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NORMA ABNT NBR11682 (2004): Estabilidade de Taludes TEXTO PRELIMINAR Novembro 2003 (para discussão) PARTE 1 – PROCEDIMENTOS GERAIS 1. Objetivo Esta Norma prescreve as condições exigíveis no estudo e controle da estabilidade de taludes em solo, rocha ou mistos, componentes de encostas naturais ou resultantes de cortes ou aterros. Abrange, também, as condições para projeto, execução, controle e conservação de obras de estabilização de taludes e de obras de contenção de cortes e escavações. Não são incluídas nesta Norma, condições específicas aplicáveis a taludes de cavas de mineração, barragens de rejeito e barragens convencionais de terra ou enrocamento. Reconhecendo que a Engenharia de Fundações não é uma ciência exata e que riscos são inerentes a toda e qualquer atividade que envolva fenômenos ou materiais da Natureza, os critérios e procedimentos constantes desta Norma procuram traduzir o equilíbrio entre condicionantes técnicos, econômicos e de segurança usualmente aceitos pela sociedade na data da sua publicação. 2. Referências Normativas Na aplicação desta Norma é necessário consultar: NBR 5629 – Estruturas ancoradas no terreno – Ancoragens injetadas no terreno – Procedimento. NBR 6122 – Fundações – Projeto e Execução NBR 6484 – Sondagens de Simples Reconhecimento - Procedimento NBR 8044 – Projeto geotécnico – Procedimento NBR 6118 – Estruturas de Concreto Armado ....... NBR 9653 – Guia para avaliação dos efeitos provocados pelo uso de explosivos nas minerações em áreas urbanas – Procedimento 3. Definições Para os efeitos desta Norma são adotadas as definições de 3.1 a 3.43. 3.1 Altura do Talude Distância, medida na vertical, entre o topo e o pé do talude. 3.2 Ângulo médio do talude Ângulo, com a horizontal, da reta que passa pelo pé e topo do talude. 3.3 Ângulo parcial do talude Ângulo, com a horizontal, da reta que passa pelo pé e topo de um trecho do talude. 3.4 Ancoragem injetada Aquela em que se realiza uma perfuração no terreno e, através de injeção de calda ou argamassa de cimento, se solidariza ao terreno um elemento, em geral de aço, o tirante, em um trecho de seu comprimento total, formando o bulbo de ancoragem. O tirante, que trabalha a tração, liga o bulbo de ancoragem à estrutura a ser ancorada, na qual se fixa pela cabeça da ancoragem (ver NBR 5629). 3.5 Ancoragem passiva Qualquer tipo de ancoragem que não é protendida. Só entra em carga quando atuarem as cargas da estrutura, por deslocamento desta ou do terreno ao qual esteja vinculada. 3.6 Ancoragem protendida Aquela que antes de se expor às cargas de serviço, é submetida, por macaco hidráulico ou outro equipamento, a forças de tração que por meio de dispositivos especiais (porcas, cunha ou calços), é mantida atuante ou ativa mesmo após a retirada do equipamento de carga. As forças de protensão, assim introduzidas, são ditas incorporadas à ancoragem; a ancoragem protendida é também conhecida como ancoragem ativa. 3.7 Anteprojeto Aquele que é elaborado com os elementos obtidos das investigações preliminares. 3.8 Área de risco Área instável ou passível de ser atingida por efeito da instabilidade de encostas e taludes. 3.9 Área de segurança Região situada no interior da área de risco, delimitada como tal, com a finalidade de proteger pessoas e bens. 3.10 Bueiro de descida ou descida d’água Elemento de drenagem superficial de um talude destinado a conduzir as águas pluviais, coletadas das canaletas longitudinais (de patamares ou bermas e de crista), para destino final. 3.11 Chumbador Elemento estrutural, em geral, barra de aço, com trecho colocado em furo aberto no maciço rochoso, ao qual se chumba com calda ou argamassa de cimento e/ou por dispositivo mecânico. O outro trecho da barra é fixado à estrutura (por exemplo: muro de concreto, lasca de rocha, etc.) que se pretende chumbar à rocha. O chumbador não é protentido. 3.12 Depósito de “pé de monte” Material acumulado no trecho mais baixo de uma encosta, constituído por deposição do solo e/ou de blocos de rocha oriundos da superfície da encosta. 3.13 Encosta Trecho inclinado de uma elevação natural. 3.14 Extensão do talude Medida, em planta, do seu contorno ou desenvolvimento, ao nível do pé. 3.15 Fator de segurança Relação entre esforços estabilizantes (resistentes) e esforços instabilizantes (atuantes) para determinado método de cálculo adotado. Essa determinação, derivada de cálculo, não é o fator de segurança realmente existente, devido à imprecisão das hipóteses, incerteza dos parâmetros do solo adotados, etc. 3.16 Fator de Segurança FSm Fator de Segurança calculado para as condições mais prováveis (estatisticamente) tanto das ações (esforços atuantes, calculados considerando as condições mais prováveis de sua ocorrência) quanto dos esforços resistentes (calculados considerando as condições geométricas e os parâmetros de resistência mais prováveis). 3.17 Fator de Segurança FSc Fator de Segurança calculado para as condições críticas (estatisticamente) tanto das ações (esforços atuantes, calculados considerando valores característicos não superáveis em mais do que 5% dos casos) quanto dos esforços resistentes (calculados considerando os parâmetros de resistência característicos, ou seja, não ultrapassados para menos em mais do que 5% dos casos). 3.18 Geometria de uma instabilidade Limites físicos do terreno envolvido pela instabilidade. 3.19 Geometria de um talude Conformação geométrica do talude, obtida por levantamento topográfico, fotografias aéreas ou inspeção local. 3.20 Geossintéticos Mantas têxteis ou grelhas usadas em Geotecnia como filtro, dreno ou reforço do maciço. As mantas (geotexteis) podem ser tecidas (orientação bidimensional ou filamentos-telas) e não-tecidas (orientação multidimensional dos filamentos). 3.21 Grau de risco de uma instabilidade Probabilidade da concorrência ou do agravamento de uma instabilidade, avaliada com base nos fatores intervenientes e/ou em sua evolução. 3.22 Grau de segurança necessário ou local Nível de segurança compatível com a utilização do local, principalmente em relação aos riscos envolvendo seres humanos, edificações, etc. 3.23 Liqüefação Perda total, ou parcial, da resistência ao cisalhamento do solo em virtude da diminuição da pressão efetiva originada por fluxo d’água ascendente ou pressão neutra induzida por vibrações (terremotos, choques, etc.). 3.24 Mecanismos de uma instabilidade Compreendem o tipo de movimento do terreno, a velocidade e a direção dos deslocamentos, a freqüência da movimentação e seu estágio evolutivo. 3.25 Modelo geotécnico-geomorfológico Representação por meio de seções, vistas e/ou blocos-diagramas das características básicas geológicas-geotécnicas do subsolo, assim como da superfície do trecho que interessa ao estudo da estabilidade do talude ou encosta. 3.26 Observação Qualquer ação visando o esclarecimento de aspectos do comportamento de um talude ou de obra de estabilização. Pode ser realizada por inspeção ou por acompanhamento com uso de instrumentação. 3.27 Parâmetro Valor de qualquer característica geométrica, física, geomecânica, etc. relacionada com as características do material constituinte do talude. 3.28 Parâmetro ou Índice de Segurança Parâmetro considerado na avaliação, por comparação ao padrão, da segurança de um talude ou obra de estabilização. 3.29 Pé de Talude Parte mais baixa de um talude ou de um trecho dele. 3.30 Projeto Básico Aquele que é elaborado com elementos obtidos nas investigações geológicas, geotécnicas e outras. 3.31 Projeto Executivo Aquele que é detalhado ou revisado a partir do projeto básico para fins de execução da obra. O projeto executivo pode ser específico ou tipo. 3.32 Projeto “Tipo” Projeto executivo elaborado com o objetivo de aplica-lo a situações assemelhadas, desde que devidamente justificado e adaptadoem seus detalhes. 3.33 Retaludamento Obra de mudança da inclinação, altura ou ambos de um talude, objetivando melhorar suas condições de estabilidade. 3.34 Ruptura de Talude Situação em que um talude perde suas características originais, seja pela falta de estabilidade, seja pela ocorrência de deslocamentos exagerados. 3.35 Sub-horizontal Plano ou reta pouco inclinados em relação à horizontal. 3.36 Subsidência Afundamento de uma área da superfície do terreno em relação à sua situação original. 3.37 Sub-vertical Plano ou reta pouco inclinados em relação à vertical. 3.38 Talude Artificial Talude formado por aterro ou modificado por obras executadas. 3.39 Talude Estável Talude que não apresenta nenhum sintoma de instabilidade após devida análise e avaliação. 3.40 Talude Natural Talude formado pela Natureza sem interferência humana. 3.41 Topo do Talude Parte mais elevada de um talude ou de um trecho dele. 3.42 Trecho ou Lance de um Talude Parte do talude delimitada por plataforma, berma ou mudança de direção. 3.43 Velocidade Residual Velocidade dos deslocamentos do talude ou de partes do mesmo após a implantação de obras de estabilização. 4. Condições Gerais As atividades relacionadas com os estudos de estabilidade de taludes, a estabilização de taludes e com a minoração dos efeitos de sua instabilidade podem ser subdivididas em duas grandes categorias: - Estudos de grandes áreas, com contexto regional, cujo objetivo engloba o mapeamento de riscos geotécnicos, a caracterização de sub-áreas com necessidades diversas de intervenção ou onde as intervenções são desnecessárias e a determinação de sub-áreas a serem estudadas especificamente para determinar os tipos das intervenções a serem ali realizadas; - Estudos e trabalhos em áreas específicas, pré-definidas ou resultantes de mapeamentos em áreas maiores como citado no parágrafo anterior, objetivando definir as intervenções a serem realizadas, a elaboração de projetos de obras ou serviços e a implantação, operação e manutenção de tais obras e serviços. Nos itens 4.1 a 4.3, a seguir serão definidas as condições gerais para o primeiro grupo de atividades acima descritas (caráter regional) e nos itens 4.4 a 4.10 serão definidas as condições para as atividades do segundo grupo (caráter específico). 4.1 Mapeamentos básicos de caráter regional 4.1.1 Objetivos Esta etapa abrange atividades relacionadas ao levantamento de informações, à análise e à sistematização dos resultados, utilizando produtos cartográficos (mapas) com os condicionantes predisponentes dos processos de instabilização de taludes. O objeto principal deve ser voltado à formação de um quadro geral das diferentes tipologias e níveis de suscetibilidade dos processos de instabilização mais prováveis na área inventariada, que servirão de base para a sua posterior setorização em diferentes níveis de risco geotécnico. A região a ser estudada pode envolver vários taludes contíguos, em áreas urbanas ou adjacentes a obras lineares (rodovias, dutos, linhas de alta tensão, etc.) ou não (empreendimentos hidrelétricos, por exemplo). Os taludes e suas respectivas bacias de drenagem pluvial deverão ser utilizados como unidades básicas de análise. As escalas usuais de trabalho variam de 1:10.000 a 1:50.000, dependendo das características de uso da área estudada (área urbana, rodovias, etc.). Os produtos cartográficos deverão ser desenvolvidos preferencialmente em formato digital, e utilizar o ambiente de Sistema de Informação Geográfica – SIG como ferramenta de armazenamento e gerenciamento destas informações. 4.1.2 Principais Instrumentos a serem utilizados Os principais tipos de produtos cartográficos (mapas) utilizados são: a) Topográfico com curvas de nível, pontos cotados, linhas de drenagem, taludes de corte e artificiais, acessos, outras interferências antrópicas, etc., apresentando escala e sistema de coordenadas definidas; b) Clinométrico com três ou quatro intervalos de declividade correlacionáveis aos diferentes níveis potenciais de instabilização (< 30%, 30 a 50% e > 50%, por exemplo); c) Feições de instabilização com cicatrizes de escorregamentos, feições erosivas e ocorrências de instabilização verificadas anteriormente na área estudada; d) Geológico-geotécnico com as principais unidades litológicas e estruturas geológicas de interesse na dinâmica dos processos de instabilização. Deverão ser destacadas as características geológico-geotécnicas dos perfis de alteração típicos para cada grupo litológico identificado (textura, índices físicos, permeabilidade, resistência, estruturas planares desfavoráveis à estabilidade, etc.); e) Uso e ocupação, tendo preferencialmente como base fotos aéreas ou imagens de satélite de boa resolução, recentes, no formato digital e geo-referenciadas na base topográfica utilizada; e f) Complementares: dispondo-se dos instrumentos de Sistemas de Informação Geográfica - SIG, poderão ser elaborados outros mapas úteis para o entendimento do quadro regional da dinâmica os processos de instabilização, tais como, Modelo Digital de Elevação – MDE ou Modelo Digital de Terreno – MDT, Mapa de Curvatura dos Taludes (côncava, convexa, retilínea), Mapa de Sentido de Mergulho dos Taludes (N, NE, E, SE, etc.). Além da pesquisa e produção de mapas, esta etapa também deverá considerar dados de interesse de outras origens para entendimento da dinâmica dos processos de instabilização de taludes na área estudada, apresentados em relatórios técnicos ou outras fontes de informação disponíveis. Também deverão ser previstas vistorias de campo extensivas e de curta duração, utilizando fichas cadastrais para a caracterização e sistematização das informações coletadas, incluindo as coordenadas do local no sistema de referência adotado na base cartográfica. 4.2 Cadastramento de características geológico-geotécnicas e análises de risco 4.2.1 Metodologia Com base nos dados inventariados na etapa anterior (descrita no item 4.1), deverá ser realizada uma compartimentação preliminar da área investigada, selecionando setores prioritários para serem alvo de detalhamento de suas características geológico- geotécnicas e níveis de risco. A investigação envolverá principalmente vistorias sistemáticas dos alvos selecionados, com o cadastramento das suas principais características geológico-geotécnicas e de uso, traduzidos na forma de indicadores do nível de risco geotécnico. Deverão ser elaboradas fichas de cadastramento com a sistematização das informações a serem coletadas, buscando-se homogeneizar a qualidade e os critérios adotados nas vistorias sistemáticas. As unidades de análise adotadas deverão envolver setores de encosta individualizados pelo seu nível de suscetibilidade e tipologia do processo de instabilização. As escalas usuais de trabalho são entre 1:5.000 a 1:1.000. Na falta de bases topográficas atualizadas em escalas adequadas, os resultados cartográficos deverão ser apresentados em fotos aéreas de baixa altitude, incluindo as oblíquas obtidas de sobrevôo de helicóptero, ou imagens de satélite de alta resolução, de preferência geo-referenciadas em um sistema de coordenadas conhecido. Os níveis de risco deverão considerar os indicadores geológico-geotécnicos, incluindo as interferências antrópicas, traduzidos em níveis de probabilidade, subjetiva ou não, do processo de instabilização identificado no setor que possa ocorrer no período de um ano (uma estação chuvosa). A análise e o mapeamento dos setores deverão utilizar três a quatro níveis de risco, buscando-se reduzir o nível de subjetividade e a homogeneização dos resultados. A avaliação das conseqüências potenciais deverá considerar as características dos elementos sob risco, com destaque para sua vulnerabilidade, danos potenciais para a vida humana e outros condicionantes socioeconômicos pertinentes. Nocaso de áreas urbanas é comum adotar-se como quantificador o número de moradias que poderão ser afetadas pela deflagração da instabilização no setor considerado. Nesta etapa, nas áreas caracterizadas como de maior risco, também deverá ser apontada a demanda por investigações complementares, a serem realizadas nas fases subseqüentes do estudo (topografia de detalhe, sondagens, ensaios, instrumentação). 4.2.2 Indicadores de risco Os principais indicadores utilizados nas análises de risco geotécnico dos setores são: a) Presença de feições de instabilização como trincas, abatimentos, feições erosivas, cicatrizes de escorregamentos, etc.; b) Geometria dos taludes do setor, incluindo inclinações e amplitudes; c) Características dos perfis de alteração, com a identificação das unidades geológico- geotécnicas (solo superficial, solos com baixa capacidade de suporte, solos residuais, blocos de rocha, rocha, depósitos de encosta, depósitos artificiais, etc.) e estruturas geológicas (foliação, xistosidade, fraturas, juntas, etc.) predominantes nos setores analisados; d) Condições de drenagem superficial e subsuperficial (linhas de concentração de fluxo superficial, profundidade do nível d’água, zonas de saturação, surgências, etc.); e e) Características das intervenções antrópicas, abrangendo as modificações indutoras dos processos de instabilização (como cortes e aterros, modificações da drenagem pluvial, presença de fossas, remoção da cobertura vegetal, etc.) e suas condições de vulnerabilidade potencial (distância do início da instabilização, resistência potencial ao impacto etc.). 4.3 Priorização de áreas para intervenção e categorização dos tipos de intervenção Nesta etapa os setores analisados deverão ser agrupados em duas categorias quanto aos tipos de intervenção que demandam: a) Sem intervenção ou com intervenções simples, sem a necessidade de elaboração de investigações e projetos específicos para sua implementação (serviços de limpeza e recuperação da drenagem ou proteção superficial, remoção de lixo ou entulho e outros serviços de manutenção); e b) Com intervenções que demandam investigações complementares e a elaboração de projetos específicos (abordado nos itens 4.4 a 4.10). A classificação dos setores analisados nestas duas categorias deverá considerar os níveis de risco e a tipologia dos processos identificados. A priorização das áreas pertencentes ao grupo que demandam a implantação das obras de estabilização deverá considerar os níveis de risco geotécnico mais elevados e o ganho de segurança potencial ocasionado pelas intervenções. Os métodos de análise baseados em árvore de decisão e no critério de custo esperado poderão facilitar esta priorização, obtendo-se relações custo/benefício otimizadas com a implementação destas obras. 4.4 Investigações preliminares em áreas específicas São de caráter obrigatório e visam determinar: a) as características do local (topografia, geologia, geotecnia, ocupação ou destino, etc.) e o grau de segurança necessário; b) a necessidade ou não da implantação de obras de estabilização, de serviços complementares ou de medidas não estruturais para a segurança de ocupantes ou usuários; c) as restrições à execução de obras no local, as interferências com obras ou instalações presentes e as condicionantes do meio-ambiente; d) a programação de investigações geológicas e geotécnicas complementares e a eventual instalação de instrumentação geotécnica para monitoração da área; e) a necessidade de implantação imediata de medidas emergenciais. Obs.: Nesta etapa é obrigatória a vistoria da área por engenheiro geotécnico, preferencialmente acompanhado por geólogo de engenharia. 4.5 Investigações Geotécnicas, Geológicas, Hidrológicas e Outras São de caráter obrigatório, abrangendo levantamentos locais, coleta de dados e obtenção de dados através de investigações de campo. Sempre que isto for justificado, deverão envolver ensaios “in situ” ou de laboratório e uso de instrumentação geotécnica, objetivando estabelecer um modelo geotécnico-geomorfológico, padrão hidrológico e, quando for o caso, geohidrológico. Estão detalhadas no capítulo 5. 4.6 Diagnóstico Definitivo e Concepção do Projeto Básico 4.6.1 Obras em local com instabilidade já ocorrida No caso de obras de estabilização em local com instabilidade já ocorrida, devem ser seguidas as seguintes etapas de estudos: a) a definição do tipo, geometria e mecanismo da instabilidade, a saber: − processos indutores de instabilidade, erosionais ou devidos à liquefação de solos superficiais, suas combinações e assemelhados; − processos de instabilidade propriamente ditos superficiais, internos, de grandes massas, devidos a particularidades geológicas, a colapso ou a deficiência de obras de estabilização e suas combinações. b) a retroanálise da instabilidade; c) a definição de alternativas de solução, seja de estabilização propriamente dita, de proteção contra os processos indutores de instabilidade, seja de procedimentos e de obras de proteção contra os efeitos de instabilidade, assim como suas combinações; d) a avaliação dos parâmetros e índices auxiliares de segurança, de acordo com o grau de segurança necessário ao local, segundo métodos com base em modelos: − matemático com avaliação, “a priori”, dos parâmetros de segurança; − observacional com avaliação, “pari passu”, da eficiência do processo de estabilização empregado; o tipo de controle deve ser compatível com o grau de risco da instabilidade; − semiprobabilístico com base em dados estatísticos de levantamentos locais ou de casos semelhantes e nas características dos procedimentos adotados; este modelo é adequado a obras que objetivam a eliminação ou redução dos efeitos da instabilidade, visando à proteção do local contra suas conseqüências. e) o estudo comparativo das condições técnico-econômicas das soluções possíveis, especialmente quanto aos sistemas executivos, à relação custo-benefício, ao custo orçamentário e à compatibilidade do tempo de realização da obra com o prazo exigido para a estabilização do local; f) a escolha da solução mais adequada, tanto técnica quanto economicamente, e sua quantificação segundo a condição prioritária entre as relacionadas na alínea e); g) o plano geral de execução da obra, em todas as suas etapas executivas. 4.6.2 Obras em terrenos originariamente estáveis No caso de obras de taludes em terreno originariamente estável, as seguintes etapas de estudo devem ser desenvolvidas: a) análise interpretativa dos resultados das investigações com a determinação das características do terreno, dos parâmetros geotécnicos intervenientes no problema e o traçado de perfis geológico-geotécnicos básicos para a análise da estabilidade; b) definição das seções geotécnicas representativas para os estudos, baseada na interpretação das características geológico-geotécnicas observadas e nas condições existentes e passíveis de virem a ocorrer; c) definição da necessidade ou não de intervenções no talude através de obras ou outros serviços, pautada nos estudos e análises efetuados; d) anteprojeto das intervenções no talude, caso necessárias, e definição de soluções alternativas; e) análise de estabilidade, compreendendo: − a de conjunto, avaliando-se os parâmetros de segurança em relação a padrões necessários ao projeto; − a de cada obra de contenção (com a consideração de interferências mútuas, quando projetadas várias contenções); − a superficial dos taludes. Nota: O comportamento futuro do talude, quanto à erosão superficial, deve ser também considerado. 4.7 Projeto Executivo; Elaboração das Especificações e Detalhamento 4.7.1 Condições Gerais Além de obedecer ao que dispõe a Norma NBR-8044 “Projeto Geotécnico”, o projeto executivo deve conter todos os elementos necessários para a adequada execução da obra, incluindo desenhos, memorial descritivo,justificativo e dos cálculos, e especificações técnicas. O projeto executivo se destina à solução do problema que se apresenta, sendo que, as orientações gerais para sua elaboração estão apresentadas no capítulo 7 e as definições e exigências específicas a cada tipo de obra nas Partes 2, 3 e 4 desta Norma. O projeto executivo deverá sempre apresentar os seguintes elementos: - Todos os elementos geométricos necessários para a marcação dos “off sets” de cortes e aterros, assim como as demais indicações para a execução das obras de terraplenagem (inclinação dos taludes e das bermas ou banquetas, cotas e larguras das mesmas, posição e características dos dispositivos de proteção e drenagem, etc.). - Todos os elementos geométricos necessários para a colocação de formas dos elementos de concreto ou materiais assemelhados, posicionamento e direcionamento de inserções de reforço ou outras, bitolas e posições das armaduras, telas ou outros dispositivos metálicos. - Todos os elementos necessários para a perfeita caracterização das obras e serviços complementares (como sistema de drenagem superficial e proteção superficial de taludes), incluindo locação em planta e cortes, detalhes explicativos em escala adequada e seqüência executiva. No caso da drenagem superficial, o detalhamento deve abranger todo o sistema, incluindo obrigatoriamente os dispositivos necessários para garantir a segurança do lançamento final dos efluentes. No caso de movimentos de terra, o projeto deve abranger a disposição final dos materiais excedentes (bota-foras) que deve também deve ser detalhada com precisão exigida para sua execução. - Nos casos em que alguns elementos geométricos não possam ser definidos a priori, especialmente devido às incertezas geológico-geotécnicas, devem ser claramente definidas no projeto as condições e os critérios a serem observados durante a obra pela Fiscalização para complementar tais definições. - As especificações técnicas devem ser claras e objetivas, não deixando margem para dúvidas relativas às características dos materiais a serem empregados ou rejeitados e aos procedimentos a serem obedecidos durante a execução da obra. Devem também definir quais ensaios serão utilizados no controle tecnológico, respectivas freqüências de execução e limites de aceitação. - Devem ser apresentadas a seqüência executiva das obras e as medidas e providências a serem adotadas durante o período de execução para garantir a segurança das obras nas fases intermediárias e evitar danos ao meio ambiente. - O memorial deve apresentar as justificativas para a adoção dos critérios e das soluções, de modo que estes sejam do pleno conhecimento das partes intervenientes no processo, inclusive para subsidiar eventuais alterações ou adequações que venham a se fazer necessárias no transcorrer dos trabalhos. - Os critérios e as condições para o controle da execução devem ser definidos já no projeto executivo, assim como as diretrizes para a avaliação de desempenho e a futura manutenção das obras e instalações. 4.7.2 Projeto de Obras de Estabilização 4.7.2.1 Sem Estruturas de Contenção ou de Reforço. São definidas na Parte 2 desta Norma e englobam, basicamente: a) modificação da geometria do talude por retaludamento total ou parcial de solo ou rocha, desmonte de partes instáveis, aterro estabilizante de pé de talude, etc; b) modificação do regime hidrogeológico com drenos subhorizontais profundos, poços ou drenos verticais de rebaixamento de lençol freático, galerias de drenagem, trincheiras drenantes, etc; c) melhoria das condições de drenagem e proteção superficial dos taludes e adequado encaminhamento das águas. 4.7.2.2 Com Estruturas de Contenção ou Reforço do Terreno. São definidas na Parte 3 desta Norma e englobam basicamente: a) estruturas de contenção como muros de arrimo de peso e estruturas assemelhadas, tais como muros de gabiões, “crib-wall”, “solo-cimento”, muros a flexão de concreto armado ou protendido que utilizam em parte o peso do solo retido, etc; b) estruturas atirantadas, constituídas por cortinas, placas isoladas ou blocos ancorados ao terreno através de tirantes protendidos; c) estruturas chumbadas ou ancoradas, que não utilizam ancoragens protendidas: “solo grampeado” (“soil nailing”), estruturas chumbadas ou ancoradas na fundação, estruturas ou blocos com ancoragens passivas, etc; d) estruturas diversas e dispositivos de contenção do terreno: telas de aço galvanizadas fixadas com chumbadores, concreto projetado com ou sem malha fixada, contenções e consolidações usando estacas-raíz, aterros reforçados com geossintéticos, terra- armada, etc. e) reforço do solo ou da rocha do maciço através da injeção de caldas ou argamassas de cimento, solo-cimento ou outros aglomerantes químicos e técnicas de reforço como “CCP” e “Jet Grouting” e assemelhadas. 4.7.3 Projeto de Obras de Proteção contra os Processos Indutores de Instabilidade Compreende as obras contra: a) erosão; b) avalanches e corridas (“debris flows”). 4.7.4 Projeto de Obras e de Outras Medidas para Proteção contra os Efeitos de Instabilidade Neste caso, devem-se considerar: a) adoção de áreas de segurança; b) muralha de impacto para circunscrição de áreas de segurança; c) anteparos e cortinas sucessivas em taludes rochosos; d) medidas não estruturais tais como sistemas de alerta e alarme, esquemas de interdição e evacuação, esquemas de prontidão e de apoio, etc. 4.8 Execução da Obra Compreende: a) a execução propriamente dita; b) a fiscalização técnica; c) o controle tecnológico dos materiais de construção; d) o acompanhamento do desenvolvimento da obra, mediante inspeção e instrumentação; e) o cadastro final da obra “como executada”. Obs.: No capítulo 8 desta Parte são apresentadas as orientações gerais para a execução das obras e nas Partes 2, 3 e 4 as definições e exigências específicas para cada tipo de obra. 4.9 Avaliação do Desempenho da Obra em Período-Teste Deve ser efetuada no período de observação e correção dos sistemas implantados. Nesta avaliação, devem ser considerados as condições especiais para cada tipo de solução, o grau de segurança necessário ao local, e o tipo da instabilidade. A avaliação do desempenho ou comportamento é realizada através de observação (por inspeção e, quando conveniente, também com instrumentação) e da interpretação dos dados obtidos. No caso de desempenho insatisfatório, deverá ser feita a correção ou a recomposição da obra. Obs.: No capítulo 9 desta Parte são apresentadas as orientações gerais para a avaliação de desempenho das obras e nas Partes 2, 3 e 4 as definições e exigências específicas para cada tipo de obra. 4.10 Conservação e Manutenção da Obra Com base na avaliação do desempenho e em conformidade com o tipo de instabilidade, deverá ser planejado o programa básico de manutenção da obra, incluindo a definição da periodicidade das observações e dos trabalhos de manutenção. Esse programa poderá ser modificado no caso de ocorrência de eventos não previstos. Obs.: No capítulo 10 desta Parte são apresentadas as orientações gerais para a manutenção e conservação das obras e nas Partes 2, 3 e 4 as definições e exigências específicas para cada tipo de obra. 5. Investigações do Terreno 5.1 Investigações Preliminares Objetivam oferecer os subsídios necessários e suficientes para a elaboração do Diagnóstico da área objeto de estudo e a análise das possíveis soluções. Devem ser apresentadas em Relatório Técnico, inclusive nos casos em se venha isentar a área da necessidade de intervenções. Além do previsto na NBR 8044, deverão determinar: a) As características básicas do local em estudo, nas condições a seguir descritas: a.1) Topografia: devem ser realizados os levantamentos topográficos ou obtidos aqueles já existentes de modo a permitir que seja elaborada uma planta com curvas de nível do terreno, com cadastro das construçõese interferências ali existentes, em escala apropriada para o estudo do local. O levantamento deve ter precisão suficiente para que sejam traçadas seções transversais e/ou longitudinais que permitam a posterior introdução das características geológicas e geotécnicas pertinentes; a.2) Nos casos de estudos preliminares envolvendo grandes áreas poder-se-á lançar mão de fotos aéreas para identificar os locais com maior potencial de instabilidade, locais estes que então estarão sujeitos às exigências do item (a.1) anterior; a.3) Geologia e Geomorfologia: devem ser disponibilizadas as informações geológicas e geomorfológicas relativas à área de interesse, as quais podem ser obtidas a priori com base em mapeamentos e trabalhos de amplitude regional, devendo ser complementadas por investigações geológico-geotécnicas de superfície. Devem ser determinadas as principais características litológicas, estratigráficas, estruturais, hidrogeológicas e de relevo, relevantes para o estudo da área; a.4) Geotecnia: devem ser disponibilizadas as informações das investigações geotécnicas previamente realizadas e programada a campanha de investigações geotécnicas de campo e de laboratório que forneça os dados geotécnicos necessários para a elaboração do diagnóstico definitivo e a realização dos estudos de alternativas de solução; a.5) Hidrologia: quando for cabível devem ser obtidos os dados hidrológicos referentes à região em que a área de estudos está inserida; a.6) Ocupação ou Destinação da área: devem ser requeridos para a análise todas as informações sobre a ocupação presente e futura da área e/ou sua destinação para outras finalidades. O não atendimento a tal solicitação poderá ser considerado impedimento para a continuidade dos trabalhos; b) a observação cuidadosa das condições locais, visando aquilatar a necessidade de medidas de emergência. Estas têm por finalidade minorar as conseqüências de instabilidades que apresentem gravidade, envolvendo áreas habitadas, instalações industriais, obras viárias, sistemas ecológicos, cursos d’água, bacias, reservatórios, etc; c) a fixação do grau de segurança adequado à estabilidade do talude, tendo em vista a sua localização e as conseqüências de uma eventual ruptura ou de sua progressão, no caso de instabilidade já instalada, assim como a verificação da necessidade de obras de emergência para impedir tal progressão do fenômeno; d) o diagnóstico preliminar ou a elaboração das hipóteses mais prováveis da(s) causa(s) da instabilidade, já deflagrada ou em potencial, assim como o mecanismo de desenvolvimento desta, sua forma, área e profundidade atingidas ou passíveis de serem envolvidas; e) o planejamento de outras investigações específicas a critério do geotécnico responsável. 5.2 Investigações para o Projeto Básico Objetivam oferecer os subsídios necessários e suficientes para a elaboração do Projeto Básico de Estabilização da Área, devendo ser apresentadas em Relatório Técnico específico. Devem ser atendidas as prescrições da NBR 8044, especialmente as referentes: a) aos levantamentos topográficos. Nesta etapa devem ser complementados os levantamentos topográficos existentes ou realizados na etapa anterior, sempre que for necessário, seja para obter melhor precisão das informações, seja para ampliar a área a ser levantada por razões resultantes dos estudos preliminares; b) às investigações geológicas, geomorfológicas, litológicas e estruturais. Caso não tenha sido feito levantamento de campo nem visita ao local por geólogo de engenharia na etapa anterior, isto deverá ser realizado nesta etapa, sempre que a área apresentar complexidade geológica ou condicionantes de ordem geológica que assim o justifiquem; c) às investigações geotécnicas, incluindo a localização de camadas, estratos e depósitos, correlacionados à geologia local. Nesta etapa deverão ser realizadas no mínimo sondagens do terreno, a percussão (conforme NBR-6484) no caso de maciços terrosos, mistas percussão-rotativa no caso de maciços com presença de porções terrosas e rochosas e rotativas no caso de maciços exclusivamente rochosos. O número de sondagens deve ser tal que permita uma adequada interpretação do maciço, especialmente de suas porções potencialmente instáveis ou afetadas pelas obras a serem realizadas.Em casos particulares nos quais o grau de risco não seja elevado e nos quais existirem faces escavadas que permitam visualização suficiente do maciço ou quando a altura do talude for muito pequena (inferior a 3,0m) a execução de sondagens a percussão poderá ser substituída por sondagens a trado. Investigações complementares de campo (poços de inspeção, ensaios “in situ”, amostragem indeformada e ensaios geofísicos), assim como ensaios laboratoriais, poderão ser solicitados pelo geotécnico responsável, sempre que isto for justificado; d) às investigações hidrológicas referentes ao regime pluviométrico da região (e do local específico quando isto for possível), regime hidráulico de cursos d’água e reservatórios que margeiem ou atravessem a área de estudos, assim como a realização de ensaios “in situ” ou de laboratório para determinar características do terreno que influenciam o fluxo através do maciço (permeabilidade, condutividade hidráulica, tensões de sucção, etc.); e) à instrumentação geotécnica. Para a determinação de características dos movimentos de massas ou do fluxo nos maciços devem ser consideradas: e.1) a abrangência da área em estudo e as prováveis profundidades envolvidas; e.2) a determinação da(s) direção(ões) de movimento, assim como de sua velocidade e estudo da influência do regime pluviométrico local; e.3) a verificação de ocorrência de movimentação pretérita; e.4) a avaliação da potencialidade dos deslocamentos e da alteração das suas velocidades. Obs. Nesta etapa a instalação de instrumentação de profundidade (inclinômetros, extensômetros, medidores de movimentação em profundidade, tassômetros, piezômetros, medidores de nível d’água, etc.) deverá ser programada em conjunto com a realização das investigações geotécnicas, de modo a otimizar as perfurações no terreno; f) a outras investigações. No caso de taludes rochosos ou encostas com blocos de rochas serão feitos o levantamento e registro minucioso dos elementos instáveis, com mapas e documentação fotográfica, incluindo: − aerofotografias gerais em escala conveniente ou fotografias de conjunto tomadas de pontos que permitam visualização total da área ou, ainda, composições que abranjam toda a sua superfície; − indicação em planta do local de cada foto; − utilização de dispositivos que permitam avaliar dimensões de elementos ou identificar detalhes nas fotos (réguas graduadas, balizas, bandeirolas, etc). 5.3 Investigações para o Projeto Executivo O Projeto Executivo poderá ser elaborado “a priori”, ou seja, antes do início das obras ou poderá ser desenvolvido à medida do andamento destas obras, incorporando os dados e as informações sobre geologia, geotecnia e comportamento do maciço que forem sendo observados durante os trabalhos, especialmente no caso de escavações do terreno. No caso de obras de estabilização em maciços com elevada complexidade geológica ou com ocorrências muito erráticas dos diferentes materiais (como costuma ocorrer em certos maciços saprolíticos) o segundo “modus operandi” acima descrito é recomendado, pois permitirá que a elaboração do Projeto Executivo vá incorporando as adequações que vão se fazendo necessárias, às vezes continuamente durante a obra, sempre dispondo das informações provenientes da obra na medida em que são detectadas no próprio local. Caso o Projeto Executivo seja elaborado antes do início da execução das obras é usual que, para sua elaboração, seja necessário complementar as informações disponíveis por ocasião da etapa anterior. Em ambas as situações caberá ao geotécnico responsável determinar quais as investigações complementaresque deverão ser realizadas, quando, onde e como. Tais investigações objetivam suprir lacunas nas informações até então disponíveis, aprofundar o conhecimento do maciço e dos comportamentos dos diversos materiais, melhorar o entendimento dos mecanismos de instabilização envolvidos ou ainda permitir uma melhor quantificação dos elementos constituintes do Projeto. 6. Diagnóstico Definitivo, Escolha da Solução e Concepção do Projeto Básico 6.1 Diagnóstico Definitivo O diagnóstico definitivo do local em estudo terá, como objetivo inicial, o de enquadrar este local em uma das categorias a seguir: a) Local com processo de instabilização já instalado; b) Local aparentemente estável, mas com potencial de sofrer instabilização, independentemente de novas ações antrópicas; c) Local aparentemente estável, mas sujeito a sofrer instabilizações em razão da implantação de obras ou de outras ações de origem antrópica; d) Local estável, sem maiores riscos de sofrer instabilizações nas condições atuais ou futuras já previsíveis atualmente. O resultado dos estudos e trabalhos desta etapa deverá ser consubstanciado em um Relatório Técnico, necessariamente assinado pelo Geotécnico Responsável. 6.1.1 Local com processo de instabilização já instalado Deve ser estudado o processo de instabilização, objetivando-se determinar: a) o tipo de instabilização, conforme orientação tipológica apresentada no Anexo A desta Parte 1 da Norma; b) o mecanismo de instabilização associado ao processo em curso, especialmente no que se refere às suas causas e aos agentes envolvidos (agentes predisponentes, preparatórios e deflagratórios); c) a amplitude da instabilização (área, extensão, profundidade) e das áreas passíveis de serem envolvidas no caso de evolução da instabilização; d) o grau de risco da instabilização, conforme Tabela 1 inserida neste texto; Sempre que o processo de instabilização observado assim o permitir, deve ser utilizada a metodologia de elaboração de retroanálises da(s) instabilidade(s). Nos casos em que isto for exeqüível, técnica e economicamente, tais estudos deverão lançar mão também de instrumentação geotécnica, amostragem e ensaios laboratoriais. 6.1.1.1 Definição do tipo de instabilização No Anexo A desta Parte 1 da Norma é apresentada uma descrição de muitos dos principais tipos de instabilizações ocorrentes em encostas naturais, taludes de cortes e aterros e em escavações. A descrição das diferentes tipologias neste Anexo não é exaustiva, o que significa que tipos diferentes de instabilizações podem ocorrer, assim como processos complexos, que envolvem dois ou mais tipos conjugados. Os processos de instabilização podem ser ainda classificados como: a) processos indutores de instabilidade; e b) processos de instabilidade propriamente ditos. 6.1.1.2 Estudo do mecanismo de instabilização Para estabelecer o mecanismo de instabilização (ou os mecanismos, pois há casos de ocorrência de mecanismos múltiplos) o geotécnico responsável (ou a equipe de geotecnia) deve lançar mão das informações amealhadas durante a fase de investigações, envolvendo os estudos geológicos e geomorfológicos, as investigações geotécnicas de campo e laboratório, os dados de instrumentação (quando disponíveis), os dados topográficos, hidrológicos e as informações sobre a atuação antrópica pretérita e presente. Dispondo das informações citadas, deverão ser procedidos estudos, lastreados em análise indutiva-dedutiva, para estabelecer as causas da instabilização, os agentes atuantes – agentes predisponentes (geralmente geológicos, pré-existentes no maciço; geométricos de origem geomorfológica ou antrópica e climáticos); agentes preparatórios (geológicos, geoquímicos, geofísicos, climáticos e relativos à vegetação) e agentes deflagratórios (chuvas intensas e/ou prolongadas, execução de cortes ou aterros, lançamento de águas, produção de choques ou vibrações, degelo, etc.) – e a forma de atuação dos agentes mais significativos no caso em estudo. Para se realizar o diagnóstico dos mecanismos de instabilização costuma ser de grande utilidade a aplicação de modelos matemáticos, em especial aqueles que estudam o equilíbrio limite das porções potencialmente instáveis do maciço (casos de escorregamentos/deslizamentos, quedas, tombamentos, rolamentos). Para muitos tipos de processos de instabilização, no entanto, os modelos matemáticos aplicáveis são outros (por exemplo, modelos hidrodinâmicos nos casos das corridas de detritos) ou até não foram ainda desenvolvidos (caso dos processos de erosão, por exemplo). Na aplicação de modelos matemáticos deverão ser utilizados preferencialmente métodos já consagrados no meio técnico e, quando isto não for o caso, devem ser apresentadas, junto com os resultados do estudo, a justificativa da adoção do método e as referências bibliográficas que remetam à concepção ou utilização deste método. 6.1.1.3 Previsão da amplitude da instabilização Para circunscrever a área afetada pela instabilização e a área passível de vir a ser afetada caso ocorra progressão desta instabilização, deverão ser realizados estudos visando delimitar as amplitudes destas áreas e as profundidades envolvidas. Tal delimitação de amplitudes é essencial para permitir o posterior estudo de alternativas de solução e embasar a concepção do projeto de estabilização, proteção às áreas ou manejo das mesmas. A avaliação das profundidades atingidas por uma instabilidade será muito mais eficaz quando puder utilizar informações oriundas de instrumentação geotécnica (vide item 5.2.e desta Parte 1 da Norma). Para se avaliar as áreas passíveis de serem atingidas por massas instabilizadas admitir-se-á, além dos estudos já mencionados, a comparação com situações assemelhadas ocorridas anteriormente (avaliação observacional). 6.1.1.4 Estabelecimento do grau de risco das instabilizações A Tabela 1 a seguir apresenta uma classificação de risco das instabilizações. Cada caso analisado deverá ser enquadrado em uma das classes descritas, objetivando orientar a tomada de medidas emergenciais e subsidiar o estabelecimento dos critérios de projeto. Tabela 1. Grau de risco das instabilizações. Grau de risco Caracterização do processo de instabilização Conseqüências da instabilidade Muito alto Movimentos de massas, em especial rupturas de taludes, quedas ou rolamentos de blocos, avalanches e corridas de detritos com deflagração brusca ou rápida, com elevada probabilidade de ocorrerem sem aviso prévio Risco de atingimento de pessoas, edificações ou instalações importantes ou de solapamento de fundações que possam levar a colapsos estruturais de edificações ou outras estruturas importantes Alto Idem acima, mas com presença de sinais de aviso que indiquem pequena probabilidade de deflagração a curto prazo (poucos dias) e que permitam tomada de providências pelo menos de emergência Idem acima Médio Idem aos casos acima (de grau muito alto ou alto) Sem risco de atingimento de pessoas, edificações ou instalações, mas com risco de produzir danos significativos em obras ou instalações de pouca importância ou a locais de importância ecológica ou paisagística Médio Movimentos de massas que não envolvem destacamentos mas produzem deformações lentas, como rastejos, “toppling”, rupturas com a base confinada, subsidências, erosão, etc. Ocorrências em áreas ocupadas, com presença ou circulação de pessoas, e com edificações ou instalações que podem sofrer danos significativos. Baixo Idem acima (grau médio) Ocorrências em áreas nas quais raramente circulam pessoas e nas quais não existem edificações ou instalações importantes. Para os casos de risco muito alto e alto sempre devem ser determinadas medidas emergenciais a serem implementadas de imediato. Estas medidas devem, entre outras, considerar as seguintes ações possíveis: - desvio de águas pluviais da área instável ea montante desta; - impermeabilização provisória de superfície (uso de lonas plásticas) e tamponamento de trincas; - remoção de sobrecargas; - colocação de bermas de equilíbrio provisórias; - instalação de escoramentos provisórios; - remoção de moradores e interdição do local ao tráfego de pessoas e veículos - monitoramento da área com objetivo de acompanhar a evolução dos processos de instabilização. 6.1.2 Local aparentemente estável, mas com potencial de sofrer instabilização, independentemente de novas ações antrópicas Quando o local em estudo apresentar-se aparentemente estável, mas houver suspeita de que possa sofrer instabilização, mesmo sem que ocorra qualquer nova ação antrópica, o objetivo será determinar as condições de estabilidade do local. Para este estudo deve ser seguida a mesma metodologia descrita no sub-item 6.1.1 Caso seja constatada uma condição potencial de instabilização, devem ser consideradas as recomendações estabelecidas no item 6.1.1, inclusive no que tange à classificação do risco da instabilização, neste caso potencial e ainda não instalada. Caso seja constatada uma condição adequada de estabilidade, recai-se nas condições descritas no item 6.1.4. Para estabelecer a separação entre as condições “adequadas” e “inadequadas” de estabilidade é indicado o critério apresentado na Tabela 2 a seguir, válida para os casos de processos de instabilização analisáveis através de modelos tipo equilíbrio limite: Tabela 2. Fatores de Segurança recomendados: Condição “adequada” (deverá ser tratada da forma definida no item 6.1.4) Condição “inadequada” (deverá ser tratada da forma definida no item 6.1.1) Grau de Risco da Instabilidade FSm >= e Fsc >= FSm <= ou Fsc <= Muito alto 1,6 1,2 1,3 1,15 Alto 1,5 1,15 1,2 1,1 Médio 1,4 1,1 1,15 1,05 Baixo 1,3 1,05 1,1 1,0 Nos intervalos entre os valores de uma e da outra condição não fica definida a condição de estabilidade do local, de modo que o mesmo deve ser estudado com maior detalhamento, porém sempre com prioridade inferior aos casos classificados na categoria 6.1.1. Define-se FSm como o Fator de Segurança para as condições mais prováveis, seja de carregamentos, inclusive os efeitos de fluxo d’água e saturação do solo, seja para os parâmetros de resistência dos materiais. Define-se FSc como o Fator de Segurança para as condições críticas, seja de carregamentos, inclusive os efeitos de fluxo d’água e saturação do solo, seja para os parâmetros de resistência dos materiais. Entendem-se por “condições críticas” aquelas nas quais em apenas 5% dos casos possam ocorrer valores além dos adotados, isto é, carregamentos e empuxos d’água superiores, assim como parâmetros de resistência do solo inferiores. O estabelecimento dos valores característicos deverá ser realizado através de análise estatística dos dados disponíveis e, quando isto não for possível devido à exigüidade de amostragem dos dados, poderá ser realizado através de estudo comparativo com dados amostrais disponíveis em outros locais ou terrenos ou até em publicações técnico-científicas, desde que devidamente justificado. Obs.: Os valores numéricos apresentados na Tabela 2 são preliminares e estarão sujeitos a análises e aferições durante o período que anteceder a publicação da versão definitiva desta Norma. 6.1.3 Local aparentemente estável, mas sujeito a sofrer instabilizações em razão da implantação de obras ou de outras ações de origem antrópica Quando o local estiver aparentemente estável, mas já houver previsão de alteração de sua configuração geométrica pela futura execução de cortes ou aterros, alteração nas suas condições hidrogeológicas pela adução de fluxos d’água adicionais ao maciço, alteração no estado de tensões internas pela instalação de fundações de estruturas ou aplicação de outros carregamentos, alteração na cobertura superficial, por exemplo, pela supressão ou alteração da vegetação, ou ainda quando o local passar a estar sujeito a impactos ou vibrações produzidas em suas cercanias, devem ser estudadas as alterações nas suas condições de estabilidade. Caso o estudo resulte na conclusão de que o local permanecerá estável após a execução das obras ou ação antrópica prevista, recai-se nas condições descritas no item 6.1.4. Caso no estudo se conclua que as condições passarão a ser insatisfatórias, recai-se nas condições descritas no item 6.1.2, acrescidas todas as considerações relativas às obras que serão implantadas ou ações que serão empreendidas. Neste caso, o diagnóstico deverá considerar o local em estudo antes, durante e após a implantação das obras ou ocorrência das ações previstas. Em alguns casos dever-se-á inclusive considerar as condições de longo prazo (casos de obras que possam a sofrer degradação ou deficiências de manutenção no longo prazo, desmatamento que resulta em redução da ação benéfica das raízes a longo prazo, etc.). As exigências e recomendações específicas para os diversos tipos de obras de estabilização ou contenção estão apresentadas nas Partes 2 e 3 desta Norma. 6.1.4 Local estável, sem maiores riscos de sofrer instabilizações nas condições atuais ou futuras previstas Para locais diagnosticados como estáveis após a realização dos estudos e análises também deve ser apresentado Relatório Técnico, no qual tal condição é definida e também justificada. Neste relatório devem ser relatadas as características presentes do local que lhe conferem tal condição de estabilidade e as alterações previstas de serem nele introduzidas no futuro que não devem acarretar riscos de instabilidade. Deve sempre ser ressalvado que a introdução de alterações outras, que não aquelas já previstas, pode produzir alterações nas condições de estabilidade do local, de modo a tornar necessária a realização de um novo diagnóstico. 6.2 Estudo de Soluções Alternativas Uma vez realizado o diagnóstico de um local, e antes de partir para a elaboração de um projeto, o geotécnico responsável (ou a equipe, se for o caso) deverá realizar um estudo de alternativas de solução, para só então proceder à escolha da solução a ser utilizada no projeto básico. Apenas em poucos casos de extrema simplicidade, ou porte muito reduzido da obra a ser implantada, poder-se-á prescindir do estudo de alternativas. Nos casos em que exista muita urgência em se iniciar os trabalhos de estabilização ou proteção, para reduzir riscos a pessoas ou bens, apenas no início das obras se poderá prescindir do estudo de alternativas, o qual deverá ser retomado tão logo as condições mais críticas sejam superadas. Sempre que uma das hipóteses citadas ocorrer deverá constar na documentação do projeto um Memorial Justificativo que explique as razões pelas quais não foi realizado um estudo de alternativas e que justifique a solução adotada. Para permitir a comparação das alternativas estudadas estas devem ser minimamente detalhadas, de modo que seja possível estabelecer seus prazos de execução, custos aproximados (recomenda-se que os quantitativos sejam estimados com imprecisões não superiores a 20%), etapas executivas e que permitam que se possa avaliar as dificuldades construtivas, condições de risco durante as etapas construtivas, problemas com interferências e eventuais danos ambientais. 6.3 Escolha da Solução A escolha da solução a ser adotada no projeto, para estabilizar o local ou implantar obras de proteção ou serviços voltados à redução de riscos, deverá levar em conta não só os custos e prazos de implantação das obras e serviços, mas também as dificuldades construtivas, de acesso e operação de equipamentos, de obtenção, transporte e aplicação dos materiais, de lida com as interferências presentes no local ou em suas adjacências, os eventuais danos ambientais provocados pelas obras ou pela disposição de rejeitos ou resíduos e os custos e as dificuldades de manutenção das obras e serviços na condição de longo prazo.No processo de escolha, para casos de taludes e/ou obras de maior porte, recomenda-se a adoção de critérios baseados na Teoria da Decisão, com explicitação de fatores de ponderação para cada atributo a ser considerado neste processo, tanto os acima referidos quanto eventuais outros complementares que sejam julgados importantes no caso em questão. Os fatores de ponderação a serem atribuídos devem representar a prioridade e a importância de cada quesito para esta escolha, de modo a tornar o processo mais racional e visualizável para os interessados e eventuais terceiros envolvidos. O resultado deste processo de análise e decisão deve ser consubstanciado em Relatório Técnico e Econômico que passará a ser parte integrante do projeto. 6.4 Concepção do Projeto Básico Entende-se por Projeto Básico o conjunto de desenhos, memoriais, especificações técnicas e relatórios que define as obras e serviços a serem implantados em determinado local, com grau de detalhamento compatível com sua orçamentação, contratação e, eventualmente, início de execução, mas com detalhamento e definições insuficientes para sua execução completa. Para esta última condição deverá, posteriormente, ser elaborado o Projeto Executivo. 6.4.1 Grau de Segurança Necessário ao Local Para a elaboração do projeto básico deverá ser, inicialmente, definido o grau de segurança necessário para o local que será objeto da intervenção. Para definir este grau de segurança recomenda-se o enquadramento de cada caso nas categorias listadas na Tabela 3 a seguir. Ressalta-se que esta tabela não é exaustiva, além de poderem ocorrer casos que, em virtude de peculiaridades locais ou regionais, ou de especificidades de uso e ocupação dos terrenos, merecem um enquadramento diferente do que o estabelecido na tabela. Nestes casos caberá ao Geotécnico Responsável justificar o(s) caso(s) díspar(es) e seu enquadramento diferenciado. Tabela 3. Grau de segurança necessário ao local Grau de Segurança Necessário Caracterização do Local Muito Alto Áreas urbanas densamente povoadas, vias de tráfego intenso, proximidade de edificações ou instalações em que possam estar muitas pessoas, proximidade de locais com armazenamento ou presença de produtos potencialmente perigosos (explosivos, inflamáveis, tóxicos) Alto Demais áreas urbanas, vias e locais em que estejam ou circulem pessoas com alguma freqüência, proximidade de instalações fabris, estações de tratamento de água ou esgoto, linhas de transmissão, oleodutos e adutoras, edifícios ou instalações de valor histórico ou social Médio Áreas em que pessoas possam estar ou circular eventualmente, outros tipos de edificações e instalações não referidos acima, locais ermos mas de elevado valor ecológico ou paisagístico Baixo Locais raramente sujeitos à presença humana e que não apresentam elevado valor ecológico ou paisagístico. 6.4.2 Determinação dos Parâmetros Geotécnicos para o Projeto A determinação dos parâmetros geotécnicos para o projeto de estabilização de uma encosta, talude de corte ou aterro, ou ainda para o projeto de uma obra de contenção de um talude deve ser precedida sempre pelas investigações indicadas no capítulo anterior, em especial aquelas constantes no item 5.2. A obtenção dos parâmetros geotécnicos, em especial dos parâmetros de resistência dos materiais envolvidos, deverá ser realizada segundo a seguinte ordem de prioridade, a menos de justificativa explicita em contrário: 1o) obtenção de parâmetros de cada camada, horizonte ou descontinuidade envolvidos no problema, através de ensaios laboratoriais adequados (triaxiais, cisalhamento direto, etc.) e adequadamente conduzidos (preparo, confinamento/adensamento, ruptura) sobre amostras indeformadas muito bem representativas de cada camada, horizonte ou descontinuidade relevantes para a estabilidade em questão; 2o) obtenção de parâmetros equivalentes a partir de retroanálise(s) de ruptura(s) já ocorrida(s) no local ou em suas proximidades, envolvendo os mesmos materiais; 3o) obtenção de parâmetros estimados por correlações com ensaios “in situ” realizados no próprio local, desde que tais correlações já tenham sido aferidas para os tipos de solos em questão, nas mesmas formações geológicas; 4o) estimativa de parâmetros a partir de poucos ensaios, referências bibliográficas ou experiência anterior da equipe. O Geotécnico Responsável ou a equipe encarregada dos estudos deverá sempre dar preferência à determinação dos parâmetros pelos modos (1o) e/ou (2o) acima citados. Nos casos em que os parâmetros apenas puderem ser determinados pelos modos (3o) e (4o), deverá ser comunicado ao proprietário e/ou gerenciador do empreendimento que tais procedimentos são muito menos confiáveis e que implicarão em custos maiores das obras, em função do desconhecimento maior das propriedades dos materiais e a conseqüente exigência de maiores margens de segurança no projeto. Quando os parâmetros forem estabelecidos apenas com base em bibliografia ou experiência anterior é obrigatória a apresentação, por parte do Geotécnico Responsável (ou equipe) de justificativa para tal procedimento e das referências bibliográficas utilizadas ou dos memoriais das obras anteriormente estudadas, de onde estes parâmetros foram originados. Finalmente, em qualquer caso, deve ser sempre esclarecido se os parâmetros são médios ou característicos e, neste último caso, qual a porcentagem de probabilidade de serem desfavoravelmente ultrapassados, devendo-se dar preferência ao estabelecimento de valores característicos correspondentes a 5% (conforme apresentado no item 6.1.2). 6.4.3 A Segurança nos Projetos de Estabilização de Taludes Cada projeto de estabilização de talude deve ter como objetivo dotar o local de condições de segurança adequadas. O melhor modo de se aquilatar a segurança de um talude, assim como de qualquer obra, é a análise probabilística utilizando o Método Probabilístico de Avaliação da Segurança. Nos casos em que isto for possível de ser realizado, é recomendada a adoção dos valores de probabilidade de ruína de projeto constantes na Tabela 4 a seguir, estabelecidos em função do grau de segurança necessário para o local. Tabela 4. Probabilidades de Ruína Recomendadas para os projetos: Grau de Segurança necessário para o local Probabilidade de ruína, para um período de 10 anos (*), considerada adequada para determinar os fatores de segurança de projeto em obras de estabilização de taludes Muito Alto 10E-4 Alto 10E-3 Médio 10E-2 Baixo 10E-1 (*) Probabilidade de que ocorra a ruína num período de 10 (dez) anos. Os valores de probabilidades de ruína constantes da Tabela 4 são provisórios e deverão ser reavaliados num prazo não superior a 10 (dez) anos da entrada em vigor desta Norma. Esta condição decorre do fato de que, na atualidade, não existem ainda estudos quantitativos suficientes para permitir que tais valores sejam estabelecidos com suficiente confiabilidade para serem considerados permanentes. Por este motivo também, serão indicados valores recomendados de Fatores de Segurança a serem adotados nos projetos, com a mesma restrição de uso provisório, até que estudos quantitativos mais aprofundados permitam o estabelecimento de valores mais definitivos. 6.4.4 Projetos de Estabilização em Locais com Processo de Instabilização já Instalado Nos locais em que já há processo de instabilização instalado a obtenção dos parâmetros para o projeto básico só poderá ser realizada pelos modos (1o) e (2o) referidos no sub- item (6.4.2), nos casos em que forem aplicáveis modelos do tipo equilíbrio limite. Nestes casos os demais modos de obtenção de parâmetros devem ser utilizados apenas como balizamentos orientativos. Isto decorre do fato de que, uma vez havendo processo de instabilização já instalado, a retroanálise desta instabilização é sempre possível. A complementação da determinação dos parâmetrosatravés de ensaios laboratoriais sobre amostras representativas é, neste caso, fortemente recomendada. Para estudar a(s) solução(ões) e elaborar o projeto de estabilização deve ser almejado obter uma recondução do local a condições adequadas de segurança, variáveis em função do grau de segurança necessário para cada local. Recomenda-se que, nestes casos, os projetos atendam a um critério de acréscimo de segurança proporcionado pelas obras e serviços, em valores não inferiores aos constantes da Tabela 5 a seguir, válida para os casos em que for possível a aplicação de modelo do tipo equilíbrio limite. Tabela 5. Acréscimos de Segurança recomendados para os projetos Grau de Segurança necessário para o local Acréscimo no Fator de Segurança recomendado (parâmetros de resistência obtidos por retroanálise do próprio local) Ações com valores de expectativa mais provável Ações com valores não superáveis em mais de 5% (excepcionais) Muito Alto 50% 25% Alto 40% 20% Médio 30% 15% Baixo 20% 10% Obs.: Os valores numéricos apresentados na Tabela 5 são preliminares e estarão sujeitos a análises e aferições durante o período que anteceder a publicação da versão definitiva desta Norma. 6.4.5 Projetos de Estabilização em Locais com Terreno Aparentemente Estável Em locais onde o terreno se encontra estável ou está aparentemente estável, mas serão executadas obras e serviços que possam alterar estas condições, tais como cortes e escavações, aterros de qualquer espécie, outros acréscimos de cargas estáticas ou dinâmicas em terrenos com declive, assim como alterações nas condições de fluxo d’água em tais terrenos, devem ser estudadas soluções e, quando necessário, executadas obras de estabilização. Tais obras poderão envolver ou não elementos estruturais de contenção ou reforço. Para a avaliação global da segurança do local e para a avaliação parcializada de trechos da obra em que predominam taludes sem tais elementos estruturais, devem ser obedecidos os Fatores de Segurança constantes da Tabela 6 a seguir, nos casos em que for possível a aplicação de modelo do tipo equilíbrio limite. Para a avaliação da segurança específica de obras de contenção devem ser obedecidos os valores de Fatores de Segurança indicados na Parte 3 desta Norma. Tabela 6. Fatores de Segurança recomendados para os projetos de obras de estabilização em locais sem processos de instabilização instalados (*) Grau de Segurança necessário para o Fatores de Segurança recomendados para os projetos de estabilização Parâmetros obtidos por retroanálise no próprio local e complementados por ensaios laboratoriais sobre amostras representativas Parâmetros obtidos por retroanálise em local assemelhado ou apenas através de campanha de ensaios laboratoriais Parâmetros obtidos por correlações com ensaios “in situ”, experiência anterior da equipe, bibliografia, etc. local FSm FSc FSm FSc FSm FSc Muito Alto 1,5 1,2 1,6 1,3 1,8 1,4 Alto 1,4 1,15 1,5 1,25 1,7 1,35 Médio 1,3 1,1 1,4 1,2 1,6 1,3 Baixo 1,2 1,05 1,3 1,15 1,5 1,25 (*) Os Fatores de Segurança constantes desta tabela, seguem a mesma nomenclatura (FSm e FSc) já descrita no sub-item 6.1.2, ou seja, calculados considerando os valores mais prováveis dos parâmetros geotécnicos utilizados nas análises (FSm) e os valores característicos correspondentes ao quartil de 5% (FSc). Obs.: Os valores numéricos apresentados na Tabela 6 são preliminares e estarão sujeitos a análises e aferições durante o período que anteceder a publicação da versão definitiva desta Norma. Para situações temporárias de curta duração, que possam ocorrer durante o período de execução das obras, poder-se-á aceitar Fatores de Segurança menores do que os constantes na Tabela 6, desde que nunca inferiores a 1,3 nos casos de risco alto e muito alto e 1,15 nos de risco médio e baixo. 6.4.6 Projetos de Obras e Medidas de Proteção a Áreas Sujeitas aos Efeitos de Instabilizações de Taludes Para obras e medidas não estruturais que objetivam proteger áreas de serem atingidas ou afetadas por efeitos resultantes de instabilizações em encostas naturais e taludes diversos deverão ser seguidos critérios que considerem: a) risco de atingimento da área de interesse por massas provenientes de instabilizações em taludes ou encostas; b) tipo de ocupação e uso das áreas de interesse; c) tipo de material, suas condições, volumes e velocidades caso venham a atingir as áreas de interesse; d) risco de ocorrerem (1o) mortes, (2o) vítimas não fatais, (3o) danos materiais a instalações importantes e (4o) outros danos materiais a obras ou instalações, em caso de atingimento. Obs.: As “probabilidades de ruína” de projeto constantes na Tabela 4 deste capítulo poderão ser adotadas como critério de estabelecimento das condições de segurança das obras e demais medidas consideradas neste item, sempre que não estiverem disponíveis critérios específicos mais detalhados e adequados. Na Parte 4 desta Norma serão apresentadas as demais condições e exigências relativas às obras e medidas de proteção consideradas neste item. 7. Projeto Executivo de Obras de Estabilização de Taludes e Correlatas 7.1 Condições Gerais 7.1.1 O Projeto Executivo deve: a) atender às definições e critérios estabelecidos no Projeto Básico quanto ao(s) tipo(s) de obra(s) e serviços ali especificados e às condições de segurança ali estipuladas; b) apresentar um nível de detalhamento das obras e serviços adequado para permitir a correta execução destas obras e serviços, inclusive seu acompanhamento técnico e fiscalização; c) estabelecer os critérios e as condições para que possam ser realizadas as adequações e adaptações que vierem a se tornar necessárias durante a execução das obras e serviços, principalmente aquelas decorrentes de peculiaridades geológico-geotécnicas observadas no transcorrer dos trabalhos no campo. 7.1.2 Quanto ao nível de detalhamento, o Projeto Executivo deve: a) apresentar todos os elementos geométricos necessários para a marcação dos “off sets” de cortes e aterros, assim como as demais indicações para a execução das obras de terraplenagem (inclinação dos taludes e das bermas ou banquetas, cotas e larguras das mesmas, posição e características dos dispositivos de proteção e drenagem, etc.); b) apresentar todos os elementos geométricos necessários para a colocação de formas dos elementos de concreto ou materiais assemelhados, posicionamento e direcionamento de inserções de reforço ou outras, bitolas e posições das armaduras, telas ou outros dispositivos metálicos. c) nos casos em que alguns elementos geométricos não possam ser definidos a priori, especialmente devido às incertezas geológico-geotécnicas, devem ser claramente definidas no projeto as condições e os critérios a serem observados durante a obra pela equipe de Acompanhamento Técnico para complementar tais definições; d) as especificações técnicas devem ser claras e objetivas, não deixando margem para dúvidas relativas às características dos materiais a serem empregados ou rejeitados e aos procedimentos a serem obedecidos durante a execução da obra; e) o memorial deve apresentar as justificativas para a adoção dos critérios e das soluções, de modo que estes sejam do pleno conhecimento das partes intervenientes no processo, inclusive para subsidiar eventuais alterações ou adequações que venham a se fazer necessárias no transcorrer dos trabalhos; f) os critérios e as condições para o controle da execução devem ser definidos já no projeto executivo, assim como as diretrizes para a avaliação de desempenho e a futura manutenção das obras e instalações. 7.2 Projeto Executivo de Obras de Estabilização e Similares 7.2.1 Obras sem utilização de estruturas de contenção ou reforço As obras de estabilização de taludes, ou de construção de desníveis de terreno estáveis, sem uso de elementos estruturaisde contenção ou de reforço, são objeto da Parte 2 desta Norma, estando ali definidas as condições a que tais obras devem se ater. 7.2.2 Obras com utilização de estruturas de contenção ou reforço As obras de estabilização de taludes, ou de construção de desníveis de terreno estáveis, com uso de elementos estruturais de contenção ou reforço do maciço, são objeto da Parte 3 desta Norma, estando ali definidas as condições a que tais obras devem se ater. 7.3 Projetos Executivos de Obras de Proteção contra Processos de Instabilização São, em geral, complementares aos projetos de obras citadas em 7.2 e, neste caso, devem ser estudados em conjunto com estes. Englobam obras e serviços de proteção contra erosão, obras e serviços de proteção a áreas passíveis de serem atingidas por massas escorregadas, escoadas, blocos rochosos ou outros materiais oriundos de processos de instabilização ocorrentes em outros locais, obras e serviços de sinalização, aviso e alerta contra riscos advindos de processos de instabilização e outras medidas assemelhadas e complementares. Estas obras e serviços são objeto da Parte 4 desta Norma estando ali definidas as condições às quais estas obras e serviços devem se ater. 8. Execução de Obras de Estabilização de Taludes 8.1 Condições Gerais Obras de estabilização de taludes e de encostas naturais apresentam, na maioria das vezes, peculiaridades de ordem geológica e geotécnica que tornam necessário proceder a alterações e adequações no projeto, durante as etapas construtivas das obras. Mesmo nos casos em que o Projeto Executivo está adequadamente elaborado e suficientemente detalhado, durante a execução das obras poder-se-á deparar com características do terreno, tanto em solos quanto em rochas, que exijam tais alterações e adequações. Devido a estas condições, obras de estabilização de taludes e de encostas naturais sempre deverão ser conduzidas com apoio de profissional de Geotecnia, na qualidade de ATO (Acompanhamento Técnico da Obra), com adequado entrosamento com o Projetista ou equipe de projeto. 8.1.1 Atendimento a Normas e Especificações Durante a execução das obras de estabilização de taludes, construção de desníveis de terreno estáveis e implantação de obras e medidas de proteção a áreas sujeitas a riscos decorrentes de instabilizações de taludes, devem ser atendidas: a) As normas de fiscalização técnico-administrativas. b) As especificações dos materiais a serem empregados e dos processos construtivos definidos no projeto. c) A metodologia de controle das soluções adotadas e dos seus sistemas executivos próprios, assim como da seqüência das etapas de execução. d) As normas e especificações de segurança do trabalho. 8.1.2 Serviços Preliminares Com relação à instalação e manutenção do(s) canteiro(s) de obras deverão ser obedecidas as seguintes condições: a) O local de instalação do canteiro de obras deverá ser previamente definido em comum acordo entre a contratante e a contratada. b) O canteiro deverá ser implantado em local tal que não esteja sujeito a riscos oriundos das instabilizações dos taludes, de atingimento por massas escorregadas ou escoadas ou por lançamentos de pedras oriundas de detonações, enchentes ou outros fenômenos deletérios. c) A localização do canteiro deverá ser tal que não produza danos ambientais ou, em caso de impossibilidade de se atender tal exigência, quaisquer danos ambientais produzidos deverão ser reparados convenientemente após a retirada do canteiro, restabelecendo-se as condições originais do local em termos de solos e vegetação. d) O canteiro de obras deverá sofrer manutenção durante todo o transcorrer da obra objetivando a segurança dos operários, a limpeza da área e a retirada e adequada destinação de resíduos e refugos de qualquer espécie. Com relação à implantação de acessos provisórios ao local das obras e no interior das áreas submetidas às atividades de obra, deverão ser obedecidas as condições expressas nas alíneas (a), (b) e (c) acima. Além disto, deverá ser dada adequada manutenção a estes acessos e tomados cuidados especiais quanto à drenagem das águas do escoamento superficial, de modo a se evitar o aparecimento de erosões. Também deverão ser definidos, previamente à execução das obras, os locais destinados a receber solos e blocos oriundos das escavações (bota-foras), assim como as áreas de empréstimo de solos para a execução de aterros. Estes locais deverão receber os tratamentos prévios necessários e ter implantado e mantido um adequado sistema de coleta, escoamento e destinação das águas pluviais. 8.1.3 Segurança do Trabalho a) Nas obras deverá ser rigorosamente obedecida toda a legislação referente à segurança no trabalho dos operários, demais intervenientes na obra e transeuntes de locais próximos. b) Nas obras e serviços em taludes ou encostas íngremes deverão ser adotadas medidas especiais de segurança, inclusive utilização de cordas de segurança para trabalhadores e visitantes. c) Os equipamentos de proteção individual (EPI) deverão atender às exigências específicas pertinentes, ser adequados às condições de trabalho locais, ser vistoriados sistematicamente e receber a manutenção devida. d) A execução de desmontes a fogo e outros tipos de detonação deverão ser precedidas de vistoria e evacuação de pessoas na área passível de ser atingida por eventuais lançamentos, além da sinalização e avisos sonoros adequados. 8.2 Acompanhamento Técnico da Obra (ATO) Todas as obras de estabilização de taludes e de encostas naturais deverão contar com um adequado acompanhamento técnico (ATO), de acordo com as seguintes condições: a) O acompanhamento do desenvolvimento da obra, com observação e controle do comportamento do maciço e dos elementos implantados, deve sempre ser realizado por um profissional de Geotecnia, com apoio de equipe dimensionada de acordo com o vulto da obra. b) Em obras de grande porte e em locais de risco alto e muito alto deverá ser exigida a presença permanente do Geotécnico Responsável na obra e de membros suficientes da equipe de ATO para realizar as tarefas de acompanhamento técnico e encaminhamento das solicitações de alteração/adequação/adaptação dos projetos ao Projetista. c) Em obras de porte menor, nas quais não se justifique a presença permanente de Profissional de Geotecnia na obra, deve estar permanentemente presente um técnico experiente para prestar o apoio necessário e se reportar ao Geotécnico Responsável sempre que isto for necessário. d) Apenas em obras de porte muito reduzido, cujo projeto não se classifique nas categorias de risco alto ou muito alto, poderá ser aceito que não esteja permanentemente na obra nem o profissional nem um membro da equipe de ATO, sendo o acompanhamento técnico realizado apenas por inspeções periódicas. Tais inspeções nunca poderão ter freqüência menor do que duas vezes por semana. e) Caberá também à equipe de ATO a execução de todos os ensaios de controle de qualidade dos materiais e produtos empregados na obra, inclusive os materiais de aterros, ou a sua supervisão quando tal atividade for atribuída a terceiros. 8.3 Fiscalização da Obra O contratante definirá um profissional responsável pela Fiscalização da obra, que, dependendo do porte da obra deverá contar com uma equipe de fiscalização. O profissional responsável pela Fiscalização deverá, preferencialmente, ser Engenheiro Civil de formação. Outros profissionais de Engenharia, Geologia ou Arquitetura poderão, eventualmente, exercer tal atividade, desde que tenham sólidos conhecimentos de execução de obras geotécnicas. Apenas em obras de pequeno e médio porte um mesmo profissional de Geotecnia poderá acumular as funções de ATO e Fiscalização da obra, caso isto seja de interesse do Contratante. Caberá à Fiscalização: a) Conferir a execução das atividades dos contratados atuantes na obra. b) Receber os resultados das atividades
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