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UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS
CENTRO POLITÉCNICO
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
LUDIMILA MALLMANN SCHMALFUSS
ESTUDO COMPARATIVO ENTRE SISTEMAS DE CONTENÇÕES DE ATERROS:
COM INCLUSÃO DE MALHAS DE AÇO X COM INCLUSÃO DE GEOGRELHA
Pelotas
2014
1
LUDIMILA MALLMANN SCHMALFUSS
ESTUDO COMPARATIVO ENTRE SISTEMAS DE CONTENÇÕES DE ATERROS:
COM INCLUSÃO DE MALHAS DE AÇO X COM INCLUSÃO DE GEOGRELHA
Trabalho acadêmico apresentado ao Curso de
Graduação em Engenharia Civil da
Universidade Católica de Pelotas como
requisito parcial à obtenção do título de
Engenheira Civil.
ORIENTADOR: Ms. GILBERTO TEIXEIRA DA CUNHA
COORIENTADOR: Ms. HENRIQUE OTTO COELHO
Pelotas
2014
2
AGRADECIMENTOS
Primeiramente agradeço a Deus pelo dom da vida e por ter me permitido
chegar até aqui.
Ao meu orientador Gilberto e ao coorientador Henrique, pelo suporte e
incentivo.
Aos mestres que auxiliaram na minha formação.
Aos amigos, pelo incentivo e apoio constante.
Aos colegas do curso, em especial ao Lenon, Arthur e Taynara, pela amizade
e companheirismo.
Ao meu vô Erwino que me acompanhou em quase toda essa trajetória, mas
infelizmente não está mais aqui.
A minha irmã Mirela, que sempre torceu muito por mim. Por ela sempre dou
meu melhor, para deixar bons exemplos.
Ao meu namorado Cristian por todo seu amor, incentivo, compreensão e
dedicação incansável comigo.
Aos meus pais, Rui e Laise, que proporcionaram toda a base para os meus
estudos e são os maiores exemplos para minha vida. Eu não conseguiria chegar até
aqui sem a constante dedicação de vocês. Obrigada por acreditarem em mim.
A todos que direta ou indiretamente contribuíram para da minha formação.
Muito obrigada.
3
"Às vezes a felicidade demora a chegar, aí é
que a gente não pode deixar de sonhar."
(Xande De Pilares; Gilson Bernini;
Carlinhos Madureira)
4
RESUMO
Desde o princípio da história, muros de contenções são elementos de grande
funcionalidade nas mais variadas situações. Com a finalidade de manter maciços
seguros, impedindo escorregamentos, estas estruturas são artifícios eficientes no
controle desses materiais. Nas últimas décadas estas estruturas despertaram uma
atenção especial, acarretando assim no desenvolvimento de novas tecnologias. A
inclusão de novos materiais também fazem parte deste desenvolvimento, sendo os
principais desencadeadores dessas inovações.
Este trabalho apresenta um estudo comparativo de dois sistemas de
contenção de aterro. Ambas estruturas estão inseridas na duplicação da BR-116
trecho Porto Alegre-Pelotas. A primeira trata-se de uma contenção de solo reforçado
com inclusão de malhas de aço, processo desenvolvido com princípios no tipo de
contenção “Terra Armada”. Já a segunda incide no estudo de contenção de solo
reforçado com inclusão de geogrelhas, processo desenvolvido nos últimos anos por
ser composto de um material relativamente novo, sendo este o geossintético.
Ainda aborda um comparativo entre a literatura, projetos e execução, visando
à compreensão das técnicas e os processos executivos. Buscando caracterizar as
vantagens, desvantagens, rapidez de execução, dificuldades apresentadas no
decorrer das obras, e ainda as futuras manutenções.
Palavras-chave: Muro com inclusão de malha de aço; Muro com inclusão de
geogrelhas; Muros de contenção; Solo reforçado.
5
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Muro de pedra seca ................................................................................. 17
Figura 2 - Muro de pedra argamassada .................................................................... 18
Figura 3 - Muro de concreto ciclópico ....................................................................... 19
Figura 4 - Muro de gabião ......................................................................................... 20
Figura 5 - Muro de solo-cimento ensacado ............................................................... 20
Figura 6 - Muro de concreto armado ......................................................................... 21
Figura 7 - Contenção de cortinas cravadas ............................................................... 22
Figura 8 - Contenção de cortinas atirantadas............................................................ 22
Figura 9 - Contenção de solo grampeado ................................................................. 23
Figura 10 - Muro de Terra Armada ............................................................................ 24
Figura 11 - Muro de solo reforçado com geogrelha ................................................... 25
Figura 12 - Muro de solo reforçado com inclusão de malhas de aço como elemento
de reforço. ................................................................................................................. 27
Figura 13 - Esquema de um maciço reforçado com inclusão de malhas de aço....... 28
Figura 14 - Representação das alturas e comprimentos para reforços com inclusão
metálica. .................................................................................................................... 29
Figura 15 - Detalhe de elementos de ligação ............................................................ 31
Figura 16 - Geometria da base de nivelamento ........................................................ 32
Figura 17 - Detalhe dos olhais de ligação e espigões nas placas ............................. 32
Figura 18 - Ilustração de castanha de aperto em madeira ........................................ 34
Figura 19 - Ilustração da escora de madeira ............................................................. 34
Figura 20 - Ilustração de (a) cunha em madeira e (b) espaçador em madeira .......... 35
Figura 21 - Paramento do muro com detalhe dos espaçadores e castanhas de aperto
em madeira ............................................................................................................... 35
Figura 22 - Detalhe das almofadas de apoio de polietileno ....................................... 36
Figura 23 - Detalhe de elementos de ligação das escamas ...................................... 36
Figura 24 - Representação da altura de ficha ........................................................... 37
Figura 25 - Detalhe das juntas horizontais com filtro geotêxtil .................................. 38
Figura 26 - Aplicações da Terra Armada ................................................................... 39
Figura 27 - Esquema de montagem das placas ........................................................ 44
Figura 28 - Encaixe dos painéis ................................................................................ 44
Figura 29 - Esquema de um maciço em solo reforçado com geogrelha ................... 46
6
Figura 30 - Geogrelha flexível, utilizada para reforço de aterros/muros de contenção
.................................................................................................................................. 47
Figura 31 - Seção transversal típica de muro com sistema de blocos segmentais ... 49
Figura 32 - Bloco Terrae W ....................................................................................... 50
Figura 33 - Sistema de colchão drenante .................................................................. 51
Figura 34 - Custo de construção por área de face em função das alturas dos muros
.................................................................................................................................. 55
Figura 35 - Localização do muro com inclusão de malhas de aço ............................ 56
Figura 36 - Faceamento do muro com inclusão de malhas de aço ........................... 57
Figura 37 - Localização do muro com inclusão de geogrelha ................................... 57
Figura 38 - Faceamento do muro com inclusão de geogrelha .................................. 58
Figura 39 - Soleiras em desnível de patamares ........................................................ 61
Figura 40 - Modelo da mesa de serviço .................................................................... 62
Figura 41- Detalhe de ligação painel-malha de aço em corte ................................... 64
Figura 42 - Detalhe de ligação painel-malha de aço em vista ................................... 64
Figura 43 - Armaduras confeccionadas para colocação nas formas ......................... 65
Figura 44 – Estocagem das escamas ....................................................................... 66
Figura 45 - Malhas de aço para inclusão no aterro ................................................... 68
Figura 46 - Detalhe comprimento das malhas de aço ............................................... 68
Figura 47 - Geogrelha fortrac 700 J .......................................................................... 69
Figura 48 - Geogrelha fortrac 1100 J ........................................................................ 69
Figura 49 - Geogrelha fortrac 1600 J ........................................................................ 69
Figura 50 - Fundação do muro .................................................................................. 74
Figura 51 - Detalhe das juntas e cunhas para contraprumo ...................................... 75
Figura 52 - Exemplo de ordem de colocação das placas .......................................... 75
Figura 53 - Escoramento da primeira linha de escamas ........................................... 76
Figura 54 - Escoramento da segunda linha de escamas .......................................... 76
Figura 55 – Colocação de geotêxtil ........................................................................... 77
Figura 56 - Colocação da primeira linha de malhas de aço ...................................... 77
Figura 57 - Compactação do aterro até o topo das meias escamas ......................... 78
Figura 58 - Aterro sobre malha de aço ...................................................................... 79
Figura 59 - Castanha de aperto ................................................................................. 79
Figura 60 – Assentamento de tubos da rede de esgoto pluvial ................................. 80
Figura 61 - Execução de vala com rachão para apoio da base da soleira ................ 81
7
Figura 62 - Execução de soleira e primeira fiada de bloco ........................................ 81
Figura 63 - Limpeza da primeira fiada dos blocos compactados............................... 82
Figura 64 - Detalhe do dente no inferior do bloco ..................................................... 82
Figura 65 - Compactação com rolo compactador de valeta junto a face do muro em
maciço argiloso ......................................................................................................... 83
Figura 66 - Preenchimento com brita ........................................................................ 84
Figura 67 - Geogrelha esticada e travada com tacos de madeira ............................. 84
Figura 68 – Juntas desuniforme ................................................................................ 85
Figura 69 – Detalhe das placas ................................................................................. 86
Figura 70 – Colocação de placas .............................................................................. 86
Figura 71 – Detalhe dos pedaços de geogrelha para nivelamento dos blocos ......... 87
Figura 72 – Fixação das geogrelhas através de tacos de madeira ........................... 87
Figura 73 – Detalhe da madeira guia para colocação da brita .................................. 88
Figura 74 – Detalhe das juntas dos blocos ............................................................... 88
Figura 75 – Cavidade dos blocos sobrepostos.......................................................... 89
Figura 76 – Recortagem dos blocos .......................................................................... 89
Figura 77 – Detalhe dos recortes de canto do muro ................................................. 89
8
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Critério do valor de ficha mínima .............................................................. 38
Tabela 2 - Ensaios de caracterização de solos ......................................................... 48
Tabela 3 – Áreas totais de projeto do muro com inclusão de malhas de aço ........... 60
Tabela 4 – Áreas totais de projeto do muro com inclusão de geogrelha ................... 60
Tabela 5 - Olhais e armaduras posteriores ............................................................... 63
Tabela 6 - Quantitativo de aço para cada tipo de placa ............................................ 65
Tabela 7 – Características das geogrelhas quanto ao tipo ....................................... 70
9
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 12
2. OBJETIVOS ....................................................................................................... 14
2.1. OBJETIVO GERAL ...................................................................................... 14
2.2. OBJETIVO ESPECÍFICO ............................................................................. 14
3. JUSTIFICATIVA ................................................................................................ 15
4. REVISÃO DA LITERATURA ............................................................................. 16
4.1. TIPOS DE OBRAS DE CONTENÇÃO ......................................................... 16
4.1.1. Muro de pedra seca ............................................................................. 17
4.1.2. Muro de pedra argamassada .............................................................. 17
4.1.3. Muro de concreto ciclópico ................................................................ 18
4.1.4. Muro de gabião .................................................................................... 19
4.1.5. Muro de solo-cimento ensacado ........................................................ 20
4.1.6. Muro de concreto armado ................................................................... 21
4.1.7. Cortinas cravadas ................................................................................ 21
4.1.8. Cortinas atirantadas ............................................................................ 22
4.1.9. Solo grampeado ................................................................................... 23
4.1.10. Muro de Terra Armada ..................................................................... 23
4.1.11. Muro de solo reforçado com geogrelha ......................................... 24
4.2. CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DE UMA ESTRUTURA DE CONTENÇÃO . 25
4.3. CRITÉRIOS DE PROJETO DE ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO ............. 26
4.4. MURO DE SOLO REFORÇADO COM INCLUSÃO DE MALHAS DE AÇO . 26
4.4.1. Breve nota histórica ............................................................................ 26
4.4.2. Constituição dos muros ...................................................................... 27
4.4.2.1. Conceito geral .................................................................................... 27
4.4.2.2. Elementos de reforços........................................................................ 28
4.4.2.3. Material de aterro ............................................................................... 30
10
4.4.2.4. Elementos de face (escamas / painéis) .............................................. 30
4.4.2.5. Acessórios complementares .............................................................. 31
4.4.3. Altura, inclinação e valor de ficha ...................................................... 36
4.4.4. Drenagem ............................................................................................. 38
4.4.5. Aplicação da técnica ........................................................................... 39
4.4.6. Vantagens e desvantagens da sua aplicação ................................... 41
4.4.7. Situações não recomendadas ............................................................ 42
4.4.8. Execução .............................................................................................. 42
4.4.8.1. Antes da montagem ........................................................................... 42
4.4.8.2. Durante a montagem .......................................................................... 43
4.5. MURO DE SOLO REFORÇADO COM INCLUSÃO DE GEOGRELHAS ..... 45
4.5.1. Breve nota histórica ............................................................................ 45
4.5.2. Conceito geral ...................................................................................... 45
4.5.3. Constituição dos muros ...................................................................... 46
4.5.3.1. Elementos de reforços........................................................................ 46
4.5.3.2. Material de aterro ............................................................................... 47
4.5.3.3. Elementos de face .............................................................................. 49
4.5.3.4. Acessórios complementares .............................................................. 50
4.5.4. Altura, inclinação e valor de ficha ...................................................... 51
4.5.5. Drenagem ............................................................................................. 51
4.5.6. Aplicação da técnica ........................................................................... 52
4.5.7. Controle de qualidade ......................................................................... 52
4.5.8. Execução .............................................................................................. 53
4.5.8.1. Antes do inicio da montagem ............................................................. 53
4.5.8.2. Durante a montagem .......................................................................... 53
4.6. COMPARATIVO TEÓRICO REFERENTE À ECONOMIA ........................... 54
5. ESTUDO DE CASOS......................................................................................... 56
11
5.1. CARACTERIZAÇÃO DAS OBRAS .............................................................. 56
5.1.1. Extensão ............................................................................................... 58
5.1.2. Altura .................................................................................................... 58
5.1.3. Largura ................................................................................................. 59
5.1.4. Inclinação ............................................................................................. 59
5.1.5. Área ....................................................................................................... 59
5.1.6. Valor de ficha (embutimento) ............................................................. 60
5.2. COMPOSIÇÕES .......................................................................................... 60
5.2.1. Fundação .............................................................................................. 60
5.2.2. Soleira de nivelamento ........................................................................ 61
5.2.3. Elementos de face ............................................................................... 61
5.2.3.1. Fabricação das placas........................................................................ 62
5.2.4. Material de reforço ............................................................................... 67
5.2.5. Material de aterro ................................................................................. 70
5.2.6. Acessórios complementares .............................................................. 71
5.2.7. Drenagem ............................................................................................. 72
5.2.7.1. Dreno de brita ..................................................................................... 72
5.2.7.2. Geotêxtil ............................................................................................. 72
5.2.7.3. Tubos de drenagem ........................................................................... 73
5.3. EXECUÇÕES ............................................................................................... 73
5.3.1. Etapas de execuções .......................................................................... 73
5.4. PONTOS OBSERVADOS ............................................................................ 85
5.4.1. Com inclusão de malhas de aço ........................................................ 85
5.4.2. Com inclusão de geogrelhas .............................................................. 87
6. CONCLUSÃO .................................................................................................... 90
12
1. INTRODUÇÃO
Muro de contenção são estruturas construídas com a finalidade de impedir, a
ruptura do maciço de rocha ou solo. Esses elementos fornecem suporte a estes
maciços e evitam o escorregamento causado pelo seu peso próprio ou por
carregamento externo.
Sua existência é tão longa quanto à das paredes, sendo as estruturas mais
antigas de obras de contenção, seus primeiros registros são da época da
Mesopotâmia, construídos por sumerianos entre 3.200 e 2.800 a.C., onde esses
eram constituídos de argila e pedra.
Entretanto ao longo dos séculos seguintes foram-se desenvolvendo e
aperfeiçoando as suas técnicas construtivas, como resultado, surgiram obras de
grande importância histórica, entre elas a Muralha da China, construída entre 1368 a
1644. Porém somente no século XVIII, fruto de engenheiros franceses, essas
estruturas sofreram uma significativa concepção de suas técnicas, levando assim a
um grande desenvolvimento, fato motivado pela colonização europeia, e também
pela construção das mais diversificadas estruturas de defesa e fortificação militares,
em locais e terrenos mais variados possíveis.
Já no Brasil esse tipo de contenção foi introduzido no século XVIII, com a
construção de fortes costeiros, obras portuárias e urbanas, mas somente no século
XIX ocorreu uma difusão desse tipo de obra, com a expansão das obras ferroviárias.
No século XX ocorreram mudanças significativas nos sistemas construtivos, a
inclusão de aço no solo e materiais geossintéticos, resultou em sistemas mais
complexos.
Posteriormente os sistemas ganharam um novo elemento, a utilização de fitas
metálicas, dispostas em aterros executados com solo de boa qualidade. O objetivo
desse reforço era aumentar a resistência do solo, além de proporcionar através das
fitas metálicas, a sustentação dos painéis laterais, que constituem a face do maciço.
Essas faces constituídas por uma superposição de painéis fabricados de concreto
armado, tendo como sua principal vantagem a não ocorrência de trincas, permitindo
assim um movimento diferencial entre si, consequentemente eliminando a
concentração de tensões.
Nos últimos anos foi à vez da utilização de geossintéticos em substituição do
aço, na composição dos muros, surgindo assim o sistema de contenção denominado
13
“Muro Terrae”. O princípio deste método é a utilização de geogrelhas, de alta rigidez,
para proporcionar aumento de estruturação do aterro, além, de ajudar na
sustentação do paramento frontal, formados por blocos segmentais pré-moldados de
concreto.
Sendo assim, esse trabalho abordará estudos comparativos entre dois
sistemas construtivos citados acima, muro de solo reforçado com inclusão de malhas
de aço e muro de solo reforçado com inclusão de geogrelha.
O trabalho de conclusão de curso foi composto em duas etapas:
A primeira abordou um desenvolvimento teórico sobre os sistemas de
contenção referentes ao trabalho. Nesta etapa foi elaborada uma revisão da
literatura sobre todos os pontos relevantes tanto de projeto como executivos, tais
como, definições, vantagens, desvantagens, materiais a serem utilizados, tipos de
aterro e materiais de reforço e aplicação. Esses dados foram utilizados para
embasamento teórico e para melhor compreensão das obras em estudo.
A segunda etapa consistiu em aplicação do estudo teórico em análise de dois
projetos reais. Foi realizado um comparativo de projeto e execução entre os muros,
observando suas características, facilidades e dificuldades de execução, as
vantagens e desvantagens dos tipos de contenções escolhidas para o determinado
local, elaborando um comparativo dos tipos construtivos.
14
2. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GERAL
O objetivo do trabalho se fundamenta em estudar e apresentar os aspectos
mais importantes de dois métodos de contenção de solos confinados, melhorando o
conhecimento e a compreensão a respeito de projetos, execução e comportamento
dos muros.
2.2. OBJETIVO ESPECÍFICO
Realizar um estudo de casos comparativo entre dois sistemas de muros com
solo reforçado, sendo o primeiro o projeto de muro com inclusão de malhas de aço,
que está sendo executado no acesso ao viaduto de Turuçu/RS, e o segundo o
projeto de muro com inclusão de geogrelha, também em execução, no acesso ao
viaduto da Avenida 25 de Julho, na cidade de Pelotas/RS, ambos na região sul da
duplicação da BR 116. Esse estudo tem com finalidade de determinar facilidades e
limites construtivos, técnicas de construção, tipo de aterro e material de reforço,
entre outros.
Ainda exercitar assuntos que foram estudados nas disciplinas de geotécnica,
sistemas de transportes e estradas, a fim de aperfeiçoar e acrescentar
conhecimento na área.
15
3. JUSTIFICATIVA
Devido à duplicação da BR 116 na região sul do Estado do Rio Grande do
Sul, houve a necessidade da construção de obras de arte especiais, entre elas, os
viadutos, para a fluidez do tráfico rodoviário e acesso as localidades. Quando se
trata de viadutos logo se deve pensar em elementos de acesso a estes, em geral é
feita de duas formas, uma sendo através de plataformas elevadas com a execução
de taludes, e a outra, comum em espaços urbanos, onde devido aos pequenos
espaços necessitam-se de soluções mais compactas, os sistemas de contenção de
aterros, com muros de solos confinados e reforçados.
Em observação aos métodos construtivos que estão sendo executados na
região sul do estado, surgiu o interesse de estudar dois tipos de sistemas de
contenções de aterros, um com inclusão de malhas de aço, e o outro com inclusão
de geogrelha. Em termos gerais os dois tem a mesma finalidade, porém com
métodos e características diferentes.
16
4. REVISÃO DA LITERATURA
Devido a crescente expansão de obras de engenharia em áreas urbanas,
uma das opções para realizar melhores aproveitamentos dos espaços, é o uso de
obras de contenção de terrenos, podendo ser de solos confinados ou não.
As contenções são compreendidas pela introdução de uma estrutura ou de
elementos estruturais compostos, que apresentam rigidez distinta daquela do
terreno que conterá (MEDEIROS, 2005).
Os muros de contenção são estruturas corridas de parede vertical ou quase
vertical, apoiadas em uma fundação rasa ou profunda. Podem ser de gravidade,
construídos em alvenaria (tijolos ou pedras) ou em concreto (simples ou armado), de
flexão, com ou sem contraforte, ou ainda, de elementos especiais.
Ainda esses muros são constituídos por paramento e fundação, sendo
eventual o uso de elementos de reforço do maciço. Os paramentos podem ser de
pedra seca, pedra argamassada, concreto ciclópico, gabião, solo-cimento, concreto
armado, cortinas cravas, cortinas atirantadas. Além desses elementos, normalmente
compõem o muro de arrimo elementos drenantes e filtrantes como, por exemplo,
filtros de areia ou brita, drenos profundos, drenos subhorizontais e canaletas.
Com o avanço tecnológico, foram surgindo novas alternativas em contenção
para estabilização de taludes como, por exemplo, sistemas de obras especiais, que
utilizam estruturas de ancoragem a fim de apresentar uma configuração estável.
Essa ancoragem tinha como objetivo reforçar o maciço, atravessando a zona
instável e fixando-se em uma zona resistente, através de estruturas protendidas
(utilização de tirantes) ou não protendidas (uso de chumbadores).
Em meados da década de 60 engenheiros Franceses começaram a executar
muros de contenção que consistiam na introdução de elementos de materiais mais
resistentes no corpo do aterro que, uma vez solicitados, passam a trabalhar em
conjunto com o solo compactado. Os processos mais conhecidos são o reforço pela
introdução de fitas metálicas, ou de malhas de aço e ainda a introdução de
geossintéticos.
4.1. TIPOS DE OBRAS DE CONTENÇÃO
17
4.1.1. Muro de pedra seca
Os muros de pedra seca (fig. 1) são os mais antigos e numerosos.
Atualmente, devido ao custo elevado, o emprego desse elemento construtivo é
menos frequente, principalmente em muros com maior altura.
São construídos com pedras arrumadas manualmente. Estes muros apresentam
como vantagem a simplicidade de projeto e a facilidade de construção.
Muros de pedra seca devem ser recomendados unicamente para contenção
de taludes com altura inferiores a 2m, contendo base mínima de 0,5m, e devendo
ser apoiado em cota inferior à da superfície do terreno, para assim diminuir o risco
de ruptura por cisalhamento no contato muro-fundação. Em geral esses muros ainda
dispensam dispositivos de drenagem, pois são compostos de materiais drenantes.
Figura 1 – Muro de pedra seca
Fonte: Google
4.1.2. Muro de pedra argamassada
Já os muros de pedra argamassada (fig. 2) são bem semelhante aos muros
de pedra seca, esse tipo de muro possui como diferencial a utilização de argamassa
de cimento e areia para sobreposição das pedras, bem como o preenchimento das
juntas, proporcionando assim maior rigidez. Entretanto, esse rejuntamento elimina a
capacidade drenante, necessitando então a implantação de dispositivos usuais de
drenagem, tais como, dreno de areia ou geossintéticos (CARVALHO, 1991).
Esse tipo de contenção não apresenta muitas especificações quanto às
partes constituintes, por exemplo, as pedras podem ter dimensões variadas, e o
18
rejuntamento não precisa ser uniforme. É recomendada a utilização destes muros
para alturas inferiores a três metros.
Figura 2 - Muro de pedra argamassada
Fonte: Google
4.1.3. Muro de concreto ciclópico
Os muros de concreto ciclópico (fig. 3) é um tipo de contenção que consiste
no preenchimento de uma fôrma com concreto e blocos de rocha de dimensões
variadas. São economicamente viáveis apenas quando a altura não for superior a
quatro metros. A sessão transversal usual é trapezoidal, com largura da base da
ordem de 50% da altura do muro. Sua face inclinada ou em degraus pode resultar
em uma economia significativa de material. Pode ser executado com face frontal
plana e vertical, porém recomenda-se um inclinação para trás (em direção ao retro
aterro) de pelo menos 1:30 (cerca de 2 graus com a vertical), de modo a evitar a
sensação ótica de uma inclinação do muro na direção do tombamento para a frente
(Leite, 2011).
Devido à impermeabilização deste muro, é indispensável à execução de um
sistema adequado de drenagem. Uma alternativa seria furos de drenagem,
posicionados de modo a minimizar o impacto visual devido às manchas que o fluxo
de água causa na face frontal. Outra alternativa, seria o uso de manta geossintética
na face posterior (tardoz), acompanhadas de tubos de drenagem para captação
d’agua.
19
Figura 3 - Muro de concreto ciclópico
Fonte: Google
4.1.4. Muro de gabião
Esses muros (fig. 4) são constituídos por gaiolas metálicas, construídas por
fios de aço galvanizado em malha hexagonal com dupla torção, e preenchidas com
pedras arrumadas manualmente. São utilizados geralmente como proteção
superficial de encostas, proteção de margens de rios e riachos, e também em muros
de contenção.
As dimensões usuais das gaiolas são: comprimento de 2m e seção
transversal quadrada com 1m de aresta. No caso de muros de grande altura, os
gabiões devem possuir alturas mais baixas (recomenda-se 0,5m), apresentando
assim maior rigidez e resistência. Para muros muito longos, os comprimentos dos
gabiões podem ser de até 4m, a fim de agilizar a construção.
A rede metálica que compõe os gabiões apresenta resistência mecânica elevada e é
protegida por uma galvanização dupla, em alguns casos, por revestimento com uma
camada de PVC.
20
Figura 4 - Muro de gabião
Fonte: Google
4.1.5. Muro de solo-cimento ensacado
Os muros de solo-cimento ensacado (fig. 5) são constituídos por camadas de
sacos de poliéster ou similares, preenchidos por uma mistura cimento-solo da ordem
de 1:10 a 1:15 (proporção em volume). Seu preenchimento deve ser de dois terços
do volume útil do saco, e procede-se com o fechamento mediante costura manual.
Ainda as faces externas do muro podem receber uma proteção superficial de
concreto magro, para prevenir contra a ação erosiva e dos ventos.
Esse método de construção tem suas vantagens como, baixo custo, facilidade
de transporte para o local da obra, desnecessidade da utilização de fôrmas e
elementos complexos, além da dispensa de mão de obra especializada.
Figura 5 - Muro de solo-cimento ensacado
Fonte: Google
21
4.1.6. Muro de concreto armado
Os muros de concreto armado (fig. 6) possui uma peculiaridade diferente dos
demais até agora citados, são muros que possui características de flexão. Sua
estrutura é mais esbelta, com seção transversal em forma de “L” ou em “T invertido”.
Devido a esse formato, utilizam parte do peso próprio do maciço que se apoia sobre
a base “L” ou “T”, para manter o equilíbrio e resistem então aos empuxos de flexão.
Em geral são construídos em concreto armado, a laje de base costuma ter
largura entre 50 a 70% da altura do muro, e a execução de um sistema de drenagem
é imprescindível (CARVALHO, 1991).
Figura 6 - Muro de concreto armado
Fonte: Google
4.1.7. Cortinas cravadas
Constituída por estacas ou perfis cravados no terreno, trabalhando à flexão e
resistindo pelo apoio da ficha (parte enterrada do perfil), trata-se de obras contínuas,
(estacas-pranchas ou estacas justapostas) ou descontínuas, (estacas ou perfis
metálicos são cravados a certa distância um do outro, sendo o trecho entre eles
preenchido por pranchões de madeira ou placas de concreto) (Leite, 2011).
Geralmente o material é definido quanto à duração da obra, em obras de
contenção provisórias predomina-se o uso de perfis metálicos cravados e pranchões
de madeira. Já em obras definitivas, não se utiliza madeira e quando a opção for
metálica, devem ser protegidos contra corrosão.
22
As alturas atingidas são modestas, devido ao funcionamento a flexão costuma
ser bastante deformáveis.
A figura 7 representa uma contenção com cortinas cravadas.
Figura 7 - Contenção de cortinas cravadas
Fonte: Google
4.1.8. Cortinas atirantadas
Cortinas atirantadas (fig. 8) são elementos verticais ou subverticais,
constituídas por placas de concreto ancoradas no terreno por tirantes (fios, barras ou
cordoalhas de aço), elementos que permitem transferir, por tração, esforços para
uma zona mais resistente do maciço.
O paramento de concreto pode ser constituído de três formas: placas isoladas
para cada tirante; placas englobando dois ou mais tirantes; ou ainda por cortina
única, incorporando todos os tirantes.
Figura 8 - Contenção de cortinas atirantadas
Fonte: Google
23
4.1.9. Solo grampeado
O tipo de contenção de solo grampeado (fig. 9) trata-se de uma estabilização
temporária ou permanente de taludes naturais ou de segurança em escavações de
maciços, cujas condições estão suscetíveis às instabilidades.
Consiste na inserção de barras de aço ou de fibras sintéticas (com resistência
a tração equivalente a do aço) no subsolo, aliado ao revestimento com tela metálica.
Os chumbadores são barras de aço fixadas com calda de cimento ou resina, com
objetivo de conter blocos isolados de rochas ou fixar obras de concreto armado
(CARVALHO, 1991).
Esse processo de estabilização de taludes é realizado respectivamente, na
escavação, perfurações do solo, inserção dos grampos, e finalmente no
revestimento da face (Leite, 2011).
Figura 9 - Contenção de solo grampeado
Fonte: Google
4.1.10. Muro de Terra Armada
São constituídos basicamente pela associação de solo compactado e
armaduras, e também por paramentos externos, composto de placas denominadas
de pele. As placas de concreto tem como finalidade a proteção do maciço, não
desempenhando função estrutural. Já as armaduras são tiras metálicas, tratadas
especialmente contra a corrosão, presas às placas, designadas para sustentação
das mesmas e também para evitar deslocamento excessivo.
Os três componentes principais desse tipo de muro são:
24
• O solo que envolve as armaduras e ocupa um espaço chamado “volume
armado”.
• As armaduras, elementos lineares e flexíveis que trabalham principalmente a
tração e flexão. São fixadas às “peles” por parafusos, geralmente de aço com
galvanização especial.
• A “pele”, que é o paramento externo, geralmente vertical ou levemente
inclinado. Pode ser constituído por escamas metálicas flexíveis ou por placas
rígidas de concreto armado.
Esse tipo de contenção, por se tratar de tecnologia patenteada, deve ser
sempre executada sob supervisão e assistência da empresa que detém a patente
deste processo no Brasil (CARVALHO, 1991).
A Figura 10 ilustra esse tipo de contenção.
Figura 10 - Muro de Terra Armada
Fonte: Google
A partir da técnica “terra armada”, começou-se a se desenvolver outras
técnicas com a mesma finalidade, porém com introdução de outros tipos de
materiais no seu aterro.
4.1.11. Muro de solo reforçado com geogrelha
Esses muros tem como finalidade, apresentar melhores características
mecânicas, associando a geogrelha ao solo compactado. Composto por paramento
externo de blocos estruturais pré-moldados de concreto com preenchimento de brita
graduada, esses blocos segmentais são utilizados como fôrmas laterais para
25
compactação das camadas, e ao mesmo tempo proporcionando uma eficiente
ancoragem do reforço (geogrelha).
Como elemento de reforço, as geogrelhas possuem função de confinar e
reforçar o solo junto à face externa, sendo um elemento fundamental para evitar o
deslocamento excessivo impostos pelas forças de tração exercidas pelos blocos.
Na Figura 11 pode-se observar um muro de solo reforçado com geogrelha,
com utilização de brita graduada desempenhando função estrutural e de drenagem.
Figura 11 - Muro de solo reforçado com geogrelha
Fonte: Google
4.2. CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DE UMA ESTRUTURA DE CONTENÇÃO
Para determinação do tipo de estrutura de contenção mais adequada,
devemos levar em conta vários fatores como:
• Altura da estrutura;
• Cargas atuantes;
• Natureza e características do solo a ser arrimado;
• Natureza e características do solo de fundação;
• Espaço disponível para construção;
• Equipamentos e mão de obra disponíveis;
• Especificações técnicas especiais;
• Análise de custos.
Além disso, alguns tipos de muros de contenção devido a sua complexidade
necessita-se um bom embasamento teórico, juntamente com experiência pratica
para obtenção de resultados satisfatórios.
26
4.3. CRITÉRIOS DE PROJETO DE ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO
Estabelecida à escolha do tipo de contenção, deve-se levar em conta alguns
outros critérios, como:
• Natureza da estrutura (tipos diferentes para propósitos diferentes);
• Geometria do terreno e condições geotécnicas locais;
• Posição do nível do lençol freático e condições de drenagem;
• Empuxos de terra e cargas atuantes;
• Critérios de projeto de estruturas de contenção;
• Propriedades dos solos locais: peso específico, coesão, ângulo de atrito;
• Movimentos relativos solo - estrutura;
• Metodologias construtivas.
4.4. MURO DE SOLO REFORÇADO COM INCLUSÃO DE MALHAS DE AÇO
4.4.1. Breve nota histórica
Os primeiros estudos referentes ao comportamento dos sistemas de
contenções, em solos reforçados, foram realizados pelo engenheiro Frances Henry
Vidal em 1963, onde através destes o mesmo desenvolveu um sistema denominado
“Terra Armada”, patenteado por ele em 1966. Segundo o autor associando o solo a
um material resistente a tração, era obtida uma melhoria significativa da sua
propriedade estrutural inicial.
Porém, o grande desafio seria a escolha dos materiais a serem aplicados na
análise do comportamento interno dos muros. Primeiramente os materiais utilizados
foram polímeros reforçados com fibras de vidro, entretanto não se obteve resultado
positivo, pois a estrutura sofreu colapso após 10 meses. Já a segunda tentativa foi
com a utilização de aço maciço e alumínio em tiras, mas em observação após 10 a
15 anos da execução, os reforços apresentavam um elevado grau de corrosão
devido a pouca durabilidade dos materiais, tornando assim também uma solução
ineficaz. Devido a isto passou a se utilizar tiras de aço galvanizado, aumentando
assim significamente à durabilidade dos materiais.
27
A partir do “Terra Armada” foram surgindo outras patentes, basicamente com
o mesmo sistema, porém alterando apenas alguns elementos de constituição, como
por exemplo, o tipo de material usado no reforço e a geometria das placas da face.
Entre essas mudanças surge o solo reforçado com inclusão de malhas de aço tema
de estudo deste trabalho.
4.4.2. Constituição dos muros
4.4.2.1. Conceito geral
Os muros com inclusão de malhas de aço (fig 12) são constituídos pela
associação do solo de aterro com propriedades adequadas, malhas de aço flexíveis,
colocadas horizontalmente em seu interior, à medida que o aterro vai sendo
construído, e por uma pele ou paramento flexível externo, fixado às malhas,
destinados a limitar o aterro.
Então, os muros são compostos por três elementos principais: material de
aterro, reforços (malhas de aço), e elementos de pele, que são painéis pré-
fabricados de concreto armado (fig. 13).
Figura 12 - Muro de solo reforçado com inclusão de malhas de aço como elemento de reforço.
Fonte: Autor
Também são elementos comuns a muros com inclusão de malhas de aço,
soleiras de concreto simples, elementos de fixação, armaduras dos elementos da
face, juntas horizontais entre painéis e utilização de manta geotêxtil filtrantes nas
juntas verticais.
28
Figura 13 - Esquema de um maciço reforçado com inclusão de malhas de aço
Fonte: (Félix, 1991)
4.4.2.2. Elementos de reforços
O elemento de reforço utilizado em muros de solo reforçado com inclusão de
malhas de aço tem como principais finalidades a mobilização por atrito de tensões
tangenciais ao longo da sua superfície e a resistência aos esforços de tração. Pelo
fato dos reforços estarem enterrados, dificultando assim o reparo e a substituição, é
necessário atenção na decisão do material utilizado, pois esses devem garantir
funções a longo prazo, e ainda possuir as seguintes características:
• Boa resistência à tração com ruptura do tipo não frágil;
• Bom coeficiente de atrito com o solo;
• Ser flexível, adaptando-se as ondulações geradas nas superfícies dos aterros
compactados;
• Apresentar baixa deformabilidade às cargas de serviço;
• Permitir uma fácil implantação;
Geralmente as malhas de aço galvanizadas são compostas por varões
eletrossoldados, possuindo elementos transversais e longitudinais, cuja seção pode
ou não variar. Caso haja variação das seções, o diâmetro dos varões longitudinais
29
devem ser superiores aos varões transversais, contudo não devem possuir seções
muito distintas para assim permitir uma boa ligação (Silva, 2012).
Essas malhas devem possuir comprimento igual ou superior a 70% da altura
do muro (fig. 14), ou ainda comprimento mínimo de 2,4m. É necessário este
comprimento mínimo para acomodar os equipamentos de colocação e compactação
do aterro. Ainda estes elementos são conectados aos painéis pré-moldados de
concreto (constituintes da face do maciço) através de acessórios citados
posteriormente.
Figura 14 - Representação das alturas e comprimentos para reforços com inclusão metálica.
Fonte: (Silva, 2012)
Onde:
Hm = altura média fictícia. Média entre H e H1.
H1 = altura aterro existente
H = altura do paramento.
Lm = comprimento do elemento de reforço.
Os materiais utilizados nas malhas de aço deve atender aos critérios para aço
CA50 da NBR 7480 – Aço destinado à construção civil e da NBR 6152 –
Determinação das propriedades mecânicas à tração – Método de ensaio. Já o
processo de galvanização deve atender a NBR 6323 – Aço ou ferro fundido –
30
Revestimento de zinco por imersão a quente – Especificação. Esse tratamento tendo
por objetivo a proteção contra corrosão é baseado na aplicação de zinco em torno
da armadura, contribuindo assim para o atraso da corrosão do aço e não permitindo
uma deterioração precoce pela exposição aos raios ultravioletas e pela ação da
água.
4.4.2.3. Material de aterro
O funcionamento dos muros de solos reforçados com inclusão de malhas de
aço baseia-se no pressuposto de existência de atrito entre o solo e os reforços, com
isso se torna conveniente que o material de aterro possua um elevado ângulo de
atrito interno, o que em primeiro momento exclui a utilização de solos com elevadas
porcentagens de partículas finas.
Sendo assim, os solos utilizados na construção do maciço são geralmente
granulares compactados, possuindo característica de material drenante. Ainda, o
maciço deve ser constituído por solo de boa qualidade, isento de detritos, matéria
orgânica ou quaisquer outras substâncias nocivas. Sua escolha deve obedecer aos
critérios da norma NBR 9286/86.
4.4.2.4. Elementos de face (escamas / painéis)
As escamas são geralmente pré-moldadas em concreto armado, de formato
hexagonal, dimensões correntes da ordem dos 1,50 x 1,50 m, e espessura variando
entre os 0,14m e 0,26m, destinam-se ao acabamento externo do maciço, tendo
como objetivo a retenção do solo do paramento do muro, impedindo a ruptura, e a
erosão.
O concreto utilizado na fabricação das escamas deve ter fck mínimo de 25
MPa, sem permissão de emprego de aditivos como incorporadores de ar,
aceleradores de pega ou outros que contenham componente agressivos às peças
metálicas de ligação. Ainda devem ser ensaiado segundo a NRB 5739, referente aos
ensaios de compressão de corpos de prova.
31
Essas escamas possuem uma serie de elementos, agregando assim uma
complexidade de produção e montagem. Os pontos de suspensão são um destes
elementos, com característica de permitem o transporte e o içamento das placas e
um sistema importante quando se trata da montagem no local. Outro elemento seria
os olhais (fig. 15), sistemas que será explicado melhor no item a seguir.
Figura 15 - Detalhe de elementos de ligação
Fonte: Autor
Entre as placas se encontram as juntas, responsáveis por impedir que haja
uma união rígida entre os painéis, e contado direto entre os mesmo, evitando assim
desgaste. São elementos compostos por almofadas de polietileno combinados com
geotêxtil, este possuindo característica de drenagem, permitindo assim a passagem
de água e impedindo a passagem dos finos. Como resultado cada painel é
independente dos demais, esta característica oferece ao paramento certa
deformabilidade vertical.
4.4.2.5. Acessórios complementares
a) Soleira de nivelamento
A construção de uma soleira de concreto tem por objetivo proporcionar um
nivelamento do primeiro nível de escamas. Essa é construída sobre o aterro
devidamente compactado, sua execução é de concreto simples com fck > 13 MPa,
não possuindo função estrutural. Seu formato é em caixa, com dimensões de 0,30 m
por 0,15 m no terreno, conforme representado na Figura 16.
32
Figura 16 - Geometria da base de nivelamento
Fonte: Autor
b) Olhais
São dispositivos de ligação entre escama e armadura, fabricados de aço
galvanizado são concretados na fabricação das placas. As Figuras 17 e Figuras 23
demonstram os olhais de ligação nas placas.
c) Espigões de alinhamento
Sistema de pinos e furos verticais (fig. 17), suas funções são para o encaixe
entre as placas, proporcionando assim um perfeito alinhamento. Podem também
serem denominados de espigão macho (pino de aço galvanizado) e espigão fêmeas
(reentrância para o espigão macho, executada na concretagem).
Figura 17 - Detalhe dos olhais de ligação e espigões nas placas
Fonte: Projeto anexo
33
d) Varões
São barras de polipropileno de seção circular, as quais servem como moldes
para a fabricação dos espigões fêmea, ou seja, reentrância para o encaixe do
espigão macho.
e) Passadores ou chave simples de ligação
Os passadores ou chave simples de ligação são elementos também de aço
galvanizado e possuem função de travamento das malhas de aço com os metais.
A Figura 23 ilustra os passadores.
f) Chumbadores
São dois pontos de suspensão nas escamas, de aço galvanizado, que
auxiliam no içamento das escamas, permitindo seu manuseio e montagem, através
de meios mecânicos.
g) Castanhas de aperto e escoras em madeira
As castanhas de aperto são elementos de madeira e aço galvanizado, com
parafuso e porca, já as escoras são de madeira roliça, utilizadas no faceamento
externo do muro, ambos dispositivos são utilizados para diminuir o movimento entre
as placas e também para mantém o alinhamento do paramento.
As Figuras 18, 21 e 23 ilustram as castanhas de aperto e a Figura 19 ilustra a
escora em madeira.
34
Figura 18 - Ilustração de castanha de aperto em madeira
Fonte: Projeto anexo
Figura 19 - Ilustração da escora de madeira
Fonte: (Silva, 2012)
h) Cunhas e espaçadores de madeira
Elementos em madeira (fig. 20), a cunha tem como finalidade o travamento
entre os olhais e malha de aço. Já os espaçadores são dispositivos os quais
permitem a execução de juntas uniformes e também a inclinação desejada das
placas.
35
(a) (b)
Figura 20 - Ilustração de (a) cunha em madeira e (b) espaçador em madeira
Fonte: Projeto anexo
Figura 21 - Paramento do muro com detalhe dos espaçadores e castanhas de aperto em madeira
Fonte: Autor
i) Juntas entre as escamas
As juntas são compostas por almofadas de polietileno com finalidade de evitar
o atrito entre as diferentes placas.
Na figura 22 se observa que cada painel é apoiado na junta horizontal do
painel inferior através de duas almofadas de apoio em polietileno com 2,5 cm de
altura. Posteriormente as juntas são cobertas do lado inferior do muro por um filtro
de geotêxtil.
36
Figura 22 - Detalhe das almofadas de apoio de polietileno
Fonte: Projeto anexo
Figura 23 - Detalhe de elementos de ligação das escamas
Fonte: Autor
4.4.3. Altura, inclinação e valor de ficha
É recomendado que esse tipo de muro possua altura inferior a 24 metros.
Já em relação à inclinação, suas placas devem ser assentadas com uma
inclinação de 1% para a direção interna do muro, sendo que essa ficará nula depois
de realizada a compactação do solo.
O valor de ficha, ou seja, quanto o muro deve ficar enterrado/embutido, serve
para garantir não somente o risco de ruptura do solo de fundação junto ao
37
paramento, ou a prevenção de um possível deslocamento, como também a proteção
da fuga de materiais finos.
Por isso, deve-se exigir que o muro tenha um valor mínimo de ficha, variando
numa profundidade entre H/20 e H/5 (fig. 24), dependendo da inclinação do terreno
em cima do muro, ou ainda profundidade mínima de 0,4 m quando se tem inclinação
deste terreno igual a zero, ou 1,0 m em casos de inclinação maior que zero, a não
ser que o terreno de fundação seja rochoso, casos em que não é necessário o
embutimento da parede de paramento no solo.
Segundo a NBR9286/1986, em condições normais, não havendo evidência de
outros riscos à estabilidade de solo de fundação, adota-se o seguinte critério de
ficha (Dm).
Dm min = 0,40m ou
Dm = 0,1H quando o terreno a jusante do maciço for horizontal e
Dm = 0,1 a 0,20H quando o terreno a jusante do maciço for inclinado.
Para cálculo de valores de Dm, pode ser realizado diretamente a partir da
altura do muro como se observa no Tabela 1.
Figura 24 - Representação da altura de ficha
Fonte: adaptado de (Félix, 1991)
38
Tabela 1 - Critério do valor de ficha mínima
Inclinação do terreno em frente ao muro
Dm(m) (ß)
ß = 0° Muros H/20
Encontros H/10
ß = 18° Muros H/10
ß = 27° Muros H/7
ß =34° Muros H/5
Fonte: adaptado de (Silva, 2012)
4.4.4. Drenagem
Para ser mantida a estabilidade da estrutura quando em presença de água, é
sempre necessário um projeto de drenagem, impreterivelmente quando o material
de aterro for constituído por finos.
Os dispositivos devem ser previstos com a finalidade de aumentar a
eficiência, permitindo que a água escoe sem carregamento de finos, evitando
comprometer a estabilidade da obra. Uma das soluções seria o uso de colchões e
valas drenantes, com material granular adequado e/ou geotêxteis.
Os painéis possuem juntas horizontais, sendo esses espaços entre eles
permitem a passagem de água para o exterior, formando às juntas horizontais.
Essas juntas, posteriormente são cobertas no lado inferior do muro por um filtro
geotêxtil (fig. 25).
Figura 25 - Detalhe das juntas horizontais com filtro geotêxtil
Fonte: Autor
39
4.4.5. Aplicação da técnica
São amplas a aplicações do sistema de solo reforçado com inclusão de
malhas de aço na engenharia civil. Suas principais aplicações são estabilização de
taludes e, em simultâneo a criação de plataformas para implantação de vias de
trânsito rodoviário ou ferroviário. Algumas de suas aplicações podem ser vistas
abaixo (fig. 26).
Figura 26 - Aplicações da Terra Armada
Fonte: adaptado de (Félix, 1991)
40
a) Contenção de terras
São formados pelo paramento (face), reforços e pelo aterro.
b) Muros de encontro de viadutos
Este tipo de muro é formado pelos mesmos constituintes dos muros
contenção de solo reforçado e por uma viga de apoio que recebe ações do tabuleiro.
c) Plataforma para trânsito viário
Formado por dois paramentos paralelos ligados entre si pelos reforços. São
utilizados nas rampas de acesso a viadutos.
d) Plataforma fortemente carregada
Muro com propriedades de grande resistência, como por exemplo,
dimensionado de forma a resistir à ação de grua sem cais de carga-descarga.
e) Estruturas parcialmente submersa
Podem ser utilizadas em local seco ou então à beira-rio ou beira-mar.
f) Contenção de explosões
Sua elevada resistência a ações dinâmicas permite sua utilização como
elemento protetor dos impactos provocados por explosões.
41
g) Armazenamento de materiais granulares
Execução de silos enterrados ou semienterrados.
4.4.6. Vantagens e desvantagens da sua aplicação
As principais vantagens da execução de muros com inclusão de malhas
metálicas em estruturas de engenharia civil resultam do seu processo construtivo e
do seu comportamento. Essas podem resumir-se do seguinte modo:
• Facilidade de montagem, mesmo em obras de grande altura;
• Procedimentos de construção rápidos e que não necessitam de grandes
equipamentos;
• Eliminação de formas, andaimes, escoramentos, concretagens situ e
terraplanagens manuais;
• Elevada flexibilidade dos paramentos, o que permite aos maciços adaptarem-
se a fundações compressíveis, aceitando bem assentamentos diferenciais
inadmissíveis para as soluções rígidas clássicas de concreto armado;
• Facilidade no tratamento estético do paramento;
• Não requer mão-de-obra especializada;
• Requerem uma menor área de preparação;
• Necessitam de menos espaços na frente da estrutura para operações de
construção;
• Tecnicamente viáveis para alturas superiores a 25 m;
• Custos reduzidos.
Existem também algumas desvantagens no uso deste tipo de muros, tais
como:
• Exigem um espaço largo atrás da estrutura para se obter espessura de muro
suficiente para a verificação da estabilidade interna e externa;
• Aterros granulares selecionados;
42
• Critérios de projeto necessários para evitar a corrosão das malhas de reforço
e a deterioração de certos elementos da face;
• Projeto obrigando a uma responsabilidade entre os fornecedores de materiais,
o fornecedor de aterro e uma maior participação de especialistas geotécnicos do
domínio.
4.4.7. Situações não recomendadas
Os muros de solos reforçados não devem ser utilizados quando:
• Existirem ângulos salientes do muro em planta com abertura inferior a 70º;
• Na zona reforçada forem previstas outras obras além da drenagem;
• As armaduras forem sujeitas à ação de águas contaminadas, em geral com
baixos valores de pH e altos teores de cloretos e sulfatos, ou quando sejam
esperadas correntes elétricas parasitas no terreno a uma distância do muro
inferior a 60m;
• Haja o risco de infraescavações da base do solo reforçado, provocadas pela
ação fluvial ou marítima.
4.4.8. Execução
A montagem deve ser feita ao mesmo tempo em que a terraplenagem do
aterro, conforme as faces construtivas a seguir:
4.4.8.1. Antes da montagem
a) Aprovação do material do aterro
O conhecimento prévio do material de aterro é obtido por estudos
geotécnicos, e sua importância depende das condições particulares de cada caso.
43
b) Equipamentos
É necessário um guindaste tipo munck, ou similar, para o içamento das
escamas, ainda os equipamentos de terraplenagem e compactação são
recomendados o uso de um trator e/ou uma motoniveladora para o lançamento e
espalhamento das camadas de aterro. Para compactação, é recomendável utilizar
equipamento do tipo rolo liso vibratório.
Para compactação do aterro numa faixa de largura de 1,50 m atrás do
paramento, ou seja, toda a extensão junto à face, o recomendável são placas
vibratórias leves ou tipo “sapos”.
c) Materiais pré-fabricados
Os materiais pré-fabricados que são as escamas, armaduras, elementos de
ligação, olhais e espigões de alinhamento, devem serem minuciosamente
controlados na sua fabricação, com ensaios de recebimento, com a finalidade de
garantir a conformidade com as especificações.
4.4.8.2. Durante a montagem
a) Soleira de nivelamento
A soleira deve ser executada com um perfeito acabamento, para fim de
nivelamento do primeiro nível de escamas. É de tamanha importância a perfeita
confecção das mesmas para não causar problemas futuros de desalinhamento de
placas, impedindo que ocasione num retrabalho de assentamento.
b) Montagem
É começada a montagem após a conclusão da soleira de nivelamento, assim
podendo dar início ao lançamento dos painéis com o auxílio de um guindaste, esse é
44
executado de acordo com a numeração sequencial de painéis constante no projeto
(fig. 27), depois do lançamento da primeira linha de painéis é colocado geotêxtil nas
juntas verticais, podendo em sequencia iniciar o lançamento da primeira camada de
aterro até o primeiro nível de armaduras. Em seguida este aterro é compactado e
assim inicia-se a colocação das malhas, as quais serão ligadas aos olhais salientes
no tardoz dos painéis, através de chaves simples de ligação (passadores).
A próxima etapa consiste em colocação da nova linha de escamas, e o
mesmo procedimento anteriormente citado é repetido até o topo do muro.
Ainda na execução da montagem, os acessórios de escoramento (castanhas
de aperto, escoras em madeira e espaçadores) deverão acompanhar a sequência
de colocação dos painéis, garantindo a inclinação indicada em projeto, já os
encaixes dos painéis entre si, ocorrem através dos espigões de alinhamento,
apoiado entre almofadas de apoio (fig. 28).
Figura 27 - Esquema de montagem das placas
Fonte: (Silva, 2012)
Figura 28 - Encaixe dos painéis
Fonte: (Silva, 2012)
45
4.5. MURO DE SOLO REFORÇADO COM INCLUSÃO DE GEOGRELHAS
4.5.1. Breve nota histórica
No início da década de 1970, os sistemas de solo reforçado com inclusões
metálicas estavam difundidos pelo mundo. Nessa mesma época, surgiram as
primeiras aplicações de muros reforçados com fibras poliméricas (geossintéticos)
(Ehrlich & Becker, 2009).
O geotêxtil foi o primeiro tipo de geossintético utilizado sistematicamente em
geotecnia, tendo sido empregado a partir dos anos 1950, nos Estados Unidos como
elemento de drenagem, e separação ou controle de erosão. Seu uso na Europa
iniciou-se nos anos 1960. Já no Brasil, a partir dos anos 1970. Embora desde a
década de 1970 existam registros de aplicações empíricas de geotêxteis na
estabilização de taludes no Brasil, somente em 1986 é que se obtiveram notícias de
um projeto racional de muro de solo reforçado, foi a construção de porte atribuída à
obra executada na rodovia que liga Taubaté a Campos do Jordão (Ehrlich & Becker,
2009).
Atualmente as geogrelhas são os geossintéticos mais empregados para
reforço dos solos. Esse tipo de material representa alternativas geralmente mais
baratas e de fácil execução em relação às soluções tradicionais existentes (Ehrlich &
Becker, 2009).
4.5.2. Conceito geral
De forma simples, pode considerar-se que uma estrutura de solo reforçado é
constituída por três elementos: o solo, o reforço e a face. Nos casos em que o solo a
serem empregados encontra-se em climas tropicais, o indicado é uso de solos
coesivos.
Sua face é constituída de blocos segmentais pré-moldados de concreto,
possuíndo funções construtivas, além de impedirem a erosão superficial e ajudar a
uniformizar o acabamento da estrutura. Ainda existem outros elementos
participantes desse tipo de estrutura podendo ser observados na imagem abaixo
(fig. 29).
46
De acordo com Ehrlich & Becker (2009) a utilização do método de reforço de
solos, melhora o comportamento global do maciço, devido à transferência de
esforços para os elementos resistentes.
Figura 29 - Esquema de um maciço em solo reforçado com geogrelha
Fonte: adaptado de (Ehrlich & Becker, 2009)
4.5.3. Constituição dos muros
4.5.3.1. Elementos de reforços
Utiliza-se como elemento de reforço, a geogrelha (fig. 30), as quais vieram
substituir os reforços metálicos. É um produto polimérico, sendo o mais utilizado na
sua confecção o polietileno de alta densidade (PEAD), o poliéster (PET) e o álcool
de polivinila (PVA), com estrutura plana, muito aberta, em formato de grelha do tipo
barras soldadas, com função predominante de reforço, cujas aberturas permitem a
interação tanto por atrito como por ancoragem com o solo as quais estão
confinadas. Ainda tem por característica elevada resistência à tração.
As geogrelhas são fornecidas em rolos de largura e comprimento
determinados. São dois os principais tipos de geogrelhas, sendo elas:
unidimensional, quando apresentam elevadas resistências à tração em apenas uma
direção e bidimensional, quando apresentam elevada resistência à tração em duas
direções ortogonais.
47
Um fator importante para a escolha do tipo de geogrelha é a agressividade
química dos solos ou do meio onde deverá ser implantada.
Em sua execução, utilizam-se reforços secundários, curtos entre as camadas
dos reforços principais, para se evitar problemas de instabilidade localizada na face
que ocorrem com espaçamentos grandes, estes são geralmente uma dobra de
conexão curta. Sendo que a geogrelha é colocada ao longo de todo o solo a ser
contido e colocada a cada três fiadas de blocos à medida que o muro for subindo.
Figura 30 - Geogrelha flexível, utilizada para reforço de aterros/muros de contenção
Fonte: (Ehrlich & Becker, 2009)
4.5.3.2. Material de aterro
Recomenda-se para a escolha de solo de aterro geralmente a jazida de solo
mais próxima à execução do muro, em razão dos custos de transporte do mesmo.
Entretanto a primeira busca por solos devem ser realizada por meio de observações
de taludes, de corte, ou de escavações, verificando as propriedades do material. Os
solos observados devem ser classificados por análise tátil-visual realizado por
pessoal experiente. Os solos inservíveis, como argilas orgânicas, argilas moles,
solos granulares ricos em mica, turfas etc., devem-se descartados a possibilidade de
uso. O critério de aceitação de um determinado solo deve ser baseado na
experiência, em ensaios de resistência e deformabilidade.
Após uma verificação do volume de solo disponível, e constatado que há uma
quantidade suficiente para a necessidade da obra, o mesmo deve ser enviado em
amostras representativas de 20 kg para solo fino ou 40 kg para solo grosseiro, para
realização de ensaios listados na Tabela 2.
48
O uso de solos de partículas finas como material de aterro, para regiões de
clima tropical apresentam um bom desempenho mecânico, diferente dos solos de
clima temperado onde esse desempenho é sofrível. Sendo então vantajoso o
emprego de solos lateríticos em países de solos tropicais, pois possuem coesão
significativa, sem que haja tendência à plastificação exagerada ou fluência do
maciço. Assim, é recomendado o uso de solos com índice de plasticidade menor
que 20%, embora sejam conhecidos casos bem-sucedidos de uso de solos com
índices de plasticidade de até 30%. Para efeitos de controle da resistência e também
da degradabilidade do material, recomenda-se que o índice de suporte (CBR) seja
superior a 15% e a expansão por saturação da umidade ótima seja inferior a 2%
(Ehrlich & Becker, 2009).
Entretanto, o critério para tomada de decisão do tipo de solo, deve-se basear
na experiência local daquele tipo de solo ou em ensaios mecânicos, de resistência e
deformabilidade com amostras compactadas. Sendo esses seguindo a classificação
MCT, com objetivo principal de identificar, classificar e prever desempenho de solos
tropicais para finalidades rodoviárias.
De maneira geral, pode-se afirmar que quaisquer solos adequados para a
compactação de aterros não reforçados prestam-se à construção de estruturas de
solo reforçado, desde que tomadas as providências necessárias de drenagem dos
muros.
Tabela 2 - Ensaios de caracterização de solos
Ensaio Normas Observações
Limites de Atterberg
NBR 7180/84 Solo - Determinação do limite de plasticidade Exceto solos sem fração fina
Granulometria NBR 6459/84 Solo - Determinação do limite de liquidez
NBR 7181/84 - Análise granulométrica
Massa específica dos grãos
NBR 6509/84 Grão de solos que passam na peneira de 4,8 mm - Determinação da massa específica
NBR 6457/86 Amostras de solo - Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização
DNER-ME 52/94 Solos e agregados miúdos - Determinação da umidade com emprego do "Speedy"
DNER-ME 28/61 Método expedito de detreminação de teor de umidade de solos pelo fogareiro
DNER-ME 88/64 Determinação da umidade pelo método expedito do álcool
Proctor normal
NBR 7182/86 Solo - Ensaio de compactação Exceto solos sem fração fina
Fonte: NBR 9286-86
49
4.5.3.3. Elementos de face
Em uma estrutura de contenção em solo reforçado as faces não têm função
estrutural principal. Sendo então sua principal função, a de garantir a estabilidade
localizada das zonas próximas à mesma, evitar erosão superficial, proteger os
reforços da degradação, bem como a exposição a raios U.V e questão estética.
Ainda por apresentarem bom acabamento estético, são utilizados frequentemente
em obras com face aparente.
As faces formadas por blocos segmentais consistem na utilização de
elementos pré-fabricados de concreto estrutural, utilizados como sustentação lateral
para a compactação das camadas. Estes blocos, em geral são leves, podendo ser
facilmente manuseados por um trabalhador. Possuem dispositivo de encaixe, de tal
forma que o alinhamento do muro é facilitado durante a execução, e ao mesmo
tempo proporcionam uma eficiente ancoragem dos reforços. Por essas
características, os blocos segmentais também são denominados “blocos
intertravados” (Ehrlich & Becker, 2009).
Existem vários tipos de blocos, porém nesse trabalho a ênfase está voltada
ao bloco Terrae W, referente ao projeto em estudo ser composto por esse.
Na Figura 31 podemos observar de forma básica as características desse tipo de
contenção.
Figura 31 - Seção transversal típica de muro com sistema de blocos segmentais
Fonte: adaptado de (Ehrlich & Becker, 2009)
50
a) Bloco Terrae W
O bloco Terrae tipo W, possui três cavidades, onde seu centro serve como
reforço e ainda apresentando uma ondulação na sua face. Possibilita uma face
quase vertical, com até 87% de inclinação, o qual é indicado para muros mais altos.
Nas duas primeiras fiadas assentadas, suas cavidades do bloco Terrae W,
são preenchidas com argila compactada manualmente, sendo as próximas fiadas
preenchidas com brita, possibilitando assim a drenagem.
O bloco possui um dente na parte inferior traseira para fazer o batente no
bloco de baixo, auxiliando no alinhamento e inclinação do muro. O bloco tem como
dimensão, 25 e 40 cm de largura, 20 cm de altura e 40 cm de comprimento (fig. 32).
Figura 32 - Bloco Terrae W
Fonte: Google
4.5.3.4. Acessórios complementares
a) Soleira de nivelamento
A construção de uma soleira de concreto tem por objetivo, proporcionar um
nivelamento do primeiro nível de escamas. Sua execução é de concreto simples
com fck > 15 MPa, não possuindo função estrutural. Seu formato é em caixa, com
dimensões de 0,60 m por 0,10 m, conforme representado na Figura 16.
51
4.5.4. Altura, inclinação e valor de ficha
Quanto maior a altura do muro, maiores as tensões exigidas nos reforços. As
geogrelhas são mais favoráveis para muros com altura superior a 4m e altura
máxima de 20 m.
Sua inclinação pode chegar até 87° para o interior do muro.
O valor mínimo de ficha é de 0,80 m.
4.5.5. Drenagem
A drenagem é um dos aspectos construtivos mais relevantes dos muros de
solo reforçado com inclusão de geogrelhas.
Depois de compactado é extremamente indesejável a presença de um nível d’água
dentro do solo reforçado.
Para evitar que isso ocorra, o reforço deve ser provido de sistemas de
drenagem adequados, como por exemplo, o emprego de colchão de material
drenante, com espessura de 20 a 50 cm, entre a massa de solo reforçado e o solo
natural (fig. 33) (Ehrlich & Becker, 2009).
Figura 33 - Sistema de colchão drenante
Fonte: adaptado de (Ehrlich & Becker, 2009)
Outra camada drenante é colocada junto à face, sendo essa um
preenchimento de material britado nos blocos.
52
O material drenante pode ser constituído de areia limpa ou pedrisco. Para
exercer o papel de filtro e impedir a fuga dos finos dos solos reforçados e não
reforçados, pode-se envolver o material drenante geotêxteis ou selecionar sua
granulometria para que a curva granulométrica não seja descontínua e atenda aos
seguintes critérios de filtração (Ehrlich & Becker, 2009).
Também deve se prever, além da drenagem das águas freáticas, um sistema
de drenagem/impermeabilização superficial para se evitar erosão e infiltração das
águas de chuva no maciço de solo reforçado, que geralmente consiste de canaletas
longitudinais e transversais (escadas), dissipadores de energia, caixas coletoras etc.
Ainda para evitar a introdução das águas da chuva através do topo da estrutura,
este deve ser coberto por uma camada de material argiloso compactado.
4.5.6. Aplicação da técnica
São amplas a aplicações do sistema de solo reforçado com inclusão de
geogrelhas. Suas principais aplicações são, em muros de suporte, encontro de
pontes e viadutos, barreiras, abrigos militares e muro de segurança, barragens,
diques, paredões e muros de ligação.
4.5.7. Controle de qualidade
Segundo Ehlich & Azambuja (2003), três aspectos são importantes no
controle de qualidade de muros de contenção em solo reforçado: resistência nominal
dos esforços, controle de danos mecânicos e controle de deformações durante a
construção. É recomendável que os esforços sejam ensaiados por partida e a cada
1.000m² de reforço. Os ensaios mínimos recomendados para o controle dos reforços
são tração faixa larga (NBR 12824/93) e punção (NBR 13359/95), e devem
proporcionar resultados compatíveis com as resistências nominais, para um nível de
confiabilidade de 95%.
O controle das deformações construtivas do faceamento deve ser controlado
a cada camada. As distorções da face (razão entre deslocamento na crista e a altura
do muro) devem ser inferiores a 2% para blocos segmentais.
53
4.5.8. Execução
A montagem deve ser feita ao mesmo tempo em que a terraplenagem do
aterro, conforme as faces construtivas a seguir:
4.5.8.1. Antes do inicio da montagem
a) Aprovação do material de aterro
O conhecimento prévio do material de aterro é obtido por estudos
geotécnicos, e sua importância depende das condições particulares de cada caso.
b) Equipamentos
Além do equipamento de terraplenagem, deve ser previsto um compactador
manual, para a faixa situada a menos de um metro do paramento.
c) Materiais pré-fabricados
Os materiais pré-fabricados são os blocos, que no seu recebimento devem
ser ensaios, com a finalidade de garantir a conformidade com as especificações.
4.5.8.2. Durante a montagem
a) Soleira de nivelamento
A soleira deve ser executada com um perfeito acabamento, para fim de
nivelamento do primeiro nível de escamas. É de tamanha importância a perfeita
confecção das mesmas para não causar problemas futuros de desalinhamento dos
blocos, impedindo que ocasione num retrabalho de assentamento.
54
b) Montagem
Inicia-se a montagem do muro a partir da abertura de uma vala com seu
fundo compactado de 60 cm de largura e 50 cm de profundidade, em seguida é
executada a soleira de nivelamento, assim podendo dar-se início ao assentamento
manual dos blocos, com auxílio de um martelo de borracha e um nível de bolha.
Uma vez que a primeira fiada foi assentada, o espaço que fica entre o bloco e a
vala, assim como o espaço das cavidades dentro dos blocos, devem ser
preenchidos com solo e em seguida manualmente compactados.
A segunda fiada de blocos é realizada da mesma maneira que a primeira,
uma vez colocado os blocos, a vala e os espaços das cavidades dentro dos blocos
são novamente preenchidos com solo, e compactados manualmente. Neste
momento chega-se ao nível do terreno na cota zero, então se inicia a compactação
do aterro do muro. Depois de compactado a geogrelha é colocada ao longo de todo
solo a ser contido e a partir desse ponto será colocada no máximo a cada três fiadas
de blocos na medida em que o muro for subindo.
Depois que a camada de blocos for concluída, uma madeira é posicionada a
uma distância de aproximadamente 15 cm do bloco e então o espaço entre a
madeira e os blocos, assim como as cavidades dentro deles são preenchido com
brita. A partir da madeira, é executada a primeira camada de compactação com
espessura de 20 cm.
A primeira camada de 20 cm é utilizada areia, como material drenante. Já as
próximas camadas serão preenchidas por solo argiloso.
Assim o procedimento se repete até o topo do muro.
4.6. COMPARATIVO TEÓRICO REFERENTE À ECONOMIA
No ponto de vista da economia, o muro de solo reforçado com inclusão de
geogrelha pode ser mais viável até aproximadamente 11 metros de altura, a partir
desta, ele começa a alcançar o custo do muro de solo reforçado com inclusão de
malhas metálicas. Sendo que com uma altura abaixo de 7 metros, o muro de solo
reforçado com inclusão de geogrelha pode ser até 30% mais barato em relação ao
muro de solo reforçado com inclusões metálicas.
55
A Figura 34 ilustra um comparativo entre as alturas e os preços de ambos os
muros.
Figura 34 - Custo de construção por área de face em função das alturas dos muros
Fonte: adaptados de (Ehrlich & Becker, 2009)
56
5. ESTUDO DE CASOS
Este capítulo apresentará um estudo comparativo de projeto e execução de
dois sistemas de contenção de muros de solos reforçados, sendo eles, com inclusão
de malhas de aço e com inclusão de geogrelhas.
5.1. CARACTERIZAÇÃO DAS OBRAS
a) Com inclusão de malhas de aço
O muro de solo reforçado com inclusão de malhas de aço está situado no
viaduto de acesso à cidade de Turuçu/RS na BR-116, no Km 482+800 ao Km
483+440, conforme Figuras 35 e 36.
Figura 35 - Localização do muro com inclusão de malhas de aço
Fonte: projeto geométrico BR-116 (adaptado pelo autor)
57
Figura 36 - Faceamento do muro com inclusão de malhas de aço
Fonte: Autor
b) Com inclusão de geogrelhas
O muro de solo reforçado com inclusão de geogrelhas está situado no viaduto
de acesso à Avenida 25 de Julho, na cidade de Pelotas/RS na BR-116, no Km
519+560,5 ao Km 520+292,5, conforme Figuras 37 e 38.
Figura 37 - Localização do muro com inclusão de geogrelha
Fonte: projeto geométrico BR-116 (adaptado pelo autor)
58
Figura 38 - Faceamento do muro com inclusão de geogrelha
Fonte: Autor
5.1.1. Extensão
O muro com inclusão de malhas de aço por se tratar de execução em curva
têm dimensões do lado direito diferentes das do seu lado esquerdas.
Suas dimensões são:
Lado Direto = 426,64m
Lado Esquerdo = 533,32m
Já o muro com inclusão de geogrelhas tem sua execução em linha reta,
possuindo um muro de fechamento frontal, abaixo do viaduto. Sua extensão do lado
direito são as mesmas do seu lado esquerdo.
Suas dimensões são:
Lado Direito = 661,00 m
Lado Esquerdo = 661,00 m
Muro de Fechamento Frontal = 24,20 m
5.1.2. Altura
Ambos os muros, possuem uma classificação por alturas. Segundo o DNIT,
sua classificação é definida conforme citado a baixo.
Para muros de solo com inclusão de malhas de aço, as alturas são de 0,00 m
a 6,00 m, de 6,00 m a 9,00 m e de 9,00 m a 12,00 m. Entretanto para muro de solo
59
com inclusão de geogrelha, as alturas são de 0,00 m a 3,00 m, de 3,00 m a 6,00 m e
de 6,00 m a 9,00 m.
Para os casos analisados, o muro com inclusão de malhas de aço tem sua
maior altura de 9,95m, portanto, é apresentado em projeto, especificações em que
denominam a terceira altura de 9,00 m a 10,00m. Entretanto o muro com inclusão de
geogrelha possui sua maior altura de 8,50 m. Embora as alturas sejam diferentes é
passível a comparação entre os processos, tendo em vista que a diferença não é
representativa.
5.1.3. Largura
O muro com inclusão de malhas de aço tem largura igual a 29,47 m.
Já o muro com inclusão de geogrelha tem sua base com dimensão igual a
25,40 m e seu topo 24,26 m.
5.1.4. Inclinação
A inclinação do muro de malhas de aço é de 89,4° para o interior do muro, em
relação ao eixo x, sendo esta igual a 90° quando completada a compactação. Já o
muro com inclusão de geogrelhas, possui uma inclinação fixa de 86,2° para o interior
do muro, em ralação ao eixo x. Essa inclinação é permanente.
5.1.5. Área
As áreas de face construídas em ambas as estruturas são divididas por
zonas, compreendidas entre as alturas específicas.
As Tabelas 3 e 4 representam as áreas de face do muro com inclusão de
malhas de aço e com inclusão de geogrelha, respectivamente.
60
Tabela 3 – Áreas totais de projeto do muro com inclusão de malhas de aço
Muro com inclusão de malhas de aço
Alt. total entre (m) Área (m²) - projeto
0,00 a 6,00 1.538,00
6,00 a 9,00 4.636,00
9,00 a 12,00 899,00
Total 7.073,00 Fonte: Projeto anexo
Tabela 4 – Áreas totais de projeto do muro com inclusão de geogrelha
Muro com inclusão de geogrelhas
Alt. total entre (m) Área (m²) - projeto
0,00 a 3,00 336,98
3,00 a 6,00 2.119,54
6,00 a 9,00 4.980,34
Total 7.437,00 Fonte: Projeto anexo
5.1.6. Valor de ficha (embutimento)
No muro com inclusão de malhas de aço, o valor de embutimento mínimo é
de 0,50 m.
Muro com inclusão de geogrelhas seu valor mínimo de embutimento é de 0,80
m.
5.2. COMPOSIÇÕES
5.2.1. Fundação
No muro com inclusão de malhas de aço foi executada fundação com rachão,
de 1,40 m de base e 1,00 m de altura.
Já no muro com inclusão de geogrelha foi executada fundação com rachão,
de 1,50 m de base e 1,00 m de altura.
61
5.2.2. Soleira de nivelamento
No muro com inclusão de malhas de aço, se tem uma soleira de 0,15 m x
0,30 m em toda extensão do muro. Sua execução é em concreto simples de
resistência a compressão mínima de 13 MPa.
Nos desnível entre dois patamares consecutivos de soleira, este será de 0,75
m. Sempre que executado um degrau de soleira, deve ser deixado um intervalo
horizontal de 0,44 m entre o início da soleira mais alta e o final da mais baixa,
conforme Figura 39.
Figura 39 - Soleiras em desnível de patamares
Fonte: projeto anexo (adaptado pelo autor)
No muro com inclusão de geogrelha, se tem uma soleira de 0,20 m x 0,60 m
em toda extensão do muro. Sua execução também é de concreto simples com
resistência a compressão mínima de 20 MPa.
5.2.3. Elementos de face
Muro com inclusão de malhas de aço, os elementos de face são painéis de
concreto armado com geometrias definidas nas peças do projeto (anexo). Os painéis
são de 26 tipos, sendo eles denominados de tipo: A, A.1, B, T1, T1.1, T2, T2.1, T3,
T3.1, T4, T4.1, F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, F9, F10, F11, F12, F13, F14, F15.
Além desses, é informado em projeto que o paramento é constituído por 736
peças, com dimensões diferentes uma da outra, sendo estas, peças de acabamento,
62
denominadas de tipo R1, R2, (...) podendo variar até R736. Segundo o projeto, a
geometria dessas peças será conferida em obra.
Todos os painéis tem espessura igual a 16,5 cm.
As placas são produzidas no canteiro de obras, pela mesma empresa
terceirizada responsável pela execução do muro.
O muro com inclusão de geogrelha tem elementos de face, blocos de
concreto estrutural tipo TERRAE-MW, com resistência mínima a compressão aos 28
dias de 10 MPa. Esses blocos são pré-fabricados, fornecidos por uma empresa do
estado do Paraná, a qual visa suas atividades nesse tipo de elementos.
5.2.3.1. Fabricação das placas
A seguir será descrito os procedimentos executivos para fabricação das
placas de concreto armado a serem utilizadas no maciço.
a) Montagem do molde
As laterais são montadas e fixadas na base, através de chumbadores. A face
aparente da escama é o fundo do molde. A Figura 40 ilustra as mesas de serviços,
as quais são confeccionadas as placas.
Figura 40 - Modelo da mesa de serviço
Fonte: projeto anexo
63
b) Elementos construtivos especiais
A quantidade e posição das ligações no molde devem respeitar os desenhos
de fabricação para cada tipo de peça.
Espigões de alinhamento
Os espigões são firmados no molde por meio de luvas, os quais serão
untados por graxa.
O aço é CA-25, vergalhão liso de diâmetro 16 mm, com comprimento de 300
mm.
O total de espigões informado em projeto é de 7.449 unidades.
Varões
São barras de polipropileno de seção circular de diâmetro externo de 20 mm
de comprimento igual a 300 mm.
Olhais
Os olhais são confeccionados com aço CA-25, vergalhão liso de diâmetro
5,16 mm. Ainda seu comprimento total de 550 mm, sendo que o comprimento
interno do olhal é de 91 mm e o comprimento que fica exposto para o lado de fora da
escama é de 45 mm (fig. 41 e 42). A quantidade de olhais varia conforme a zona a
qual estão posicionados, conforme o Tabela 5, bem como indicação no projeto em
anexo.
Tabela 5 - Olhais e armaduras posteriores
Zona L=Malha 1° Nível n°
olhais 2° Nível n°
olhais 3° Nível n°
olhais 4° Nível n°
olhais
Zona A 600cm 5 3 5 7
Zona B 500cm 5 3 5 x
Zona C 400cm 5 3 5 x Fonte: projeto anexo (adaptado pelo autor)
64
Figura 41- Detalhe de ligação painel-malha de aço em corte
Fonte: projeto anexo (adaptado pelo autor)
Figura 42 - Detalhe de ligação painel-malha de aço em vista
Fonte: projeto anexo (adaptado pelo autor)
c) Concreto
O concreto para o fabrico das placas, foi dosado para atender a resistência
característica fck ≥ 25 MPa e resistência a compressão a 7 dias de fc7 ≥ 15 MPa. O
concreto foi fornecido pela empresa que está com usa usina instalada no canteiro de
obras e não foram utilizados aceleradores, retardadores de pega, incorporadores de
ar, plastificantes, nem quaisquer outros aditivos.
d) Armaduras
As armaduras das escamas devem seguir os detalhes de armação que fazem
parte do projeto executivo da obra, conforme projeto anexo.
65
O aço é CA-50 e o vergalhão é nervurado. As armaduras são montadas antes
de serem colocadas nas formas (fig. 43). Os recobrimentos de todas as armaduras,
à face posterior são de 30 mm. Já os recobrimentos das armaduras ao topo dos
painéis, são de no mínimo 50 mm.
Figura 43 - Armaduras confeccionadas para colocação nas formas
Fonte: autor
A Tabela 6 mostra a quantidade de aço CA-50 de vergalhão nervurado que é
utilizado para cada tipo de placa.
Tabela 6 - Quantitativo de aço para cada tipo de placa
Armaduras dos Painéis
Tipo Total Kg/painel Tipo Total Kg/painel
A 8,2 F3 6,24
A.1 8,2 F4 3,87
B 3,96 F5 3,78
T1 3,83 F6 3,87
T1.1 1,64 F7 6,24
T2 3,83 F8 8,01
T2.1 1,64 F9 3,65
T3 7,71 F10 8,11
T3.1 3,71 F11 1,12
T4 7,71 F12 7,55
T4.1 3,73 F13 2,36
F1 4,51 F14 1,12
F2 0,83 F15 8,11 Fonte: projeto anexo (adaptado pelo autor)
66
e) Óleo desmoldante
Foi utilizado, óleo desmoldante aplicado com panos limpos nas formas em
aço antes de cada concretagem.
Um cuidado a se apresentar é em caso de acúmulo de óleo nos cantos, e
óleos sujos, pois ocasionam descolorações na face aparente das escamas, assim
prejudicando a estética.
f) Peças de madeira
Blocos de madeira ou sarrafos são necessários para a estocagem horizontal
das escamas. São colocados entre as escamas empilhadas, para evitar que a parte
aparente das ligações seja danificada e/ou danifique a face das escamas.
Um cuidado a ser tomado é de nunca deixar as escamas serem apoiadas
diretamente sobre o solo, mas sempre sobre peças de madeira. Ainda não empilhar
mais o que cinco escamas. O que se percebe na Figura 44 é que o numero de
escamas por pilha é de oito, assim ultrapassando o recomendado.
Figura 44 – Estocagem das escamas
Fonte: Autor
g) Graxa
A graxa de origem mineral deve ser usada entre os varões e sua luva fixada
no molde para evitar que após a concretagem haja dificuldade de separação. Os
67
mesmos cuidados descritos para o óleo desmoldante devem ser adotados para a
graxa.
h) Equipamentos e ferramentas
Vibrador de agulha
Um modelo pequeno com agulha de diâmetro de 20 a 40 mm é imprescindível
para a concretagem das escamas.
Equipamento para içamento das escamas do fundo do molde
Um caminhão munck, um pequeno guindaste para 3 ton. Podem ser usados
para retirar a escama, horizontalmente do molde para a pilha de estocagem.
Pequenas ferramentas
Chaves de boca para montagem dos moldes e marretas de borracha para
desmoldagem.
5.2.4. Material de reforço
O material de reforço que consiste o muro com inclusão de malhas de aço
(fig. 45), são varões CA-60 eletrossoldados, possuindo elementos transversais e
longitudinais, cuja seção dos varões longitudinais é de Ø8mm e os varões
transversais com seção igual a Ø6mm. Sua malha é de afastamento de 15 cm no
sentido longitudinal e por 30 cm no afastamento transversal, sendo somente a
primeira malha, logo após a chave de ligação de 15 cm de afastamento longitudinal
e 40 cm de afastamento transversal.
68
Figura 45 - Malhas de aço para inclusão no aterro
Fonte: Autor
O aço é de fornecimento Brasileiro, galvanizado a quente com uma espessura
de 85 μ.
A armadura é colocada por níveis verticais de 0,75 cm a medida que o aterro
é executado.
O comprimento das malhas (Lm) depende da zona onde estão posicionadas,
sendo divididas em três (fig. 46):
Zona A = 6,00m;
Zona B = 5,00m;
Zona C = 4,00m;
Figura 46 - Detalhe comprimento das malhas de aço
Fonte: Autor
O material de reforço utilizado no muro com inclusão de geogrelha é
constituído por geogrelhas, Fortrac. Seus tipos (fig. 47, 48 e 49) dependem da altura
do muro, divididas da seguinte maneira:
69
S 300: seções executadas com altura total variando de 0,0 m a 3,0 m;
S 600: seções executadas com altura total variando de 3,1 m a 6,0 m;
S 900: seções executadas com altura total variando de 6,1 m a 9,0 m;
Figura 47 - Geogrelha fortrac 700 J
Fonte: autor
Figura 48 - Geogrelha fortrac 1100 J
Fonte: autor
Figura 49 - Geogrelha fortrac 1600 J
Fonte: autor
70
O comprimento das geogrelhas depende da altura em que estão situadas.
A Tabela 7 apresenta suas características.
Tabela 7 – Características das geogrelhas quanto ao tipo
SEÇÃO L (m) J (kN/m) T (5%) (kN)
S 300 3 (+1) 700 35
S 600 5 (+1) 1100 55
S 900 7 (+1) 1600 80
Fonte: projeto anexo (adaptado pelo autor)
Onde:
L (m) = Comprimento do reforço mais dobra na conexão
J (kN/m) = Módulo de rigidez longitudinal
T (5%) (kN) = Resistência à ruptura para alongamento específico máximo de 5%
Fabricada na Alemanha, sua composição é de materiais sintéticos de alto
módulo e baixa fluência, que recebem um revestimento polimérico de proteção. A
geogrelha escolhida é a Fortrac “M” produzida a partir do álcool de polivinila (PVA),
apresenta uma elevada rigidez à tração em combinação com uma alta resistência a
produtos químicos, sobretudo em ambientes alcalinos.
5.2.5. Material de aterro
Pode ser utilizado qualquer tipo de material de aterro nos dois sistemas
construtivos de muros, entretanto o mais usual é o material extraído de uma jazida
que se encontre mais próxima da obra, sendo essa devendo apresentar as
características básicas de projeto.
O muro com inclusão de malhas de aço iniciou sua execução conforme
previsto em projeto, com material granular. Com dificuldades encontradas em
obtenção desse material, foi substituído por outro argilo-arenoso, o qual se teve
disponibilidade de uma jazida mais próxima à obra.
Esse solo é utilizado somente para o aterro do maciço reforçado, ou seja,
onde há inclusão de malhas de aço. Já no centro do muro, o material utilizado
71
consiste em solo argiloso, sendo que neste não há inclusão de malhas metálicas.
Também é utilizado o mesmo material para a compactação dos últimos 80 cm em
toda extensão do muro, devido a característica de selagem do maciço.
Em geral, o aterro armado é, compactado com um mínimo de 95% do Proctor
Normal. Ainda é recomendado no mínimo um ponto de coleta para ensaio de
densidade “in situ” para cada camada de compactação.
Para o muro com inclusão de geogrelhas, foi previsto o uso de argila por esse
material ser abundante nas proximidades da obra. Entretanto o uso da mesma não é
indicado para esse tipo de solução em regiões que ocorram grandes precipitações
pluviométricas e alta umidade local, tendo em vista que, para que ocorra a
aceleração de secagem até atingir a umidade ótima de compactação, é necessário o
processo de gradeamento, porém esse processo é inexequível por se tratar de solo
reforçado com introdução de geogrelha.
Mesmo com a dificuldade de se encontrar jazidas de solos arenosos na
região, e por ser um material mais nobre do que a argila optou-se trocar o material
de aterro de argila por areia. Mesmo com a diferença de custo, por se analisar a
produtividade da obra, sairia ainda mais barato investir em um material mais caro do
que ficar com homens parados e haver retrabalhos por causa das ocorrências de
chuvas.
Então foi determinado, o uso de solo arenoso onde o solo é reforçado com
geogrelha e onde não se há geogrelha (sendo no centro do muro) o aterro será
executado com argila. Sendo ainda, a selagem na última camada de aterro (80 cm)
em toda a extensão do muro com uso de argila.
5.2.6. Acessórios complementares
São utilizados acessórios complementares nos muros com inclusão de
malhas de aço, sendo eles: almofadas de apoio, castanhas de aperto, espaçadores
e cunhas.
É utilizado duas almofadas de apoio por painel de 7 cm x 7 cm 2,5 cm,
largura, comprimento e espessura, respectivamente, com material de polietileno.
As castanhas de aperto são confeccionadas através de 2 madeiras de 15 cm
x 30 cm x 0,05 cm, largura, comprimento e espessura, respectivamente e uma barra
72
rosqueáveis de diâmetro igual a 12 mm e comprimento de 50 cm, fixados com duas
porcas.
Os espaçadores e cunhas são confeccionados de madeira, sendo os
espaçadores utilizando dois a quadro por painel e as cunhas duas por painel de
base (fig. 51), ainda utilizadas no travamento das malhas de aço entre os olhais e
passadores.
5.2.7. Drenagem
Os muros com inclusão de malhas de aço apresentam como material
drenante, o geotêxtil que é utilizado nas juntas de dilatação na face interna do muro
e tubos de drenagem que são localizados na parte inferior, no lado externo do muro.
Ainda, os muros com inclusão de geogrelha, apresentam como material drenante as
britas que compões o muro.
5.2.7.1. Dreno de brita
Para execução do muro com inclusão de geogrelha é realizado o
assentamento do muro terrae com introdução de brita n° 0 nas suas cavidades até
uma distância de 15 cm da sua face, estas além de terem capacidade estrutural,
também tem finalidade de drenar a água do interior do muro para a parte externa.
5.2.7.2. Geotêxtil
Nos muros com inclusão de malhas de aço, é colocado geotêxtil nas juntas de
dilatação, as quais permite a passagem da água para o exterior do muro. Essa
colocação é realizada em tiras de 0,30 m de largura, em todas as juntas verticais e
horizontais da face interna. O geotêxtil é fornecido em rolos de 2,30 m x 2,00 m de
largura e comprimento, respectivamente.
73
5.2.7.3. Tubos de drenagem
Nos muros com inclusão de malhas de aço, são executados linha de tubos de
rede de esgoto pluvial junto à face externa do muro. Esses tubos são de diâmetro
igual a 40 cm.
5.3. EXECUÇÕES
O muro com inclusão de malhas de aço é executado por uma empresa
terceirizada pela executora do Lote 8 da obra de duplicação da BR-116, trecho Porto
Alegre-Pelotas. Esta obra consiste em uma parceria de ambas empresas, onde a
empresa contratante é responsável pelo fornecimento de material, transporte e
equipamentos, além da execução de terraplenagem Já para a empresa contratada,
cabe a confecção das placas e acessórios, além da montagem do muro.
Entretanto a empresa responsável pela execução do muro com inclusão de
geogrelha é a própria executora do Lote 1A da obra de duplicação da BR-116,
trecho Porto Alegre-Pelotas.
Ambas as empresas apresentam uma série de etapas para realização da
execução dos muros, sendo que as mais relevantes serão descritas a seguir.
5.3.1. Etapas de execuções
COM INCLUSÃO DE MALHAS DE AÇO
Inicialmente é realizada a verificação topográfica da locação do muro e do
nível das soleiras, após, o terreno é preparado de tal forma que no nível da soleira,
haja espaço suficiente para colocação das malhas de aço (verificando os
comprimentos em projeto). Nesta fase, verifica-se ocorrência de solos com
insuficiência de capacidade de carga, porventura não detectados pelas sondagens,
os quais devem ser removidos, e a recomposição feita com aterro de material
selecionado e compactado. Essa escavação é realizada com a necessidade de uma
escavadeira hidráulica. É também executada a escavação de uma vala para apoio
74
da soleira de concreto, podendo ser realizada com uso de uma retroescavadeira. A
base da vala é compactada com equipamento compactador e em seguida é lançado
o rachão, sendo por fim compactado (fig. 50).
Figura 50 - Fundação do muro
Fonte: Autor
Com a base de rachão confeccionada, inicia-se a soleira de concreto magro,
com colocação de linhas de nylon já determinadas pela locação topográfica. Ao lado
das linhas demarcadas, são colocadas madeiras que servem de formas para o
lançamento do concreto magro. Após o lançamento deve-se esperar a cura, por pelo
menos 24 horas.
O topo da soleira será sempre perfeitamente horizontal, e o nível indicado em
projeto. Em casos que a soleira apresente desníveis, seguem as indicações no item
5.2.2.
Com a cura da soleira, pode-se iniciar a execução da colocação das
escamas, sendo que o alinhamento externo do paramento deve ser marcado sobre a
soleira com giz, lápis marcador ou mesmo riscando com um prego a superfície ainda
fresca do concreto. A primeira linha de escama a ser assentada será a soleira de
cota mais baixa. Pode-se obter a sequencia de montagem no desenho em anexo n°
10281A.
A escama deve ser posicionada com cuidado, de forma que seu pé fique
alinhado com a base que foi marcada sobre a soleira, deixando suas cunhas de
madeira pelo lado externo entre a soleira e a escama. Essas cunhas são utilizadas
para o contraprumo, sendo este de 1,5cm na altura de 1,50 m, para o interior do
muro (fig. 51), o qual vai sendo corrigido à medida que o paramento sobe em função
do retorno das escamas à posição vertical após a compactação.
75
A colocação da segunda escama sobre a soleira deve ser colocada através
de um espaçamento já determinado para que a terceira seja posiciona entre o
espaço da primeira e a segunda (fig. 52). Após essa colocação, deve ser colocados
espaçadores entre elas, para se garantir a junta uniforme de 2,00 cm.
Figura 51 - Detalhe das juntas e cunhas para contraprumo
Fonte: projeto anexo
Figura 52 - Exemplo de ordem de colocação das placas
Fonte: Autor
76
Após a colocação da primeira linha de escamas, estas devem ser escoradas
provisoriamente pelas escoras de madeira roliça, na forma de mão francesa (fig. 53).
As escamas necessariamente a serem escoradas são as inteiras.
O escoramento deve permanecer até que o aterro atinja 1,50 m sobre a soleira.
Acima da primeira linha o escoramento não é mais necessário, porém, foi optado em
obra a execução de escoramento até a segunda linha de escamas (fig. 54).
Figura 53 - Escoramento da primeira linha de escamas
Fonte: Autor
Figura 54 - Escoramento da segunda linha de escamas
Fonte: Autor
Após o assentamento das dez primeiras escamas, é necessária a verificação
do alinhamento, tomando uma visada, podendo ser com auxílio de uma linha, ao
77
longo das cabeças das escamas inteiras. Caso necessário se faz ajustes para obter
este alinhamento.
Depois de concluída a primeira linha de escamas, é colocado o geotêxtil em
suas juntas, cobrindo assim todas as juntas horizontais e verticais no tardoz das
escamas, pelo lado do aterro (fig. 55).
Figura 55 – Colocação de geotêxtil
Fonte: Autor
Com a devida colocação do geotêxtil é lançado e espalhado à primeira
camada de aterro, onde devem ser feitos até próximo ao paramento, não mais do
que 30 cm de distância.
A espessura da camada uniforme e acabada de compactação não deve
exceder 25 cm.
Após a conclusão da primeira camada de aterro, é iniciada a colocação das
malhas, conectadas às placas através dos olhais (fig. 56).
Figura 56 - Colocação da primeira linha de malhas de aço
Fonte: Autor
78
A colocação das malhas é de maneira manual, com auxílio de 2 operários, os
quais posicionam as mesmas sobre o aterro já compactado e encaixam nos olhais,
através da chave de lição e cunhas entre as chaves e olhais, sendo que cada placa
tem um número de olhais específicos, conforme projeto anexo.
Posteriormente a etapa de colocação das malhas é iniciado o próximo
lançamento e compactação de aterro, até o topo das meias escamas (fig. 57), sendo
este espalhado sempre do centro do maciço para suas laterais, e de maneira
paralela ao alinhamento das escamas. O lançamento do aterro junto ao paramento é
sempre o último a ser realizado.
Figura 57 - Compactação do aterro até o topo das meias escamas
Fonte: Autor
É utilizado como equipamento de terraplenagem para espalhamento do aterro
um trator de esteira, onde se deve ter um cuidado para que as esteiras metálicas
não passem diretamente sobre as armaduras, rodando somente sobre as camadas
de aterro, além disso, deve ser recomendados ao operador do trator, cuidados no
giro do equipamento, pois as esteiras metálicas podem movimentar o aterro
bruscamente e assim podendo desalinhar a face do muro.
Ao final de cada dia de trabalho, o aterro deve permanecer com uma
declividade transversal, principalmente se está previsto chuva, para permitir eventual
drenagem superficial para o lado oposto ao paramento, assim evitando também
chuvas noturnas provoquem danos ao corpo do aterro recém-executado.
Em caso de encharcamento ou saturação da camada recém-executada, esta
deve ser escarificada e aerada e recompactada dentro da umidade especificada,
porém, tomando cuidado com as malhas de aço na execução da escarificação.
79
Assim que compactada o primeiro aterro sobre a primeira malha de aço, é
repedido o procedimento até o topo do aterro (fig. 58), sendo que não é permitido
em nenhuma hipótese assentar uma escama sobre a outra que não esteja aterrada
até o topo.
Figura 58 - Aterro sobre malha de aço
Fonte: Autor
Quando se iniciar a colocação de placas uma em cima da outra é necessário
à colocação das almofadas de apoio entre as juntas dos painéis.
As castanhas de aperto devem ser colocadas nos encontros de placas com
placas (fig. 59) assim que o contraprumo for ajustado. Quando assentadas as novas
placas, as castanhas devem ser removidas duas a duas.
Figura 59 - Castanha de aperto
Fonte: autor
80
Uma recomendação importante é que deve ser concluído o reaterro externo
antes de o muro atingir 50% de sua altura final, ou antes, que atinja 6 m de altura.
Ainda, paralelamente a execução do muro, são assentados os tubos de rede
de esgoto pluvial próxima a face do muro, como primeiramente colocação de manta
geotêxtil, depois brita e por fim os tubos, os quais serão envolvidos por brita e
geotêxtil também (fig. 60).
Figura 60 – Assentamento de tubos da rede de esgoto pluvial
Fonte: Autor
COM INCLUSÃO DE GEOGRELHAS
Inicialmente é realizada a verificação topográfica da locação do muro e do
nível das soleiras, após, o terreno é preparado de tal forma que no nível da soleira,
haja espaço suficiente para colocação das geogrelhas (verificando os comprimentos
em projeto). Nesta fase, verifica-se ocorrência de solos com insuficiência de
capacidade de carga, porventura não detectados pelas sondagens, os quais devem
ser removidos, e a recomposição feita com aterro de material selecionado e
compactado. Essa escavação é realizada da mesma maneira que foi descrita no
muro com inclusão de malhas de aço, com o uso de uma escavadeira hidráulica. É
também executada a escavação de uma vala para apoio da soleira de concreto,
podendo ser realizada com uso de uma retroescavadeira. A base da vala é
compactada com equipamento compactador e em seguida é lançado o rachão (fig.
61), sendo por fim compactado.
81
Figura 61 - Execução de vala com rachão para apoio da base da soleira
Fonte: Autor
Com a base de rachão confeccionada, inicia-se a confecção da soleira de
concreto magro, já determinado sua locação pela marcação topográfica, onde são
colocadas madeiras que servem de formas para o lançamento do concreto magro.
Após o lançamento já é colocada à primeira fiada de bloco alinhados por uma linha
de nylon já posicionada, realizado paralelamente com a execução da soleira (fig.
62).
Figura 62 - Execução de soleira e primeira fiada de bloco
Fonte: Autor
O bloco deve ser posicionado manualmente com cuidado, de forma que sua
base fique nivelada sobre a soleira. Sua acomodação no concreto é feita com a
ajuda de um martelo de borracha. Para garantir um padrão de qualidade da primeira
fiada de bloco, a cada 2,00 m lineares de blocos assentados é colocada uma régua
de nível, aferindo assim seu nivelamento.
82
Uma vez que a primeira fiada foi assentada, os espaços das cavidades dentro
dos blocos devem ser preenchidos com solo e em seguida manualmente
compactados. Um detalhe importante observado nessa etapa é a limpeza (fig. 63),
uma vez que os blocos são encaixados a seco e precisam de um ajuste fino, é
necessário manter livre de detritos para o encaixe da fiada seguinte.
Figura 63 - Limpeza da primeira fiada dos blocos compactados
Fonte: Autor
A segunda fiada de blocos é realizada da mesma maneira que a primeira,
seguindo o alinhamento e a inclinação desejada através do dente que o bloco possui
no sua parte inferior do bloco (fig. 64). Uma vez colocado os blocos, o espaço das
cavidades são novamente preenchidos, e manualmente compactados.
Figura 64 - Detalhe do dente no inferior do bloco
Fonte: Autor
Após as duas primeiras fiadas executadas, se dá início ao lançamento e
espalhamento da primeira camada de aterro, onde deve ser feitos até próximo ao
paramento, não mais do que 30 cm de distância do mesmo.
83
O espalhamento do aterro é realizado através de um trator de esteira, onde se
devem ter os mesmos cuidados descritos na execução de espalhamento para os
muros de malhas de aço, além de impedir a passagem das esteiras metálicas, ou
qualquer outro equipamento diretamente sobre as geogrelhas.
A compactação do maciço em areia é realizada através de um rolo liso CA250
de peso igual a 14 ton., sendo sua compactação em camadas de 30 cm acabadas, e
ainda a zona de 1,50 m no tardoz do paramento, é compactada com rolo
compactador de valeta, de peso igual a 1,2 ton. (fig. 65), de forma a evitar
deslizamentos, essa compactação manual é passada 12 vezes nessa área próxima
ao tardoz, quando compactado em solo argiloso, na obra em questão, foi iniciada a
compactação do maciço com argila e após as primeiras camadas, foi optado o uso
de solo arenoso, o qual é compactado junto a face do muro com uma placa
vibratória leve. Já a compactação em argila no centro muro, onde não é composto
geogrelha, esta é executada com o mesmo rolo CA250 de peso 14 ton., porém é
inserida uma capa metálica corrugada. Sua compactação é em camadas de 20 cm
acabadas.
Figura 65 - Compactação com rolo compactador de valeta junto a face do muro em maciço argiloso
Fonte: Autor
Após a conclusão da primeira camada de aterro, é iniciada a colocação das
geogrelhas. Elas são aplicadas em rolos, com largura de 5 metros, sendo que
devem ser colocada uma ao lado da outra, no sentido perpendicular ao muro, ao
longo de todo seu comprimento (fig. 67). Seu comprimento no interior do aterro é
variável, conforme o Tabela 7, sendo que as mesmas são duplas no primeiro 1
metro, para confecção da dobra da conexão.
84
A colocação da geogrelha é realizada manualmente entre os blocos, a cada
60 cm de altura, entretanto a altura dos blocos sendo de 20 cm coloca-se a cada
três fiadas de bloco, após a compactação da anterior. Ainda é colocada sobre os
blocos com seu primeiro 1 metro de dobra da conexão, sendo que e o restante se
mantém enrrolado até que o aterro estiver atingido sua umidade ótima de
compactação (fig. 66).
Após a colocação da geogrelha, e as fiadas de blocos assentadas, uma
madeira é posicionada a uma distância de aproximadamente 15 cm do bloco e então
o espaço entre a madeira e os blocos, assim como as cavidades dentro deles são
preenchido com brita (fig. 66).
Quando completado o preenchimento com brita, as geogrelhas são esticadas
no interior do aterro, fixas com tacos de madeira, para que seja impedida sua
movimentação (fig. 67).
Figura 66 - Preenchimento com brita
Fonte: Autor
Figura 67 - Geogrelha esticada e travada com tacos de madeira
Fonte: autor
85
Caso não ocorra um correto travamento da geogrelha, quando aplicada uma
carga no aterro, ou até mesmo a movimentação das máquinas que no aterro
circulam, pode ocorrer um deslocamento da mesma, perdendo assim uma de suas
funcionalidades que é a resistir à tração, consequentemente podendo levar o muro
ao colapso.
Após a geogrelha esticada, é executada a primeira camada de compactação
com espessura de 20 cm.
Assim o procedimento se repete até o topo do muro.
Ao final de cada dia de trabalho, devem ser tomadas as mesmas precauções
citadas nos muro de malhas de aço.
5.4. PONTOS OBSERVADOS
5.4.1. Com inclusão de malhas de aço
Foi observada uma imprecisão nas dimensões das placas, acarretando assim
problemas de encaixe, juntas desuniformes (fig. 68), consequentemente,
ocasionando uma fuga dos materiais.
Figura 68 – Juntas desuniforme
Fonte: Autor
86
Ainda algumas placas apresentaram problemas estéticos (manchas escuras),
referentes ao uso de material desmoldante inapropriado, conforme observado na
Figura 69.
Figura 69 – Detalhe das placas
Fonte: Autor
Outra questão observada foi quanto ao içamento das placas. Estas deveriam
ser realizadas através de equipamentos apropriados e também através de
chumbadores, os quais não foram inclusos na concretagem das placas. Podemos
observar na Figura 70 estas placas sendo içadas por um equipamento não
adequado e ainda alçadas pelos olhais de ligação, podendo ocasionar fissuras, pois,
esses dispositivos não foram dimensionados para essa finalidade.
Figura 70 – Colocação de placas
Fonte: Autor
87
5.4.2. Com inclusão de geogrelhas
Assim como se sucedeu nas placas, também ocorreu nos blocos problemas
de imprecisões de dimensões, acarretando igualmente dificuldades de encaixe dos
elementos e nivelamento do muro. Em alguns casos foi necessária uma
improvisação (fig. 71) para corrigir esses problemas, sendo a mais comum aplicação
de pedaços de geogrelha entre os blocos, melhorando assim consideravelmente a
precisão.
Figura 71 – Detalhe dos pedaços de geogrelha para nivelamento dos blocos
Fonte: Autor
Observou-se ainda na execução do muro, dificuldade de manter as
geogrelhas esticadas antes da compactação. A técnica adotada pelo executor foi à
utilização de tacos de madeira como fixador desses elementos (fig. 72), não
comprometendo assim a sua resistência a tração.
Figura 72 – Fixação das geogrelhas através de tacos de madeira
Fonte: Autor
88
Percebeu-se também a dificuldade no preenchimento com brita nos blocos e
na faixa de 15 cm junto à face (fig. 73), devido ao sistema frágil de gabarito. Estes
constituídos de longarinas não impedem a movimentação expressiva ocasionando
no desalinhamento.
Figura 73 – Detalhe da madeira guia para colocação da brita
Fonte: Autor
Era previsto em projeto, o desencontro de 1,5 cm em relação ao bloco de
baixo, mas por questão de estética, o cliente pediu que as juntas da fileira superior
se encontrassem no meio do bloco da fiada inferior (fig. 74), ocasionando dificuldade
na colocação das britas nas cavidades dos blocos (fig. 75).
Figura 74 – Detalhe das juntas dos blocos
Fonte: Autor
89
Figura 75 – Cavidade dos blocos sobrepostos
Fonte: Autor
Último ponto observado foi a não previsão de blocos diferenciados para
atender as necessidades de execução. Esses foram supridos através de recorte,
causando assim em perda de desempenho e desperdício de material (fig. 76 e 77).
Figura 76 – Recortagem dos blocos
Fonte: Autor
Figura 77 – Detalhe dos recortes de canto do muro
Fonte: Autor
90
6. CONCLUSÃO
Ambos os métodos apresentaram bons resultados, exibindo suas
peculiaridades, vantagens e desvantagens.
O muro constituído de malhas metálicas apresenta vantagem em relação aos
constituídos de geogrelha referente à maior rapidez de execução, devido a maior
área superficial das placas quando comparados aos blocos pré-moldados de
concreto.
Apesar disso o muro com inclusão de geogrelhas mostra-se mais eficiente em
relação à manutenção comparado com o outro tipo de contenção. Pois, devido a
menor área dos blocos facilita sua substituição, sem grandes intervenções no
sistema como um todo.
Também esses tipos de contenção se mostrou mais prático em quesitos de
execução e fabricação dos elementos de face. Por não possuir acessórios
diferentemente dos muros com inclusão de malhas de aço, que possuem grande
quantidade, se tornam mais simples e diminuindo a probabilidade de falhas.
As malhas metálicas são mais convenientes no sentido de melhor disposição.
Por possuírem maior rigidez, se comportam melhores antes da compactação do
aterro. Apesar disso, elas são mais vulneráveis a ação do tempo, diferentemente
dos materiais poliméricos. Já as geogrelhas por possuir baixa densidade,
apresentam problemas de colocação no maciço. Também devido a carência de
fixação, podem apresentar problemas de deslocamento e desprendimento dos
blocos.
Concluindo, os muros apresentam suas distinções, entretanto seus
fundamentos de execução são os mesmos. Apresentam soluções viáveis, seguras, e
ainda não necessitam de mão de obra extremamente especializada e nem de
grandes equipamentos. No entanto, exigem grande responsabilidade dos
fornecedores de materiais.
91
REFERÊNCIAS
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6323 – Aço ou ferro fundido – Revestimento de zinco por imersão a quente - Especificação. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6152 – Determinação das propriedades mecânicas à tração – Método de ensaio. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6457/86 Amostras de solo - Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6459/84 Solo - Determinação do limite de liquidez. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6509/84 Grão de solos que passam na peneira de 4,8 mm - Determinação da massa específica. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7180/84 Solo - Determinação do limite de plasticidade. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7181/84 - Análise granulométrica. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7182/86 Solo - Ensaio de compactação. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7480 – Aço destinado à construção civil. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9286: Terra armada. Rio de Janeiro: ABNT, 1986. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12824/93 Geotêxteis – Determinação da resistência à tração não-confinada – Ensaio de tração de faixa larga. ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13359/95 Geotêxteis - Determinação da resistência ao puncionamento estático - Ensaio com pistão tipo CBR. ARAÚJO, L. M. A. Mecanismo de interação solo-geossintético – enraios de arranque. Dissertação apresentada à Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil. Aveiro-Pt. 2008.
92
CARVALHO, P. A. Taludes de Rodovias / Orientação para diagnóstico e soluções de seus problemas. DER - Departamento de Estradas de Rodagem do estado de São Paulo - São Paulo. 1991. COMITÊ TÉCNICO GEOTÊXTIL (CTG). Curso Básico de Geotêxteis. 1° Edição. 2001. DNER-ME 28/61 Método expedito de detreminação de teor de umidade de solos pelo fogareiro. DNER-ME 52/94 Solos e agregados miúdos - Determinação da umidade com emprego do "Speedy". DNER-ME 88/64 Determinação da umidade pelo método expedito do álcool.
ERLICH, M., & AZAMBUJA, E. Muros de solo reforçado. SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOSSINTÉTICOS, 4.;, pp. 81-100. São Paulo-SP. 2003. FÉLIX, C. M. S. Comportamento dos muros de terra armada. Dissertação apresentada na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto para obtenção de grau de mestre em estruturas de engenharia civil. Porto- Pt. 1991.
LEITE, G. U. Análise custo-benefício de obras de contenção. 1991. 64f. Trabalho de conclusão de curso (Graduação) em Engenharia Civil – Universidade Federal da Paraíba, João Pessos-PB. MAPARAGEM, A. S. Avaliação da interação solo-fita metálica e poliméricas para solução em terra armada em solos não convencionais. Dissertação apresentada à Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, como parte dos requisitos para obtenção do Título de Mestre em Ciências, Programa de pós graduação em Geotecnia. São Carlos-SP. 2011.
MEDEIROS, A. G. Retroanálise de Uma Estrutura de Contenção do Tipo Estaca Prancha no Distrito Federal. INFOGEO, (pp. 347-352). Belo Horizonte. 2005. OLIVEIRA, G. A. Influência da rigidez do reforço em muros de solo reforçado em modelos físicos. Dissertação submetida ao corpo docente da coordenação dos programas de pós-graduação de engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro como parte de requisito necessário para obtenção do grau de Mestre em Ciências em Engenharia Civil. Rio de Janeiro-RJ. 2006.
SILVA, N. H. Muros de terra armada – verificação da segurança. Dissertação apresentada na Universidade Nova de Lisboa, como parte dos requisitos para obtenção do Título de Mestre em Engenharia Civil – ramo de Estruturas e Geotecnia. Lisboa-Pt. 2012. SOBRINHO, M. J. M. Modelação Numérica do Comportamento de um Muro de Terra Armada da Autoestrada A4. Comparação com os Resultados de
93
Instrumentação. Dissertação apresentada na Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro para obtenção de grau de mestre em engenharia civil. Vila Real-Pt. 2013. TERRA ARMADA, Instruções técnicas para fabricação de escamas para muros terra armada no canteiro de obras. 11p. Rio de Janeiro-RJ. 2009. TERRA ARMADA, Instruções técnicas para montagem de muros terra armada. 21p. Rio de Janeiro-RJ. 2009.
94
ANEXOS
Segue lista de projetos anexos ao trabalho.
Muros com inclusão de malhas de aço
Travessia Urbana de Turuçu – Muro de Terra Armada tipo Greide – Alçados
Desenho n° 10274B Prancha: 1/8
Desenho n° 10275B Prancha: 2/8
Desenho n° 10276B Prancha: 3/8
Desenho n° 10277B Prancha: 4/8
Desenho n° 10278B Prancha: 5/8
Desenho n° 10279D Prancha: 6/8
Desenho n° 10280C Prancha: 7/8
Desenho n° 10281A Prancha: 8/8
Travessia Urbana de Turuçu – Muro de Terra Armada tipo Greide - Preparação de
armaduras e dimens.
Desenho n° 40259B Prancha: 1/5
Desenho n° 40260B Prancha: 2/5
Desenho n° 40262B Prancha: 3/5
Desenho n° 40263B Prancha: 4/5
Desenho n° 40269 Prancha: 5/5
Muros com inclusão de malhas de aço
Muros de Contenção em Terrae – Vista Frontal Acesso à Av. 25 de Julho
Prancha: OC - 35
Muros de Contenção em Terrae – Seções Acesso à Av. 25 de Julho
Prancha: OC - 36
Muros de Contenção em Terrae – Seções Transversais – S300, S660 e S900
Acesso à Av. 25 de Julho
Prancha: OC - 37
