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UNIVERSIDADE ANHANGUERA DE SÃO PAULO - UNIAN - UNIDADE ABC CURSO DE ENGENHARIA CIVIL – 9º SEMESTRE Anderson Menezes Lagares – RA 3708612449 Emerson Alves dos Santos – RA 090457480 Fernando Vieira Passos – RA 101230770 Renan Y. Jordan – RA 3708610293 ESTUDO DE CASO: CONTENÇÕES UMA ABORDAGEM; GABIÕES PONTOS FRACOS E PONTOS FORTES. São Bernardo do Campo, - SP Fevereiro / 2016 Anderson Menezes Lagares – RA 3708612449 Emerson Alves dos Santos – RA 090457480 Fernando Vieira Passos – RA 101230770 Renan Y. Jordan – RA 3708610293 ESTRUTURAS ESPECIAIS E PRÉ-MOLDADOS Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Universidade Anhanguera de São Bernardo do Campo, tem como requisito parcial para obtenção de nota na disciplina Estruturas Especiais e Pré-Moldados. Orientador: Prof. Benedito C. Oliveira Jr. São Bernardo do Campo, - SP Fevereiro / 2016 Lista de Figuras Figura 1 – Malha hexagonal de dupla torção - fonte: http://www.belgobekaert.com.br/ .................................................................................................................................... 5 Figura 2 – Gabião tipo caixa - fonte: http://www.belgobekaert.com.br/ ....................... 5 Figura 3 – Gabião caixa na base do talude - fonte: http://www.belgobekaert.com.br/ . 5 Figura 4 - Gabião tipo colchão - fonte: http://www.belgobekaert.com.br/ .................... 6 Figura 5 - Gabião caixa e Gabião colchão - fonte: http://www.belgobekaert.com.br/ .. 6 Figura 6 – Revestimento de Colchões de Gabião – Dimensões Típicas – Fonte: PHD 5023 – Obras Fluviais.................................................................................................. 7 Figura 7 - Gabião Tipo Saco - fonte: http://www.belgobekaert.com.br/ ....................... 9 Figura 8 - Gabião saco - Gabião caixa – fonte: http://www.belgobekaert.com.br/ ....... 9 Lista de equações Equação 1 – Fórmula de verificação de tensão de arraste – Fonte: Obras Fluviais/2001 ............................................................................................................... 8 Sumário Lista de Figuras.............................................................................................................i Lista de equações.........................................................................................................ii 1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 3 2. DESENVOLVIMENTO .......................................................................................... 4 2.1 GABIÕES ....................................................................................................... 4 2.2 Gabião Tipo Caixa .......................................................................................... 4 2.3 Gabião Tipo Colchão ...................................................................................... 6 2.4 Gabião tipo saco ............................................................................................ 8 2.5 Critérios de medição e pagamento ................................................................. 9 2.6 Pontos Fortes do Gabião ............................................................................. 10 2.6.1 Manipulação e construção ..................................................................... 10 2.6.2 Endurance ............................................................................................. 10 2.6.3 Drenagem .............................................................................................. 10 2.7 Pontos Fracos do Gabião ............................................................................. 11 2.7.1 Estética .................................................................................................. 11 2.7.2 Manutenção ........................................................................................... 11 2.7.3 Parede e Custo ...................................................................................... 11 2.7.4 Endurance ............................................................................................. 11 2.7.5 Paredes Inspeção .................................................................................. 12 3. CONCLUSÃO ..................................................................................................... 12 4. REFERENCIAS .................................................................................................. 14 3 1. INTRODUÇÃO As obras de contenções envolvem escavações profundas, cortes verticais e aterros de grandes dimensões importantes para a implantação de empreendimentos, especialmente em áreas urbanas, onde há escassez de áreas para construir. Segundo Hachich (1998) as características do terreno, bem como as condições do lençol freático e das construções que rodeiam a obra tornam mais difíceis à definição do tipo de contenção a se utilizar para que seu desempenho seja considerado bem-sucedido. Escavações em obras de contenção provocam a movimentação das massas de solo a seu redor, devido à variação no seu estado de tensões, adensamento de solos saturados, por rebaixamento do lençol freático, entre outras causas. Para isso precisamos conhecer a estratigrafia do maciço de solo a ser contido, determinar os parâmetros de resistência ao cisalhamento do mesmo, bem como, determinar os esforços atuantes e os deslocamentos gerados pelos mesmos sobre esta contenção, através de métodos de cálculo consagrados na literatura geotécnica, tais como os métodos de Blum (1931) e Joppert Jr. (2007) ou de programas computacionais como o Cype. A contenção é frequentemente empregada na Engenharia Civil em projetos de pontes, metrôs, saneamento, estradas, viadutos e subsolos de edifícios. A contenção é uma estrutura que está ligada diretamente ao solo, sendo condicionada pelo seu deslocamento. Em função dos riscos que a movimentação de terra envolve, erros de dimensionamento, de projeto e de execução podem ser fatais. Sobre a diversidade de métodos existentes, a opção deve recair pelo mais seguro, com custo compatível. Nos últimos anos, em resposta ao surgimento de projetos mais complexos e cronogramas mais enxutos, o segmento de contenção evoluiu. De modo geral, as técnicas vêm sendo aprimoradas, a exemplo das paredes-diafragma. Essa metodologia deu um salto com o avanço de maquinários como as hidrofresas, aposentando gradativamente o clam shell mecânico, convencionalmente utilizado no Brasil desde os anos 1970-80. Assim, sem comprometer a segurança e a velocidade 4 e com relativa redução de ruído, aumentou-se a capacidade e a profundidade das escavações, incluindo a adoção de paredes mais espessas. 2. DESENVOLVIMENTO 2.1 GABIÕES Gabiões são compostos por gaiolas de aço zincado de malha hexagonal e preenchidas com pedras com peso entre 2 kg e 5 kg. É uma das técnicas de contenção mais utilizadas, por ser de fácil execução, ter baixo custo e se integrar bem ao meio ambiente. Monolíticos, com elevada permeabilidade e boas condições de acomodação em deslocamentos, são usados em muros de contenção, proteção de margens e canalização de córregos. Há três tipologias principais. O gabião caixa, em formato de paralelepípedo, é mais usado como muro. Utilizado para o revestimento das margens e de leitos de cursos d'água, o gabião colchão também tem formatode paralelepípedo, mas pequena espessura. Já o gabião cilíndrico (ou saco) é constituído de um único pano de tela de forma retangular que é enrolado, assumindo a forma cilíndrica. É utilizado em obras emergenciais. Seu desempenho relaciona-se diretamente ao cuidado dos operários em organizar as pedras no interior da gaiola. Caso contrário, a quantidade de vazios entre elas pode ser muito grande e tornar o muro mais leve do que previa o projeto. É essencial assegurar que as características de resistência do terreno sejam as consideradas no projeto. Resistência menor que a prevista pode colocar em risco a estabilidade da contenção. É importante, também, que o local de apoio seja previamente preparado e nivelado. 2.2 Gabião Tipo Caixa Os gabiões tipo caixa são constituídos de tela de arame revestido ou não preenchidos com pedras. São muito empregados, na forma de muros, para a associação entre a resistência hidráulica e a estabilidade geotécnica das margens. Os critérios de dimensionamento são os mesmos apresentados para os colchões de 5 gabiões, especialmente quanto ao critério de tensões de arraste, velocidade crítica e velocidade junto ao contado solo – gabião. Toda a segurança do gabião reside na integridade da tela, que para tal pode ser revestida de plástico. Os gabiões tipo caixa são disponíveis em caixas de 1 a 2 m de comprimento, com altura de 0,50 a 1 m. Figura 1 – Malha hexagonal de dupla torção - fonte: http://www.belgobekaert.com.br/ Figura 2 – Gabião tipo caixa - fonte: http://www.belgobekaert.com.br/ Figura 3 – Gabião caixa na base do talude - fonte: http://www.belgobekaert.com.br/ 6 A disponibilidade de arames e malhas para a confecção do gabião fica a critério de pesquisa por depender especificamente de cada fabricante e tecnologia empregada no processo e sua devida aplicação. 2.3 Gabião Tipo Colchão Os colchões de gabião são os elementos de revestimento flexível mais empregados em obras fluviais devido à suas vantagens técnicas em relação aos revestimentos lançados. Os gabiões tipo colchão, constituídos de caixa formada por tela metálica, revestida ou não, e enchimento de pedra, quando comparados ao revestimento tradicional de enrocamento lançado, tem a vantagem de exigirem espessura menor, pedras de menores dimensões e menor consumo de material. Sua segurança, no entanto, fica condicionada à durabilidade das malhas metálicas que compõe as caixas. Figura 4 - Gabião tipo colchão - fonte: http://www.belgobekaert.com.br/ Figura 5 - Gabião caixa e Gabião colchão - fonte: http://www.belgobekaert.com.br/ 7 Figura 6 – Revestimento de Colchões de Gabião – Dimensões Típicas – Fonte: PHD 5023 – Obras Fluviais A verificação do revestimento em gabião tipo colchão é usualmente feito em termos de tensão de arraste, velocidade crítica e ação de ondas e deformações. 8 Equação 1 – Fórmula de verificação de tensão de arraste – Fonte: Obras Fluviais/2001 2.4 Gabião tipo saco Os gabiões tipo saco são empregados em leitos de cursos d’água, obras de emergência, estivas em terrenos moles e como elementos de fundação de muros de gabiões. O gabião saco é constituído de um único pano de tela em malha hexagonal de dupla torção retangular que, no momento da montagem, é enrolado de modo a unir os lados maiores do retângulo, assumindo a forma cilíndrica. Nas bordas livres das extremidades, passa alternadamente pela malha um fio de diâmetro maior que aquele usado na malha da tela, a fim de reforçar as extremidades, possibilitando que elas sejam apertadas e a peça formada. 9 Figura 7 - Gabião Tipo Saco - fonte: http://www.belgobekaert.com.br/ Figura 8 - Gabião saco - Gabião caixa – fonte: http://www.belgobekaert.com.br/ 2.5 Critérios de medição e pagamento A medição será por metro cúbico de gabião colocado de acordo com as especificações e recomendações do fabricante, medido no local de implantação. Na execução dos serviços estão inclusos todos os custos com impostos, taxas, royalties, material de enchimento, telas, tirantes e costuras. O pagamento será feito de acordo com as quantidades medidas, por metro cúbico de gabião assentado. 10 2.6 Pontos Fortes do Gabião 2.6.1 Manipulação e construção Os materiais de construção para paredes de gabiões são fáceis de transportar na obra, fácil de descarregar e guardar. O preenchimento do rock vem em vários tamanhos e cores para acomodar o volume e design de cada parede, tornando-os personalizados para cada aplicação. Os gabiões podem ser colocado a seguir um grau ao longo de uma parede, formam os bancos de leitos e reforçar dunas nas zonas costeiras. Os topos das paredes de gabiões podem diminuir para seguir qualquer mudança de altitude da paisagem. A velocidade de construção permanece rápida. 2.6.2 Endurance Os muros de gabiões se destacam por resistir a ruptura e separação, devido à flexibilidade de sua construção de malha de arame. Eles podem suportar pancadas de onda e fluxo repetido sem desintegração. O cascalho e pedras usados na construção de gabiões são naturais para o meio ambiente e pode suportar anos de desgaste por erosão da água. O arame galvanizado utilizado na malha resiste à corrosão e ferrugem. 2.6.3 Drenagem Devido ao seixo e cascalho que nos permite a construção de muros de gabiões, a permeabilidade permanece boa, permitindo drenagem natural suficiente de escoamento, ao diminuir a velocidade da água, quebrando-o e dispersando a pressão sobre uma vasta área. 11 2.7 Pontos Fracos do Gabião 2.7.1 Estética As estruturas Gabião sofreram uma reputação de ser feio e não natural em ambientes de rio, lagoa e praia. As paredes da frente virada para aparecer branda e mecânica em design, em vez de formar barreiras de aparência natural de rock. Grandes muros de gabiões construídos em praias turísticas servem como uma distração, onde as paredes muito grossas e compridas deve ser utilizado para proteger áreas de praia grandes. 2.7.2 Manutenção Se as rochas se deslocarem ou se desgastarem dentro dos cestos de metal por motivo de fortes ondas, toda a parede tem de ser desmontada para se atingir a área danificada. Para pilhas de gabiões muito altos, qualquer dano para as áreas mais baixas requer a remoção das elevações da parede superior, que pode ser caro e demorado. 2.7.3 Parede e Custo Embora muros de gabiões ofereça uma boa opção econômica para a maioria das aplicações, eles continuam a ser mais caros para instalar em encostas vegetadas naturais ou enrocamento. Muros de gabiões exigem equipamentos pesados para a construção. 2.7.4 Endurance Instâncias de fluxos de altas velocidades e onda de interação podem fazer com que as pedras raspem e rasguem a malha de arame das cestas da parede gabião, derramando o enrocamento. 12 2.7.5 Paredes Inspeção Gabião deve ser inspecionado em uma base regular para garantir a sua integridade. Eles também devem ser inspecionados e avaliados imediatamente após qualquer tempestade, que causou um fluxo de água mais pesado do que o normal. 3. CONCLUSÃO Este trabalho visa uma breve apresentação do muro de contenção gabião e sua aplicação. As estruturas de contenção em gabiões são muito eficientes. Os materiais utilizados, na produção e execução, são facilmente encontrados. O menor custo desta estrutura em relação aos outros tipos de contenções, podendo chegar a 50% a menos do valor de algumas alternativas existentes no mercado. Podemos observar pelas suas características que a contenção em gabião é uma das mais versáteis soluçõestécnicas disponíveis. Não só executadas como muros, mas utilizadas em vários casos como: taludes de rios, apoio de pontes, dissipadores de energia dentro de córregos, canais de drenagem, etc. Principalmente em áreas como córregos, onde o fluxo de água é constante, não observam grandes problemas na execução, por ser uma estrutura permeável e não necessitar de áreas totalmente secas, e, tempo de cura como o concreto. Em casos de remoção ou alteração do tipo de contenção, o muro em gabiões também apresenta fácil manuseio, sem necessitar equipamentos de demolição. Por ser executadas com materiais inertes e não criar obstáculos à passagem de água e favorecem a recuperação da fauna e flora, a integração desta estrutura em qualquer ecossistema, auxiliando na preservação do meio ambiente. Como são estruturas flexíveis e apresentam grande resistência à tração e ao empuxo dos terrenos, deformam-se sem prejudicar o desempenho da contenção. Caso ocorra o rompimento desta estrutura, por motivo reológico ou por outras 13 causas, isto ocorrerá de forma relativamente lenta, e não de forma abrupta. Podendo, assim, evitar acidentes por haver tempo hábil a tomar as devidas precauções. As contenções, de modo geral, são para garantir a segurança, tanto provisória como permanentemente. Como visto, as estruturas em gabiões apresentam ótimo desempenho como alternativa de contenção. Muito utilizada no passado e no presente, e, ainda será uma ótima solução no futuro, mesmo com o surgimento de novas técnicas de contenção. 14 4. REFERENCIAS HACHICH, Waldemar. Fundações: teoria e prática. São Paulo: PINI, 1998. DIONATAN BORGES MAGNUS - ADAILTON ANTONIO DOS SANTOS - Dimensionamento de Contenção para Subsolo – Estudo de Caso Disponível em: http://200.18.15.27/bitstream/1/2469/1/Dionatan%20Borges%20Magnus.pdf Acesso em: Fevereiro, 2016. JULIANA NAKAMURA - A engenharia oferece soluções de contenção variadas, adequadas para as situações mais diversas. Geologia do terreno, estudo de riscos, custo e cronograma da obra influenciam a escolha da técnica de execução. Fontes consultadas: Progeo Engenharia, Costa Fortuna, Terratest, livro "Fundações: Teoria e Prática", ABMS/Abef (Editora Pini). Disponível em: http://construcaomercado.pini.com.br/negocios-incorporacao- construcao/154/artigo311023-1.aspx Acesso em: Fevereiro, 2016. http://www.belgobekaert.com.br/ PHD 5023 – Obras Fluviais Prof. Dr. Giorgio Brighetti José Rodolfo Scarati Martins LENY TIEMI ONODERA - O USO DE GABIÕES COMO ESTRUTURA DE CONTENÇÃO - disponível em: http://engenharia.anhembi.br/tcc-05/civil- 16.pdf - acesso em: março/2016
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