superior do terreno,</p><p>sobrecarga e qualquer contenção em geral.</p><p>5.1.4 Influência do atrito solo-muro</p><p>Ao considerar o atrito entre o solo e o muro (estrutura), isto significa que no plano do tardoz</p><p>(estrutura de contenção) há o desenvolvimento de tensões de cisalhantes que exprimem</p><p>uma resistência.</p><p>O atrito do solo-muro (δ) é determinado pelo ângulo de atrito do solo (φ) admite-se segundo:</p><p>• Terzaghi: ≤ δ ≤ φ;</p><p>• Müller Breslau: δ = φ.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 52</p><p>Segundo o manual de fundações e estruturas publicado em 1982 pela NAVFAC, temos</p><p>valores típicos do ângulo de atrito na interface entre o solo e estrutura em função dos tipos</p><p>de materiais conforme a Tabela 3 abaixo.</p><p>Materiais de interface Ângulo de</p><p>interface</p><p>(δ)</p><p>Massa de</p><p>concreto</p><p>contra</p><p>Rocha sã 25</p><p>Grava limpa, mistura de areia e grava, areia grossa 29 – 31</p><p>Areia impa fina a mediana, areia siltosa mediana a grossa,</p><p>grava siltosa ou argilona</p><p>24 – 29</p><p>Areia fina limpa, areia siltosa ou argila fina a mediana 19 – 24</p><p>Silte arenoso, silte não plástico 17 – 19</p><p>Concreto</p><p>trabalhado</p><p>contra</p><p>Argila medianamente rígida, e rígida, e argila siltosa 17 – 19</p><p>Grava limpa, mistura de areia e grava, brita bem graduada</p><p>com lascas</p><p>22 – 26</p><p>Areia limpa, mistura de grava e areia siltosa, brita dura de um</p><p>tamanho só</p><p>17 - 22</p><p>Estacas de</p><p>aço contra</p><p>Areia siltosa, grava, ou areia misturados com silte ou argila 17</p><p>Silte arenoso fino, silte não plástico 14</p><p>Grava limpa, mistura de areia e grava, brita bem graduada</p><p>com lascas</p><p>22</p><p>Areia limpa, mistura de grava e areia siltosa, brita dura de um</p><p>tamanho só</p><p>17</p><p>Areia siltosa, grava ou areia misturados com silte ou argila 14</p><p>Silte arenoso fino, silte não plástico 11</p><p>Tabela 3 – Valores típicos do ângulo de atrito na interface solo-estrutura. Fonte: NAVAFAC (1982).</p><p>5.2 Solos não coesivos</p><p>Levando-se em conta uma possível cunha de ruptura ABC para o estado ativo, em equilíbrio</p><p>sob a ação de, conforme a Figura 36.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 53</p><p>Figura 36 - Forças atuantes no empuxo ativo. Fonte: Caputo (2015).</p><p>Em que:</p><p>P – peso da cunha, conhecido em grandeza e direção.</p><p>R – reação do terreno, formando um ângulo φ com a normal à linha de ruptura BC.</p><p>Ea – empuxo resistido pela parede, força cuja direção é determinada pelo ângulo δ de</p><p>atrito entre a superfície rugosa AB e o solo arenoso.</p><p>Podemos determinar Ea traçando-se o polígono de forças.</p><p>Admitindo-se, então, vários possíveis planos de escorregamento, BCi, será considerada</p><p>como superfície de ruptura aquela que corresponder ao maior valor de Ea, que é o valor</p><p>procurado.</p><p>Partindo das condições de equilíbrio das três forças P, R e Ea, deduzem-se as equações</p><p>para os empuxos ativo (Ea) e passivo (Ep), este último correspondendo à superfície de</p><p>deslizamento, também suposta plana, que produz o prisma de empuxo mínimo.</p><p>A curvatura da superfície de ruptura tem aqui maior importância que no caso ativo e é</p><p>tanto mais acentuada quanto maior for δ em relação a φ, o que torna admissível a aplicação</p><p>da teoria de Coulomb para o cálculo do empuxo passivo, somente aos solos não coesivos,</p><p>quando δ ≤ φ/3.</p><p>5.2.1 Empuxo ativo</p><p>O empuxo ativo é dado pela fórmula:</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 54</p><p>Em que:</p><p>γ = peso específico do solo.</p><p>h = altura da estrutura .</p><p>Ka= coeficiente de empuxo ativo.</p><p>E o coeficiente de empuxo ativo temos pela fórmula:</p><p>Em que:</p><p>α = ângulo de inclinação do tardoz.</p><p>β = ângulo de inclinação do terreno.</p><p>δ = ângulo de atrito solo-muro.</p><p>φ = ângulo de atrito do solo.</p><p>Lembrando que se:</p><p>α = 90° e β = δ = 0°, a Teoria de Coulomb se iguala a de Rankine.</p><p>5.2.2 Empuxo passivo</p><p>O empuxo passivo é dado pela fórmula:</p><p>Em que:</p><p>γ = peso específico do solo.</p><p>h = altura da estrutura .</p><p>Ka= coeficiente de empuxo passivo.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 55</p><p>E o coeficiente de empuxo passivo pela fórmula:</p><p>Em que:</p><p>α = ângulo de inclinação do tardoz.</p><p>β = ângulo de inclinação do terreno.</p><p>δ = ângulo de atrito solo-muro.</p><p>φ = ângulo de atrito do solo.</p><p>Levando-se em conta uma possível cunha de ruptura ABC para o estado passivo em</p><p>equilíbrio sob a ação de, conforme a Figura 37.</p><p>Figura 37 - Forças atuantes no empuxo passivo. Fonte: Caputo (2015).</p><p>5.2.3 Soluções gráficas</p><p>Existem outras soluções gráficas (Poncelet, Culmann) na literatura procurando resolver</p><p>o problema do cálculo do empuxo.</p><p>O método de Culmann procura determinar a resultante de empuxo para terrapleno com</p><p>geometria irregular ou com carregamento externo, aplicado originalmente para solos não</p><p>coesivos e leva em consideração o ângulo de atrito entre solo e muro. O valor do empuxo</p><p>é determinado fazendo-se variar o ângulo de inclinação da superfície de ruptura, admitida</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 56</p><p>plana. O maior valor deles é tomado como sendo a resultante de empuxo ativo procurada</p><p>ou o menor como sendo a resultante de empuxo passivo.</p><p>5.2.4 Solos coesivos</p><p>Na aplicação da teoria de Coulomb aos solos coesivos, além das forças R (atrito) e P</p><p>(peso da cunha), devemos considerar ainda as forças de coesão, S, ao longo da superfície</p><p>de deslizamento e de adesão, T, entre o terrapleno e a parede.</p><p>5.2.5 Empuxo ativo</p><p>O problema consiste em procurar o máximo valor da força máxima, no caso como</p><p>apresentado</p><p>na Figura 38 o empuxo ativo (Ea) que, com as demais, feche o polígono das</p><p>forças, as quais são conhecidas em grandeza e direção – P, S e T, e apenas em direção – R</p><p>e Ea.</p><p>Figura 38 - Forças atuante no empuxo ativo. Fonte: Caputo (2015).</p><p>Neste caso faz-se necessário o cálculo da resultante diretamente pelo desenho do polígono</p><p>de forças. Não há um coeficiente de empuxo K que corresponda à situação em análise,</p><p>simplificando a sua determinação, como pode haver nos casos anteriores.</p><p>Para a situação de empuxo passivo o procedimento deve ser o mesmo, considerando a</p><p>posição da resultante Ep como já ilustrado.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 57</p><p>5.2.6 Empuxo passivo</p><p>No caso de empuxo passivo em solos arenosos quando δ ≥ φ/3 e em solos coesivos, a</p><p>experiência tem mostrado que a superfície de deslizamento nas proximidades da parede</p><p>tem diretriz nitidamente curva, pelo que a sua forma é suposta constituída por um arco de</p><p>espiral logarítmica ou um arco de circunferência de círculo tangente a uma reta inclinada</p><p>de 45 – com a horizontal.</p><p>No que se segue consideraremos BC como um arco de circunferência de círculo.</p><p>Figura 39 - Envoltória de ruptura no estado passivo. Fonte: Caputo (2015).</p><p>5.3 Ponto de aplicação do empuxo</p><p>O ponto de aplicação do empuxo é obtido traçando-se pelo baricentro G1 da cunha ABC.</p><p>Uma paralela ao plano de escorregamento BC é traçado até encontrar o paramento interno</p><p>G2, que será, aproximadamente, o ponto de aplicação.</p><p>Figura 40 - Ponto de aplicação do empuxo. Fonte: Caputo (2015)</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 58</p><p>5.4 Exercício exemplo</p><p>Considere que um muro de arrimo com 6 metros de altura está suportando um solo, cujo</p><p>o peso específico é de 18 kN/m³ e esta areia apresenta ângulo de atrito interno de 30°.</p><p>Além disso, o plano de inclinação da contenção faz 90° com a horizontal, e o terreno não</p><p>apresenta inclinação, ou seja, faz 0° com a horizontal. O muro-solo apresenta atrito de 25 °.</p><p>Pela Teoria de Coulomb, determine o empuxo ativo sobre este muro? E qual é a resultante</p><p>do empuxo no muro de arrimo?</p><p>Reorganizando as informações dadas do problema:</p><p>α = ângulo de inclinação do tardoz → 90º</p><p>β = ângulo de inclinação do terreno → 0º</p><p>δ = ângulo de atrito solo-muro → 25º</p><p>φ = ângulo de atrito do solo → 30º</p><p>Ea= empuxo ativo ??</p><p>γ = peso específico do solo (kN/m³) → 18 kN/m³</p><p>h = altura (m) → 6metros</p><p>ka= coeficiente de empuxo ativo → achar pela formula de Ka na teoria de coulomb</p><p>Temos que achar o coeficiente de empuxo ativo dado pela fórmula:</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 58</p><p>5.4 Exercício exemplo</p><p>Considere que um muro de arrimo com 6 metros de altura está suportando um solo, cujo</p><p>o peso específico é de 18 kN/m³ e esta areia apresenta ângulo de atrito interno de 30°.</p><p>Além disso, o plano de inclinação da contenção faz 90° com a horizontal, e o terreno não</p><p>apresenta inclinação, ou seja, faz 0° com a horizontal. O muro-solo apresenta atrito de 25 °.</p><p>Pela Teoria de Coulomb, determine o empuxo ativo sobre este muro? E qual é a resultante</p><p>do empuxo no muro de arrimo?</p><p>Reorganizando as informações dadas do problema:</p><p>α = ângulo de inclinação do tardoz → 90º</p><p>β = ângulo de inclinação do terreno → 0º</p><p>δ = ângulo de atrito solo-muro → 25º</p><p>φ = ângulo de atrito do solo → 30º</p><p>Ea= empuxo ativo ??</p><p>γ = peso específico do solo (kN/m³) → 18 kN/m³</p><p>h = altura (m) → 6metros</p><p>ka= coeficiente de empuxo ativo → achar pela formula de Ka na teoria de coulomb</p><p>Temos que achar o coeficiente de empuxo ativo dado pela fórmula:</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 59</p><p>Então:</p><p>Ka → 0,29</p><p>E depois achar o empuxo ativo pela fórmula, substituindo os dados na equação:</p><p>Ea = γ h2 Ka</p><p>Ea = 1/2.18.62.0,29 → 93,96 kN/m</p><p>O ponto de aplicação é equivalente a 1/3 da altura (h), então 1/3 x 6 = 2 metros acima</p><p>do solo.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 60</p><p>AULA 6</p><p>ESCAVAÇÃO DE VALAS E</p><p>ESCORAMENTOS</p><p>Para iniciar este assunto sobre escavações de valas e escoramento é importante entender</p><p>alguns conceitos e definições que os englobam, conforme o glossário abaixo:</p><p>• Escavação: Remoção de solo, da superfície natural do terreno até a cota de projeto.</p><p>• Vala: Abertura no solo, feita mecânica ou manualmente, com seção transversal definida,</p><p>para a instalação de tubulações.</p><p>• Escoramento: Estrutura para manter estáveis os taludes das escavações.</p><p>• Esgotamento: Retirada da água da vala, para o desenvolvimento dos trabalhos dentro</p><p>dela.</p><p>• Fundo da vala: Parte inferior da vala, sobre a qual a tubulação é apoiada diretamente</p><p>ou através de um berço adequado.</p><p>• Profundidade da vala: Diferença de nível entre o fundo da vala e a superfície do terreno.</p><p>• Reaterro da vala: Recomposição de solo desde o fundo da vala até a superfície do terreno.</p><p>• Rebaixamento de lençol: Operação que tem por finalidade eliminar ou diminuir o fluxo</p><p>de água do lençol freático para o interior da vala, através de sistema apropriado.</p><p>Então, o que seriam as escavações e com quais finalidades são executadas na engenharia</p><p>civil?</p><p>As escavações de valas são realizadas principalmente em obras de saneamento, drenagem</p><p>para construção e passagem de redes de gás e oleodutos. Assim como englobam grandes</p><p>obras, como para construção de metros, galerias de água pluvial, execução de tubulões</p><p>(fundações), subsolos de edifícios e obras em geral que são enterradas.</p><p>A execução deste serviço é regida pela NBR 12.266 (ABNT, 1992) que define valas para</p><p>tubulações de água, esgoto ou drenagem e estabelece critérios para o posicionamento e</p><p>execução dos escoramentos.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 61</p><p>6.1 Aspectos de dimensionamento</p><p>Alguns aspectos geotécnicos devem ser observados ao serem realizadas as escavações</p><p>e os escoramentos entre eles estão:</p><p>• Propriedades do solo e/ou rocha.</p><p>• Condições do nivel d’água.</p><p>• Forma e dimensões das escavações.</p><p>• Espaço disponível.</p><p>• Situação das fundações vizinhas.</p><p>• Estudo da estabilidade pela distribuição de pressões do terreno sobre as estruturas de</p><p>contenção: o empuxo obtido pelas teorias de Rankine e Coulomb.</p><p>Esses aspectos devem ser levados em conta tendo como principais objetivos: garantir</p><p>condições para realização destes serviços e principalmente garantir a segurança dos</p><p>trabalhadores.</p><p>6.2 Métodos de escavação</p><p>Os métodos de escavação e técnicas dependem de alguns fatores que são regidos pela</p><p>NBR 9.061/85 – Segurança de escavações a Céu Aberto (ABNT,1985).</p><p>6.2.1 Classificação dos materiais</p><p>De acordo com os tipos de materiais e a sua classificação, é adotado o melhor processo</p><p>para a sua escavação. Os materiais são classificados por categoria que está em função do</p><p>tipo de material e o processo de escavação adequado, conforme a Tabela 4.</p><p>OBRAS DE TERRA</p><p>ME. BETINA LUDWIG NAVARRO</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 62</p><p>Categoria Característica Material Processo</p><p>1a Mais fácil de ser retirado Areia, argila Escavação</p><p>simples</p><p>2ª Retirado com certa dificuldade Argila rija, com</p><p>predominância de</p><p>pedregulho com diâmetro</p><p>entre 0,15m a 1,00m</p><p>Escarificação,</p><p>eventualmente</p><p>explosivos</p><p>3a Difícil de ser retirada Rocha ou blocos de rochas Emprego de</p><p>explosivos</p><p>Tabela 4 - Classificação dos materiais. Fonte: DNIT (2009).</p><p>Na figura 41 abaixo pode-se verificar as características dos materiais. O primeiro da</p><p>esquerda para direita é um material de primeira categoria, a imagem central representa</p><p>material de segunda categoria e a última imagem, à direita um material de terceira categoria.</p><p>Figura 41 - Tipos de materiais de acordo com a categoria. Fonte: https://pedreirao.com.br/o-que-sao-materiais-de-1-2-e-3-categorias-passo-a-passo/</p><p>6.2.2 Manual</p><p>A escavação manual é realizada com o auxílio de ferramentas manuais e utilizando a</p><p>força braçal humana. São indicadas para profundidades até 1,50 metro. Sendo indicada</p>