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SOLO GRAMPEADO EM ÁREAS URBANAS, RETRO ANÁLISE DE UMA RUPTURA SOIL NAILING IN URBAN AREA, BACK CALCULATION OF THE SLOPE FAILURE Mucheti, Alexsander S., Engenheiro das Empresas Engestrauss Engenharia e Fundações Ltda e Proeng Geotecnia Ltda, São Paulo, Brasil, [email protected] Corte, Flávia H., Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo - UNICAMP, Campinas, Brasil, [email protected] Albuquerque, Paulo J.R., Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo - UNICAMP, Campinas, Brasil, [email protected] RESUMO O trabalho apresenta a análise da ruptura de uma obra de contenção em solo grampeado vertical em área urbana com altura entre 10 e 12 m, situada na Cidade de Santo André, Estado de São Paulo, Brasil. A ruptura ocorreu após as escavações para execução das sapatas de divisa contiguas ao pé da contenção, findando no desabamento de três residências vizinhas, o que ocasionou o soterramento das fundações da obra que estavam sendo realizadas; não houve vítimas. Por meio do projeto executivo, das sondagens SPT existentes e do histórico dos fatos, foi realizada uma retro análise para investigar a causa da ruptura. Analisou-se a estabilidade da contenção em Solo Grampeado utilizando o software Geostudio, módulo SLOPE/W, versão 2012. Verificou-se que os Fatores de Segurança (FS) obtidos através de análises de estabilidade não eram satisfatórios na fase de projeto e os resultados mostraram que o motivo da ruptura da estrutura de contenção foi o comprimento inadequado dos grampos. ABSTRACT This work presents the analysis of the slope rupture of a vertical soil nailing wall in urban area with height between 10 and 12 m, located in the City of Santo André, São Paulo, Brazil. The slope rupture occurred after the excavations for the execution of footing near the soil nailing base, ending in the collapse of three neighboring residences, burying the foundations that were being undertaken; there were no casualties. Through the executive project, SPT (standard penetration test) results and the historical facts, a back calculation was performed to investigate the cause of the slope rupture. It analyzed the stability of the soil nailing wall using Geostudio software, SLOPE/W module, version 2012. It was found that safety factors (SF) obtained by stability tests were not satisfactory at the design stage, and the results showed that the reason for the rupture of the soil nailing wall was the inadequate length of the nails. 1 - INTRODUÇÃO A divulgação de acidentes ocorridos em obras executadas para arrimo de terra é muito rara, até porque não são muitos, além do que a intenção em divulgar o evento é mínima ou inexistente. Tecnicamente seria desejável e muito proveitoso que estes acidentes pudessem ser objeto de estudos e que suas causas fossem amplamente divulgadas; a divulgação de acidentes em obras de Solo Grampeado, por ser uma técnica nova, é mais difícil ainda (Souza et al., 2005). Ao longo dos últimos 10 anos o Solo Grampeado tem sido uma das técnicas de arrimo mais projetadas e utilizadas no Brasil (Pitta et al., 2013). Contenções verticais com a técnica do Solo Grampeado vêm sendo muito utilizadas principalmente para a implantação de subsolos de edifícios desde a década de 1990. As vantagens proporcionadas pelo método são diversas, dentre elas seu custo mais baixo, à flexibilidade de adaptação a geometrias variadas, à elevada velocidade de produção em virtude do menor tempo de execução, à sua aplicação em diversos tipos de solo, ao uso de equipamentos leves e de fácil manuseio e se tratando de subsolos, menor perda de terreno, ou seja, mais espaço para garagens. Este trabalho apresenta a análise da ruptura de uma obra de contenção em Solo Grampeado vertical em área urbana para implantação de subsolos de um edifício residencial. A contenção foi executada com grampos de comprimentos entre 4 e 12 m, sendo perfurados por circulação d’água e injetados com calda de cimento, o paramento com espessura de 0,08 m de concreto projetado com tela metálica. No estudo abordam-se dois trechos do projeto executivo: no primeiro, em que a contenção tem sua altura elevada para permitir a construção de um reservatório de água subterrâneo que não havia sido previsto inicialmente em projeto, e no segundo, onde a ruptura ocorreu após a escavação das sapatas de divisa ao pé da contenção. Realizou-se uma avaliação da análise de estabilidade da contenção (ruptura global)

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SOLO GRAMPEADO EM ÁREAS URBANAS, RETRO ANÁLISE DE UMA RUPTURA

SOIL NAILING IN URBAN AREA, BACK CALCULATION OF THE SLOPE FAILURE

Mucheti, Alexsander S., Engenheiro das Empresas Engestrauss Engenharia e Fundações Ltda e Proeng

Geotecnia Ltda, São Paulo, Brasil, [email protected]

Corte, Flávia H., Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo - UNICAMP, Campinas, Brasil,

[email protected]

Albuquerque, Paulo J.R., Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo - UNICAMP, Campinas,

Brasil, [email protected]

RESUMO

O trabalho apresenta a análise da ruptura de uma obra de contenção em solo grampeado vertical em área urbana com altura entre 10 e 12 m, situada na Cidade de Santo André, Estado de São Paulo, Brasil. A ruptura ocorreu após as escavações para execução das sapatas de divisa contiguas ao pé da

contenção, findando no desabamento de três residências vizinhas, o que ocasionou o soterramento das fundações da obra que estavam sendo realizadas; não houve vítimas. Por meio do projeto executivo, das sondagens SPT existentes e do histórico dos fatos, foi realizada uma retro análise para investigar a causa da ruptura. Analisou-se a estabilidade da contenção em Solo Grampeado utilizando o software Geostudio,

módulo SLOPE/W, versão 2012. Verificou-se que os Fatores de Segurança (FS) obtidos através de análises de estabilidade não eram satisfatórios na fase de projeto e os resultados mostraram que o motivo da ruptura da estrutura de contenção foi o comprimento inadequado dos grampos.

ABSTRACT

This work presents the analysis of the slope rupture of a vertical soil nailing wall in urban area with height between 10 and 12 m, located in the City of Santo André, São Paulo, Brazil. The slope rupture occurred after the excavations for the execution of footing near the soil nailing base, ending in the collapse of three neighboring residences, burying the foundations that were being undertaken; there

were no casualties. Through the executive project, SPT (standard penetration test) results and the historical facts, a back calculation was performed to investigate the cause of the slope rupture. It analyzed the stability of the soil nailing wall using Geostudio software, SLOPE/W module, version 2012. It

was found that safety factors (SF) obtained by stability tests were not satisfactory at the design stage, and the results showed that the reason for the rupture of the soil nailing wall was the inadequate length of the nails.

1 - INTRODUÇÃO

A divulgação de acidentes ocorridos em obras executadas para arrimo de terra é muito rara, até porque

não são muitos, além do que a intenção em divulgar o evento é mínima ou inexistente. Tecnicamente

seria desejável e muito proveitoso que estes acidentes pudessem ser objeto de estudos e que suas

causas fossem amplamente divulgadas; a divulgação de acidentes em obras de Solo Grampeado, por ser

uma técnica nova, é mais difícil ainda (Souza et al., 2005).

Ao longo dos últimos 10 anos o Solo Grampeado tem sido uma das técnicas de arrimo mais projetadas e

utilizadas no Brasil (Pitta et al., 2013).

Contenções verticais com a técnica do Solo Grampeado vêm sendo muito utilizadas principalmente para a

implantação de subsolos de edifícios desde a década de 1990. As vantagens proporcionadas pelo método

são diversas, dentre elas seu custo mais baixo, à flexibilidade de adaptação a geometrias variadas, à

elevada velocidade de produção em virtude do menor tempo de execução, à sua aplicação em diversos

tipos de solo, ao uso de equipamentos leves e de fácil manuseio e se tratando de subsolos, menor perda

de terreno, ou seja, mais espaço para garagens.

Este trabalho apresenta a análise da ruptura de uma obra de contenção em Solo Grampeado vertical em

área urbana para implantação de subsolos de um edifício residencial. A contenção foi executada com

grampos de comprimentos entre 4 e 12 m, sendo perfurados por circulação d’água e injetados com calda

de cimento, o paramento com espessura de 0,08 m de concreto projetado com tela metálica. No estudo

abordam-se dois trechos do projeto executivo: no primeiro, em que a contenção tem sua altura elevada

para permitir a construção de um reservatório de água subterrâneo que não havia sido previsto

inicialmente em projeto, e no segundo, onde a ruptura ocorreu após a escavação das sapatas de divisa

ao pé da contenção. Realizou-se uma avaliação da análise de estabilidade da contenção (ruptura global)

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utilizando os métodos de equilíbrio limite (Morgenstern e Price, Spencer, Janbu e Bishop). Os parâmetros

geotécnicos (peso específico, coesão e ângulo de atrito dos solos) foram adotados por correlações obtidas

na literatura por meio das sondagens SPT disponíveis. O atrito solo-grampo (qs) baseou-se em resultados

de ensaios realizados em outras obras na mesma região com similar geologia.

Por fim, ressalta-se a importância do emprego de métodos de equilíbrio limite no dimensionamento de

estruturas de solo grampeado, tendo em vista que não há uma norma técnica brasileira específica à

atividade, obrigando o projetista e o executor a amparar-se na literatura e normas técnicas

internacionais, bem como criar uma rotina baseada na experiência acumulada.

2 - SOLO GRAMPEADO

O Solo Grampeado teve seu desenvolvimento entre a década de 1970 e 80 na Europa e Estados Unidos.

No Brasil iniciou na década de 1990 com grande impulso na década passada (Pitta et al., 2013).

O Solo Grampeado consiste no reforço do solo simultaneamente ao progresso de escavação com a

introdução de barras passivas levemente inclinadas e paralelas umas às outras. Estas barras (passivas)

são chamadas de “pregos” e a técnica de reforço é também conhecida como Solo Pregado (Clouterre,

1991).

O conceito de solo pregado consiste na inclusão de barras de aço e pré-furos realizados no maciço de

solo, que são posteriormente preenchidos com calda de cimento. Este material promove a transferência

de tensão do solo para o reforço e protege a barra de aço contra o processo de corrosão. As barras de

aço são também denominadas de inclusões passivas, já que as tensões de tração são mobilizadas ao

longo de sua extensão, em resposta à deformação do maciço de solo durante as etapas de escavação. O

processo construtivo (Figura 1) é realizado em etapas sucessivas e descendentes, envolvendo,

tipicamente, três fases executivas, entre elas (Pitta et al., 2013):

Fase 1: Escavação;

Fase 2: Execução do grampo;

Fase 3: Aplicação do concreto projetado.

Figura 1 – Processo construtivo (Pitta et al., 2013)

3 - ACIDENTE

No mês de setembro de 2015, durante a execução das fundações diretas (sapatas) do edifício, foi

observado na etapa de escavações para execução das sapatas de divisa, um aumento significativo da

deformabilidade da contenção de Solo Grampeado, identificado através da comunicação dos moradores

pelo surgimento de trincas consideráveis nas residências próximas à contenção. Fez-se necessário a

imediata remoção dos moradores de suas residências e, por volta de 24 h após a evacuação das casas,

ocorreu-se a ruptura (Figura 2).

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Figura 2 – Ruptura da contenção

Não houve vítimas, apesar de o acidente ter afetado seis residências, das quais três ruíram durante a

ruptura do Solo Grampeado, uma foi demolida posteriormente por inviabilidade de reparos e as demais

interditadas temporariamente.

4 - CONCEPÇÃO DA OBRA E ANÁLISE DO PROJETO DE CONTENÇÃO EM SOLO GRAMPEADO

A obra consiste num edifício residencial com três níveis de garagem (3 subsolos). As alturas das

escavações variaram em função do nível do piso das edificações vizinhas, atingindo até 12 m de altura.

Neste trabalho analisa-se a estabilidade da contenção da Vista 6 do projeto (Figura 3), lateral direita da

obra, para quem observa da Rua Japão, nas seguintes condições:

a) Fundo da contenção com a implantação do reservatório;

b) Meio da contenção sem a escavação para execução das sapatas;

c) Meio da contenção com a escavação para execução das sapatas.

Figura 02 – Localização da vista 6 e indicação do corte F/F do projeto de contenção.

Figura 3 – Localização da vista 6 e indicação do corte F/F do projeto de contenção

Vista 6

Fundo Meio Solo Grampeado

Corte F/F

Reservatório

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Os comprimentos dos grampos indicados no projeto são descritos no Quadro 1, foram executados com

uma inclinação de 10º para com a horizontal.

Quadro 1 – Comprimento dos grampos da vista 6 do projeto

Linha 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª 11ª

Nível de

execução do

grampo (m)

103,41 102,31 101,21 100,11 99,01 97,91 96,81 95,71 94,61 93,71 92,81

Comprimento

do grampo (m) 12,0 10,0 10,0 8,0 6,0 5,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0

5 - PARÂMETROS UTILIZADOS NAS ANÁLISES

Foram adotados parâmetros geotécnicos baseados nas sondagens a percussão disponíveis, as camadas

de solo foram divididas conforme característica e resistência (Figura 4) e os valores para o peso

específico, coesão e ângulo de atrito são indicados no Quadro 2. O nível d’água foi encontrado na cota

98,36 m, 5,75 m de profundidade abaixo do topo da contenção.

Figura 4 – Camadas de solo conforme característica e resistência

Quadro 2 – Parâmetros adotados para o solo

Camada Cotas das

camadas (m)

Espessura

das

camadas

(m)

Característica do

solo

NSPT

(Médio

)

Peso

específico

do solo

(kN/m³)

Coesã

o

(kPa)

Ângulo

de

atrito

(°)

1 104,11 –

98,46 5,65 Argila silto arenosa 6 19 15 25

2 98,46 – 96,26 2,20 Argila silto arenosa 11 19 26 28

3 96,26 – 93,26 3,00 Argila silto arenosa 18 19 41 31

4 93,26 – 89,90 3,36 Argila silto arenosa 24 20 52 33

5 89,90 – 88,40 1,50 Areia argilosa 19 20 15 33

6 88,40 – 86,90 1,50 Argila silto arenosa 19 19 43 31

7 86,90 – 84,90 2,00 Areia argilosa 15 19 12 33

8 84,90 – 80,00 4,90 Argila silto arenosa 30 20 64 34

De acordo com a ABNT NBR 11.682/2009, adotou-se uma sobrecarga de 20 kPa. Os valores considerados

para a resistência ao arrancamento dos grampos foram de 50 kPa para as quatro primeiras linhas, e de

60 kPa para os demais linhas de grampos abaixo desta. A experiência de ensaios realizados na região do

grande ABC em solos de mesma característica e resistência, embasam os valores considerados que

podem ser observados dentro dos indicados na literatura (Elias e Juran, 1991 apud Elias et al., 2003,

Aoki e Velloso, 1975; Robertson e Cabal, 2015).

6 - CÁLCULOS EFETUADOS – VERIFICAÇÃO DA ESTABILIDADE

Apresenta-se os resultados da análise de estabilidade com a utilização do software Geostudio 2012,

módulo Slope/W da seguinte forma:

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Fundo da contenção com a implantação do reservatório – Avalia-se a região onde houve o

aumento da altura da contenção devido à implantação de um reservatório d’água subterrâneo ao pé

do Solo Grampeado, inicialmente não previsto em projeto conforme indicado na figura 2. Foram

acrescentadas duas novas linhas de grampos (10ª e 11ª linha), totalizando uma altura de contenção

de 12,0 m.

Meio da contenção sem a escavação para execução das sapatas – Analisa-se a condição antes

da abertura das escavações das sapatas ao pé da contenção em Solo Grampeado, totalizando uma

altura de contenção de 10,0 m;

Meio da contenção com a escavação para execução das sapatas – Estuda-se a condição de

execução das sapatas de divisa, considera-se a escavação de 1,0 m abaixo do pé da contenção em

Solo Grampeado;

Fundo da contenção com a implantação do reservatório “Simulação” – Faz-se uma simulação

com o aumento do comprimento dos grampos para a condição de projeto na condição de implantação

de um reservatório d’água subterrâneo ao pé do Solo Grampeado e verifica-se a variação dos fatores

de segurança (FS);

Meio da contenção com a escavação para execução das sapatas “Simulação” – Faz-se uma

simulação com o aumento do comprimento dos grampos para condição de projeto após a abertura das

escavações das sapatas ao pé da contenção em Solo Grampeado e verifica-se a variação dos fatores

de segurança (FS).

Utilizam-se dois métodos rigorosos (Morgenstern e Price e Spencer) e dois métodos simplificados (Janbu

e Bishop).

7 - RESULTADO DOS CÁLCULOS EFETUADOS

7.1 - Fundo da contenção com a implantação do reservatório

Nas Figuras 5, 6, 7 e 8, apresentam-se a verificação de estabilidade global pelos Métodos de Morgenstern

e Price, Spencer, Janbu e Bishop, obtendo-se os seguintes fatores de segurança (FS) conforme se

apresenta no Quadro 3.

Quadro 3 – Fatores de segurança para o fundo da contenção com a implantação do reservatório

Método FS Análise de Estabilidade

Morgenstern e Price 1,04 Global

Spencer 1,04 Global

Janbu 1,04 Global

Bishop 1,03 Global

Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

1,04

Method: Morgenstern-Price

Fundo da obra - cota 92,45

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 5 – Método de Morgenstern e Price – Fundo da contenção

NA

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Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

1,04

Method: Spencer

Fundo da obra - cota 92,45

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 6 – Método de Spencer – Fundo da contenção

Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

1,04

Method: Janbu

Fundo da obra - cota 92,45

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 7 – Método de Janbu – Fundo da contenção

Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

1,03

Method: Bishop

Fundo da obra - cota 92,45

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 8 – Método de Bishop – Fundo da contenção

7.2 - Meio da contenção sem a escavação para execução das sapatas

Nas Figuras 9, 10, 11 e 12, apresentam-se a verificação de estabilidade global pelos Métodos de

Morgenstern e Price, Spencer, Janbu e Bishop; obtendo-se os seguintes fatores de segurança (FS)

conforme se apresenta no Quadro 4.

Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

Argila silto arenosa SPT 24

1,20

Method: Morgenstern-Price

Meio da obra - cota 93,90

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 9 – Método de Morgenstern e Price – Meio da contenção sem a escavação

NA

NA

NA

NA

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Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

Argila silto arenosa SPT 24

1,20

Method: Spencer

Meio da obra - cota 93,90

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 10 – Método de Spencer – Meio da contenção sem a escavação

Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

Argila silto arenosa SPT 24

1,21

Method: Janbu

Meio da obra - cota 93,90

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 11 – Método de Janbu – Meio da contenção sem a escavação

Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

Argila silto arenosa SPT 24

1,20

Method: Bishop

Meio da obra - cota 93,90

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 12 – Método de Bishop – Meio da contenção sem a escavação

Quadro 4 – Fatores de segurança para o meio da contenção sem a escavação para execução das sapatas

Método FS Análise de Estabilidade

Morgenstern e Price 1,20 Global

Spencer 1,20 Global

Janbu 1,21 Global

Bishop 1,20 Global

7.3 - Meio da contenção com a escavação para execução das sapatas

Nas Figuras 13, 14, 15 e 16, apresentam-se a verificação de estabilidade global pelos Métodos de

Morgenstern e Price, Spencer, Janbu e Bishop, obtendo-se os fatores de segurança (FS) conforme se

apresenta no Quadro 5.

NA

NA

NA

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Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

1,00

Method: Morgenstern-Price

Meio da obra - cota 93,90 - escavação sapata

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 13 – Método de Morgenstern e Price – Meio da contenção com a escavação

Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

1,00

Method: Spencer

Meio da obra - cota 93,90 - escavação sapata

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 14 – Método de Spencer – Meio da contenção com a escavação

Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

1,01

Method: Janbu

Meio da obra - cota 93,90 - escavação sapata

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 15 – Método de Janbu – Meio da contenção com a escavação

Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

1,00

Method: Bishop

Meio da obra - cota 93,90 - escavação sapata

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 16 – Método de Bishop – Meio da contenção com a escavação

NA

NA

NA

NA

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Quadro 5 – Fatores de segurança para o meio da contenção com a escavação para execução das sapatas

Método FS Análise de Estabilidade

Morgenstern e Price 1,00 Global

Spencer 1,00 Global

Janbu 1,01 Global

Bishop 1,00 Global

7.4 - Fundo da contenção com a implantação do reservatório “simulação”

Nas Figuras 17, 18, 19 e 20, apresentam-se uma simulação aumentado o comprimento dos grampos para

a condição do fundo da contenção com a implantação do reservatório d’água subterrâneo e no Quadro 6

os valores de comprimento de grampo. A verificação da estabilidade global foi realizada pelos Métodos de

Morgenstern e Price, Spencer, Janbu e Bishop; obtendo-se os fatores de segurança (FS) conforme se

apresenta no Quadro 7.

Quadro 6 – Aumento do comprimento dos grampos para a condição do fundo da contenção com a implantação do

reservatório

Linha 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª 11ª

Nível de

execução do

grampo (m)

103,41 102,31 101,21 100,11 99,01 97,91 96,81 95,71 94,61 93,71 92,81

Comprimento

do grampo (m) 11,0 11,0 10,0 10,0 9,0 9,0 9,0 9,0 8,0 8,0 8,0

Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

1,52

Method: Morgenstern-Price

Fundo da obra - cota 92,45

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 17 – Método de Morgenstern & Price – Aumento do comprimento dos grampos do fundo da contenção com a

implantação do reservatório

Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

1,52

Method: Spencer

Fundo da obra - cota 92,45

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 18 – Método de Spencer – Aumento do comprimento dos grampos do fundo da contenção com a implantação do

reservatório

NA

NA

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Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

1,50

Method: Janbu

Fundo da obra - cota 92,45

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 19 – Método de Janbu – Aumento do comprimento dos grampos do fundo da contenção com a implantação do

reservatório

Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

1,53

Method: Bishop

Fundo da obra - cota 92,45

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 20 – Método de Bishop – Aumento do comprimento dos grampos do fundo da contenção com a implantação do

reservatório

Quadro 7 – Fatores de segurança com o aumento dos grampos para o fundo da contenção com a implantação do

reservatório

Método FS Análise de Estabilidade

Morgenstern e Price 1,52 Global

Spencer 1,52 Global

Janbu 1,50 Global

Bishop 1,53 Global

7.5 - Meio da contenção com a escavação para execução das sapatas “simulação”

Nas Figuras 21, 22, 23 e 24, apresenta-se uma simulação com o aumento do comprimento dos grampos

conforme pode ser observado no Quadro 8, para a condição do meio da contenção com a escavação para

execução das sapatas. A verificação da estabilidade global é feita pelos Métodos de Morgenstern e Price,

Spencer, Janbu e Bishop; obtendo-se os fatores de segurança (FS) apresentados no Quadro 9.

Quadro 8 – Aumento do comprimento dos grampos para a condição do meio da contenção com a escavação para

execução das sapatas

Linha 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª

Nível de

execução do

grampo (m)

103,41 102,31 101,21 100,11 99,01 97,91 96,81 95,71 94,61

Comprimento

do grampo (m) 12,0 12,0 11,0 11,0 10,0 10,0 9,0 9,0 9,0

NA

NA

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Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

1,53

Method: Morgenstern-Price

Meio da obra - cota 93,90 - escavação sapata

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 21 – Método de Morgenstern & Price – Aumento do comprimento dos grampos para a condição do meio da

contenção com a escavação para execução das sapatas

Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

1,53

Method: Spencer

Meio da obra - cota 93,90 - escavação sapata

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 22 – Método de Spencer – Aumento do comprimento dos grampos para a condição do meio da contenção com a

escavação para execução das sapatas

Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

1,52

Method: Janbu

Meio da obra - cota 93,90 - escavação sapata

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 23 – Método de Janbu – Aumento do comprimento dos grampos para a condição do meio da contenção com a

escavação para execução das sapatas

Argila silto arenosa SPT 6

Argila silto arenosa SPT 11

Areia argilosa SPT 19

Argila silto arenosa SPT 19

Areia argilosa SPT 15

Argila silto arenosa SPT 30

Argila silto arenosa SPT 18

Argila silto arenosa SPT 24

1,53

Method: Bishop

Meio da obra - cota 93,90 - escavação sapata

Distância (m)

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Ele

va

çã

o (

m)

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Figura 24 – Método de Bishop – Aumento do comprimento dos grampos para a condição do meio da contenção com a

escavação para execução das sapatas

NA

NA

NA

NA

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Quadro 9 – Fatores de segurança com o aumento do comprimento dos grampos para a condição do meio da contenção

com a escavação para execução as sapatas

Método FS Análise de Estabilidade

Morgenstern e Price 1,53 Global

Spencer 1,53 Global

Janbu 1,52 Global

Bishop 1,53 Global

8 - CONCLUSÕES

Para as três condições estudadas (fundo da contenção com a implantação do reservatório, meio da

contenção sem a escavação para execução das sapatas e meio da contenção com a escavação para

execução das sapatas), obtém-se para as análises de estabilidade por equilíbrio limite, segundo os

Métodos de Morgenstern e Price, Spencer, Janbu e Bishop; fatores de segurança (FS) inaceitáveis da

ordem de 1,04; 1,20 e 1,00; respectivamente.

Realizando as simulações de aumento do comprimento dos grampos para as condições de fundo da

contenção, com a implantação do reservatório e meio da contenção com a escavação para execução das

sapatas, com o auxílio do software Geostudio 2012, obteve-se fatores de segurança (FS) aceitáveis da

ordem de 1,52 e 1,53 para os Métodos de Morgenstern e Price, Spencer, Janbu e Bishop. Considerando-

se cada seção em estudo, os grampos tiveram um aumento de 43,7% e 47,6% em seu comprimento, ou

seja, na condição de fundo da contenção o projeto previu 71 m, mas necessitou-se de 102 m de

grampos. Entretanto, para condição do meio da contenção com a escavação para execução das sapatas,

o projeto previu 63 m, porém necessitaria de 93 m de grampos.

Observou-se no projeto, uma grande quantidade de grampos de 4,0 m de comprimento localizados na

parte inferior da contenção, ou seja, uma proporção de comprimento de 1/3 da altura de contenção. Em

Elias et al.(2003), comenta-se que grampos têm sido instalados com sucesso com comprimentos de 2/3

a 3/4 da altura da contenção, confirmando-se os comprimentos de 8 e 9 m utilizados nas simulações.

Verifica-se a importância de utilização de métodos de equilíbrio limite na elaboração de projetos de solo

grampeado em áreas urbanas, e da necessidade imediata da criação de uma Norma Brasileira pertinente

ao caso para que se possa evitar problema como este, tendo em vista que muitos projetos são

elaborados pela rotina baseada na experiência acumulada.

Por fim, conclui-se que os comprimentos dos grampos indicados no projeto são inadequados.

REFERÊNCIAS

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas (2006). Estabilidade de Encostas: NBR 11682/2009. ABNT. Rio de

Janeiro. 33p.

Aoki, N., Velloso, D.A. (1975). An aproximate method to estimate the bearing capacity of piles. In: Congreso

Panamericano de Mecanica de Suelos y Cimentaciones 5, Buenos Aires. Anais... Buenos Aires: Sociedad

Argentina de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Fundaciones, pp. 367-376.

Clouterre (1991). Recomendations Clouterre. Project National Clouterre, Presses de l’ENPC. Paris. 269p.

Elias, V., Lazarte, C.A., Espinoza, D., Sabatini, P.J. (2003). Soil Nailing Walls. In: Geotechnical Engineering Circular Nº

7. Department of Transportation. Federal Highway Administration (FHWA). Columbia. 305 p.

Pitta, C.A., Souza, G.J.T & Zirlis, A.C. (2013). Alguns Detalhes da Prática de Execução do Solo Grampeado. In: VI

COBRAE Conferência Brasileira de Estabilidade de Encostas. ABMS – CBMR. Angra dos Reis, RJ.

Robertson, P.K., Cabal, K.L. (2015). Guide to Cone Penetration Testing for Geotechnical Engineering By P. K. Robertson

and K.L. Cabal Gregg Drilling & Testing, Inc. 6th Edition 2015. http://www.cpt-robertson.com/publications

acesso em 30/04/2016.

Souza, G.J.T., Pitta, C.A., Zirlis, A.C. (2005). Solo Grampeado – Aspectos Executivos do Chumbador. In: IV COBRAE

Conferência Brasileira de Estabilidade de Encostas. Salvador, BA. pp. 835-844.