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Classificação dos Geossintéticos
Preparado por R.J. Bathurst
Tradução: Marianna J.A. Mendes(*)
Classificação dos Geossintéticos
Os geossintéticos podem ser classificados genericamente em categorias dependendo do
processo de fabricação. As denominações usuais e breves descrições dos geossintéticos
estão apresentadas a seguir.
Geotêxteis são mantas contínuas de fibras ou filamentos,
tecidos, não tecidos, tricotados ou costurados. As mantas
são flexíveis e permeáveis. Geotêxteis são usados para
aplicações de separação, proteção, filtração, drenagem,
reforço e controle de erosões.
Geogrelhas são materiais geossintéticos com forma de
grelha. A principal aplicação das geogrelhas é em reforço
de solos.
Georredes são materiais com aparência semelhante à das
grelhas formados por duas séries de membros extrudados
paralelos, que se interceptam em ângulo constante. Possui
alta porosidade ao longo do plano, sendo usada para
conduzir elevadas vazões de fluidos ou gases.
Geomembranas são mantas contínuas e flexíveis
constituídas de um ou mais materiais sintéticos. Elas
possuem baixíssima permeabilidade e são usadas como
barreiras para fluidos, gases ou vapores.
Geocompostos são geossintéticos formados pela
associação de dois ou mais tipos de geossintéticos como,
por exemplo: geotêxtil-georrede; geotêxtil-geogrelha;
georrede-geomembrana ou geocomposto argiloso (GCL).
Geocompostos drenantes pré-fabricados ou geodrenos são
constituídos por um núcleo plástico drenante envolto por
um filtro geotêxtil.
Geocompostos argilosos (GCL’s) são geocompostos
fabricados com uma camada de bentonita geralmente
incorporada entre geotêxteis de topo e base ou ligadas à
uma geomembrana ou à uma única manta de geotêxtil. Os
geotêxteis que compõem os GCLs geralmente são
costurados ou agulhados através do núcleo argiloso para
geomembrane
geotextilegeotêxtil
geomembranageomembrane
geotextilegeotêxtil
geomembrana
geotextile
bentonitebentonita
geotêxtilgeotextile
bentonitebentonita
geotêxtil
aumentar a resistência interna do produto ao
cisalhamento. Quando hidratados eles atuam efetivamente
como barreira para líquido ou gás e são comumente
usados em aterros sanitários em conjunto com
geomembranas.
Geotubos são tubos poliméricos perfurados ou não usados
para drenagem de líquidos ou gases (incluindo coleta de
chorume ou gases em aplicações de aterros sanitários).
Em alguns casos o tubo perfurado é envolvido por um
filtro geotêxtil.
Geocélulas são arranjos tridimensionais relativamente
espessos, constituídos por tiras poliméricas. As tiras são
soldadas para formar células interconectadas que são
preenchidas com solo e, às vezes, concreto. Em alguns
casos, faixas de 0,5 a 1m de largura de geogrelhas podem
ser ligadas por hastes poliméricas verticais para se formar
geocélulas mais espessas, também denominadas
“geocolchão”.
Geoexpandido são blocos ou placas produzidos por meio
da expansão de espuma de poliestireno para formar uma
estrutura de baixa densidade. O geoexpandido é usado
para isolamento térmico, como um material leve em
substituição a aterros de solo ou como uma camada
vertical compressível para reduzir pressões de solo sobre
muros rígidos.
(*) Marianna J.A. Mendes é Engenheira Civil, com mestrado em Geotecnia pela Universidade de Brasília.
(**) Reprodução das figuras deste folheto autorizadas por Ennio M. Palmeira/Universidade de Brasília.
Sobre a IGS
A Sociedade Internacional de Geossintéticos (International Geosynthetics Society – IGS) é uma organização não-lucrativa dedicada ao desenvolvimento científico e tecnológico de geotêxteis, geomembranas, produtos correlatos e tecnologias associadas. A IGS promove a disseminação de informações técnicas sobre geossintéticos por meio de informativos (IGS News) e de seus dois periódicos oficiais (Geosynthetics International – www.geosynthetics-international.com e Geotextiles and Geomembranes – www.elsevier.com/locate/geotexmem). Informações adicionais sobre a IGS e suas atividades podem ser obtidas em www.geosyntheticssociety.org ou contatando a Secretaria da IGS ([email protected]).
Declaração: A informação apresentada neste documento foi revisada pelo Comitê de Educação da “International Geosynthetics Society (IGS)” e acredita-se que represente corretamente o estado da prática atual. Entretanto, tem caráter meramente informativo. A IGS, o autor e o tradutor não aceitam quaisquer responsabilidades sobre o uso da informação apresentada. A reprodução deste material é permitida se a fonte for claramente identificada.
solo confinado
Funções dos Geossintéticos
Preparado por R.J. Bathurst
Traduzido por Karla C.A.P. Maia (*) Os geossintéticos abrangem uma variedade de materiais poliméricos especialmente fabricados para serem utilizados em aplicações geotécnicas, ambientais, hidráulicas e de transporte. É conveniente identificar a função primária do geossintético, onde se destacam as seguintes: separação, filtração, drenagem, reforço, contenção de fluidos/gases, ou controle de processos erosivos. Em alguns casos, o geossintético poderá desempenhar dupla função. Separação: O geossintético atua na separação de duas camadas de solo que têm distribuições de partículas diferentes. Por exemplo, geotêxteis são usados para evitar que os materiais da base penetrem no solo mole de camadas subjacentes, assim mantendo a espessura da camada de projeto e a integridade da estrada. O geossintético também auxilia na prevenção do “bombeamento” de finos para o interior da camada granular permeável das estradas.
geossintético comoseparador
Filtração: O geossintético desempenha papel similar a um filtro de areia, permitindo a livre passagem de água através do solo enquanto retém as partículas sólidas. Por exemplo, geotêxteis são empregados para evitar a migração do solo para dentro do agregado drenante ou de tubulações, enquanto mantém o fluxo do sistema. Geotêxteis são também utilizados abaixo de “rip-rap” e de outros materiais em sistemas de proteção costeira e de rios para prevenir a erosão do solo. Drenagem: O geossintético age como um dreno que carrega o fluido através de solos com menor permeabilidade. Por exemplo, geotêxteis são utilizados para dissipar poro-pressão na base de aterros rodoviários. Para fluxos mais elevados, drenos geocompostos foram desenvolvidos. Esses materiais têm sido utilizados como drenos laterais de pavimentos, drenos de taludes e drenos de aterros e muros de contenção. Drenos verticais pré-fabricados (DVP’s) têm sido utilizados para acelerar a consolidação do solo mole de fundações de aterros.
geossintético
Q
dreno
Reforço: O geossintético atua como elemento de reforço inserido no solo ou em associação com o solo para a melhoria das propriedades de resistência e de deformação do solo natural. Por exemplo, geotêxteis e geogrelhas são usados para acrescentar resistência à tração na massa de solo de forma a possibilitar paredes de solo reforçado verticais ou aproximadamente verticais. O emprego do reforço possibilita a construção de aterros sobre fundações de solos extremamente
moles, bem como a de muros íngremes improváveis de serem viabilizados em solos não-reforçados. Geossintéticos (geralmente geogrelhas) têm sido também usados para sobrepassar vazios que podem se desenvolver sob carregamentos em camadas granulares (estradas e auto-estradas) ou sob sistemas de cobertura de aterros sanitários. Contenção de Fluidos/Gases (barreira): O geossintético atua como uma barreira relativamente impermeável a fluídos e gases. Por exemplo, geomembranas, geocompostos, geocompostos argilosos (GCL’s) e geotêxteis revestidos são empregados como barreiras para impedir o escoamento de líquidos e gases. Além disso, podem ser utilizados na capa asfáltica de pavimentos, no envelopamento de solos expansivos e na contenção de resíduos.
geossintéticocomo barreira
Controle de Processos Erosivos: O geossintético trabalha para reduzir os efeitos da erosão do solo causados pelo impacto da chuva e pelo escoamento superficial da água. Por exemplo, mantas ou colchões de geossintéticos, temporários e permanentes, são dispostos ao longo do talude. Barreiras de geotêxtil são também usadas na retenção de sedimentos carreados durante o escoamento superficial. Algumas barreiras de controle de processos erosivos são fabricadas com materiais biodegradáveis.
geotêxtil
Geotêxteis são ainda aplicados a outras situações. Por exemplo, eles são usados no reforço de pavimentos asfálticos e como camada para prevenção de furos nas geomembranas (pela redução de tensões de contato pontuais) decorrentes da ação de pedregulhos nos solos adjacentes, resíduos ou agregados do sistema de drenagem durante o processo de instalação da geomembrana, bem como ao longo de sua vida operacional. Geotêxteis são empregados na cobertura diária de aterros sanitários para prevenir a dispersão de seus resíduos pela ação de aves e de ventos. Geotêxteis têm sido também utilizados como formas para concreto e como sacos de areia. Geotubos cilíndricos são confeccionados industrialmente por camada dupla de geotêxtil e são preenchidos com material hidráulico para criar aterros de contenção no mar, em rios e lagos ou para desidratar sedimentos. (*) Karla C.A.P. Maia é Engenheira Civil, M.Sc., D.Sc. em Geotecnia pela Universidade de Brasília. (**) Reprodução das figuras autorizadas pelo Dr. Ennio M. Palmeira (Universidade de Brasília, Brasil).
Sobre a IGS
A Sociedade Internacional de Geossintéticos (International Geosynthetics Society – IGS) é uma organização não-lucrativa dedicada ao desenvolvimento científico e tecnológico de geotêxteis, geomembranas, produtos correlatos e tecnologias associadas. A IGS promove a disseminação de informações técnicas sobre geossintéticos por meio de informativos (IGS News) e de seus dois periódicos oficiais (Geosynthetics International – www.geosynthetics-international.com e Geotextiles and Geomembranes – www.elsevier.com/locate/geotexmem). Informações adicionais sobre a IGS e suas atividades podem ser obtidas em www.geosyntheticssociety.org ou contatando a Secretaria da IGS ([email protected]).
Declaração: A informação apresentada neste documento foi revisada pelo Comitê de Educação da “International Geosynthetics Society (IGS)” e acredita-se que represente corretamente o estado da prática atual. Entretanto, tem caráter meramente informativo. A IGS, o autor e o tradutor não aceitam quaisquer responsabilidades sobre o uso da informação apresentada. A reprodução deste material é permitida se a fonte for claramente identificada.Geossintéticos em Aplicações na Agricultura
Preparado por R. Frobel
Traduzido por Karla C.A.P. Maia (*) A utilização de geossintéticos em agricultura é crescente ao longo do mundo. As primeiras aplicações de geossintéticos em nessa área incluíram o revestimento de valas para ajudar a economizar água, assim como o revestimento de pequenas lagoas em fazendas e de reservatórios de armazenamento de água em regiões áridas do mundo. Hoje, há um grande número de aplicações, variando desde os revestimentos impermeáveis de valas e de tanques à proteção de águas subterrâneas e superficiais que estão sendo poluídas por resíduos de origem animal. A utilização de geossintéticos, e em particular de geomembranas, em fazendas percorreu um longo caminho e cresceu significativamente nos últimos anos, especialmente com a legislação ambiental mais severa e a conscientização do público por meio de programas, tais como, os desenvolvidos pela USDA/NRCS, USEPA e por agências governamentais em outros países. CONTENÇÃO COMO UMA NECESSIDADE Fontes de água potável estão se tornando cada vez mais raras e caras. A necessidade de fornecer uma barreira contra altas taxas de perda de água por infiltração já é uma realidade em muitos locais, além das regiões áridas e semi-áridas do mundo. Assim como é importante proteger a água, é ainda mais importante proteger as fontes superficiais e subterrâneas da poluição, devido aos resíduos de origem animal, bem como a atmosfera dos gases nocivos e odores. Novamente, a contenção dos resíduos com um método comprovado e confiável é uma necessidade, e não apenas uma opção, face às legislações ambientais cada vez mais restritivas.
Digestores anaeróbicos para lagoa de resíduos
Geossintéticos podem se constituir em uma alternativa confiável e viável economicamente comparada às tradicionais camadas de solo compactado e a camadas impermeabilizantes de argila, que podem ser altamente variáveis em qualidade e não serem aceitas por padrões de projetos e leis ambientais. Apesar das geomembranas serem a primeira opção na utilização de barreiras contra fluxo, ou na cobertura para o controle de odores, outros geossintéticos podem ser utilizados em conjunto com as geomembranas, tais como geotêxteis, geocompostos e georredes. IMPERMEABILIZAÇÃO EM LAGOAS DE RESÍDUOS DE ORIGEM ANIMAL Camadas de solo compactado e geossintéticos têm sido utilizados para controlar a infiltração de poluentes de origem animal no terreno. Com a crescente preocupação com a poluição e devido a legislações ambientais, o uso de geossintéticos tem crescido muito rapidamente. Em particular, geomembranas expostas, geomembranas com cobertura de solo e GCL’s com cobertura de solo vêm sendo utilizadas. Além disso, geotêxteis e georredes podem ser aplicados como elementos de proteção e para transmissão de gás.
COBERTURAS PARA CONTROLE DE ODORES DE ORIGEM ANIMAL Vários problemas de saúde podem ser provocados por gases oriundos de resíduos de origem animal concentrados. O controle de gases e odores pode ser conseguido com geomembrana, membrana asfáltica ou geocomposto, dependendo do projeto e das condições críticas de contenção. TRANSPORTE DE ÁGUA Geossintéticos, e mais notavelmente geomembranas, têm sido utilizados durante décadas na preservação e transporte de água limpa para uso em fazendas. O transporte de água em valetas, canais laterais e principais para as plantações é tão comum quanto tanques de armazenamento de água e pequenas lagoas. Contudo, a água está se tornando cada vez mais rara e cara, especialmente com condições de seca em muitas partes do mundo. A perda por infiltração em canais e valas pode ser próxima de 30 a 50%. Porém, a perda desse valioso produto pode ser eliminada ou minimizada com a utilização de geossintéticos como barreiras. Solo compactado e geomembranas expostas são utilizados extensivamente na impermeabilização de canais novos e na manutenção de antigos. Além disso, canais com revestimentos de concreto fissurados que tenham perdido a sua
o
efetividade ao longo dos anos podem ser substituídos ou reparados coSistemas de transporte de água podem utilizar outros geossintéticos geomembranas, tais como geotêxteis para proteção, geocompostos e geog CONTENÇÃO DE ÁGUA A contenção de água em pequenas lagoas e tanques de concreto pfazendas é tão importante quanto o transporte de água. Geomembranassolo e GCL’s são utilizados para a construção de lagoas novasGeomembranas expostas são utilizadas para um reforço de impermeabide concreto ou para impermeabilizar novos tanques de armazenamento p DIGESTORES ANAERÓBICOS Digestores anaeróbicos são utilizados para decompor rapidamente o ranimal num ambiente controlado, portanto permitindo a recuperação ebiogás pode ser usado em geradores para produção de eletricidade, aqquente para uso doméstico. Em digestores, os geossintéticos podem simpermeabilizar a lagoa anaeróbica ou cobri-la para a coleta de biogás. (*)Karla C.A.P. Maia é Engenheira Civil, M.Sc., D.Sc. em Geotecnia pela Universidade de Br
Sobre a IGS
A Sociedade Internacional de Geossintéticos (International Geosyntheticsuma organização não-lucrativa dedicada ao desenvolvimento científico geotêxteis, geomembranas, produtos correlatos e tecnologias associadas. disseminação de informações técnicas sobre geossintéticos por meio de infore de seus dois periódicos oficiais (Geosynthetics International – international.com e Geotextiles and Geomembranes – www.elsevier.com/Informações adicionais sobre a IGS e suas atividades podem www.geosyntheticssociety.org ou contatando a Secretaria da IGS (IGSsec@ao
Canal de irrigaçã
m geomembranas. em conjunto com relhas.
ara utilização em com cobertura de ou reabilitadas. lização de tanques ré-fabricados.
esíduo de origem uso de biogás. O uecimento e água er utilizados para
asília.
Society – IGS) é e tecnológico de A IGS promove a
mativos (IGS News) www.geosynthetics-locate/geotexmem). ser obtidas em
l.com).
Declaração: A informação apresentada neste documento foi revisada pelo Comitê de Educação da “International Geosynthetics Society (IGS)” e acredita-se que represente corretamente o estado da prática atual. Entretanto, tem caráter meramente informativo. A IGS, o autor e o tradutor não aceitam quaisquer responsabilidades sobre o uso da informação apresentada. A reprodução deste material é permitida se a fonte for claramente identificada.
Geossintéticos no Tratamento de Resíduos Líquidos
Preparado por M. Sadlier
Tradução: Marianna J.A. Mendes(*)
Geossintéticos são utilizados para desempenhar várias funções em instalações de
tratamento de resíduos líquidos. O uso mais comum é em lagoas de estabilização
anaeróbias e aeróbias. Outras aplicações incluem acentuar a evaporação de resíduos
líquidos e desidratação de lodo por meio de geotêxteis e geotubos permeáveis.
Lagoas Anaeróbias com Cobertura Quando um resíduo líquido com uma carga orgânica razoavelmente alta é mantido em uma
lagoa por alguns dias, um lodo anaeróbio ativo se acumula no fundo da lagoa. Em uma
lagoa não coberta a atividade de digestão anaeróbia ocorre na base da lagoa e próximo à
superfície a atividade preponderante é aeróbia.
As lagoas podem ser cobertas
com uma geomembrana flutu-ante
para:
(a) Aumentar a digestão anaeró-
bia, impedindo a entrada de ar
(oxigênio);
(b) Possibilitar a captação de gás
(especialmente o metano) que
pode ser usado como combustível;
(c) Reduzir o odor proveniente da atividade anaeróbia.
Geralmente estas lagoas
recebem resíduos líquidos com
DBO de 400 a 5000 kg/m3 e o
líquido efluente terá sua DBO
reduzida de 90 a 95%. O
período de permanência
normalmente é de 4 – 7 dias. O
processo anaeróbio é autopro-
pelido e as únicas demandas
mecânicas necessárias são os
sistemas de alimentação e
descarga da lagoa. Pode haver
a necessidade de um sistema para eliminar acumulações excessivas de lodo (base da lagoa)
e escuma (superfície sob a cobertura da lagoa), mas isso vai depender da natureza do
resíduo líquido e da dinâmica do sistema.
Lagoas Aeróbias (Aeradas) Sistemas aeróbios utilizam aera-
dores mecânicos de superfície ou
sistemas difusores para introduzir
ar no resíduo líquido, resultando
no consumo da matéria orgânica
e liberando principalmente
Saída de gásCO4, H2S, CO2
Cobertura Flutuante
EscumaLodo
Entrada Saída
Saída de gásCO4, H2S, CO2
Cobertura Flutuante
EscumaLodo
Entrada Saída
Aerador
Difusor
Ar
Entrada Saída
Aerador
Difusor
Ar
Entrada Saída
dióxido de carbono. Geralmente recebem resíduos líquidos com DBO da ordem de 500 a
1500 kg/m3 e o líquido efluente terá sua DBO reduzida em cerca de 90%. O período de
permanência normalmente é de 4 a 7 dias.
Lagoas Anaeróbias e Aeróbias Combinadas Muitos projetos de sistemas de tratamento utilizam sistemas aeróbio e anaeróbio
combinados ou em duas fases, o que pode ser conseguido em uma lagoa utilizando-se uma
geomembrana flutuante especialmente especificada. Estes sistemas combinados têm
capacidade de receber resíduos com DBO de 5000 kg/cm3 e produzem um líquido efluente
com DBO menor que 100 kg/cm3. O período de permanência total pode ser da ordem de 10
dias, embora alguns sistemas utilizem uma lagoa de “acabamento” final ou associação com
sistemas de filtração ou irrigação.
Os sistemas combinados têm
capacidade para utilizar o gás
proveniente da decomposição
como combustível na própria
estação de tratamento, suprindo a
demanda de energia para a
aeração do sistema.
Aplicações de Geossintéticos As finalidades dos geossintéticos nestas lagoas são essencialmente associadas com o
sistema de impermeabilização e com a cobertura flutuante, mas muitas variações podem
ser selecionadas de acordo com as circunstâncias.
(a) Sistemas de Impermeabilização: Geocompostos argilosos com cobertura de solo ou
concreto ou geomembranas podem ser especificadas como barreiras.
(b) Sistemas de Cobertura: Projetos de cobertura podem variar de acordo com fatores
como a operação pretendida para a cobertura (níveis do efluente, coleta de gás, etc) e com
limitações de ordem construtiva.
(c) Aumento de Evaporação: Uma típica geomembrana escura sob uma pequena
profundidade de resíduo líquido pode provocar o aumento da temperatura do líquido
devido à incidência de radiação solar, aumentando a evaporação. Isto é utilizado na
disposição de resíduos líquidos e nos processos de extração de sais e minerais. Uma
cobertura flutuante sobre o líquido previne o aumento do seu volume nas estações
chuvosas, assim como possibilita a captação de água fresca acumulada na cobertura.
(d) Desidratação de Lodo: As propriedades de dreno-filtrantes de geotubos podem ser
usadas para reduzir a umidade de lodos, facilitando seu transporte sem gotejamento.
(*) Marianna J.A. Mendes é Engenheira Civil, com Mestrado em Geotecnia pela Universidade de Brasília.
Sobre a IGS
A Sociedade Internacional de Geossintéticos (International Geosynthetics Society – IGS) é uma organização não-lucrativa dedicada ao desenvolvimento científico e tecnológico de geotêxteis, geomembranas, produtos correlatos e tecnologias associadas. A IGS promove a disseminação de informações técnicas sobre geossintéticos por meio de informativos (IGS News) e de seus dois periódicos oficiais (Geosynthetics International – www.geosynthetics-international.com e Geotextiles and Geomembranes – www.elsevier.com/locate/geotexmem). Informações adicionais sobre a IGS e suas atividades podem ser obtidas em www.geosyntheticssociety.org ou contatando a Secretaria da IGS ([email protected]).
SaídaEntrada
Cobertura Flutuante
Gás
EscumaLodo
SaídaEntrada
Cobertura Flutuante
Gás
EscumaLodo
Declaração: A informação apresentada neste documento foi revisada pelo Comitê de Educação da “International Geosynthetics Society (IGS)” e acredita-se que represente corretamente o estado da prática atual. Entretanto, tem caráter meramente informativo. A IGS, o autor e o tradutor não aceitam quaisquer responsabilidades sobre o uso da informação apresentada. A reprodução deste material é permitida se a fonte for claramente identificada.
Geossintéticos em Taludes sobre Fundações Estáveis
Preparado por Prof. R.J. Bathurst
Tradução: Marianna J.A Mendes(*)
Camadas de reforços geossintéticos são usadas para estabilizar taludes contra rupturas
profundas por meio de camadas horizontais de reforço primário. O talude reforçado pode
ser parte da restauração de um talude rompido e/ou para aumentar a resistência de taludes
de aterros rodoviários. As camadas de reforço permitem que sejam construídos taludes
mais íngremes do que no caso sem reforço.
Pode ser necessário estabilizar a face do
talude (particularmente durante o
lançamento e compactação do solo)
utilizando-se reforços secundários
relativamente curtos e menos espaçados
e/ou envelopando-se as camadas de reforço
na face. Na maioria dos casos a face do
talude deve ser protegida contra a erosão.
Isto pode requerer materiais geossintéticos
tais como geocélulas pouco espessas
preenchidas com solo ou geomantas
relativamente leves, que geralmente são
usadas para ajudar a fixação da vegetação.
A figura abaixo mostra que um dreno
interceptor pode ser necessário para
eliminar forças de percolação no maciço
reforçado.
Exemplo de talude recuperado com uma
estrutura de solo reforçado
Talude de solo reforçado sobre fundação estável
A posição, número, comprimento a resistência dos reforços primários requeridos para
fornecer um fator de segurança adequado contra a ruptura do talude são determinados por
métodos de equilíbrio limite convencionais modificados para incluir a contribuição dos
reforços. O projetista pode usar o “método das fatias” assumindo superfície de ruptura
circular, composta, em duas cunhas ou com múltiplas cunhas. Assume-se que cada camada
de reforço promova uma força estabilizante no ponto de intersecção com a superfície
potencial de ruptura sob análise. O fator de segurança utilizando-se o método de análise
convencional de Bishop pode ser determinado pela seguinte equação:
fundação estável de solo ou rocha
SUPERFÍCIE DE PROTEÇÃO
REFORÇOS
SECUNDÁRIOS
REFORÇOS PRIMÁRIOS
MACIÇO DE SOLO REFORÇADO
dreno chaminé
Tubo drenante enve-
lopado com geotêxtil
SOLO CONTIDO
fundação estável de solo ou rocha
SUPERFÍCIE DE PROTEÇÃO
REFORÇOS
SECUNDÁRIOS
REFORÇOS PRIMÁRIOS
MACIÇO DE SOLO REFORÇADO
dreno chaminé
Tubo drenante enve-
lopado com geotêxtil
SOLO CONTIDO
PROTEÇÃO DA
SUPERFÍCIE
D
Tdisponível
reforçado nãoD
R
M
αcosRT
M
MFS
∑ ×
+
=
onde MR e MD são os momentos resistente e instabilizante para o talude não reforçado,
respectivamente, α é o ângulo de inclinação do esforço de tração no reforço com a
horizontal e Tdisponível é o esforço de tração máximo disponível no reforço. No caso de
reforços extensíveis, o projetista pode assumir que o esforço de tração é tangente à
superfície de ruptura e, neste caso, RT cos α = R. As superfícies potenciais de ruptura
analisadas devem também incluir aquelas passando parcialmente pelo maciço reforçado e
pelo solo além dele, assim como aquelas totalmente dentro da massa reforçada.
Exemplo de análise de talude reforçado sobre fundação estável com superfície circular
Reforço primário Aterro reforçado concluído
(*) Marianna J.A. Mendes é Engenheira Civil, com mestrado em Geotecnia pela Universidade de Brasília.
Sobre a IGS
A Sociedade Internacional de Geossintéticos (International Geosynthetics Society – IGS) é uma organização não-lucrativa dedicada ao desenvolvimento científico e tecnológico de geotêxteis, geomembranas, produtos correlatos e tecnologias associadas. A IGS promove a disseminação de informações técnicas sobre geossintéticos por meio de informativos (IGS News) e de seus dois periódicos oficiais (Geosynthetics International – www.geosynthetics-international.com e Geotextiles and Geomembranes – www.elsevier.com/locate/geotexmem). Informações adicionais sobre a IGS e suas atividades podem ser obtidas em www.geosyntheticssociety.org ou contatando a Secretaria da IGS ([email protected]).
T4
T3
T2
T1
α
Le
O
R
RT
Declaração: A informação apresentada neste documento foi revisada pelo Comitê de Educação da “International Geosynthetics Society (IGS)” e acredita-se que represente corretamente o estado da prática atual. Entretanto, tem caráter meramente informativo. A IGS, o autor e o tradutor não aceitam quaisquer responsabilidades sobre o uso da informação apresentada. A reprodução deste material é permitida se a fonte for claramente identificada.
Geossintéticos em Projetos Hidráulicos
Preparado por J. Zornberg e M. Bouazza
Tradução: Marianna J.A. Mendes(*)
Estruturas hidráulicas certamente compreendem o segmento de mercado de geossintéticos
com o maior potencial de crescimento. As obras hidráulicas incluem barragens e canais,
por exemplo. Tais obras interagem com a água, que pode ser um dos agentes mais
destrutivos da natureza. Os geossintéticos são usados freqüentemente para limitar a
interação entre a estrutura e a água e podem aumentar a sua estabilidade.
Em obras hidráulicas, os geossintéticos podem ser usados para:
• Reduzir ou evitar a infiltração de água por meio do uso de geomembranas.
• Reduzir ou prevenir a erosão das margens de canais por meio do uso de
revestimentos incorporando geomembrana.
• Promover drenagem e/ou filtração por meio do uso de geotêxteis, georredes ou
geocompostos para drenagem.
• Reforçar a fundação da estrutura hidráulica ou a própria estrutura, utilizando-se
geogrelhas.
Geomembranas são praticamente impermeáveis à água e são comumente utilizadas para
criar uma barreira hidráulica na face montante de barragens. As geomembranas podem
também estar expostas ou ser cobertas por painéis de concreto ou “rip-rap”. O uso de
geomembranas tem se mostrado particularmente útil na recuperação de barragens antigas
de concreto. A exposição da geomembrana pode reduzir o seu tempo de vida útil, devido à
degradação por radiação ultravioleta, mas reparos podem ser feitos mais facilmente do que
no caso de geomembranas cobertas. As geomembranas cobertas também podem estar
sujeitas a danos, tais como perfurações causadas pelos materiais sobrejacente e/ou
subjacente. Geotêxteis são freqüentemente instalados sob e, algumas vezes, sobre a
geomembrana para protegê-la contra perfurações, servindo como colchões redutores de
concentrações de tensões.
Barragem com vazamento (**) Barragem com face em geomembrana (**)
Vazamentos através de geomembranas ocorrem principalmente por defeitos nas soldas e
por perfurações. Geralmente os danos são minimizados por meio de programas de
controle de qualidade de instalação e execução da obra. No entanto, vazamentos são
inevitáveis, especialmente com o envelhecimento da geomembrana. Para proteger a
estrutura, georredes ou geocompostos para drenagem (geotêxtil + georrede) são usados
para drenagem a jusante da geomembrana. Nesse caso, a água é coletada e conduzida, por
meio de um duto, para jusante da barragem ou de volta ao reservatório.
O sistema geossintético é fixado à face da barragem por meios mecânicos, geralmente
com o uso de parafusos de ancoragem e arruelas de aço. Sistemas de vedação e selantes
são usados para impermeabilizar as conexões e juntas. As barragens com geometrias
complexas são mais susceptíveis a apresentar defeitos em soldas e juntas.
Revestimento da face montante Detalhe da fixação mecânica(**)
de uma barragem(**)
Os componentes do sistema geossintético a ser utilizado em uma estrutura hidráulica
dependem especificamente das características do projeto e da obra. Se especificados e
instalados corretamente, os geossintéticos podem apresentar custo competitivo e
prolongar a vida útil de estruturas hidráulicas.
(*) Marianna J.A. Mendes é engenheira civil, com mestrado em Geotecnia pela Universidade de Brasília.
(**) Cortesia do Geosynthetic Institute (GSI, USA).
Sobre a IGS
A Sociedade Internacional de Geossintéticos (International Geosynthetics Society – IGS) é uma organização não-lucrativa dedicada ao desenvolvimento científico e tecnológico de geotêxteis, geomembranas, produtos correlatos e tecnologias associadas. A IGS promove a disseminação de informações técnicas sobre geossintéticos por meio de informativos (IGS News) e de seus dois periódicos oficiais (Geosynthetics International – www.geosynthetics-international.com e Geotextiles and Geomembranes – www.elsevier.com/locate/geotexmem). Informações adicionais sobre a IGS e suas atividades podem ser obtidas em www.geosyntheticssociety.org ou contatando a Secretaria da IGS ([email protected]).
Borracha de neoprene
Geomembrana
Georrede ou geotêxtil espesso
(opcional)
Parafuso expansor de ancoragem
Placa contínua de
aço inoxidável
Sistema de Ancoragem Convencional
Arruela de metal
Declaração: A informação apresentada neste documento foi revisada pelo Comitê de Educação da “International Geosynthetics Society (IGS)” e acredita-se que represente corretamente o estado da prática atual. Entretanto, tem caráter meramente informativo. A IGS, o autor e o tradutor não aceitam quaisquer responsabilidades sobre o uso da informação apresentada. A reprodução deste material é permitida se a fonte for claramente identificada.
Geossintéticos em Muros de Contenção
Preparado por R.J. Bathurst
Traduzido por Karla C.A.P. Maia (*) Camadas horizontais de geossintético podem ser incorporadas em aterros de forma a se obter uma massa de solo reforçado, que se comporta como uma estrutura de gravidade e resiste às pressões de solo oriundas do maciço não reforçado. Alguns tipos de materiais de reforço comumente utilizados nessas obras são as geogrelhas, os geotêxteis tecidos e as tiras de poliéster. A estabilidade local do aterro na face frontal do muro é assegurada fixando-se o material de reforço a unidades da face construídas com materiais poliméricos, madeira, concreto, grelhas metálicas, etc de variadas formas. Na América do Norte, tem sido observado que muros de contenção reforçados podem ser construídos por até 50% do custo de muros de contenção de gravidade convencionais.
Face em painel incremental Face em painel único apoiado
madeirablocos de concretogeocélulasgabiões
Face envelopada r Exemplos de muros de solo re
Muro temporário de face envelopada com
geotêxtil Compo
c
Muro modula
forçado.nentes típicos de alvenaria de
oncreto (face segmental)
Muro com face de alvenaria de concreto
Cálculos para análise e projeto de muros em solo reforçado estão relacionados à análises de mecanismos de estabilidade externos, internos, da face e globais. Análises globais estão relacionadas a mecanismos de instabilidade que ocorrem além da massa de solo reforçado, sendo rotineiramente realizadas usando-se métodos de análise de estabilidade de taludes.
a) base sliding b) overturning
e) pulloutd) tensile over-stress f) internal sliding
h) column shear failure i) toppling
c) bearing capacity (excessive settlement)
g) connection failure
c) Capacidade de carga (recalque excessivo)
a) Escorregamento na base b) Tombamento
d) Carga de tração excessiva e) Arrancamento f) Escorregamento interno
h) Ruptura por cisalhamento i) Tombamento de unidades de faceg) Ruptura da conexão
Verificações de projeto para estruturas de solo reforçado: a), b), c) externas; d), e), f) internas; g), h), i) de face
(*) Karla C.A.P. Maia é Engenheira Civil, M.Sc., D.Sc. em Geotecnia pela Universidade de Brasília.
Sobre a IGS
A Sociedade Internacional de Geossintéticos (International Geosynthetics Society – IGS) é uma organização não-lucrativa dedicada ao desenvolvimento científico e tecnológico de geotêxteis, geomembranas, produtos correlatos e tecnologias associadas. A IGS promove a disseminação de informações técnicas sobre geossintéticos por meio de informativos (IGS News) e de seus dois periódicos oficiais (Geosynthetics International – www.geosynthetics-international.com e Geotextiles and Geomembranes – www.elsevier.com/locate/geotexmem). Informações adicionais sobre a IGS e suas atividades podem ser obtidas em www.geosyntheticssociety.org ou contatando a Secretaria da IGS ([email protected]). Declaração: A informação apresentada neste documento foi revisada pelo Comitê de Educação da “International Geosynthetics Society (IGS)” e acredita-se que represente corretamente o estado da prática atual. Entretanto, tem caráter meramente informativo. A IGS, o autor e o tradutor não aceitam quaisquer responsabilidades sobre o uso da informação apresentada. A reprodução deste material é permitida se a fonte for claramente identificada.
Geossintéticos em Estradas Não-pavimentadas
Preparado por E.M. Palmeira Traduzido por Karla C.A.P. Maia (*)
Geossintéticos podem ser efetivamente utilizados para reforçar estradas não-pavimentadas e áreas de serviço construídas sobre solos moles. Se bem especificado, um geossintético pode desempenhar uma ou mais das seguintes funções: separação, reforço e drenagem. Geotêxteis e geogrelhas são comumente os materiais mais utilizados em tais aplicações. Comparado às estradas não-pavimentadas sem reforço, a presença do geossintético pode contribuir com os seguintes benefícios: • Redução da espessura do aterro; • Separação entre o agregado e o solo
mole se geotêxtil for utilizado; • Aumento da capacidade de carga do
solo mole; • Redução da deformação lateral do
aterro; • Geração de uma distribuição de tensões
mais favorável;
• Aumento da área de distribuição dos incrementos de tensão vertical;
• Redução de recalques devido ao efeito membrana;
• Aumento da vida útil da estrada; • Redução de manutenções periódicas; • Redução dos custos de construção e
operação da estrada.
Mecanismos de degradação em estradas não-pavimentadas sem reforço sobre solos moles.
separador(geotêxtil)
θ
reforço
T
Separação Melhor distribuição de tensões Efeito Membrana
Contribuições do geossintético em estradas não-pavimentadas sobre solos moles. Quando a profundidade da rodeira aumenta, a deformação do geossintético provoca reforço adicional devido ao efeito membrana. A componente vertical da força de tração no reforço reduz o deslocamento vertical adicional do aterro.
aterro
solo mole
Vários pesquisadores na literatura mostraram que numa estrada reforçada uma dada profundidade de rodeira será alcançada para um número de repetições de carga (intensidade do tráfego) maior do que para o caso sem reforço. Isso resultará numa vida útil maior e menos manutenções periódicas da superfície. Um material de reforço drenante irá também acelerar o processo de adensamento do solo mole, aumentando a sua resistência. A drenagem do solo mole pode ser alcançada pela utilização de um geotêxtil, uma geogrelha e um geotêxtil ou um geocomposto. O aumento da resistência da região superficial da fundação em solo mole será também benéfico se no futuro a estrada for pavimentada, reduzindo custos de construção e minimizando deformações no novo pavimento.
estrada sem reforço
estrada reforçadaAltu
ra d
e at
erro
ou
redu
ção
de a
ltura
Resistência do solo mole
N - No. de repetições de cargaJ - rigidez à tração
N1
N2
N3
J1
J2
J3
Gráfico de pré-dimensionamento típico Construção de uma estrada não-pavimentada sobre argila orgânica mole
Métodos de projeto estão disponíveis na literatura, incluindo métodos simples que envolvem o uso de ábacos para análises preliminares. Esses métodos requerem parâmetros convencionais do solo e do reforço para projetos sob condições típicas. Alguns ábacos de projeto foram também desenvolvidos por alguns fabricantes de geossintéticos especificamente para o dimensionamento preliminar usando os seus produtos. (*) Karla C.A.P. Maia é Engenheira Civil, M.Sc., D.Sc. em Geotecnia pela Universidade de Brasília.
Sobre a IGS
A Sociedade Internacional de Geossintéticos (International Geosynthetics Society – IGS) é uma organização não-lucrativa dedicada ao desenvolvimento científico e tecnológico de geotêxteis, geomembranas, produtos correlatos e tecnologias associadas. A IGS promove a disseminação de informações técnicas sobre geossintéticos por meio de informativos (IGS News) e de seus dois periódicos oficiais (Geosynthetics International – www.geosynthetics-international.com e Geotextiles and Geomembranes – www.elsevier.com/locate/geotexmem). Informações adicionais sobre a IGS e suas atividades podem ser obtidas em www.geosyntheticssociety.org ou contatando a Secretaria da IGS ([email protected]).
Declaração: A informação apresentada neste documento foi revisada pelo Comitê de Educação da “International Geosynthetics Society (IGS)” e acredita-se que represente corretamente o estado da prática atual. Entretanto, tem caráter meramente informativo. A IGS, o autor e o tradutor não aceitam quaisquer responsabilidades sobre o uso da informação apresentada. A reprodução deste material é permitida se a fonte for claramente identificada.
Geossintéticos em Rodovias
Preparado por E.M. Palmeira
Traduzido por K.C.A.P. Maia (*) As rodovias são de fundamental importância para o desenvolvimento de qualquer país. Pavimentos rodoviários podem durar consideravelmente menos do que o esperado em virtude do tráfego sistemático de veículos pesados, das condições climáticas e das propriedades mecânicas dos materiais empregados na construção.
Danos a um pavimento convencional Geossintético em recapeamento(**)
Neste contexto, geossintéticos podem ser efetivamente utilizados para:
capa antigacapa novacapa nova
geossintético • Reduzir ou evitar a reflexão de trincas; selo geossintético
trinca
Bombeamento de finos
• Trabalhar como uma barreira evitando o
bombeamento de finos; geossintético
capa∆
• Reduzir a espessura da capa asfáltica;
∆reforço geossintético
• Reduzir a espessura do pavimento;
0 No. de repetições de carga0
Pro
fund
idad
e da
rode
ira sem geossintético
com geossintético
r
r
• Aumentar a vida útil do pavimento.
A eficiência dos geossintéticos como reforço do pavimento pode ser quantificada por meio do Fator de Eficiência (E):
u
r
NNE =
Nr = no de repetições de carga até a ruptura do pavimento reforçado. Nu = no de repetições de carga até a ruptura do pavimento não-reforçado.
Dados disponíveis na literatura mostram que os valores de E podem chegar a atingir 16, o que evidencia que um considerável aumento da vida útil do pavimento pode ser alcançado com o uso de geossintéticos como reforço ou como elemento de separação. Observações de campo e resultados de pesquisas confirmam a melhoria do desempenho de pavimentos devido ao emprego de geossintéticos.
0No. de repetições de carga
0
Pro
fund
idad
e da
rode
ira sem geossintético
com geossintético
r
r
Aumento da vida útil do pavimento devido à utilização de geossintético Se especificados e instalados apropriadamente, os geossintéticos podem viabilizar soluções técnicas e economicamente viáveis e melhorar o desempenho e durabilidade de pavimentos. Informações adicionais sobre a aplicação de geossintéticos em pavimentos e outros campos da engenharia geotécnica e ambiental podem ser obtidas em www.geosyntheticssociety.org. (*) Karla C.A.P. Maia é Engenheira Civil, M.Sc., D.Sc. em Geotecnia pela Universidade de Brasília. (**) Cortesia da Dra. Lilian R. Rezende (Universidade Federal de Goiás, Brasil).
Sobre a IGS
A Sociedade Internacional de Geossintéticos (International Geosynthetics Society – IGS) é uma organização não-lucrativa dedicada ao desenvolvimento científico e tecnológico de geotêxteis, geomembranas, produtos correlatos e tecnologias associadas. A IGS promove a disseminação de informações técnicas sobre geossintéticos por meio de informativos (IGS News) e de seus dois periódicos oficiais (Geosynthetics International – www.geosynthetics-international.com e Geotextiles and Geomembranes – www.elsevier.com/locate/geotexmem). Informações adicionais sobre a IGS e suas atividades podem ser obtidas em www.geosyntheticssociety.org ou contatando a Secretaria da IGS ([email protected]).
Declaração: A informação apresentada neste documento foi revisada pelo Comitê de Educação da “International Geosynthetics Society (IGS)” e acredita-se que represente corretamente o estado da prática atual. Entretanto, tem caráter meramente informativo. A IGS, o autor e o tradutor não aceitam quaisquer responsabilidades sobre o uso da informação apresentada. A reprodução deste material é permitida se a fonte for claramente identificada.
Geossintéticos em Drenagem e Filtração
Preparado por J.P. Gourc e E.M. Palmeira
Tradução: Marianna J.A. Mendes(*)
Geossintéticos podem ser usados eficazmente como drenos e filtros em obras civis e
ambientais em adição ou substituição aos materiais granulares tradicionais. Geossintéticos
são mais fáceis de instalar no campo e geralmente apresentam custo competitivo em
situações em que os materiais granulares disponíveis não cumprem as especificações de
projeto, são escassos ou têm seu uso restringido por razões ambientais.
Geotêxteis não tecido e tecido (vista ampliada)(**)
Geocompostos para drenagem
Geossintéticos para drenagem e filtração
Geotêxteis, georredes e geocompostos para drenagem são os tipos de geossintéticos usados
para drenagem e/ou filtração. Estes materiais podem ser usados em obras como estruturas
de contenção, aterros, controle de erosão, áreas de disposição de resíduos, etc.
Estruturas de arrimo Pavimentos Drenagem radial
Algumas aplicações de geossintéticos como drenos e filtros
Como dreno, um geossintético pode ser especificado para atender a requisitos hidráulicos
que permitam o fluxo livre de líquidos ou gases ao longo ou normal ao seu plano.
tG
Q
Fluxo ao longo do plano do geossintético Fluxo normal ao plano do geossintético
Filtros geotêxteis devem atender a critérios que garantam que os grãos de solo sejam
retidos sem impedimento ao fluxo d’água. Critérios de retenção disponíveis estabelecem
que:
OS ≤ n Ds
onde OS é a abertura de filtração do geotêxtil (associada às
dimensões dos poros e constrições no geotêxtil), n é um
número que depende do critério utilizado e Ds é um diâmetro
representativo do tamanho dos grãos do solo (geralmente D85,
diâmetro para o qual 85% em peso dos grãos do solo são
menores que aquele diâmetro).
O filtro também deve ser consideravelmente mais permeável que o
solo vizinho ao longo da vida útil do projeto. Portanto, critérios de
permeabilidade para geotêxteis estabelecem que
kG ≥ N ks
onde kG é o coeficiente de permeabilidade do geotêxtil, N é um
número que depende das características do projeto (geralmente
variando entre 10 e 100) e ks é o coeficiente de permeabilidade do
solo.
Os critérios de colmatação requerem que o geotêxtil não seja colmatado e são baseados nas
relações entre a abertura de filtração do geotêxtil e o diâmetro das partículas de solo que
poderiam atravessar o geotêxtil. Ensaios de filtração de desempenho podem ser realizados
em laboratório para avaliar a compatibilidade entre um solo e um filtro geotêxtil.
Se especificado e instalado adequadamente, geossintéticos podem fornecer soluções com
custo competitivo para drenagem e filtração de obras de engenharia civil e ambiental.
Informações adicionais a respeito do uso de geossintéticos em tais aplicações e em outros
campos da engenharia geotécnica e geoambiental podem ser encontradas em www.geosyntheticssociety.org.
(*) Marianna J.A. Mendes é Engenheira Civil, com mestrado em Geotecnia pela Universidade de Brasília.
(**) Foto do geotêxtil tecido extraída de “Geotextiles Handbook”, T.S. Ingold and K.S. Miller, Thomas
Telford London, 1988.
Sobre a IGS
A Sociedade Internacional de Geossintéticos (International Geosynthetics Society – IGS) é uma organização não-lucrativa dedicada ao desenvolvimento científico e tecnológico de geotêxteis, geomembranas, produtos correlatos e tecnologias associadas. A IGS promove a disseminação de informações técnicas sobre geossintéticos por meio de informativos (IGS News) e de seus dois periódicos oficiais (Geosynthetics International – www.geosynthetics-international.com e Geotextiles and Geomembranes – www.elsevier.com/locate/geotexmem). Informações adicionais sobre a IGS e suas atividades podem ser obtidas em www.geosyntheticssociety.org ou contatando a Secretaria da IGS ([email protected]).
Declaração: A informação apresentada neste documento foi revisada pelo Comitê de Educação da “International Geosynthetics Society (IGS)” e acredita-se que represente corretamente o estado da prática atual. Entretanto, tem caráter meramente informativo. A IGS, o autor e o tradutor não aceitam quaisquer responsabilidades sobre o uso da informação apresentada. A reprodução deste material é permitida se a fonte for claramente identificada.
Geossintéticos no Controle de Erosão
Preparado por E.C. Shin e G. Rao
Traduzido por Karla C.A.P. Maia (*) Erosão é um processo natural causado pela ação da água e do vento. O processo erosivo é influenciado por fatores tais como tipo de solo, cobertura vegetal e topografia. Além disso, sua ação poderá ser acelerada por diversas atividades de ocupação e uso do solo. Processos erosivos fora de controle poderão ocasionar grandes perturbações a estruturas já existentes e ao próprio meio-ambiente.
Danos provocados por erosão
Voçoroca de grandes proporções
Geossintéticos podem ser empregados no controle de processos erosivos em casos como/em: • Proteção de taludes; • Canais; • Valas de drenagem; • Vias navegáveis; • Proteção costeira; • Recuperação de áreas degradadas; • Reflorestamento; • Proteção contra ravinamento; • Barreiras contra queda de blocos de rocha; • Molhes; • Represas, diques, etc.; • Aterros. Dependendo das características do projeto e do local, uma obra de controle de erosão poderá envolver o uso de um ou mais geossintéticos, tais como geotêxteis, geomantas, georredes, geogrelhas, etc. Alguns exemplos de aplicações de geossintéticos no controle de processos erosivos são apresentados a seguir. Controle de erosão em taludes
Semeadura Vista final do talude
o
Geossintétice
SementArgamassa
Grampos
O trabalho de proteção de um talude pode requerer a aplicação de geossintéticos, solo grampeado, tirantes ou algum tipo de ancoragem para garantir a sua estabilidade. Em alguns casos, a estabilidade do talude poderá ser obtida pela cobertura parcial de sua face com uma “bolsa” de geotêxtil preenchido com argamassa. A cobertura vegetal complementar da face do talude garantirá sua proteção contra perda de solo ocasionado pela ação da água e do vento. Vegetação e mantas de geossintéticos também podem ser combinadas para proteger taludes íngremes reforçados contra a ação de processos erosivos.
Face envelopada Vista final do talude
G a G o
Controle de erosão em canais Combinações de blocos de concreto ou poliméricos e geossintéticos podem ser empregadas para a proteção de canais, margens de rios e orlas marítimas.
Construção com
blocos de polietileno (PE) Vista final do talude
Blocos de PE
Fundação
Geossintéticos
Fotos de voçorocas e de geocélula da 1ª página: cortesia do Prof. J. Camapum de Carvalho e do Prof. E.M. Palmeira (Universidade de Brasília, Brasil). (*) Karla C.A.P. Maia é Engenheira Civil, M.Sc., D.Sc. em Geotecnia pela Universidade de Brasília.
Sobre a IGS
A Sociedade Internacional de Geossintéticos (International Geosynthetics Society – IGS) é uma organização não-lucrativa dedicada ao desenvolvimento científico e tecnológico de geotêxteis, geomembranas, produtos correlatos e tecnologias associadas. A IGS promove a disseminação de informações técnicas sobre geossintéticos por meio de informativos (IGS News) e de seus dois periódicos oficiais (Geosynthetics International – www.geosynthetics-international.com e Geotextiles and Geomembranes – www.elsevier.com/locate/geotexmem). Informações adicionais sobre a IGS e suas atividades podem ser obtidas em www.geosyntheticssociety.org ou contatando a Secretaria da IGS ([email protected]).
Declaração: A informação apresentada neste documento foi revisada pelo Comitê de Educação da “International Geosynthetics Society (IGS)” e acredita-se que represente corretamente o estado da prática atual. Entretanto, tem caráter meramente informativo. A IGS, o autor e o tradutor não aceitam quaisquer responsabilidades sobre o uso da informação apresentada. A reprodução deste material é permitida se a fonte for claramente identificada.
eossintétic
ramSolo
Geossintéticos em Aterros sobre Solos Moles
Preparado por J. Otani e E.M. Palmeira
Traduzido por Karla C.A.P. Maia (*) A construção de aterros sobre solos moles pode se apresentar como um grande desafio. Assim, a aplicação de geossintéticos na melhoria da estabilidade de aterros é uma das formas mais efetivas e bem testadas da técnica de reforço de solos.
Ruptura típica de um aterro não-reforçado e usos de geossintéticos como reforço. Em tais problemas, geossintéticos podem ser efetivamente utilizados para: 1) Reduzir os deslocamentos de solos moles devido a sua baixa capacidade de carga;
SS dde ss
2) Prevenir ruptura glo
ss dde
3) Prevenir ruptura po
O nível de estabilidadede fatores de segurança
• Para estabilidade gl
onde MD: mom
geosyntheticgeosyntheticGeossintéticos
bal do aterro e do solo mole de fundação; e
geosyntheticsgeosyntheticsGeossintéticos a
a
r escorregamento no ater
sss
de um aterro reforçado (Fs):
obal sF
ento instabilizante
failure surfacefailure surfaceSuperfície de ruptur
ro.
s
fric
s
frico
geosyntheticgeosyntheticGeossintético
sobr
M=
liding forceliding forceForça de escorregament
sosoff
e solo mole p
R R
D
M tM+ ∆
≥
oft grounoft grounSolo mol
oft grounoft grounSolo mol
e
t groundt groundSolo molbreakbreakRuptur
tiontionAtrito
ode ser avaliado por meio
1,2 ~ 1,3ipicamente
MR: momento resistente ∆MR: momento decorrente da contribuição do geossintético contra a ruptura
• Para estabilidade contra deslizamento: 1,5Rs
A
PF tipicamenteP
= ≥
PA: empuxo ativo no aterro PR: força de atrito ao longo da interface entre o aterro e o reforço A eficiência dos geossintéticos como reforço de aterros sobre solos moles pode ser visualizada por meio das seguintes figuras:
Safetyfactor
End of construction
reinforced
reinforced
Reinforcement
0
Safetyfactor
End of construction
reinforced
reinforced
Reinforcement
0
reforçado FS
..0 unun
oilsoilse
No caso de limitação do efeito do reforço, pode-se utilizar o aterro reforçado sobre estacas. Estacas pré-moldadas ou estacas de solo melhorado podem ser empregadas.
ion
f t ground
Pile or improved soil p
tic
o
soSolo mole
Estaca o
Aterro reforçado com estacas Se materiais drenantes são empregados, os geossintéticos podem ser especificados apropriadamente a fim de também contribuir com a aceleração dos recalques devido ao adensamento do solo mole. (*) Karla C.A.P. Maia é Engenheira Civil, M.Sc., D.Sc. em Geotecnia pela Universidade de Brasília.
Sobre a IGS
A Sociedade Internacional de Geossintéticos (International Geosynthetics Society – IGS) é uma organização não-lucrativa dedicada ao desenvolvimento científico e tecnológico de geotêxteis, geomembranas, produtos correlatos e tecnologias associadas. A IGS promove a disseminação de informações técnicas sobre geossintéticos por meio de informativos (IGS News) e de seus dois periódicos oficiais (Geosynthetics International – www.geosynthetics-international.com e Geotextiles and Geomembranes – www.elsevier.com/locate/geotexmem). Informações adicionais sobre a IGS e suas atividades podem ser obtidas em www.geosyntheticssociety.org ou contatando a Secretaria da IGS ([email protected]).
Declaração: A informação apresentada neste documento foi revisada pelo Comitê de Educação da “International Geosynthetics Society (IGS)” e acredita-se que represente corretamente o estado da prática atual. Entretanto, tem caráter meramente informativo. A IGS, o autor e o tradutor não aceitam quaisquer responsabilidades sobre o uso da informação apresentada. A reprodução deste material é permitida se a fonte for claramente identificada.
Reforço
não -reforçado
final de construção
eosyntheGGeossintétic
Soft sSoft sSolo mol
f rictAtrito
111,
Estaca ou de solo melhorad
Geossintéticos em Aterros Sanitários
Preparado por M. Bouazza and J. Zornberg
Tradução: Marianna J.A. Mendes(*)
Geossintéticos são largamente utilizados em projetos de aterros sanitários, principalmente
para compor barreiras contra fluxos de base e na cobertura. Alguns geossintéticos que
podem ser utilizados em obras de aterros sanitários são:
• geogrelhas, que podem ser usadas para reforçar taludes abaixo dos resíduos assim como
para reforçar os solos de cobertura sobre geomembranas;
• georredes, que podem ser usadas como colchão drenante;
• geomembranas, que são mantas relativamente impermeáveis feitas de materiais
poliméricos, podendo ser usadas como barreiras para líquidos, gases e/ou vapores;
• geocompostos, que consistem na combinação de dois ou mais geossintéticos, podendo
ser usados para separação, filtração ou drenagem;
• geocompostos argilosos (GCL’s), que são combinações de bentonita e geossintéticos, e
que podem ser usados como barreiras hidráulicas e contra infiltrações;
• geotubos, que podem ser usados em aterros sanitários para facilitar a coleta e drenar
rapidamente o chorume, conduzindo-o para um sistema de tratamento;
• geotêxteis, que podem ser usados para filtração ou como colchão para proteger a
geomembrana contra danos.
A figura abaixo ilustra as múltiplas aplicações de geossintéticos, tanto na cobertura quanto
na barreira contra fluxo na base de um aterro de disposição de resíduos moderno.
Filtro
Geotêxtil
GCL
Resíduos
Sólidos
Georrede
Geomembrana Primária
Brita
Georrede
Geomembrana Secundária
Reforço
(Geogrelha, Geotêxtil)
Filtro
Geotêxtil
Camada de Argila Compactada
Geotubo
Aterro de Argila
Filtro Geotêxtil
Barreira vertical de PEAD
Geotubo
Geocomposto para Gas/chorume
Geomembrana
Geocomposto para drenagem
Geossintético para controle de erosão Reforço (Geogrelha,
Geotêxtil, Geocélula)
Poço de Amostragem
Poço de Inspeção
Dreno de Controle do
gradiente
Solo de Cobertura
Solo Reforçado
com Fibras
Solo Reforçado com Fibras
Geocomposto drenantede captação
Geotêxteis de cobertura diária
Múltiplas aplicações de geossintéticos em projetos de aterros sanitários
Geogrelha
Filtro Geotêxtil
Filtro
Geotêxtil
GCL
Resíduos
Sólidos
Georrede
Geomembrana Primária
Brita
Georrede
Geomembrana Secundária
Reforço
(Geogrelha, Geotêxtil)
Filtro
Geotêxtil
Camada de Argila Compactada
Geotubo
Aterro de Argila
Filtro Geotêxtil
Barreira vertical de PEAD
Geotubo
Geocomposto para Gas/chorume
Geomembrana
Geocomposto para drenagem
Geossintético para controle de erosão Reforço (Geogrelha,
Geotêxtil, Geocélula)
Poço de Amostragem
Poço de Inspeção
Dreno de Controle do
gradiente
Solo de Cobertura
Solo Reforçado
com Fibras
Solo Reforçado com Fibras
Geocomposto drenantede captação
Geotêxteis de cobertura diária
Múltiplas aplicações de geossintéticos em projetos de aterros sanitários
Geogrelha
Filtro Geotêxtil
A barreira contra fluxo no fundo da área de disposição ilustrada na figura acima é um
sistema duplo. Ela inclui uma combinação geomembrana/GCL como barreira primária e
uma combinação geomembrana/solo compactado como barreira secundária. O sistema de
detecção de vazamentos, localizado entre a primeira e segunda barreira, é uma combinação
geotêxtil/georrede. O sistema de coleta do chorume, sobrepondo a barreira primária na
base do sistema, consiste em um colchão de brita e uma rede de geotubos perfurados. Uma
camada de geotêxtil sob a brita atua como proteção da geomembrana primária contra
puncionamento por partículas do solo sobrejacente. O sistema de coleta do chorume sobre
a barreira primária nos taludes laterais é um geocomposto drenante (geotêxtil/georrede)
ligado à camada de brita na base. Um filtro geotêxtil evita a colmatação do sistema de
captação e remoção do chorume. O nível de água subterrânea na base do aterro pode ser
controlado por meio de drenos de controle de gradientes, construídos utilizando-se filtros
geotêxteis. Além disso, pode ser necessária a estabilização do solo de fundação abaixo da
base do aterro, como mostrado na figura, utilizando-se mistura de solo com fibras para
reforço distribuídas aleatoriamente, enquanto que os taludes íngremes laterais do solo sob
a barreira contra fluxo podem ser reforçados com geogrelhas.
O sistema de cobertura do aterro ilustrado na figura contém uma barreira composta
geomembrana/GCL. A camada de drenagem sobreposta à geomembrana é um
geocomposto drenante (geotêxtil/georrede). Além disso, o sistema de cobertura de solo
inclui reforços de geogrelha, geotêxtil ou geocélula sob a barreira contra infiltração. Estes
reforços devem ser usados para minimizar as possíveis deformações induzidas nas
barreiras contra fluxo devido a recalques diferenciais dos resíduos ou pela futura expansão
vertical do aterro. Além disso, a cobertura pode incluir um reforço de geogrelha ou
geotêxtil acima da barreira para aumentar a estabilidade da cobertura vegetal (camada de
solo de cobertura para plantio). Fibras para reforço também podem ser usadas para a
estabilização do trecho inclinado do solo vegetal. Um geocomposto para controle de
erosão sobre o solo vegetal, indicado na figura, promove a proteção contra erosões
laminar e em ravinas. O uso de geotêxteis como filtros nos poços de inspeção e
amostragem de água subterrânea e chorume é também ilustrado na figura. Finalmente, a
figura mostra o uso de uma barreira vertical de PEAD e um geocomposto drenante de
captação ao longo do perímetro do aterro.
Embora nem todos os componentes mostrados na figura sejam necessários em todos os
aterros sanitários, a figura ilustra as várias aplicações de geossintéticos que podem ser
consideradas em projetos deste tipo de obra.
(*) Marianna J.A. Mendes é Engenheira Civil, com mestrado em Geotecnia pela Universidade de Brasília.
Sobre a IGS
A Sociedade Internacional de Geossintéticos (International Geosynthetics Society – IGS) é uma organização não-lucrativa dedicada ao desenvolvimento científico e tecnológico de geotêxteis, geomembranas, produtos correlatos e tecnologias associadas. A IGS promove a disseminação de informações técnicas sobre geossintéticos por meio de informativos (IGS News) e de seus dois periódicos oficiais (Geosynthetics International – www.geosynthetics-international.com e Geotextiles and Geomembranes – www.elsevier.com/locate/geotexmem). Informações adicionais sobre a IGS e suas atividades podem ser obtidas em www.geosyntheticssociety.org ou contatando a Secretaria da IGS ([email protected]).
Declaração: A informação apresentada neste documento foi revisada pelo Comitê de Educação da “International Geosynthetics Society (IGS)” e acredita-se que represente corretamente o estado da prática atual. Entretanto, tem caráter meramente informativo. A IGS, o autor e o tradutor não aceitam quaisquer responsabilidades sobre o uso da informação apresentada. A reprodução deste material é permitida se a fonte for claramente identificada.