Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE PAULISTA INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA ENGENHARIA CIVIL AMANDA MEDEIROS MILANI – RA: b313jd-6 ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS OBRAS DA TERRA: Dispositivo de contenção para drenagem em rodovias RANGEL PESTANA 2021 AMANDA MEDEIROS MILANI – RA: b313jd-6 ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS OBRAS DA TERRA: Dispositivo de contenção para drenagem em rodovias Atividades Práticas Supervisionadas – trabalho apresentado como exigência para a aprovação na disciplina de APS, do curso de Engenharia Civil da Universidade Paulista, sob orientação do Coordenador do curso. RANGEL PESTANA 2021 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Canaleta Longitudinal ................................................................................. 10 Figura 2: Canaleta Transversal ................................................................................. 10 Figura 3: Caixa de Passagem ................................................................................... 11 Figura 4: Descida d’água .......................................................................................... 11 Figura 5: Dissipadores de Energia ............................................................................ 12 Figura 6: Tipos de Solo no Município de Estudo de Caso ......................................... 14 Figura 7: Empreendimento e Rodovia ....................................................................... 15 Figura 8: Estabilidade de talude ................................................................................ 19 Figura 9: Vista em Planta do dispositivo de contenção ............................................. 20 Figura 10: Corte BB Projeto para estabilidade do talude .......................................... 21 Figura 11: Tabela de Dimensões .............................................................................. 21 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1: Perfil Natural do Terreno (PNT) ................................................................ 16 LISTA DE IMAGENS Imagem 1: Canaleta de Concreto .............................................................................. 17 Imagem 2: Divisão empreendimento e Rodovia Raposo Tavares ............................. 18 Imagem 3: Erosão do talude ..................................................................................... 18 Imagem 4: Preparo da base da maquete para caracterização dos elementos .......... 23 Imagem 5: Pintura da Maquete ................................................................................. 23 Imagem 6: Maquete Finalizada ................................................................................. 24 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 7 1.1 Justificativa .......................................................................................................... 7 1.2 Metodologia ......................................................................................................... 7 2. OBJETIVOS ............................................................................................................ 8 2.1 Objetivo geral ...................................................................................................... 8 2.2 Objetivos específicos.......................................................................................... 8 3. INFLUÊNCIA DA ÁGUA EM OBRAS DE TERRA ................................................. 9 4. ESTUDO DE CASO .............................................................................................. 13 4.1 Reconhecimento do subsolo ........................................................................... 13 4.2 Intervenções a serem executadas ................................................................... 14 4.3 Identificação da premissa ................................................................................. 17 4.4 Estabilização dos taludes ........................................................................................... 20 5. DESENVOLVIMENTO DA MAQUETE ................................................................. 23 6. CONCLUSÃO ....................................................................................................... 24 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 25 ANEXOS ................................................................................................................... 26 Anexo A: Ficha APS ................................................................................................ 26 7 1. INTRODUÇÃO A coordeção do curso de Engenharia Civil aplica aos seus alunos uma Atividade Prática Supervisionada, a APS, que têm como objetivo geral propiciar aos alunos uma fundamentação prática dos conceitos teóricos explorados na disciplina, neste caso, de obras da terra e mostrar ao futuro engenheiro uma visão de papel a ser desempenhado na solução de tarefas. Este trabalho descreve o estudo de caso da construção de um método de contenção para drenagem de rodovias na cidade de Ibirarema, interior do estado de São Paulo. No decorrer do estudo, foram feitas pesquisas do subsolo adequados ao porte da edificação, a identificação da forma e a intensidade dos esforços atuantes que serão introduzidos pela edificação. Após as análises, no trabalho foi proposto uma solução de contenção para soluções possíveis, para esta rodovia em questão, uma escada d’água como drenagem. 1.1 Justificativa A finalidade deste trabalho foi fornecer ao aluno conhecimentos específicos sobre obras da terra. Propiciar o aprofundamento através de uma pesquisa teórica e realização de uma maquete para por em prática o conhecimento de contenções em obras da terra. 1.2 Metodologia Este trabalho foi baseado em aulas da disciplina base de obras da terra, funções e características. Para realização do trabalho foi utilizado como base referenciais teóricos e identificação visual e tátil para desenvolvimento do conteúdo. 8 2 OBJETIVOS A seguir serão apresentados os objetivos contidos ao realizar este trabaho teórico, de acordo com as condições para a elaboracao do mesmo citadas pelo coordenador do curso. 2.1 Objetivo geral Realizar uma pesquisa como base uma edificação concreta realizada em uma rodovia e realizar estudos adequados a fim de identificar a forma e a intensidade dos esforços atuantes e conceber uma solução de contenção. 2.2 Objetivos específicos Descrever os componentes e elaborar uma pesquisa sobre “obras da terra”. Descrever o local, estudos do subsolo, dificuldades do funcionamento da edificação e dimensionar a contenção como solução. 9 3. INFLUÊNCIA DA ÁGUA EM OBRAS DE TERRA Grande parte dos acidentes envolvendo muros de arrimo está relacionada ao acúmulo de água no maciço. A existência de uma linha freática no maciço é altamente desfavorável, aumentando substancialmente o empuxo total. O acúmulo de água, por deficiência de drenagem, pode duplicar o empuxo atuante. O efeito da água pode ser direto, resultante do acúmulo de água junto ao tardoz interno do muro, ou indireto, produzindo uma redução da resistência ao cisalhamento do maciço em decorrência do acréscimo das pressões intersticiais. Para um comportamento satisfatório de uma estrutura de contenção, é fundamental a utilização de sistemas eficientes de drenagem. Os sistemas de drenagem podem ser superficiais ou internos. Em geral,os projetos de drenagem combinam com dispositivos de proteção superficial do talude. Sistemas de drenagem superficial devem captar e conduzir as águas que incidem na superfície do talude, considerando-se não só a área da região estudada como toda a bacia de captação. Diversos dispositivos (canaletas transversais, canaletas longitudinais de descida (escada), dissipadores de energia, caixas coletoras etc.) podem ser selecionados para o projeto, dependendo da natureza da área (ocupação densa, com vegetação etc.), das condições geométricas do talude, do tipo de material (solo/rocha). 10 Figura 1: Canaleta Longitudinal Fonte: https://pt.slideshare.net/ivanrobertoa/drenagem-viria (2014). Figura 2: Canaleta Transversal Fonte: https://pt.slideshare.net/ivanrobertoa/drenagem-viria (2014). 11 Figura 3: Caixa de Passagem Fonte: https://pt.slideshare.net/ivanrobertoa/drenagem-viria (2014). Figura 4: Descida d’água Fonte: https://pt.slideshare.net/ivanrobertoa/drenagem-viria (2014) 12 Figura 5: Dissipadores de Energia Fonte: https://pt.slideshare.net/ivanrobertoa/drenagem-viria (2014). As figuras acima ilustram alguns sistemas de proteção de talude, que tem como função reduzir a infiltração e a erosão, decorrentes da precipitação de chuva sobre o talude. Alternativas de proteção superficial podem ser classificadas em dois grupos: proteção com vegetação e proteção com impermeabilização. Não existe uma regra para a concepção de projetos desta natureza, entretanto deve-se sempre considerar a proteção vegetal como a primeira alternativa, em particular, para taludes não naturais. 13 4. ESTUDO DE CASO O trabalho em questão faz a análise visual tátil da instalação de um loteamento industrial que será implantado na cidade de Ibirarema. O município está situado a 469 metros de altitude e possúí as coordenadas geográficas: Latitude: 22° 49' 4'' Sul, Longitude: 50° 4' 27'' Oeste, tendo como acesso as Rodovias Raposo Tavares (SP-270). O Distrito Industrial de Ibirarema conta com uma área total de 157.600,00 m². 4.1 Reconhecimento do subsolo Pedologicamente predomina, no município de Ibirarema, o Latossolo Vermelho eutroférricos e distroférricos A moderado textura argilosa e relevo plano e suave ondulado. De acordo com dados do Instituto de Pesquisa Tecnológica (IPT), o município de Ibirarema encontra-se em áreas consideradas de CRITICIDADE BAIXA quanto aos processos erosivos. Apresenta em sua Geomorfologia relevo colinoso, com colinas amplas onde predominam interflúvios com área superior a 4 Km², topos extensos e aplainados, vertentes com perfis retilíneos a convexos. Drenagem de baixa densidade, padrão subdendrítico, com vales abertos, planícies aluviais interiores restritas, presença eventual de lagoas perenes ou intermitentes. 14 Figura 6: Tipos de Solo no Município em estudo Fonte: Oliveira, et al, 1999. 4.2 Intervenções a serem executadas O futuro empreendimento receberá as águas do loteamento a montante, onde faz-se necessária, a retenção das águas por um período de no mínimo uma hora, pois problemas de acúmulo de água ocorrerão, caso as mesmas sejam lançadas diretamente ao dispositivo existente (valeta DR-3A-3 em grama, padrão DER/SP). A figura abaixo ilustra a situação do empreendimento e a distancia até a rodovia. 15 Figura 7: Empreendimento e Rodovia Fonte: http://distritoibirarema.com.br/ (2021). No loteamento, será feita a intervenção da infraestrutura urbana, contemplando a pavimentação asfáltica das 7 ruas para implantação do Distrito. O gráfico abaixo ilustra a representação gráfica da edificação no perfil natural do terreno (PNT). http://distritoibirarema.com.br/ 16 Gráfico 1: Perfil Natural do Terreno (PNT) Fonte: http://distritoibirarema.com.br/ (2021). O gráfico explica como se encontra o perfil natural do terreno em relação ao projeto de intervenção para pavimentação que terá um corte de 58,00 m³ e aterro de 2.390,50 m³. http://distritoibirarema.com.br/ 17 4.3 Identificação da premissa Com a demanda de infraestrutura urbana, e a impermeabilização do solo, percebe-se a importância no aumento das captações das águas Pluviais. O problema ocorrerá com o acumulo de água no dispositivo existente, a valeta DR-3A-3, padrão DER/SP, que acabará atingindo o talude existente no acostamento da Rodovia. As imagens abaixo ilustram o talude, canaleta em grama e canaleta de concreto que divide a Rodovia e o empreendimento. Imagem 1: Canaleta de Concreto Fonte: Própria (2021). 18 Imagem 2: Divisão empreendimento e Rodovia Raposo Tavares Fonte: Própria (2021). Imagem 3: Erosão do talude Fonte: Própria (2021). 19 Para garantir o estado de equilíbrio de tensões no terreno, é necessário executar o elemento estrutural denominada contenção. O talude feito sobre os solos não fornecem garantia de estabilidade por muitos anos. Condições climáticas, hidrológicas e tectônicas, atividades humanas na área imediata ou adjacente a estrutura, escavações subterrâneas ou obras de terra podem trazer, anos mais tarde, mudanças que afetam a estabilidade dos taludes naturais e escavados pelo homem. Não se pode desprezar a possibilidade do solo tornar-se saturado por água ao longo do tempo. As condições climáticas, com períodos de chuvas intensas e prolongadas completam o quadro de predisposição ao desenvolvimento de processos desestabilizadores e erosivos, que irão se efetivar pelo desmatamento, a má ocupação do solo e os episódios chuvosos. A figura a seguir ilustra o esquema na estabilidade no talude do estudo de caso. Figura 8: Estabilidade de talude da obra em estudo Fonte: https://slideplayer.com.br/slide/13350148/ (2019). As principais causas da erosão do talude são as movimentações de massas. Neste caso, a destruição da estrutura do solo e sua remoção, ocorreu sobretudo pela ação das águas de escoamento superficial, depositando em áreas mais baixas do relevo. https://slideplayer.com.br/slide/13350148/ 20 4.4 Estabilização dos taludes Para estabilidade do talude e evitar futuras erosões, deverá ser feito o direcionamento correto do escoamento superficial, assim como a retirada de parte da água de percolação interna do maciço. Essa solução representa um dos procedimentos mais eficientes e de mais larga utilização na estabilidade de todos os tipos de taludes. É de extrema importância que a escada faça o lançamento na canaleta em concreto para que evitemos novas erosões. Um bom local para a implantação da escada é no ponto em que a água já tomou seu próprio caminho causando a erosão no corte, pela análise tátil, ou mesmo num ponto baixo que água tenha criado, visto ser o caminho mais natural, o que tende a dar problemas futuros. A figura a seguir mostra o projeto identificando todas as medidas e o calculo de como deve ser feita a solução de contenção da drenagem para evitar a erosão do talude. Figura 9: Vista em Planta do dispositivo de contenção Fonte: Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo (2006). 21 Figura 10: Corte BB Projeto para estabilidade do talude Fonte: Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo (2006). Para o dimensionamento do talude, foi utilizado como base o talude de corte 1:1, ou seja, na proporção que a cada 1 m de avanço no plano horizontal teremos 1 m no plano vertical. A inclinação é expressa pela relação V:h entre os catetos vertical (v) e horizontal (h) de um retângulo. As quantidades fornecidas pelo Departamento de estradas e rodagem é que o talude (x) de 1,00 m terá 0,78 m³ de concreto estrutural e 7,78m² de formas para execução. Figura 11: Tabela de Dimensões Fonte: Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo (2006). 22 Substituindo as dimensões estabelecidasna tabela para dimensionamento da descida d’água teremos: DR13A E+0,30 = 1 + 0,30 = 1,30 (largura da escada d’água) Canaleta = L + 0,07 0,80 + 0,07 = 0,87 m Altura de cada escada = 1,00 O comprimento total do aço de 6,3 mm será de 381,26 m, sendo peso total de 95 kg e comprimento total do aço de 10 mm de 15, 68 m, sendo peso total 10 kg, conforme especificação do projeto do departamento de estradas de rodagem. Somando os dois pesos totais da quantidade de ferro, teremos 105 kg de aço CA50. A contenção deverá ser executada segundo as seguintes especificações: Características dos materiais: Concreto estrutural - classe c20 (fck > 20 mpa) Consumo mínimo de cimento = 300 kg/m³ de concreto. Imediatamente após a execução da descida de agua deverá ser feito reaterro lateral com material argiloso utilizando-se compactador manual e revestimento superficial com grama em placas. As valetas com lançamento na descida d'água deverão ser sempre revestidas de concreto com extensão mínima de 4,0m. 23 5. DESENVOLVIMENTO DA MAQUETE As imagens a seguir ilustram o grupo no desenvolvimento da maquete do projeto, para expor os elementos importantes para representação da contenção inserida no terreno e a constituição do terreno. Imagem 4: Preparo da base da maquete para caracterização dos elementos Fonte: Própria (2021). Imagem 5: Pintura da Maquete Fonte: Própria (2021). 24 Imagem 6: Maquete Finalizada Fonte: Própria (2021). 25 6. CONCLUSÃO A atividade prática supervisionada tem grande importância na formação dos graduandos em engenharia, pois permite relacionar o conteúdo estudado em sala de aula com a realidade, assim, podendo analisar todos os elementos em uma construção, e conceber uma solução para problemas como no estudo de caso em questão, a erosão de taludes. Percebe-se que a disciplina obras da terra é fundamental para a atuação do engenheiro civil. A maioria dos profissionais irão trabalhar com construções, o entendimento dos mecanismos do solo é ume etapa importantíssima e que irá determinar vários aspectos de uma edificação, como sua estruturação, o seu dimensionamento devido a quantidade de carga suportada, as técnicas de terraplanagem. Vale ressaltar que a referida visita técnica resultou em motivação para que os alunos pudessem procurar por mais conhecimento e informações, efetivando o processo de aprendizado e auxiliando na formação profissional dos mesmos. 26 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo DER. Jul. 2006. DISTRITO INDUSTRIAL DE IBIRAREMA. Disponível em: < http://distritoibirarema.com.br/>. Acesso em: 20 de abril de 2021. MARAGON, M. Tópicos em Geotecnia e Obras de Terra. Disponível em: <http://www.ufjf.br/nugeo/files/2009/11/togot_Unid03-GeoContencoes-Parte01- 2006- 2.pdf>. Acesso em: Acesso em: 20 de abril de 2021. ROBERTO, Ivan. Drenagem Viária. Disponível em: < https://pt.slideshare.net/ivanrobertoa/drenagem-viria>. Acesso em: 21 de abril de 2021. http://distritoibirarema.com.br/ http://www.ufjf.br/nugeo/files/2009/11/togot_Unid03-GeoContencoes-Parte01- 27 ANEXOS Anexo 1: Ficha APS Fonte: Própria, 2021.