Origens e Historicidade das Contenções

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Origens e Historicidade das Contenções
Parâmetros importantes para as obras de reforço e contenção, como a qualidade e o atendimento às normas técnicas, estão sendo subjugados em prol do custo mais baixo. Por outro lado, o mercado oferece uma quantidade cada vez maior de sistemas (JOPPERT JUNIOR, 2007).
No entanto, nem sempre foi assim, a origem do estudo das contenções surgiu em um primeiro momento por incentivo da indústria automobilística que se viu na necessidade de promover contenções nos seus mais diversos materiais que foram sendo aglutinados na construção dos automóveis (MORRISON, 1993). 
Em paralelo, seguindo a mesma linha, a indústria da construção civil se viu na necessidade de expansão para novos terrenos e situações nas quais os métodos de construção convencionais não mais seriam usuais, surgindo assim o amplo campo de estudo e desenvolvimento das estruturas de contenção que são o escopo de apresentação deste breve trabalho (RIBEIRO et al., 2012).
Fato curioso é de se observar, que a mesmo em meados dos anos 60 os prédios não eram dotados de subsolo, que por ventura do advento do acesso aos automóveis, cada vez mais espaço teve de ser obtido para as garagens e estacionamentos, a projeção então se deu verticalmente para dentro, partindo então da necessidade de escavar cada vez mais terra, cada vez mais se remanejar solo, drenar lençóis hídricos e corrigir solos fracos em resistência, elevando a importância do estudo das contenções (MORRISON, 1993). 
Desse modo as contenções passaram desde sua projeção em estruturas de amarração manual, percorrendo posteriormente as telas metálicas e já na modernidade as telas de concreto armado com demais materiais, onde especial atenção atualmente se dá para o campo de expansão dos materiais de inserção no concreto, buscando dessa forma, menores custos, prazos mais rápidos de execução e índices de esbeltez cada vez maiores (RIBEIRO et al., 2012). 
Hoje em dia podemos citar como principal parâmetro de escolha do sistema de contenção é o de custar o mínimo possível. A qualidade e o atendimento às normas estão de lado. Reflexo do arrocho econômico que afeta a construção civil, embora não represente a totalidade do setor - os bons construtores ainda seguem as regras - profissionais da área de contenções e fundações estão cada vez mais sujeitos à pressão para reduzirem custos e optar pelas soluções menos onerosas, o que não significa exatamente a melhor solução (JOPPERT JUNIOR, 2007).
	Em sentido contrário, os obstáculos aumentam a cada dia, pelo menos nas grandes cidades, devido às dificuldades de se escavar mais subsolos e executar contenções em espaços reduzidos (RIBEIRO et al., 2012). Tudo somado aumenta o custo da obra e a pressão sobre o construtor (SUN; MATSUOKA; XU, 2004).
Nos campos seguintes deste trabalho, uma breve introdução aos modelos de contenções e sucinto compêndio dessas estruturas nos leva a conhecer um pouco mais sobre essa técnica da construção civil (JOPPERT JUNIOR, 2007). 
Introdução
Ressaltamos que é importante saber três coisas sobre contenção: trata-se de obra de risco, pode vir abaixo se mal dimensionada ou mal-executada e - como consequência trágica - coloca vidas em risco. Partindo desses pressupostos, dentre a infinidade de métodos existentes, o construtor deve optar sempre pelo mais seguro, com custo compatível já que não há solução que resolva qualquer caso (MORRISON, 1993).
Porém, em geral, esses parâmetros não são usados na definição do sistema ideal. Não só os projetistas e consultores, mas os fabricantes garantem: há muitos absurdos sendo cometidos e, graças ao desconhecimento do próprio contratante, contar com um bom projeto é indispensável (JOPPERT JUNIOR, 2007).
Enquanto de um lado projetistas e fabricantes reclamam, na outra ponta os construtores também despejam suas queixas. Outro ponto problemático é a falta do serviço de pós-execução. Quando acontece algum problema com a vizinhança, os executores não costumam voltar para discutir e resolver o problema (RIBEIRO et al., 2012).
Os maiores riscos envolvidos são o de deformação excessiva e de ruptura. A deformação excessiva de uma contenção implica problemas com edificações e utilidades vizinhas, como o surgimento de fissuras e trincas (MARZIONNA, 1998). Em casos extremos, a ruptura da parede de contenção ocasiona graves consequências para o entorno (SUN; MATSUOKA; XU, 2004).
	Um bom projeto de contenção tem de prever a sondagem, o comportamento das águas do subsolo e as possibilidades de infiltração de água de chuva e das redes hidrossanitárias. Aliás, má drenagem é um dos principais complicadores de sistemas de contenção (JOPPERT JUNIOR, 2007).
	Outro problema sério relacionado à qualidade do projeto de contenção é a atenção que deve ser dada ao terreno vizinho à obra. As tecnologias mais modernas propiciam maior produtividade, melhor aproveitamento do terreno e escavações mais profundas e seguras (FRIGERIO, 1996).
Essas obras de contenção, necessárias em locais de topografia acidentada, representam sempre um elevado ônus no orçamento total da obra. Diante disso, é importante a realização de uma análise detalhada de qual tipo de contenção atende do ponto de vista técnico, além de satisfazer também quanto ao aspecto econômico (MORRISON, 1993).
Dessa forma, podemos listar duas principais classes de contenções que serão abordadas no presente trabalho, sendo elas os muros e as cortinas (JOPPERT JUNIOR, 2007). 
Muros
Os muros são estruturas contínuas de contenção vertical ou inclinadas, ancoradas em uma fundação. Podem ser estruturados em diversos materiais, como tijolos, solo, pedras, pneus e demais (RIBEIRO et al., 2012). Os muros de arrimo se classificam em de gravidade, flexão e com ou sem tirantes, os quais se apresentam nos tópicos seguintes. 
Muros de Alvenaria em Pedra
Os muros de alvenaria em pedra são os mais comuns e antigos meios de contenção ainda presentes. De elevada resistência, essa prática consiste unicamente em um encaixe de pedras gerais em sua porção vertical (SUN; MATSUOKA; XU, 2004). 
Este muro apresenta como vantagens a simplicidade de construção e a dispensa de dispositivos de drenagem, pois o material do muro é drenante. Outra vantagem é o custo reduzido, especialmente quando os blocos de pedras são disponíveis no local (MORRISON, 1993). No entanto, a estabilidade interna do muro requer que os blocos tenham dimensões aproximadamente regulares, o que causa um valor menor do atrito entre as pedras (JOPPERT JUNIOR, 2007).
Muros de pedra sem argamassa devem ser recomendados unicamente para a contenção de taludes com alturas de até 2m. A base do muro deve ter largura mínima de 50cm a 100cm e deve ser apoiada em uma cota inferior à da superfície do terreno, de modo a reduzir o risco de ruptura por deslizamento no contato muro-fundação (RIBEIRO et al., 2012). 
Quanto a taludes de maior altura (superiores à 3m), deve-se empregar argamassa de cimento e areia para preencher os vazios dos blocos de pedras. Neste caso, podem ser utilizados blocos de dimensões variadas (JOPPERT JUNIOR, 2007). A argamassa provoca uma maior rigidez no muro, porém elimina a sua capacidade drenante (RIBEIRO et al., 2012).
Muros de Arrimo
Elemento estrutural que apresenta a função de conter um determinado maciço de terra que possa vir a desmoronar se deixada com o talude livre. É a solução mais comum para segurar um barranco (MORRISON, 1993). A função do muro de arrimo é substituir a terra que foi removida para a feitura de um platô (FRIGERIO, 1996; RIBEIRO et al., 2012).
É importante ressaltar que nos muros de arrimo, sua função precípua é ancorar o talude, de modo que deva exercer uma pressão em contra-flecha no mínimo igual à pressão que a camada de material retirado da encosta exercia sobre o corte do talude, enquanto que o filtro instalado em sua interface com o solo alivia a chamada pressão neutra oriunda dos fluidos percolantes do solo (JOPPERT JUNIOR, 2007). 
Muros de Concreto Ciclópico ou Concreto Gravidade
Omuro de concreto ciclópico é uma estrutura construída mediante o preenchimento de uma fôrma com concreto e blocos de rocha de dimensões variadas. Devido à impermeabilidade deste muro, é imprescindível a execução de um sistema adequado de drenagem (MARZIONNA, 1998). 
A sessão transversal é usualmente trapezoidal, com largura da base da ordem de 50% da altura do muro (MORRISON, 1993). A especificação do muro com faces inclinadas ou em degraus pode causar uma economia significativa de material. Para muros com face frontal plana e vertical, devesse recomendar uma inclinação para trás (em direção ao retro-aterro) de pelo menos 1:30 (cerca de 2 graus com a vertical), de modo a evitar a sensação ótica de uma inclinação do muro na direção do tombamento para a frente (JOPPERT JUNIOR, 2007). 
Os furos de drenagem devem ser posicionados de modo a minimizar o impacto visual devido às manchas que o fluxo de água causa na face frontal do muro. Alternativamente, pode-se realizar a drenagem na face posterior (tardoz) do muro através de uma manta de material geossintético (tipo geotêxtil) (RIBEIRO et al., 2012). 
Neste caso, a água é recolhida através de tubos de drenagem adequadamente posicionados (SUN; MATSUOKA; XU, 2004).
Muros de Gabião
São constituídos por gaiolas metálicas preenchidas com pedras arrumadas manualmente e construídas com fios de aço galvanizado em malha hexagonal com dupla torção (MARZIONNA, 1998). As dimensões usuais dos gabiões são: comprimento de 2m e seção transversal quadrada com 1m de aresta. No caso de muros de grande altura, gabiões mais baixos (altura = 0,5m), que apresentam maior rigidez e resistência, devem ser posicionados nas camadas inferiores, onde as tensões de compressão são mais significativas (JOPPERT JUNIOR, 2007).
A rede metálica que compõe os gabiões apresenta resistência mecânica elevada. No caso da ruptura de um dos arames, a dupla torção dos elementos preserva a forma e a flexibilidade da malha, absorvendo as deformações excessivas (MORRISON, 1993). 
O arame dos gabiões é protegido por uma galvanização dupla e, em alguns casos, por revestimento com uma camada de PVC. Esta proteção é eficiente contra a ação das intempéries e de águas e solos agressivos (MACCAFERRI, 1990).
Muros de Sacos de Solo-Cimento
São constituídos por camadas formadas por sacos de poliéster ou similares, preenchidos por uma mistura cimento-solo da ordem de 1:10 a 1:15 (em volume) (FRIGERIO, 1996). 
O solo utilizado é inicialmente submetido a um peneiramento em uma malha de 9mm, para a retirada dos pedregulhos (RIBEIRO et al., 2012). Em seguida, o cimento é espalhado e misturado, adicionando-se água em quantidade 1% acima da correspondente à umidade ótima de compactação protetor normal. Após a homogeneização, a mistura é colocada em sacos, com preenchimento até cerca de dois terços do volume útil do saco. Procede-se então o fechamento mediante costura manual (JOPPERT JUNIOR, 2007). 
O ensacamento do material facilita o transporte para o local da obra e torna dispensável a utilização de fôrmas para a execução do muro (RIBEIRO et al., 2012). No local de construção, os sacos de solo-cimento são arrumados em camadas posicionadas horizontalmente e, a seguir, cada camada do material é compactada de modo a reduzir o volume de vazios (SUN; MATSUOKA; XU, 2004). 
O posicionamento dos sacos de uma camada é propositalmente desencontrado em relação à camada imediatamente inferior, de modo a garantir um maior intertravamento e, em consequência, uma maior densidade do muro. A compactação é em geral realizada manualmente com soquetes (MORRISON, 1993). 
As faces externas do muro podem receber uma proteção superficial de argamassa de concreto magro, para prevenir contra a ação erosiva de ventos e águas superficiais (JOPPERT JUNIOR, 2007).
Muros de Pneus
Construídos a partir do lançamento de camadas horizontais de pneus, amarrados entre si com corda ou arame e preenchidos com solo compactado. Funcionam como muros de gravidade e apresentam com vantagens o reuso de pneus descartados e a flexibilidade (MARZIONNA, 1998). 
A utilização de pneus usados em obras geotécnicas apresenta-se como uma solução que combina a elevada resistência mecânica do material com o baixo custo, comparativamente aos materiais convencionais (SUN; MATSUOKA; XU, 2004). 
Sendo um muro de peso, os muros de solo-pneus estão limitados a alturas inferiores a 5m e à disponibilidade de espaço para a construção de uma base com largura da ordem de 40 a 60% da altura do muro (MORRISON, 1993). No entanto, deve-se ressaltar que o muro de solo-pneus é uma estrutura flexível e, portanto, as deformações horizontais e verticais podem ser superiores às usuais em muros de peso de alvenaria ou concreto (RIBEIRO et al., 2012). 
Assim sendo, não se recomenda a construção de muros de solo-pneus para contenção de terrenos que sirvam de suporte a obras civis pouco deformáveis, tais como estruturas de fundações ou ferrovias. Como elemento de amarração entre pneus, recomenda-se a utilização de cordas de polipropileno com 6mm de diâmetro (JOPPERT JUNIOR, 2007). 
Cordas de náilon ou sisal são facilmente degradáveis e não devem ser utilizadas. O peso específico do material solo-pneus utilizado em muro experimental foi determinado a partir de ensaios de densidade no campo (JOPPERT JUNIOR, 2007), e varia na faixa de 15,5 kN/m³ (solo com pneus inteiros) a 16,5 kN/m³ (solo com pneus cortados) (SUN; MATSUOKA; XU, 2004). 
O posicionamento das sucessivas camadas horizontais de pneus deve ser descasado, de forma a minimizar os espaços vazios entre pneus. A face externa do muro de pneus deve ser revestida, para evitar não só o carreamento ou erosão do solo de enchimento dos pneus, como também o vandalismo ou a possibilidade de incêndios. O revestimento da face do muro deverá ser suficientemente resistente e flexível, ter boa aparência e ser de fácil construção (SUN; MATSUOKA; XU, 2004).
Muros de Flexão
Muros de Flexão são estruturas mais esbeltas com seção transversal em forma de “L” que resistem aos empuxos por flexão, utilizando parte do peso próprio do maciço, que se apóia sobre a base do “L”, para manter-se em equilíbrio. Em geral, são construídos em concreto armado, tornando-se anti-econômicos para alturas acima de 5 a 7m (JOPPERT JUNIOR, 2007). 
A laje de base em geral apresenta largura entre 50 e 70% da altura do muro. A face trabalha à flexão e se necessário pode empregar vigas de enrijecimento, no caso alturas maiores (MARZIONNA, 1998).
Para muros com alturas superiores a cerca de 5 m, é conveniente a utilização de contrafortes (ou nervuras), para aumentar a estabilidade contra o tombamento. Tratando-se de laje de base interna, ou seja, sob o retro-aterro, os contrafortes devem ser adequadamente armados para resistir a esforços de tração (MORRISON, 1993). 
No caso de laje externa ao retro-aterro, os contrafortes trabalham à compressão. Esta configuração é menos usual, pois acarreta perda de espaço útil a jusante da estrutura de contenção. Os contrafortes são em geral espaçados de cerca de 70% da altura do muro (MARZIONNA, 1998).
Cortinas
A execução de uma cortina de concreto armado, ou não, moldadas no solo em painéis sucessivos, denominada parede diafragma, com profundidades e espessuras variáveis, além de fundações estruturais de estacas barrete com o emprego de “calda” ou “lama” bentonitica, só são possíveis devido às propriedades provenientes desta, as quais desempenham funções essenciais ao sucesso da escavação e da substituição da “lama” pelo concreto na vala (JOPPERT JUNIOR, 2007).
Cortina Diafragma com Estacas Secantes
As paredes moldadas contínuas impermeabilizantes, com a intenção de formar cortinas mais ou menos estanques que constituam obstáculos a percolação ou funcionem como cortinas de contenção de terrenos ou de solos altamente saturados de água. São normalmente utilizadas em obras fluviais ou marítimas, desde obras de regularização ou proteção da marginal doscursos de água até impermeabilizações de barragens em leitos aluvionares (FRIGERIO, 1996) (SUN; MATSUOKA; XU, 2004). 
Estas utilizam concretos, diferentes dos exigidos para fins de resistência, com misturas plásticas, devido as deformações que as obras vão sofrer, que devem levar em conta dois parâmetros: permeabilidade e a deformabilidade, obtidos por meio de ensaios de laboratório (JOPPERT JUNIOR, 2007). 
Estas misturas são formadas por materiais diversos, desde conglomerados de granulometria diversa, até misturas de bentonita geleificada com argila e estabilizadas com cimento e aditivos dispersantes ( silicato de sódio, por exemplo ), em proporções bem definidas e de maneira a obter-se por meio de ensaios em laboratórios (RIBEIRO et al., 2012). 
Quando se utilizam argilas com boa tixotropia, podem-se dispensar as bentonitas, utilizando-se apenas a mistura de argila-cimento. Então, devem-se determinar, nas argilas, as mesmas propriedades que as bentonitas devem possuir. Geralmente, conforme os diversos casos, podem empregar-se conglomerados de cimento-betonita-argila e inertes finos (areia ou seixo) (JOPPERT JUNIOR, 2007).
Cortina de Estacas Espaçadas
Nas cortinas de estacas espaçadas, a distância axial de estacas consecutivas é superior ao seu diâmetro. O espaço entre estacas espaçadas é, normalmente, preenchido com concreto projetado e malha de reforço (MARZIONNA, 1998). Este espaço deve ser drenado corretamente, de modo a que não ocorram infiltrações. Normalmente, a drenagem é feita através de tubos de plástico. Estes drenos escoam a água de forma descendente, para a frente do betão projetado (FRIGERIO, 1996).
Se a estrutura for de grandes dimensões, deverá ser ancorada através de ancoragens metálicas ou de concreto armado (SUN; MATSUOKA; XU, 2004). Os travamentos, aos quais as ancoragens são amarradas, poderão ser colocados tanto na cabeça da estaca como em qualquer parte da sua extensão. No caso das cortinas de estacas serem permanentes, deve ser colocado um anel de concreto armado na cabeça da estaca.
Cortina de Estacas Secantes
Contenções executadas com estacas secantes são indicadas principalmente para solos arenosos e com presença de água. Isso porque as estacas formam uma estrutura rígida com elevada resistência à pressão horizontal da terra e à pressão aquosa, sendo praticamente impermeável (RIBEIRO et al., 2012). Os muros podem ser construídos em locais de dimensões reduzidas e junto a estruturas já existentes (YOUSSEF, 2006). 
A técnica de perfuração para as estacas secantes permite a construção das paredes em condições de terreno difíceis - camadas cimentadas duras, gravilha, elementos rochosos - com diversos diâmetros e profundidades (YOUSSEF, 2006). 
Entre as principais diferenças desse processo, em relação ao sistema convencional de paredes-diafragma com lama bentonítica, está a possibilidade de se fazer escavações menores; de se ter a usina de concreto fora do local das escavações; utilizar equipamentos mais compactos e executar uma concretagem rápida e limpa (MARZIONNA, 1998).
O processo se inicia com uma perfuratriz hidráulica é utilizada sobre a camisa metálica para perfuração definitiva. Esse processo pode ser feito com lama bentonítica (para facilitar a escavação) e com circulação reversa - o material escavado é transportado à superfície por meio da injeção de ar comprimido para dentro da perfuração, processo conhecido como air lift (FRIGERIO, 1996).
Posteriormente as estacas secantes podem ser preenchidas com concreto ou, também, com "coulis" (uma mistura de bentonita, cimento e água). Deve-se sempre atentar aos coeficientes de permeabilidade das misturas. O preenchimento é lançado por um tubo tremonha, tipicamente usado em concretagens submersas (MARZIONNA, 1998).
Então uma armadura de aço, montada especialmente para o diâmetro e o comprimento da estaca secante, é instalada na escavação destinada à estaca secundária. Depois disso, é feita a concretagem da estaca secundária, que também é preenchida por meio de um tubo tremonha (FRIGERIO, 1996).
Por fim, para completar a construção do muro de contenção com estacas secantes, a execução das estacas primárias e secundárias é repetida alternadamente (RIBEIRO et al., 2012). Esse ciclo é seguido até que se complete todo o perímetro da construção do muro de contenção.
Cortina de Diafragma Escavada com Lama Bentonítica
As paredes de diafragma são painéis de concreto, geralmente armado, pré-fabricados ou moldados in loco com a função de contenção em escavações de subsolo (YOUSSEF, 2006). 
Os painéis são executados por meio do preenchimento de trincheiras escavadas com o uso contínuo de lama bentonítica, cuja função é estabilizar as paredes de escavação e contrabalançar o empuxo causado pelo lençol freático no terreno. Pode-se, também, utilizar polímeros no lugar da lama bentonítica. Para a escavação, é empregado o equipamento clam shell hidráulico (YOUSSEF, 2006). 
Elementos estruturais de concreto armado concebidos para contenção de empuxos de terra, água e sobrecargas em escavações verticais profundas, as paredes-diafragma são uma solução recorrente nos centros urbanos, onde a falta de área livre dificulta a execução de outros processos (FRIGERIO, 1996). Na origem da técnica de construção de paredes diafragmas aparece o trabalho pioneiro da indústria de perfuração de poços petrolíferos (MARZIONNA, 1998) (YOUSSEF, 2006). 
Apesar do efeito estabilizador das lamas nas perfurações ser conhecidas desde 1900 na indústria petroleira, a primeira publicação sobre o assunto só aparece em 1913. A bentonita foi introduzida nos sistema de lama em 1929.Progressos técnicos consideráveis só ocorreram no início dos anos 40 (MARZIONNA, 1998).
Cortina Perfis com Pranchada
Estruturas de contenção de perfis metálicos com pranchas pré-moldadas, conhecido internacionalmente como Soldier Pile Wall, King Post Wall, Muro tipo Berlim ou regionalmente como Perfil Pranchado, são constituídas de perfis metálicos espaçados geralmente entre 1,0 a 3,0 metros e entre eles são utilizados pranchas de madeira ou concreto pré fabricado (MARZIONNA, 1998).
A estrutura é composta por perfis metálicos verticais, nos quais se apoiam pranchas de concreto pré-moldado ou madeira. Os perfis, usualmente do tipo H ou I, são cravados no solo com as abas paralelas à face da escavação, com um afastamento entre 1,0 m e 3,0 m (FRIGERIO, 1996).
Trata-se de uma solução relativamente econômica dada a facilidade de construção, os bons rendimentos diários por área de parede e o fato de não exigir grande área para a instalação nem pessoal e tecnologia muito especializados (RIBEIRO et al., 2012). Permitem simultaneamente a execução da contenção e a realização da escavação (MARZIONNA, 1998).
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. – NBR 6122: Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro: ABNT, 1996.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto. Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2003.
FRIGERIO, Gustav. Retroanálise de uma escavação de vala escorada a céu aberto de uma linha do Metro de São Paulo. Dissertação apresentada à Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, como parte dos requisitos para a obtenção do Título de Mestre em Geotecnia USP, São Carlos, 1996.
JOPPERT JUNIOR, Ivan. Fundações e Contenções de Edifícios: qualidade total na gestão do projeto e execução. São Paulo: PINI, 2007.
MARZIONNA, et al. Fundações: teoria e prática. 2.ed. São Paulo: PINI, 1998.
MORRISON, Nelson. Interação Solo-Estrutura: Semi-espaço Winkler. Dissertação de mestrado. Universidade Politécnica de Catalunya, Barcelona, Espanha. 1993.
RIBEIRO, V., VILLAR, L., MENDONÇA, A., & CALDAS, M., 2012 Análise de uma contenção em retangulões instrumentada. Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica, Porto de Galinhas, 16.
SUN, D., MATSUOKA, H., & XU, Y.; 2004. Collapse behaviour of compacted clays in suctioncontrolled triaxialtests. Geotechnical Testing Journal, 27(4), 362–370.
YOUSSEF, M., MARULANDA, C., GHABOUSSI, J., & SUNGMOON, J.; 2006. Novel approach to integration of numerical modeling and field observations for deep excavations. Journal of Geotechnnical and Geoenvironemental Engineering, ASCE, 132(8), 1019–1031.