Engenharia Civil Mecânica dos Solos 2

Sistemas de contenção de terrasem gabiões Luís Pedro Carreira Leiria, Julho de 2005

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Instituto Politécnico de Leiria

Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Leiria Engenharia Civil

Sistemas de contenção de terras em gabiões

Luís Pedro Carreira Nº. 11280

ec11280@student.estg.ipleiria.pt www.estg.ipleiria.pt

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1.Gabiões: Introdução: Um gabião trata-se de uma caixa de forma prismática rectangular, feita com rede de malha hexagonal, feita por sua vez em arame galvanizado reforçado. Estes gabiões enchem-se com qualquer tipo de pedra não friável (ex.: pedra de pedreira ou seixo) ou outro material adequado que esteja disponível. Os tipos de malhas hexagonais com que se fabricam os gabiões são: - Malha de 5x7 cm, com arame de diâmetro 2,00 mm; - Malha de 8x10 cm, com arame de diâmetro 2,70 mm; O arame dos gabiões, tirantes e da cozedura, deve ser de acordo com a resistência média 450 MPa, sendo a galvanização reforçada segundo as Normas DIN-1548 e BBS 443/82, contendo mínimo de zinco de 240 gr/m2 a 260 gr/m2, conforme o diâmetro. Tolerâncias: É admitida uma tolerância no diâmetro do arame galvanizado de ± 2,5% É admitida uma tolerância nas medidas do gabião de ± 3% no comprimento e largura e de ± 5% na altura. Arame para coser e tirantes: Será galvanizado reforçado com as mesmas características do arame do gabião, com diâmetro de 2,40mm. Por cada metro cúbico é necessário em média cerca de 0,5 kg.

Figura 1 – Aspecto genérico de um cesto de gabiões.

Tabela 1 – Dimensões standard dos Gabiões.

Comprimento (m) Largura (m) Altura (m) 1,5 1 1 2 1 1 3 1 1 4 1 1 2 1 0,5 3 1 0,5 4 1 0,5

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Com excepção do gabião de 1,5x1x1, todos os outros têm um diafragma em cada metro. O gabião que aparece na figura anterior é de 3x1x1. Para além destes modelos, existem também modelos de maiores dimensões, onde a largura passa de 1 metro para 1,5 ou 2 metros. Estes gabiões, que continuam a ter um diafragma em cada metro ao longo do seu comprimento, são principalmente utilizados em obras de grande dimensão e por construtores experientes. Isto porque, devido às maiores dimensões, necessitam de muitos cuidados durante a fase de montagem e o seu enchimento.

Figura 2 – Dimensões e aspecto da malha.

A malha hexagonal de dupla torção é do tipo 8x10 e o diâmetro do arame de 2,7 mm. Geralmente utiliza-se para o revestimento dos gabiões uma liga zinco-alumínio que garante uma resistência à corrosão cinco vezes superior à normal galvanização. Para aplicações em ambientes poluídos ou agressivos, o arame é ulteriormente revestido em PVC. Especificações técnicas: Estas especificações têm por objectivo definir as características dos materiais constituintes dos cestos metálicos que se destinam a execução de estruturas de retenção ou revestimento. Gabião: O gabião e uma estrutura em forma de paralelepípedo recto, com tampa, fabricado com rede metálica em malha hexagonal de dupla torção e cheio com material rochoso de boa qualidade. O gabião, que pode ter dimensões variadas, deve ser dividido em células por diafragmas dispostos de metro a metro. Só o gabião com 1,5 m de comprimento pode não ter diafragma. Estes diafragmas são do mesmo material que os gabiões (rede metálica) e são ligados ao painel de base e às duas paredes opostas. A presença dos diafragmas facilita o enchimento dos gabiões, limitando as deformações dos painéis exteriores. Para além deste aspecto, contribuem para um acréscimo da resistência devido ao aumento da superfície metálica. No acabamento da rede todos os bordos devem ser reforçados por fios de diâmetro maior para aumentar a resistência. As tolerâncias admissíveis para as dimensões dos gabiões são de ± 3% no comprimento e ± 5% na largura e altura em relação às dimensões especificadas no projecto.

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Fio metálico e rede metálica: O fio metálico a empregar no fabrico da rede e na junção entre partes de um gabião e entre gabiões deve ser revestido em liga de zinco-alumínio. As quantidades mínimas do revestimento nesta liga a empregar no processo de galvanização devem ser as seguintes, de acordo com as normas BS 443/82: - diâmetro do fio 2,7 mm; - quantidade de revestimento 240 g/m2; A aderência do revestimento deve ser tal que resista ao impacto durante o enchimento do gabião de forma que a superfície da camada de revestimento não apresente fissuras, brechas, esfoliações ou escamação. Após galvanização o arame pode ser revestido com PVC. Utiliza-se gabiões revestidos em PVC em condições ambientais que apresentem graves sinais de poluição ou águas salinas. Qualquer fio metálico empregue no fabrico dos gabiões e das suas uniões deve ter uma resistência à tracção que se situa entre 380 e 500 MPa de acordo com as normas Bs 1052/80. O ensaio de alongamento deve ser feito antes do fabrico da rede metálica e sobre um troço de fio metálico com pelo menos 30 cm. O alongamento pré- rotura não deve ser inferior a 12%. A malha será hexagonal de dupla torção do tipo 8x10 e o arame terá o diâmetro mínimo de 2,7 mm. Material de enchimento: O gabião é cheio com pedra britada ou rolada. É recomendável a utilização de material de enchimento duro e de peso específico elevado ou seja superior a 22 KN. Não é aceite que este material seja friável ou possa gelificar. A granulometria da pedra deve estar compreendida entre os 10 e 20 cm.. No entanto, material de maiores ou menores dimensões é tolerável desde que o seu volume não ultrapasse 10% do volume total do gabião a preencher e, no caso de menor dimensão, seja colocado no interior dos gabiões. A qualidade da pedra pode ser medida a partir dos ensaios de compressão simples e pelo ensaio de abrasão tipo Los Angeles. Não serão aceites materiais com características abaixo dos seguintes valores de ensaio : Resistência à compressão de 50 MPa; Perda de abrasão Los Angeles 35%; Para a redacção de especificações destinadas a um caderno de encargos é necessário definir se os gabiões são revestidos, ou não, em PVC. Aplicações: Uma das principais aplicações dos gabiões é em muros de contenção de terrenos, nomeadamente muros de suporte e espera. São estruturas que trabalham por gravidade e calculam-se de acordo com essas condicionantes.

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Figura 3

Figura 4

Figuras 3 e 4 – Exemplos de aplicação de muros de gabiões para contenção de taludes junto a

rodovias.

Como norma geral, desenham-se os muros partindo de uma largura e altura de 1 metro para a fiada superior de muro e aumenta-se 0,50 metros por cada metro de altura total que tenha o muro.

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Utilizando-se esta regra, resulta que a base de um muro: Onde: H – Altura do muro Calcula-se o muro com esta secção de acordo com os esforços que actuem sobre o mesmo. Caso não se cumpra com as condições de estabilidade, far-se-á ampliação de base e novas secções. Para facilitar a execução da obra deve-se deixar na face exterior da obra um degrau no mínimo de 0,15 metros, para se poderem utilizar cofragens na fase de montagem.

Figura 5 - Pormenorização dos degraus entre cada fiada de muro. Deve-se evitar que as juntas dos gabiões coincidam verticalmente e aconselha-se que no desenho dos muros de suporte se disponham de forma a que se cruzem as fiadas.

( )HB +⋅= 12

1

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Figura 6 - Secções tipo de muros de contenção.

Propriedades dos gabiões: As obras em gabiões constituem uma estrutura: - Armada porque a presença da rede confere homogeneidade e torna a estrutura monolítica; - Flexível porque tem a possibilidade de absorver solicitações localizadas imprevistas e de carácter extraordinário. Esta é uma das propriedades mais relevantes dos gabiões; a estrutura, deformando-se, não diminui a sua resistência, mas impele toda a obra a trabalhar e consequentemente a adaptar-se ao movimento do terreno.

Figura 7 - Exemplo de absorção de sobrecargas localizadas a meio vão.

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- Económica porque os gabiões não requerem mão de obra especializada e são executados com o auxilio de equipamento mecânico normalmente disponível nas obras. Não requer a mistura de materiais mas sim a combinação destes. A disponibilidade da pedra britada, normalmente próxima da obra, permite economia nos transportes. Os trabalhos de manutenção são mínimos; mesmo quando por causa acidental se verifique a ruptura de qualquer fio, a simples sobreposição de um pedaço de rede, atado a rede sã, pode ser executado facilmente, sem comprometer a resistência da estrutura. As obras em gabiões podem ser também modificadas (aumentadas ou diminuídas) com o decorrer do tempo, em função das necessidades, mantendo inalteradas as características de homogeneidade e resistência da estrutura.

Figura 8 - Construção de uma fiada de muro com auxílio de cofragem. - Ecológica porque a integração no ambiente natural das estruturas em gabiões, é sempre rápida e satisfatória, pois os vazios entre as pedras são progressivamente preenchidos por terra e a vegetação recobre a estrutura. A cobertura vegetal também pode ser facilitada através da colocação de terra vegetal tanto no interior como no exterior da estrutura. Consegue-se desta forma uma mais rápida integração da obra no ambiente natural.

Figura 9 - Cobertura vegetal que cresceu alguns meses após a construção do talude em gabiões colchão.

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Figura 10 - Cobertura vegetal que cresceu alguns meses após a construção de um muro de gabiões armado, para contenção de talude (“Retail park” – Leiria).

Outras aplicações: - Obras longitudinais, protecção de pilares de pontes, revestimento das margens, espigões, açudes, revestimento de paramento de barragens, protecção de passagens hidráulicas, são as obras hidráulicas que mais requerem a utilização de gabiões; - Obras de contenção para a estabilização de taludes, protecção de encontros de pontes e viadutos, muros de contenção e espera, revestimento de taludes, muros de contenção de aterros, são as obras de defesa e consolidação das rodovias, aeroportos, áreas residenciais e comerciais que requerem a utilização de gabiões.

Figura 11 - Aplicação de gabiões colchão no revestimento do encontro de uma ponte.