Aterros Sobre Solos Moles
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UNIVESIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
MECÂNICA DOS SOLOS II - PROF: JEAN MARK
ALUNO: JEAN ALMEIDA NASCIMENTO CÓD: 0911207
ATERRO SOBRE SOLOS MOLES
EMPREGO DE GEOSSINTÉTICOS EM GEOTECNIA
SÃO LUÍS – MA
2012
1. INTRODUÇÃO
A presença de solos moles em um terreno onde se pretende executar uma
obra, constitui um desafio para o desenvolvimento do projeto, pois em se tratando de
solos moles tem-se o aparecimento de vários problemas, como baixa resistência à
penetração (compressibilidade), alto índice de vazios, matéria orgânica, onde
geralmente os solos com essa característica apresentam também coesão. Estes são
representados mais constantemente por argilas moles ou areias fofas, sendo que os
ambientes de deposição variam desde fluvial, até costeiro, passando por mangues,
com a ocorrência de argilas orgânicas.
Dentre as inúmeras soluções para enfrentar esse tipo de problema, tem-se o
recente emprego de geossintéticos, que são compostos geralmente por polímeros
(plásticos), sendo que o emprego destes visa a melhoria ou substituição das
propriedades físicas comportamentais do solo.
Nos caso dos aterros sobre solos moles, dependendo do tipo de obra que se
queira executar, os geossintéticos poderão ser de grande utilidade, visando suprir as
deficiências que o solo poderá apresentar.
SUMÁRIO
1. ATERROS SOBRE SOLOS MOLES
1.1 BLOCOS DE ISOPOR
1.2 REMOÇÃO DE SOLO MOLE04
1.3 BERNA
1.4 CONSTRUÇÃO POR ETAPAS
1.5 ATERRO ESTAQUEADO
1.6 PRÉ - CARREGAMENTO
1.7 DRENOS VERTICAIS COM SOBRECARGA
1.8 GEODRENOS E SOBRECARGA TEMPORÁRIA
1.9 EMOUXO LATERAL NA ESTACA
1.10 CPR (CONSOLIDAÇÃO PROFUNDA RADIAL)
2. EMPREGO DE GEOSSINTÉTICOS EM GEOTECNIA
2.1 GEOTÊXTEIS
2.2 GEOCÉLULAS
2.3 GEOGRELHAS
2.4 GEOMANTOS
2.5 GEODRENOS
2.6 GEOESPAÇADORES
2.7 GEOMEMBRANAS
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
2. ATERROS SOBRE SOLOS MOLES
Para execução de obras de engenharia do ponto de vista geotécnico os
principais problemas encontrados logo após a execução do serviço de aterro sobre
solos moles, se resumem em saber que recalque esse solo vai ter ao longo do tempo
e a estabilidade do aterro logo após a construção.
Dependendo do tipo de obra que se queira executar, foram desenvolvidas ao
longo dos anos diversas técnicas para realizar este procedimento:
2.1 BLOCOS DE EPS (ISOPOR)
É largamente utilizada nos Estados Unidos e Europa, mas no Brasil a sua
utilização ainda é pouco conhecida, visa a solução para o encabeçamentos de pontes
e viadutos, em obras de rodovias, bem como para a estabilização de locais com solos
moles, o seu uso na estrutura resolve dificuldades com solos moles, substituindo o
tradicional aterramento, e serve como base para receber o asfalto, evitando recalques
na pista, comuns quando utilizado a terra neste tipo de solo. O bloco tem a vantagem
de apresentar o peso específico muito baixo 1 a 1,5KN/m³.
EX: Duplicação da BR 101 - Paraíba
Blocos de EPS (Isopor®) foram utilizados em substituição ao solo compactado na duplicação da Rodovia BR 101, na cabeceira da ponte sobre o rio Preto, no estado da Paraíba. Foram usados 7.000 m³ de EPS em blocos com dimensões de 4 metros de comprimento, por 1,25 m de largura e 1 m de altura, fornecidos pela Knauf Isopor, unidade Cabo de Santo
Agostinho (PE). Esta é a primeira obra em estradas da região que utiliza o conceito de aterro ultraleve, com aplicação de isopor em solos moles.
Esquema em corte do emprego do bloco de EPS (isopor):
2.2 REMOÇÃO DE SOLO MOLE
Em alguns casos para obras rodoviárias, a remoção de solo mole e
substituição por material granular pode se levada em conta, entretanto de acordo com
o DNIT esta só deve ser considerada para depósitos poucos expessos, comprimento
inferior a 200m e espessura de solo mole inferior a 3m. Além disso, só deve ser
considerada quando a camada for totalmente substituída. A técnica é considerada
eficaz, rápida, onerosa e pode ter grande impacto ambiental.
2.3 BERMA
As bermas de equilíbrio podem ser empregadas para estabilizar e suavizar a
inclinação média da talude de um aterro, levando a um fator de segurança contra
ruptura.
2.4 CONSTRUÇÃO POR ETAPAS
A técnica implica subdivir a altura de aterro em duas ou três etapas. A primeira
é construída aquém da altura, para que seja estável, seguindo-se um período de
repouso para que o processo de consolidação dissipe parte das poropressões e o solo
mole ganhe resistência. Após certo tempo, quando o ganho de resistência chegar aos
níveis estabelecidos no projeto e que garantam estabilidade, uma segunda etapa do
aterro pode ser executada.
2.5 ATERRO ESTAQUEADO
Esta solução pode transferir a carga do aterro diretamente a um substrato mais
resistente, aliviando a camada mola e evitando os recalques. Consiste em empregar
um conjunto de estacas, geral pré-moldadas de concreto armado ou madeira tratada
dispostas em malha quadrada. As estacas são projetadas para transferir toda a carga
do aterro para as camadas mais resistentes do terreno.
Sobre a cabeça de cada estaca executa-se uma pequena laje denominada
capitel, com dimensões, em geral, de 1m x 1m ou 1,5m x 1,5m. Uma camada de
trabalho granular e compactada é executada sobre os capitéis para melhor distribuir as
cargas. O aterro compactado é executado em seguida de maneira convencinal. A
técnica é considerada rápida e reduz bastante o recalque.
2.6 PRÉ – CARREGAMENTO
Sobre o solo é aplicada uma sobrecarga temporária, em geral da ordem de 25
a 30% do peso do aterro para acelerar os recalques. O tempo de permanência da
sobrecarga é determinado por estudos de adensamento e posteriormente verificado no
campo através de instrumentação para observação de recalques e poropressões. Esta
alternativa pode ser eficaz em solos silto – arenosos, mas é pouco eficaz em solos
argilosos de baixa permeabilidade, especialmente se a espessura da camada mole for
grande. Nesse caso, esta alternativa só é eficaz se combinada com o uso de drenos
ou geodrenos.
2.7 DRENOS VERTICAIS COM SOBRECARGA
Sobre o solo mole é possível a colocação de um geossintético, capaz de
auxiliar o solo no processo de drenagem, aumentando sua resistência a compressão.
Com essa técnica tem-se uma estabilização do recalque mais rápida do que a do
aterro convencional.
2.8 GEODRENOS E SOBRECARGA TEMPORÁRIA
No caso de obras rodoviárias emprega-se geodrenos com 100mm de largura e
3 a 5mm de espessura e grande comprimento. São cravados verticalmente no terreno,
dispostos em malha, de forma a permitir a drenagem e acelerar os recalques. Os
geodrenos são a alternativa técnica e econômica que substituem os antigos drenos de
areia.
2.9 EMPUXO LATERAL NAS ESTACAS
A construção de um aterro sobre uma camada mole provoca deslocamentos
laterais no solo. Uma estaca situada dentro deste campo de deslocamentos sofrerá
um carregamento lateral devido aos deslocamentos de massa de solo.
2.10 CPR (CONSOLIDAÇÃO PROFUNDA DO SOLO)
A técnica atua em todas as camadas do solo, e consiste em na
cravação de bulbos de geougrout e geodrenos que produzem tensões de deformações
radiais, e vão dando ao solo mole um super adensamento.
3. EMPREGO DE GEOSSINTÉTICOS EM GEOTECNIA
Os geossintéticos são constituídos por uma grande variedade de materiais e
formas, estes podem suprir o papel do material natural, repleto de restrições
ambientais, em obras de drenagem, barreira de impermeabilização, reforço de
encostas e barragens, rodovias, etc.
De acordo com o processo de fabricação os geossintéticos podem ser
classificados em:
3.1 GEOTÊXTEIS
São mantas contínuas de fibras ou filamentos, tecidos, não tecidos, tricotados
ou costurados. São usados para separação dos solos, proteção, filtração,
drenagem, reforço e controle de erosões.
3.2 GEOCÉLULAS
São arranjos tridimensionais relativamente espessos, constituídos por tiras
poliméricas. As tiras são soldadas para formar células interconectadas que são
preenchidas com solo e, às vezes, concreto.
3.3 GEOGRELHAS
Possuem estrutura em forma de grelha, com malha retangular ou quadrada
e seu uso é predominantemente estrutural como reforço
de estruturas de solo. As geogrelhas possuem elementos com grande
resistência à tração
Ex: Av. IV Centenário, São Luís – MA, abril de 2012
Cabeçeira de uma das pontes, sendo reforçada com geogrelha
3.4 GEOMANTAS
Possuem estrutura tridimensional, ou seja, a espessura é relativamente
grande, diferentemente dos geotêxteis e apresentam cerca de 90% de vazios
em seu volume. A sua principal aplicação é a proteção superficial
do solo contra a erosão
3.5 GEODRENOS
É um tipo especial de geocomposto constituído por um
núcleo drenante envolvido por um geotêxtil com função de filtro. O seu formato
lembra o de uma mangueira de incêndio. A forma mais comum de aplicação é
como dreno vertical sendo aplicado por equipamento semelhante a uma
perfuratriz de solos, com a intenção de fazer o rebaixamento do lençois
freáticos e o adensamento de solos moles.
3.6 GEOESPAÇADORES
Possuem estrutura tridimencional com grande volume de vazios. Sua
principal aplicação é em drenagem, pois consegue propiciar grandes vazões
apesar da pequena seção transversal. É comum seu uso em conjunto com
outros geossintéticos formando os geocompostos.
3.7 GEOMEMBRANAS
Apresentam excelente performance quando utilizada
como revestimento impermeabilizante. Os tipos mais encontrados são as de
polietileno de alta densidade – PEAD e as de policloreto de vinila – PVC.
As geomembranas são muito utilizadas em canais,barragens, aterros
sanitários, lagoas de rejeito de mineradoras, entre outras.
4.0 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Para a execução de obras em locais com solos moles é fundamental ser
realizado estudos e ensaios acerca dos mesmos, a fim de se conhecer as suas
propriedades, e suas condições de adensamento para se possível se prever
prever no futuro os possíveis recalques, entretanto os resultados de tais
estudos podem indicar até mesmo a impossibilidade de se edificar sobre o
terreno sendo necessário a utilização dos mais variados tipos de geossintéticos
como os já citados acima.
No Brasil ainda tem-se como solução mais comum para aterros moles o
emprego de drenos verticais com sobrecarga, aterros reforçados, aterros
construídos por etapa, sendo que técnicas como o uso de blocos de EPS e
aterros sobre estacas são consideradas técnicas em ascensão no país.
5.0 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
<http://engenheirarusf.blogspot.com.br/2011/04/na-duplicacao-da-br-101-foi-utilizado-o.html> , acessado em 02/08/12
<http://www1.dnit.gov.br/anexo/Anexo/Anexo_edital0004_02-00_0.pdf>, acessado em
02/08/12
<http://www.abms.com.br/home/temas/geossinteticos/indice>
<http://www.abms.com.br/home/temas/geossinteticos/indice/72-brasil-se-prepara-para-receber-evento-mundial-de-geossinteticos>, acessado em 02/08/12
<http://www.bidim.com.br/Mod_03/ProdutosA.asp>, acessado em 02/03/12
<http://pt.wikipedia.org/wiki/Geossint%C3%A9tico>, acessado em 02/08/12