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Faculdades Kennedy Curso de Engenharia Civil

TALUDES

Belo Horizonte Novembro/2010

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Grupo: Breno Passos Denise Leite Eliton Alves Hezron Abreu Marcelo Rodrigues Mauro Saraiva Reinaldo Xavier

Taludes Naturais e artificiais Obras de Estabilizao

Trabalho apresentado disciplina de Mecnica dos Solos II, parte do curso de Graduao em Engenharia Civil da Faculdade Kennedy, ministrada pelo professor Srgio P. Arajo.

Belo Horizonte Novembro/2010

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Sumrio

1- Introduo

2- Definio de Taludes

3- Fatores Geolgicos e ambientais formadores de encostas

4- Principais aes instabilizadoras

5- Obras mais convenientes de estabilizao

6- Influncia da vegetao

7- Exemplo de obras de estabilizao

8- Bibliografia

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1- Introduo

Um nmero incontvel de pessoas trafega pelas estradas de Minas Gerais. Pensar

em nvel de pais ou de todo o mundo produziria uma discusso metafsica, o que foge de

nosso propsito, ento reduziremos o exemplo para as estradas de Minas. E esse

incontvel nmero dirio de motoristas submetido a igualmente incontveis situaes,

imprevistos e paisagens. Um dos participantes desse grupo, retornando de uma viagem

pela BR 381, mais precisamente prximo a cidade de Trs Coraes, passou por uma

situao nada agradvel: tarde chuvosa, e aps uma curva deparou com um grande

volume de terra sobre o asfalto. Aps todo o desenrolar da cena, essa pessoa diz, em alto

e bom som: Nossa, o barranco desceu!. Vocabulrio aceitvel pelo susto e poca, mas

que hoje seria considerado um pecado acadmico. Barranco? Desceu?

Nosso trabalho tem por objetivo definir taludes e suas formaes, falar sobre as

aes instabilizadoras e opes de estabilizao, influncia da vegetao nos taludes e

por fim exemplificar obras estabilizadoras.

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2- Taludes

Podemos definir talude como uma superfcie de solo exposta que forma um ngulo

com a superfcie horizontal. Podem ser classificados como artificial ou natural. Os taludes

naturais so comumente conhecidos como encostas e sua denominao feita atravs de

estudos geotcnicos. Formados h muitos milhes de anos e encontrados principalmente

nas encostas de montanhas.

J os taludes artificiais so os declives de aterros diversos construdos pelo

homem, onde as aes humanas alteram as paisagens primeiras, atuando sobre os fatores

ambientais, modificando a vegetao, alterando topografias, podendo inclusive alterar o

clima da regio.

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3- Fatores geolgicos e ambientais formadores de encostas

As encostas so formadas por um manto de material decomposto ou manto de

intemperismo sobre uma superfcie rochosa. Em algumas situaes entre o manto de

intemperismo e o substrato rochoso h um limite gradativo. Os fatores naturais podem

atuar isolados ou em conjunto durante o processo de formao de um talude natural

respondendo pela estrutura caracterstica destes macios. Podemos classificar esses

fatores em dois grupos: Geolgicos e ambientais.

3.1- Geolgicos: Litologia, estruturao e geomorfologia: So responsveis pela

constituio qumica, organizao e modelagem do relevo terrestre; ao deles, soma-se

a dos fatores ambientais. Assim, a litologia, com os constituintes dos diversos tipos de

rocha, a estruturao dos macios atravs dos processos tectnicos, de dobras, de

falhamento, etc., e a geomorfologia tratando da tendncia evolutiva dos relevos.

3.2- Ambientais: Clima, topografia e vegetao: No devem ser considerados isoladamente

dos fatores geolgicos, e tem como principal agente a eroso, influenciada pelo clima,

topografia e vegetao.

Na figura acima a fora S a fora da gua que corre superficialmente e produz a

eroso do terreno e em alguns casos a vooroca. A fora E a fora denominada

EMPUXO e ela empurra uma parte do terreno para fora do talude, causando desastres. A

fora N a fora da gua que percola (anda) dentro do macio do talude. A fora da gua

arrasta as partculas finas da terra deixando no lugar vazios que iro produzir o

adensamento do terreno. Forma-se lama dentro do talude e este desliza sobre essa lmina

de lama.

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4- Principais aes instabilizadoras

4.1- Eroso: Pode ocorrer em talude de corte e aterro, sendo em sulcos ou diferenciadas,

tambm de forma longitudinal ao longo da plataforma; podem ocorrer de forma localizada e

associada a obras de drenagem (conhecidas como ravinas e voorocas) e internas em

aterros (tambm conhecidas como piping).

Essas ocorrncias causam nos taludes deficincia tanto de drenagem como da

proteo superficial; concentrao de gua superficial e/ou intercepo do lenol fretico e

deficincia ou inexistncia de drenagem interna.

4.2- Escorregamento devido inclinao: Estes escorregamentos ocorrem sempre que a

inclinao do talude excede aquela imposta pela resistncia ao cisalhamento do macio e

nas condies de presena de gua. A prtica tem indicado, para taludes de corte de at

8m de altura, constitudos por solos, a inclinao de 1V: 1H como a mais generalizvel. Os

padres (inclinaes estabelecidas empiricamente, como referncia inicial) usuais indicam

as inclinaes associadas aos gabaritos estabelecidos nos tringulos retngulos

mostrados a seguir:

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Padres de inclinao para talude.

Estes gabaritos so freqentemente usados na prtica da Engenharia, porm, para

um grande nmero de casos de taludes no se obtm a sua estabilidade com estas

inclinaes, sendo necessrio a realizao de uma anlise da estabilidade e estudo para o

uso concomitante de outra tcnica.

4.3- Escorregamento por descontinuidades: O contato solo-rocha constitui, em geral, uma

zona de transio entre esses materiais. Quando ocorre um contraste de resistncia

acentuado entre eles, com inclinao forte e, principalmente, na presena de gua, a zona

de contato pode condicionar a instabilidade do talude. Ou seja, no h uma ligao forte

entre o solo com a rocha, ocasionando o escorregamento.

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As descontinuidades geolgicas, presentes nos macios rochosos e em solos de

alterao, constituem tambm planos ao longo dos quais pode haver escorregamento,

desde que a orientao desses planos seja em sentido rodovia.

4.4- Escorregamentos por percolao de gua: Os escorregamentos, devidos percolao

d gua so ocorrncias que se registram durante perodos de chuva quando h elevao

do nvel do lenol fretico ou, apenas, por saturao das camadas superficiais de solo.

Identificamos que essa seja a causa do imprevisto que ocorreu de um dos integrantes de

nosso grupo de estudo: saturao da camada superficial do talude, seguido de

escorregamento na BR-381. Quando os taludes interceptam o lenol fretico, a

manifestao, eventual, da eroso interna pode contribuir para a sua instabilizao.

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4.5- Escorregamento em aterro: O projeto de um aterro implica na considerao das

caractersticas do material com o qual vai ser construdo, como tambm das condies de

sua fundao. Quando construdos sobre rochas resistentes, os aterros se mostram, em

geral, estveis por longo tempo. No caso de aterros sobre solos moles, como argila

marinha ou argila orgnica, o seu projeto e construo devem obedecer a tcnicas

adequadas, de modo a impedir que ocorram recalques exagerados, deixando as pistas

com ondulaes e provocando rompimentos ou deslizamentos de canaletas, bueiros e

galerias. Nos aterros bem projetados e construdos sobre solos resistentes, somente a m

execuo do macio poder acarretar problemas. Escorregamentos podem ocorrer nas

laterais do aterro, devido m compactao, mas, geralmente, de pequenas propores.

O material solto tende a escorregar e, se no houver tratamento, poder evoluir por

eroso.

4.6- Escorregamentos em massas coluviais: Massas coluviais constituem corpos em

condies de estabilidade to precrias que pequenos cortes, e mesmo pequenos aterros,

so suficientes para aumentar os movimentos de rastejo, cujas velocidades so ainda mais

aceleradas, quando saturados, na poca das chuvas. Existem no Brasil, vrios casos de

obras rodovirias implantadas nesses corpos que ocasionaram srios problemas, durante

anos, at sua completa estabilizao.

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4.7- Queda e rolamento de blocos: A queda e rolamento de blocos freqente em cortes

em rocha, onde o fraturamento do macio desfavorvel estabilidade;

Em taludes com mataces,

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Por descalamento; em taludes com camadas sedimentares de diferentes resistncias

eroso e desagregao superficial.

Em qualquer situao, a conseqncia pode ser a obstruo da rodovia, parcial ou

totalmente. A abaixo ilustra um corte em rocha fraturada protegida com telas de arame de

alta resistncia.

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5- Obras mais convenientes de estabilizao

As obras para estabilizao dos taludes visam diminuir o risco ao desastre,

podendo ser:

5.1- Proteo superficial: Conjunto de cuidados dispensados a um talude superfcie do

terreno, para sua manuteno ou preservao, em defesa de aes externas

(principalmente guas pluviais, que resultam no desenvolvimento de processos erosivos),

ou mesmo de fenmenos intrnsecos ao seu material constituinte (composio e forma do

talude, que resultam no desenvolvimento de processos de escorregamento; presena de

argila expansiva, que induz a desagregao superficial da rocha/solo; fluxo de gua

subterrnea, provocando eroso interna ou piping, dentre outros). A proteo do talude

utilizada depende da anlise do(s) processo(s) ocorrente(s), constituindo-se em aes que

vo desde a sua proteo superficial, atravs de revestimento e/ou drenagem superficial,

at em obras de retaludamento ou de estrutura de conteno.

Alguns exemplos de revestimentos:

Revestimento vegetal (gramnea e vegetao arbrea):

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Revestimento artificial:

Revestimento com muro de alvenaria armada

5.2- Cortes: Interveno no meio fsico efetuada geralmente em solo de alterao de

rochas, por meio de equipamentos e mquinas, criando uma superfcie plana e inclinada,

com o objetivo de estabelecer uma situao mais estvel em face de provveis processos

de instabilizao produzidos por movimentos gravitacionais de massa (escorregamento).

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5.3- Solo Reforado: Consiste na introduo de elementos resistentes na massa de solo,

com a finalidade de aumentar a resistncia do macio como um todo. O mtodo de

execuo o chamado Down-Top (de baixo para cima). Durante a execuo do aterro a

ser reforado, a cada camada de solo compactado executada, faz-se o intercalamento com

uma camada de elementos resistentes. medida que o aterro vai sendo alteado, o talude

reforado vai tomando forma. Geralmente, a face do talude reforado recebe um

revestimento, para que problemas, como eroso, possam ser evitados.

5.4- Aterro compactado: Estrutura de disposio de solo e/ou fragmentos de rocha, em

aterro, produzindo diminuio de volume e conseqente reduo de porosidade, o que

determina o aumento de densidade (por meio de compactao) e a reduo da

permeabilidade. A compactao do material de um aterro executada para prevenir a

ocorrncia de eroso e escorregamento e, ainda, atenuar o desconforto associado ao

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impacto visual causado pela presena de grandes volumes de material dispostos de

maneira no uniforme.

5.5- Terra Armada: Os elementos de reforo so tiras metlicas, que recebem tratamento

especial anticorroso. Estas tiras so presas a blocos de concreto que protegem a face,

para que se evite deslocamento excessivo das mesmas. Cabe lembrar aqui que estes

blocos de concreto no possuem funo estrutural.

5.6- Geossintticos: Atualmente, estes materiais vm sendo amplamente utilizados e

novos tipos dos mesmos vem sendo desenvolvidos. Podem ser utilizados com diferentes

finalidades: separao de materiais, reforo de aterros, filtrao, drenagem e barreiras

impermeveis. Os mais utilizados como elementos de reforo em solo so:

a)Geogrelhas;

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b)GeoNets (geo-redes);

c)Geotxteis tecidos e no tecidos;

d)Geocompostos (combinao de pelo menos dois geossintticos).

5.7- Cortina Atirantada: um dos mtodos mais modernos de conteno. Vale-se de

tirantes protendidos e chumbadores para dar sustentao ao terreno. Uma das principais

vantagens a possibilidade de aplicao sem a necessidade de cortar nada alm do

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necessrio. Com as cortinas atirantadas possvel vencer qualquer altura e situao.

Contudo, h no outro lado da moeda as desvantagens, que so: o alto custo, seguido da

demora para a execuo. A execuo feita por etapas. Somente a primeira linha

escavada. Em seguida, so feitas a perfurao e a insero dos tirantes, que so

chumbados em nichos no fundo do orifcio. Cada tirante pintado com tinta epxi

anticorrosiva e envolvido em um tubo de borracha individual. O conjunto de tirantes

inserido num tubo coletivo e, j dentro do orifcio, revestido com calda de cimento a alta

presso, que penetra nos vazios do solo, formando um bulbo, e ancorando as barras

metlicas. As placas so acondicionadas e os tirantes protendidos. Em seguida, feita a

escavao da segunda linha. A carga de proteno aumenta conforme a profundidade.

Cargas muito altas podem causar rupturas. Os tirantes se localizam a uma distncia que

varia entre 1,20 e 1,40 m. Outro ponto fundamental a manuteno das cortinas, pois

apesar de exigirem menos cuidados, necessrio avaliar se os tirantes esto intactos e se

no h vazamentos. Com a movimentao do macio, as variaes de temperatura e a

eventual infiltrao de gua por trs do macio, o concreto pode fissurar e provocar

infiltraes e vazamentos. Alm disso, o tirante poder oxidar. A cortina atirantada e o solo

grampeado so considerados mtodos de ancoragem. Isso porque se apoiam no interior

do solo que estabilizam. Nesses casos, importante aprofundar os tirantes ou

chumbadores at que fiquem fora da zona de movimentao. Caso contrrio, a estrutura

carregada em caso de deslizamento. O ponto crtico dessas estruturas a barra de ao,

que deve ser protegida com argamassa ou nata de cimento a fim de evitar corroso e

consecutivo rompimento do tirante ou chumbador. Por utilizar o terreno vizinho para o

apoio, tambm essencial a autorizao do proprietrio para a execuo da obra. Tanto

por questes legais quanto para evitar que os tirantes sejam removidos em caso de obras

futuras.

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5.8- Solo Grampeado (ou Pregado): menos dispendioso que a cortina atirantada.

aplicvel apenas em solos firmes, caso contrrio corre-se o risco da terra escorrer por

entre os grampos. Consiste na introduo de barras metlicas, revestidas ou no, em

macios naturais ou em aterros. Sua execuo composta das seguintes fases:

perfurao do macio, introduo da barra metlica no furo e preenchimento do mesmo

com nata de cimento. A cabea do prego pode ser protegida, bem como a face do talude,

com uma tela metlica e revestida com concreto projetado. ou argamassa de cimento . Os

grampos no so protendidos, sendo solicitados somente quando o macio sofre

pequenos deslocamentos. A espessura final da parede varia entre 5 e 6 cm. As barras se

localizam a distncias de 80 cm a 1,40m.

5.9- Muros de Arrimo: Muros so estruturas corridas de conteno de parede vertical ou

quase vertical, apoiadas em uma fundao rasa ou profunda. Podem ser construdos em

alvenaria (tijolos ou pedras) ou em concreto (simples ou armado), ou ainda, de elementos

especiais. Os muros de arrimo podem ser de vrios tipos: gravidade (construdos de

alvenaria, concreto, gabies ou pneus), de flexo (com ou sem contraforte) e com ou sem

tirantes.

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a) Muros a gravidade;

b) Cantiveler;

e) Semi-Gravidade (com parte

de concreto armado;

f) Retro-aterro de ponte;

c) Com contrafortes;

d) Crib Wall;

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5.10- Gabies: O muro funciona da mesma maneira que o muro de arrimo. As gaiolas so

preenchidas com pedra britada. Isso garante que a estrutura seja drenada e deformvel.

Durante a execuo importante a disposio das pedras, de modo que o arranjo fique

denso. A proteo da estrutura metlica pode ser feita com PVC ou pelo argamassamento

da superfcie externa. A experincia de colegas do grupo aponta para o uso de formas no

preparo do muro. As formas auxiliam para que o gabio fique montado de acordo com sua

gaiola. Outro ponto que deve ser observado a base, que conforme o terreno deve ter um

preparo prvio. Em alguns casos, usa-se o gabio tipo colcho Reno de base e o tipo caixa

para execuo do muro.

5.11- Crib-walls: Esse mtodo surgiu para melhorar o uso de concreto e ao, barateando o

processo. composto de peas de concreto que se encaixam, formando uma gaiola. O

formato final lembra a estrutura de uma fogueira, de onde deriva o nome. Para preencher

as caixas utilizado o prprio material retirado no corte.

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5.12- Solo ensacado: a soluo estrutural mais antiga. Por ser relativamente barata e

no exigir mo-de-obra especializada torna-se tambm a mais comum. Embora possa ser

executada com pedras, atualmente utilizam-se pedras argamassadas ou solo-cimento

ensacado. indicada para alturas de at 5 ou 6 m, podendo chegar a alturas maiores.

Pode ser aplicada em aterros, sendo construda previamente, ou em casos em que a

encosta j existe. A proporo entre a altura e a base varia entre 0,4 e 0,7. indispensvel

o uso de dreno e as barbacs para recolhimento da gua.

No caso que exemplificamos na introduo do trabalho, o talude que uma parte

sofreu escorregamento de solo, foi recomposto com solo ensacado (vide foto acima).

5.13- Retaludamento: O retaludamento pode se destinar a um talude especfico ou

alterao de todo o perfil de uma encosta. Trata-se de intervenes para a estabilizao de

taludes, atravs de mudanas na sua geometria, geralmente feito por meio de cortes nas

partes mais elevadas com o intuito de regularizar a superfcie e, sempre que possvel,

recompor artificialmente condies de topografia de maior estabilidade para o material que

as constitui. Muitas das vezes so combinados a aterros compactos para funcionar como

carga estabilizadora na base da encosta. reas retaludadas ficam frgeis, em virtude da

exposio de novas reas cortadas, razo pela qual o projeto de retaludamento deve

incluir, indispensavelmente, proteo do talude alterado, atravs de revestimentos naturais

ou artificiais associados a um sistema eficaz de drenagem.

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Exemplo de rea degrada:

rea degradada aps o retaludamento:

As figuras acima ilustram uma mudana na geometria do talude, onde a

declividade diminuiu de forma considervel e a encosta foi recortada em patamares

denominadas bermas e complementado com revestimento superficial com gramas, alem

dos cortes houve a confeco de um sistema de drenagem, na crista do talude (canaleta

de borda).

14- Estabilizao de blocos: Tratamento aplicado a um bloco ou conjunto de blocos de

rocha de um macio, destacado por sistema de fraturamento e em situao de risco

(queda de bloco), com possibilidade de danos a ocupaes a jusante, existentes ou

previstas.

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15- Drenagem: Devido aos inmeros efeitos que a gua pode exercer sobre um macio de

solo ou de rocha (aumento do peso especfico do material, aumento da poro-presso e

conseqente diminuio da presso efetiva, foras de percolao, subpresso, e outros),

extremamente necessrio que se tomem os cuidados recomendados no que diz respeito

drenagem adequada do terreno. Devem ser instaladas no talude canaletas para

recolhimento da gua superficial. Quanto gua no interior do talude, a mesma poder ser

recolhida atravs de drenos. Os drenos podem ser basicamente de dois tipos: de

subsuperfcie, para drenar a gua que se encontra logo atrs do paramento, e drenos

profundos, para que gua do interior do macio possa escoar para fora do mesmo.

16 - Materiais Alternativos: Outros materiais que apresentam resistncia maior que o solo

podem ser utilizados como elementos de reforo. Diversas alternativas consideradas de

baixo custo e ecologicamente corretas podem ser citadas, entre elas, a utilizao de pneus

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usados e bambus e EPS. Esse ltimo, em particular, chamou-nos ateno, devido

praticidade e uma infinita gama de possibilidades de aplicao. Mas o que EPS?

O poliestireno expandido um plstico celular e rgido, que pode apresentar uma

variedade de formas e aplicaes. Apresenta-se como uma espuma moldada, constituda

por um aglomerado de grnulos. Sendo identificado como celular rgido, obtido a partir do

petrleo por meio de diversas reaes qumicas, de acordo com a norma DIN ISO 1043/78.

EPS a sigla internacional do poliestireno expandido, segundo a norma DIN SO 1043/78.

Porm no Brasil, sua nomenclatura usual o Isopor devido a ser marca registrada da

empresa Knauf Isopor Ltda., contudo o EPS mais conhecido no Brasil o da marca

comercial da Basf - Isopor.

Por ser leve e resistente esse material tem sido aplicando em diversas reas da

engenharia, com destaque aqui, para taludes. Os blocos so facilmente cortados e

acomodados, e o espao entre o EPS e o terreno preenchido com material do prprio

solo, e pode ser revestido de acordo com o projeto do talude.

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6- Influncia da vegetao

H sculos que a vegetao vem sendo utilizada na engenharia, tanto no controle

de processos erosivos como na proteo e reforo em obras civis. As tcnicas que

conjugam a utilizao desse elemento vivo na engenharia so denominadas bioengenharia

de solos. Essas operaes, em decorrncia de seu baixo custo, requerimento tcnico

relativamente simples para instalao e manuteno, adequao paisagstica e ambiental,

tm encontrado largo campo de aplicao em regies tropicais e semitropicais, j que

nelas as condies favorveis ao crescimento da vegetao ocorrem durante quase todo o

ano. Sua importncia, freqentemente, verificada quando acontece a rua remoo. Aps

a retirada da camada vegetal ou para uso de colheitas ou simplesmente desmates, na

maioria das vezes ocorre intenso aumento de processos erosivos e de instabilizao de

taludes. E o simples fato de retomada do crescimento pela vegetao j promove a

diminuio desses processos.

Contudo, por mais simples que os processos da utilizao da vegetao na

engenharia possam parecer, especialmente em operaes de controle de eroso,

demandam cuidado na escolha do tipo de vegetao que ser usado, ou pode no

fornecer auxlio nenhum, pelo contrrio, acelerando processos erosivos e sendo

contribuintes para instabilizaes de taludes.

O uso da vegetao para controle de processos erosivos, portanto, deve ser

criterioso, j que pode interferir intensamente na transferncia da gua da atmosfera para

o solo nas guas de infiltrao e nos sistemas de drenagem superficial.

Dessa forma, pode causar alteraes no volume e na intensidade do escoamento

pluvial e nas taxas de eroso superficial. Pode, ainda, interferir nos valores da umidade no

solo afetando, por conseguinte, seus parmetros geotcnicos como frico e coeso.

Alguns pontos de interferncia entre a estabilidade do solo e a vegetao devem ser

ressaltados, sendo pontos positivos:

6.1- Pontos Positivos:

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6.1.1- Razes: Elas agregam partculas de solo, aumentando a coeso, aumentam a

resistncia do solo, aumentam a taxa de infiltrao de gua no solo, aumentam a

porosidade e funcionam como canais de suco.

6.1.2- Caule / Folhas: Reduzem a eroso pelo Efeito Splash, reduzem a eroso laminar,

aumentam a rugosidade e, alm disso, as plantas rasteiras recobrem eficientemente o solo

6.2- fundamental tambm ressaltar os pontos negativos das plantas:

6.2.1- Razes: Podem danificar estruturas cimentadas, razes secas podem concentrar

fluxo de gua pluvial, razes finas e superficiais impedem a infiltrao e desagregam

partculas de solo (bambu).

6.2.2- Caule / Folhas: A existncia de rvores em taludes, faz com que o peso prprio das

rvores aumente as foras atuantes provocando deslizamentos, plantas altas, de folhas

largas, podem causar eroso, vento em rvores produz foras sobre as massas de solo,

ativando deslizamentos.

Importante ressaltar que existem espcies com grande profundidade do sistema

razes, chegando at 4 metros, como no caso do capim vetiver, e exerce o papel de

atirantamento do solo, cuja resistncia da raiz de 1/6 do ao doce. Alm disso, uma

espcie recomenda por todos os rgos ambientais internacionais, em razo de no ser

invasora, no se reproduzindo por sementes, rizomas ou estoles, apenas por mudas.

O uso do capim vetiver em obras de engenharia uma alternativa vantajosa e tem

apresentado resultados surpreendentes em estradas, ferrovias, canais, barragens, tanto

pela sua eficincia como por seus custos reduzidos em comparao com as tcnicas

tradicionais de engenharia.

As razes do vetiver apresentam resistncia trao de 75 MPa e oferecem

grande aumento na resistncia ao cisalhamento, que est entre 6 e 10 KPa por quilo de

raiz por m de solo, em comparao com valores entre 3,2 a 3,7 KPa por m de solo de

razes de rvores. importante que as aplicaes do vetiver sejam realizadas por

especialistas que conheam as reais necessidades de proteo e caractersticas das

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regies, para que se possam aplicar outras tcnicas complementares para garantir o

sucesso e a segurana do meio ambiente.

O efeito da vegetao na melhoria da estabilidade do talude, quando comparado

mesma condio de um talude com e sem vegetao, em razo da inclinao e do fato de

segurana pode ser assim entendido: para uma inclinao de 45, sem proteger o talude

com vegetao na condio insaturada, o fator de segurana de 1,3; quando ocorre a

proteo vegetal no talude, o fator de segurana de 2,8; ou seja, uma melhoria muito

significativa da estabilidade. Na condio saturada, a vegetao tambm contribui para

melhorar a estabilidade do talude.

6.3- Principais mecanismos de interferncia entre a estabilidade do solo e a vegetao

6.3.1- Reforo da massa do solo pelas razes: As razes das plantas exercem funo de

estabilizao das partculas do solo, por meio de diversos mecanismos, como o aumento

da resistncia ao cisalhamento, promovido especialmente pelas radicelas, que mantm

maior relao superfcie / volume radicular; e com a estabilizao de movimentos de

massa pelo efeito das razes, especialmente as pivotantes, que atuam de maneira

semelhante dos tirantes vivos, promovendo o ancoramento de grandes massas de solo.

Esse efeito de tirantes vivos especialmente verificado em perfis do solo com diferenas

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significativas entre resistncia ao cisalhamento ao longo da profundidade do perfil como

em solos residuais. O aumento da resistncia ao cisalhamento do solo est vinculada

diretamente transferncia direta das tenses de cisalhamento para resistncia das razes

tenso. Essa transferncia ocasiona incrementos considerveis na resistncia ao

cisalhamento do solo, com conseqente reduo da erodibilidade, e no aumento da

estabilidade do solo. Esse efeito denominado reforamento radicular e pode variar em

decorrncia de fatores como: valores de resistncia tenso das razes; propriedades da

interface entre as razes e o solo; concentrao, caractersticas de ramificao e

distribuio das razes no solo tambm denominada arquitetura radicular; espaamento,

dimetro e massa de solo explorada pelas razes; espessura e declividade do perfil do solo

do talude; parmetros geotcnicos relativos resistncia ao cisalhamento do solo. Esses

fatores que regulam o reforamento radicular, por sua vez, podem ser influenciados pela

espcie da planta, pelas variaes ambientais nas condies de crescimento e pela poca

do ano.

Com relao s espcies de plantas, verifica-se que as conferas apresentam

menor resistncia tenso radicular do que rvores decduas. Arbustos apresentam

resistncia radicular tenso comparvel a rvores, oferecendo em relao a estas

diversas vantagens, como menor potencial de sobrecarga sobre solos e menor tendncia a

tombamentos pelo vento, quando comparados s espcies arbreas.

O dimetro das razes, em geral, inversamente proporcional resistncia

radicular a tenso. Razes finas possuem a vantagem de no apenas possurem altas

resistncias tenso radicular, mas tambm maiores resistncias ao arranque, dada sua

alta superfcie especfica se comparada a razes de maior dimetro. Essa relao entre

resistncia radicular e dimetro pode ser expressa na forma de uma simples equao

logartmica dada por:

Tr = n Dm

Tr = resistncia radicular a tenso

D = dimetro de razes

n e m = constantes empricas especficas para plantas

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O corte, as leses graves ou a debilidade fisiolgica das plantas podem fazer

decrescer a estabilidade dos solos, dado a reduo da resistncia tenso das razes. As

razes de menor dimetro so, nessas ocasies, as primeiras a fenecer e a desaparecer.

Com o passar do tempo ocorre um declnio na resistncia tenso das razes que atinge

um valor mnimo, que pode voltar a crescer com a emisso de novas radicelas pela

vegetao fisiologicamente ativa.

A elevada concentrao de fibras radiculares de pequeno dimetro mais efetiva

do que poucas razes de dimetro maior para o aumento da resistncia ao cisalhamento de

massas de solos permeadas por razes. Esse aumento resistncia ser diretamente

proporcional profundidade explorada pelas razes. A ao mais eficiente nesse aumento

da resistncia verificada quando as razes penetram ao longo do manto de solo at

fraturas ou fissuras presentes na camada de rocha matriz; ou onde razes penetrem ao

longo de solos residuais; ou em zonas de transio em que a densidade e a resistncia do

solo ao cisalhamento aumentem com a profundidade, atingindo esses pontos. Nesse caso,

as razes se fixam, promovendo a transferncia de foras de zonas de menor resistncia

ao cisalhamento para zonas de maior resistncia a ele. Esse efeito estabilizador

minimizado quando ocorre pouca penetrao das razes ao longo do perfil e, logo, das

diferentes resistncias ao cisalhamento ao longo da profundidade. Mesmo nesses casos,

as razes laterais podem exercer importante papel, em decorrncia da manuteno de um

manto contnuo de razes ao longo das camadas superficiais, aumentando a resistncia

destas para processos erosivos. Entretanto, dadas as exigncias de oxigenao pelas

clulas das razes, elas tendem a se concentrar prximas superfcie.

O principal efeito das fibras do sistema radicular da vegetao no reforo de solos

est relacionado ao incremento da coeso aparente. De acordo com estudos, a coeso

efetuada pelas fibras radiculares pode fazer uma diferena significativa na resistncia a

deslizamentos superficiais ou em movimentaes por cisalhamento na maioria de solos

arenosos com pouca ou nenhuma coeso intrnseca. Em testes executados em condies

de campo e de laboratrio foi verificado o aumento da resistncia ao cisalhamento por

unidade de concentrao de fibra radicular da ordem de 7,4 a 8,7 psi / lb de razes / cf em

diferentes espcies de plantas.

6.4- MODIFICAES NO REGIME HDRICO DO SOLO

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6.4.1- Evapotranspirao e depleo da umidade no solo: A evapotranspirao pode ser

definida como a remoo da umidade do solo pela transpirao das plantas e pela

evaporao da parcela de gua interceptada da chuva pela superfcie das plantas.

Normalmente, a suco radicular absorve a gua do solo at certo limite, quase sempre

prximo ao valor do potencial hdrico do solo. A capacidade de a vegetao alterar o

contedo de gua no solo comprovada e intrinsecamente vinculada ao comprimento e

extenso das razes. O efeito da vegetao na depleo da umidade depender da

espcie vegetal, da profundidade, da poca do ano e do estado fisiolgico da vegetao,

podendo estar vinculada a um ou mais desses fatores concomitantemente.

Como resultado da reduo da umidade do solo ocorre alteraes significativas no

equilbrio de foras deste, que reduzem os valores de poro-presso da gua em condies

de saturao, aumentam a quantidade de gua necessria para que ocorram essas

condies e faz com que a quantidade de gua precipitada necessria para causar

instabilidade sobre um solo com vegetao seja maior do que a necessria para um solo

sem vegetao, aumentando o coeficiente de segurana de taludes em condies de

saturao, na maioria das vezes em que utilizada.

6.4.2- Interceptao da chuva: A interceptao das gotas de chuva pela parte area da

vegetao varia com a intensidade e o volume desta e com as caractersticas da superfcie

foliar. Estimam uma interceptao mdia de 30%, ao longo do ano, para locais com

revestimento arbreo.

6.4.3- Reduo do volume e ao erosiva do escorrimento superficial: Como resultado da

combinao dos aumentos dos valores de rugosidade superficial, infiltrao e

interceptao, a enxurrada de reas recobertas por vegetao muito menor que as de

solo descoberto. Em pequenas reas de contribuio recobertas por rvores e gramneas,

ela corresponde a valores que variam entre 10% a 20% do volume de gua precipitados,

entre 30% a 40% sob reas cultivadas e entre 60% a 70% em assentamentos urbanos.

6.4.4- Velocidade do escoamento: A vegetao reduz a velocidade das enxurradas por

causa da rugosidade apresentada no escoamento superficial pelas estruturas da parte

area da vegetao. Em termos hidrulicos, a rugosidade pode ser caracterizada por um

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parmetro como o coeficiente de Manning (n), da equao da velocidade mdia do

escoamento:

v = (R2/3 S1/2) / n,

R = raio hidrulico,

S = declividade da superfcie de escoamento.

n = constantes empricas especficas para plantas

A rugosidade hidrulica e, consequentemente o retardamento do escoamento

dependero tanto da morfologia das plantas quanto da densidade de crescimento, da

altura das plantas e da espessura da lmina dgua.

6.4.5- Infiltrao: A vegetao pode aumentar os ndices de infiltrao por diferentes

fatores distintos como: razes fisiologicamente ativas; canais ou fissuramentos ocasionados

por razes decadas; aumento da rugosidade hidrulica; aumento da porosidade efetiva do

solo; alteraes estruturais do solo. O aumento da infiltrao de enxurradas e o da

precipitao podem tambm aumentar o teor de umidade do solo, em comparao a reas

no vegetadas. Tais efeitos so reduzidos pela ao da interceptao e da transpirao

inerentes ao desenvolvimento da vegetao.

A vegetao permite eliminar por completo processos de selamento superficial,

caracterizados pela impermeabilizao da camada subsuperficial do solo, decorrente da

ocluso de macroporos por partculas do solo mobilizadas pelo impacto das gotas de

chuva.

6.4.6- Drenagem subsuperficial: O escoamento subsuperficial pode ser favorecido em

superfcies inclinadas, ocorrendo entre a camada de biomassa decomposta e em

decomposio e as camadas superficiais entremeadas por uma densa rede de razes,

caracterizando uma direo de escoamento paralela superfcie do solo. Esse regime de

fluxo pode corresponder a 80% do total de gua drenada de um talude. Alm disso, a

permeabilidade horizontal do solo das camadas superficiais de reas bem vegetadas

geralmente apresenta valores superiores a reas no vegetadas. Esses processos de

escoamento podem favorecer a ocorrncia de processos de deslizamento de massas de

solo subsuperficiais (at 1,5 m).

33

6.5 - PROTEO DO SOLO CONTRA OS AGENTES EROSIVOS

6.5.1- Recobrimento do solo: A parte area da vegetao e a matria orgnica em

decomposio ou humificada, protegem o solo tanto dos processos de mobilizao e

carreamento de sedimentos pela ao dos agentes erosivos como o vento, gua ou gelo.

Dessa maneira, as foras trativas, responsveis por at 98% da mobilizao de

sedimentos em solos arenosos, so dissipadas pela ao interceptadora do material

orgnico.

Sob condies normais, o recobrimento do solo por capim ou vegetao herbcea

densos proporciona melhor proteo contra a eroso laminar e a ao do vento. A

efetividade (reduo da quantidade de solo perdida) do recobrimento vegetativo pode ser

verificada na porcentagem de efetividade para diferentes recobrimentos.

O recobrimento vegetativo modifica sensivelmente o microclima superficial,

reduzindo as variaes da umidade e a temperatura do solo. Essa ao isolante relaciona-

se a processos de reduo da coesividade do solo pela quebra de agregados e pelo

enfraquecimento da estruturao dadas as variaes na temperatura, especialmente aps

ciclos de esfriamento significativo.

6.5.2- Vegetao decada : Matria orgnica A matria orgnica do solo, composta pela

frao no reconhecvel sob um microscpio tico que apresenta organizao celular de

material vegetal denominada hmus, a qual inclui as substncias hmicas,

processualmente definidas em fraes, baseadas em sua solubilidade em diferentes

valores de pH; e o grupo de substncias no hmicas, como carboidratos, protenas,

lipdios e cidos orgnicos, nos quais a frmula qumica para as subunidades pode ser

definida precisamente.

Os grupos funcionais das substncias hmicas so responsveis pela capacidade

de troca catinica (CTC) e por importantes processos fsico-qumicos do solo, como a

complexao de metais. Esses processos influenciaro consideravelmente a fertilidade e a

contaminao do solo, j que esto diretamente relacionados superfcie disponvel para

os nutrientes serem adsorvidos pelas partculas do solo e posteriormente para a soluo

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do solo e em ltima instncia para o sistema radicular da vegetao adjacente.

Carboidratos so os mais importante grupamento funcional de substncias no hmicas

(SNH), representando de 10% a 25% em massa do carbono orgnico nos solos.

A maioria dos carboidratos no solo est presente na forma de polissacardeos, que

contm, na maioria das vezes, dois ou trs diferentes acares em cada polmero. Os

polissacardeos do solo tm sido estudados por causa de seu importante papel na

estabilizao de agregados de partculas de argila. Muitas vezes, essa agregao ocorre

em razo de mucilagens polissacardicas oriundas de razes, bactrias e fungos, que

formam soldagens efetivas em solos. Em muitas situaes os polissacardeos so

responsveis por virtualmente toda a estabilidade agregadora em solos. A confirmao

visual da associao de argilas com polissacardeos pode ser obtida por microscpios

eletrnicos de varredura e de transmisso.

6.5.3- Ambivalncia dos efeitos da vegetao na intensidade de processos erosivos: A

utilizao no criteriosa da vegetao como prtica conservacionista pode apresentar

efeitos deletrios para o solo, aumentando a intensidade dos processos erosivos. Alguns

efeitos negativos sobre a estabilidade de solos podem ser verificados, como: em certas

condies de recobrimento, a gua da precipitao pode retomar o formato de gotas ainda

maiores que as da precipitao, atingindo o solo com potencial erosivo; o crescimento de

um dossel definido poder sombrear estratos mais baixos ou por meio de processos de

alelopatia (liberao de substncias inibidoras do crescimento celular vegetal de espcies

invasoras por tecidos de espcies dominadoras), podendo causar a eliminao a

vegetao herbcea original completamente, favorecendo o escorrimento superficial; a

vegetao pode aumentar a turbulncia do escoamento superficial, favorecendo processos

erosivos laminares; o aumento significativo da biomassa vegetal (especialmente em

arbreas) pode causar sobrecargas no talude; ventos atuando na parte area da

vegetao podem ocasionar transferncia de foras para o sistema radicular, causando

perturbaes camada superficial do solo; a penetrao radicular em fissuras e junes

de rochas favorecem a infiltrao e intemperismo da rocha, podendo favorecer a

instabilidade do talude; escoamento ao longo da superfcie de razes de plantas

senescentes.verificaram que as caractersticas de arranjo e distribuio da parte area da

vegetao para uma mesma altura mdia podem causar variaes de mais de 300% na

perda de solos em uma mesma situao de solo e declividade.Verificou que gotas oriundas

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da atmosfera com dimetros entre 2 e 3 milmetros atingindo o solo possuem menor

capacidade de mobilizar partculas do solo que gotas de 5 milmetros formadas pelo

acmulo de gotculas na superfcie de folhas a 1 milmetro de altura. Essa variao da

erosividade pode atingir variaes da ordem de 1 000% nas adjacncias de rvores e

arbustos. Superfcies recobertas por gramneas produzem um padro uniforme e atenuado

de distribuio da chuva no solo, reduzindo-se a valores incipientes se comparados com os

inicialmente presentes nas gotas.

Com relao a sobrecargas causadas pelo aumento significativo da biomassa

vegetal entretanto,para um modelo de talude infinito, a sobrecarga pode ser benfica

estabilidade, desde que a coeso do solo seja baixa, o ngulo interno de frico do solo

seja alto e os ngulos de inclinao do talude sejam pequenos.

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7- Exemplos de obras de estabilizao.

BR-040

Treze pontos da BR-040 receberam obras de estabilizao de taludes executadas

pela Concer. As obras aconteceram em encostas existentes na Serra de Petrpolis,

Itaipava, Pedro do Rio, Levy Gasparian, Simo Pereira e Juiz de Fora. Quase metade das

intervenes ocorreu no trecho da serra, entre os kms 66,8 e 94. A obra de maior porte

aconteceu em Juiz de Fora, na altura do km 793, sentido JF, onde a Concer fez a

conteno de encosta, um revestimento vegetal numa rea de 12 mil metros quadrados e

novo sistema de drenagem. Alm de solues convencionais, a Concer tambm adotou

uma forma ecologicamente correta de tratar taludes da Serra de Petrpolis atravs das

biomantas. O material feito de fibras vegetais e costurado com fios 100% degradveis,

permitindo o surgimento de uma manta verde na rea que estava sujeita a

escorregamento.

Santo Andr SP

Num Conjunto Habitacional em Santo Andr SP, a soluo encontrada pelos

engenheiros foi o uso de solo grampeado para estabilizao do talude. Por ser econmica

e eficiente, era a mais indicada.

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Duplicao da BR-101: Blocos de isopor so instalados

Comeou no dia 04 de outubro de 2010 a instalao dos blocos de EPS

(poliestireno expandido, ou isopor) na cabeceira de sentido sul/norte do viaduto duplo de

acesso ao centro de Tubaro. A modificao no projeto deste trecho, antecipada pelo

Notisul em julho, necessria devido baixa resistncia do solo do local por onde

passaro as futuras pistas de acesso ao viaduto. Na poca, o Departamento Nacional de

Infraestrutura de Transportes (Dnit) analisou a possibilidade de acrescentar mais trs vos

ao viaduto. Contudo, o valor da obra seria elevado e estenderia o prazo de concluso. A

alternativa encontrada foi o uso dos blocos de EPS. Cada pedao de isopor tem quatro

metros de comprimento, 1,5 metro de largura e 50 centmetros de altura.

Os blocos so encaixados individualmente, em amarrao tranada, para melhor

compactao. Apenas dois trabalhadores so necessrios para erguer os blocos e

encaix-los na malha, onde sero presos por dois ferrolhos. Depois de instalados, os

blocos formaro uma malha com quatro metros de altura. Este conjunto ser envolvido por

uma camada de cinzas e, posteriormente, receber o aterro, as camadas bases e, por

ltimo, as trs camadas de asfalto. Ao todo, o talude ter aproximadamente sete metros de

altura.

Cortina Atirantada Linha Verde Vespasiano MG

A empresa H Miranda Engenharia, atendendo a seu cliente do Consrcio Cowan

Barbosa Melo, executou no trecho da Linha Verde, em Vespasiano a obra de estabilizao

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de taludes por mtodo de cortina atirantada. Para a execuo: tirantes para CT = 35ton -

5.412,90m, concreto projetado - 119,00 m3 e concreto armado - 165,84 m3.

ANTES DEPOIS

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8- Bibliografia

GUIDICINI, G.; NIEBLE, C.M. Estabilidade de Taludes Naturais e de Escavao. Editora

Edgard Blcher LTDA. So Paulo, 1993.

MANO, E.B., 2000, Polmeros como Materiais de Engenharia, Edgard Blucher, So Paulo.

COELHO, Arnaldo Teixeira. Efeitos da vegetao na estabilidade do solo e de taludes. In:

XIII CURSO SOBRE EROSO E CONTROLE DE SEDIMENTOS, 2005, Belo Horizonte

CONCER - http://www.concer.com.br/web/Home.aspx

PRESERVA ENGENHARIA - http://preserva.com.br/

DUPLICAO BR 101 Disponvel em: http://www.portalrcr.com.br/noticias/noticias-

regionais/5481-duplicacao-da-br-101-blocos-de-isopor-sao-instalados

Acesso em 26/11/2010;

MANUAL DE OCUPAO DE MORROS NA REGIO METROPOLITANA DE RECIFE

Disponvel em: http://www.cidades.gov.br/secretarias-nacionais/programas-

urbanos/biblioteca/prevencao-de-riscos/publicacoes-institucionais/manual-de-ocupacao-de-

morros-na-regiao-metropolitana-de-recife/

Acesso em 26/11/2010;

DYMINSKI, A.S, UFPR - Notas de Aula - Estabilidade de Taludes

CORTINA ATIRANTADA LINHA VERDE: Disponvel em:

http://www.hmiranda.com.br/obras_1.htm Acessado em: 27/11/2010