Post on 04-Aug-2015
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
ESCOLA DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES E GEOTECNIA
MECANICA DOS SOLOS II
“ESTABILIDADE DE TALUDES”
Bárbara Ribeiro Alves Abreu
Eder Ribeiro Rosa
Janaina Aguiar Park
Marcos Vinicius Rezende Amaral
Pedro Henrique Souto Correa da Costa
Wagner Fernando Dias
Belo Horizonte
2010
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG2
07 de julho de 2010
Bárbara Ribeiro Alves Abreu
Eder Ribeiro Rosa
Janaina Aguiar Park
Marcos Vinicius Rezende Amaral
Pedro Henrique Souto Correa da Costa
Wagner Fernando Dias
ESTABILIDADE DE TALUDES:
Métodos de Análise
Análise paramétrica utilizando o GeoSlope
Tipos de obras e ações utilizadas
Diagnóstico de uma situação real
Professor: Lúcio Villar
Turma: B
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG6
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS..........................................................................................................................................VIII
LISTA DE TABELAS............................................................................................................................................X
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS..................................................................................XI
1 MÉTODOS DE ANÁLISE...........................................................................................................................1
1.1 MÉTODO DE MORGENSTERN E PRICE......................................................................................................11.2 MÉTODO BISHOP......................................................................................................................................21.3 MÉTODO DE SPENCER..............................................................................................................................21.4 MÉTODO DE JANBU..................................................................................................................................31.5 MÉTODO DE FELLENIUS...........................................................................................................................4
2 ANÁLISE PARAMÉTRICA UTILIZANDO O GEOSLOPE..................................................................5
2.1 TABELA COM OS VALORES TÍPICOS DE DENSIDADE E PARÂMETROS DE RESISTÊNCIA.............................52.2 COMPARAÇÃO DA VARIAÇÃO DO FATOR DE SEGURANÇA PARA DIFERENTES MÉTODOS.........................52.3 GRÁFICO COMPARATIVO ENTRE OS FATORES DE SEGURANÇA.................................................................62.4 FIXANDO A GEOMETRIA E INVESTIGANDO A VARIAÇÃO DO FS...............................................................7
2.5 FIXANDO A DENSIDADE E OS PARÂMETROS DE RESISTÊNCIA DO SOLO E VERIFICANDO A INFLUÊNCIA DA GEOMETRIA NA VARIAÇÃO DO FS.................................................................................................................132.6 INFLUÊNCIA DE CAMADAS COM RESISTÊNCIAS DIFERENTES AO LONGO DO PERFIL DO TALUDE...........172.7 COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS...........................................................................................................202.8 COMPARAÇÃO ENTRE AS ANÁLISES.......................................................................................................212.9 CONCLUSÃO...........................................................................................................................................22
3 TIPOS DE OBRAS E AÇÕES UTILIZADAS NA ESTABILIZAÇÃO DE ENCOSTAS...................23
3.1 SOLUÇÕES PARA ESTABILIZAÇÃO DE ENCOSTAS....................................................................................233.1.1 Retaludamento..............................................................................................................................233.1.2 Proteção Superficial.....................................................................................................................243.1.3 Estruturas de Alvenaria ou Concreto...........................................................................................273.1.4 Estabilização de blocos................................................................................................................29
3.2 PROJETOS DE DRENAGEM DE ENCOSTAS................................................................................................29
4 DIAGNÓSTICO DE UMA SITUAÇÃO REAL.......................................................................................34
4.1 CONTEXTUALIZAÇÃO.............................................................................................................................344.2 TIPO LITOLÓGICO PREDOMINANTE NA REGIÃO......................................................................................364.3 PRECIPITAÇÃO MÉDIA DA REGIÃO..........................................................................................................384.4 FOTOS DO GRUPO NO LOCAL..................................................................................................................404.5 POSSÍVEIS CAUSAS E INDÍCIOS DE INSTABILIZAÇÃO..............................................................................414.6 PLANILHA DE LAUDO TÉCNICO................................................................................................................14.7 SOLUÇÃO PROPOSTA PELO GRUPO...........................................................................................................1
5 REFERÊNCIAS..............................................................................................................................................5
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMGvii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Esforços considerados em uma fatia pelo Método de Morgenstern e Price..............1Figura 2 - Esforços considerados pelo Método Bishop..............................................................2Figura 3 - Esforços considerados em uma fatia pelo Método de Spencer..................................3Figura 4 – Esforços considerados em uma fatia pelo Método de Janbu.....................................3Figura 5 - Esforços considerados pelo Método de Fellenius......................................................4Figura 6- Talude de Argila Arenosa. Fonte: GeoSlope..............................................................5Figura 7 – Gráfico comparativo entre os fatores de segurança...................................................6Figura 8 - Talude modelado no GeoSlope com Φ = 25°............................................................7Figura 9 - Talude modelado no GeoSlope com Φ = 17,25°.......................................................7Figura 10 - Talude modelado no GeoSlope com Φ = 15°..........................................................8Figura 11 – Talude modelado no GeoSlope com Φ = 10°..........................................................8Figura 12 - Talude modelado no GeoSlope com c = 0 kPa........................................................9Figura 13 - Talude modelado no GeoSlope com c = 17,00 kPa...............................................10Figura 14 - Talude modelado no GeoSlope com c = 20,00 kPa...............................................10Figura 15 - Talude modelado no GeoSlope com c = 30,00 kPa...............................................11Figura 16 - Talude modelado no GeoSlope com y = 16,7 kN/m³.............................................11Figura 17 - Talude modelado no GeoSlope com y = 17,25 kN/m³...........................................12Figura 18 - Talude modelado no GeoSlope com y = 17,25 kN/m³...........................................12Figura 19 - Talude modelado no GeoSlope com y = 18,00 kN/m³...........................................13Figura 20 - Talude modelado no GeoSlope com i = 37,9%......................................................13Figura 21- Talude modelado no GeoSlope com i = 35,0%.......................................................14Figura 22 - Talude modelado no GeoSlope com i = 45,0%......................................................14Figura 23 - Talude modelado no GeoSlope com i = 51,8%......................................................15Figura 24- Talude modelado no GeoSlope com h=15m...........................................................15Figura 25 - Talude modelado no GeoSlope com h=16m..........................................................16Figura 26 - Talude modelado no GeoSlope com h=13m..........................................................16Figura 27 - Talude modelado no GeoSlope com h=12m..........................................................17Figura 28 - Talude 1 com camadas diferentes. Fonte: GeoSlope.............................................17Figura 29 - Talude 2 com camadas diferentes. Fonte: GeoSlope.............................................18Figura 30 - Talude 3 com camadas diferentes. Fonte: GeoSlope.............................................18Figura 31 - Talude 4 com camadas diferentes. Fonte: GeoSlope.............................................19Figura 32 - Taludes de corte, situado na Avenida Cristiano Machado. Obra da Linha Verde. 23Figura 33 - Talude de aterro situado na Mina de Brucutu, próxima a Barão de Cocais...........24Figura 34 - Proteção e revestimento de talude com materiais naturais – Mina de Conceição - Itabira........................................................................................................................................25Figura 35 – Revestimento com cimentado - MG-020..............................................................26Figura 36 - Geossintético preenchidos com solo para contenção de talude sobre o Ribeirão do Onça..........................................................................................................................................26Figura 37 - Muro de arrimo na Avenida das Indústrias - Santa Luzia......................................27Figura 38 - Muro de Solo-Pneu na Avenida das Indústrias em Santa Luzia............................27Figura 39 - Gabiões para contenção de talude sobre o Ribeirão do Onça. MG-020, estrada Belo Horizonte-Santa Luzia, Bairro Monte Azul.....................................................................28Figura 40 - Contenção em terra armada – Estação Primeiro de Maio......................................28Figura 41 – Contenção utilizando tela metálica – MG-020......................................................29Figura 42 - Barbacãs em talude da MG-020, estrada Belo Horizonte-Santa Luzia..................29
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMGviii
Figura 43 - Dissipador de energia. Avenida Cristiano Machado em frente ao Minas Shopping....................................................................................................................................................30Figura 44 - Caixas de passagem em talude na Avenida Cristiano Machado em frente ao Minas Shopping...................................................................................................................................31Figura 45 - Canaletas de pé de talude. MG-020, estrada Belo Horizonte-Santa Luzia............32Figura 46 - Canaleta de crista. Talude na Avenida Cristiano Machado em frente ao Minas Shopping...................................................................................................................................32Figura 47 - Bueiros de greide. Drenagem de águas provenientes de talude localizado na MG-020 Bairro Monte Azul.............................................................................................................33Figura 48 - Localização do Talude, do prédio construído e da região de mineração. Fonte: Google Earth.............................................................................................................................34Figura 49 - Foto aérea da região em 31.05.08. Fonte: Google Earth........................................35Figura 50 - Foto aérea da região em 14.06.09. Fonte: Google Earth........................................36Figura 51 - Mapa Geológico de Belo Horizonte. Fonte: Plano diretor de BH.........................37Figura 52 - Gráfico das precipitações médias mensais e precipitações máximas em 24 horas em Belo Horizonte no período de 1961 a 1990........................................................................39Figura 53 - Grupo na região onde houve o deslizamento do talude.........................................40Figura 54 - Foto do grupo próximo ao Muro de Arrimo em fase de contrução e próximo à região de mineração..................................................................................................................40Figura 55 - Talude instável, próximo ao prédio construído pela WTorre para a Vale.............41Figura 56 - Crista do talude, onde já ocorreu um escorregamento...........................................42Figura 57 - Trinca encontrada na crista do talude.....................................................................42Figura 58 - Trinca encontrada na parte inferior da calha de crista do talude............................43Figura 59 - BSTC que corta o Talude estudado........................................................................43Figura 60 - Planilha de Laudo Técnico.......................................................................................1Figura 61 - Desenhos esquemáticos da solução proposta pelo grupo.........................................1Figura 62 - Exemplo de Cortina Atirantada................................................................................2Figura 63 - Perfil de solo grampeado..........................................................................................3Figura 64 - Perfil típico de um barbacan....................................................................................3Figura 65 - Execução de solo grampeado...................................................................................4Figura 66 - Solo grampeado........................................................................................................4
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1 LISTA DE TABELAS
Tabela 1- Valores típicos de parâmetros de resistência dos solos mais comuns.................5Tabela 2- Comparação do F.S de 4 métodos de análise.............................................................6Tabela 3 - F.S de 4 métodos de análise para Φ = 25°.................................................................7Tabela 4 - F.S de 4 métodos de análise para Φ = 17,25°............................................................8Tabela 5 - F.S de 4 métodos de análise para Φ = 15°.................................................................8Tabela 6 - F.S de 4 métodos de análise para Φ = 10°.................................................................9Tabela 7 - F.S de 4 métodos de análise para c = 0 kPa...............................................................9Tabela 8 - F.S de 4 métodos de análise para c = 17,00 kPa......................................................10Tabela 9 - F.S de 4 métodos de análise para c = 20,00 kPa......................................................10Tabela 10 - F.S de 4 métodos de análise para c = 30,00 kPa....................................................11Tabela 11 - F.S de 4 métodos de análise para y = 16,70 kN/m3...............................................12Tabela 12 - F.S de 4 métodos de análise para y = 17,25 kN/m3...............................................12Tabela 13 - F.S de 4 métodos de análise para y = 17,50 kN/m3...............................................13Tabela 14 - F.S de 4 métodos de análise para y = 18,00 kN/m3...............................................13Tabela 15- F.S de 4 métodos de análise para i = 37,9%...........................................................14Tabela 16 - F.S de 4 métodos de análise para i = 35,0%..........................................................14Tabela 17 - F.S de 4 métodos de análise para i = 45,0%..........................................................14Tabela 18 - F.S de 4 métodos de análise para i = 51,8%..........................................................15Tabela 19 - F.S de 4 métodos de análise para h = 15m............................................................15Tabela 20 - F.S de 4 métodos de análise para h = 16m............................................................16Tabela 21 - F.S de 4 métodos de análise para h = 13m............................................................16Tabela 22 - F.S de 4 métodos de análise para h = 12m............................................................17Tabela 23- F.S de 4 métodos de análise para Talude 1 com camadas diferentes.....................17Tabela 24- F.S de 4 métodos de análise para Talude 2 com camadas diferentes.....................18Tabela 25- F.S de 4 métodos de análise para Talude 3 com camadas diferentes.....................19Tabela 26- F.S de 4 métodos de análise para Talude 4 com camadas diferentes.....................19Tabela 27 - Tabela comparativa de todos os resultados...........................................................20
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMGx
2 LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS
FS – Fator de Segurançac – Intercepto de coesãoΦ – Ângulo de atrito do soloi – Ângulo de inclinação do taludeh – Altura do taludey – Peso específico do solo
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMGxi
1 MÉTODOS DE ANÁLISE
Neste trabalho serão apresentados cinco métodos para cálculo de estabilidade de taludes
aplicados à análise de escorregamentos. Foram escolhidos métodos determinísticos que
utilizem de fatias, sendo que, para cada método foram citadas pelo menos três das principais
hipóteses que eles fazem. Além disso, é feita a identificação de quais métodos consideram o
equilíbrio de força e quais consideram o equilíbrio de momentos.
1.1 Método de Morgenstern e Price
Considera a superfície não circular, com as poropressões também nas laterais das fatias além
dos esforços laterais. A relação entre os esforços laterais verticais e horizontais é dada por
uma função. Faz-se o equilíbrio de forças nas direções normal e tangencial à base de cada
fatia bem como o equilíbrio de momentos com relação também à base. Por iteração encontra-
se o FS.
É um método rigoroso e complexo que resolve o equilíbrio geral do sistema, para tanto, exige
cálculos (realizados por interações) com o computador. Este método é recomendado para
projetos que requerem análises mais detalhadas (retroanálises).
Figura 1 - Esforços considerados em uma fatia pelo Método de Morgenstern e Price.
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG1
1.2 Método Bishop
Supõe-se que a ação das forças laterais atuantes em cada fatia são anuladas. São considerados
os efeitos dos empuxos e cisalhamento ao longo das faces laterais das fatias e analisa-se o
equilíbrio dos momentos resistentes e atuantes e equilíbrio das forças que agem em cada
lamela. Serve apenas para rotula circular e aplicável a taludes em solos homogêneos,
heterogêneos ou estratificados. Requer a aplicação de interações, até que o valor do fator de
segurança admitido convirja com o que é calculado.
Figura 2 - Esforços considerados pelo Método Bishop
1.3 Método de Spencer
O método de Spencer foi desenvolvido inicialmente para superfícies de ruptura de formas
circulares, e depois adaptado para superfícies de deslizamento com formas irregulares. O
estado de deformação plana é comum a todos. A resultante das forças laterais passa pelo
ponto médio da base, onde atuam as demais forças. O FS pode ser encontrado por
convergência utilizando equações derivadas do equilíbrio das forças laterais e dos momentos
atuantes em cada fatia.
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG2
Figura 3 - Esforços considerados em uma fatia pelo Método de Spencer
1.4 Método de Janbu
O método considera superfície não circular e admite estado de deformação plana comum a
todos. A resultante dos esforços normais à base passa pelo ponto médio da base, onde atuam
os demais esforços. Considera esforços laterais e a posição dos esforços laterais horizontais é
conhecida. O equilíbrio realizado para encontrar o FS é o de forças.
Figura 4 – Esforços considerados em uma fatia pelo Método de Janbu
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG3
1.5 Método de Fellenius
Esse método admite uma superfície de ruptura circular e o fator de segurança do talude é
calculado unicamente através de equilíbrio de momentos, não levando em consideração as
forças tangenciais e normais às paredes das fatias.
Desprezando as forças nas laterais das fatias, considerando que a componente sísmica é nula,
aplicando o equilíbrio de momentos em relação ao centro do círculo de ruptura, e o equilíbrio
de forças na direção perpendicular à superfície de ruptura pode-se determinar o fator de
segurança.
Figura 5 - Esforços considerados pelo Método de Fellenius
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG4
2 ANÁLISE PARAMÉTRICA UTILIZANDO O GEOSLOPE
2.1 Tabela com os valores típicos de densidade e parâmetros de resistência
Tabela 1- Valores típicos de parâmetros de resistência dos solos mais comunsFonte: Fundamentos de Engenharia Geotécnica, Braja M. Das
Tipo de Solo y (kN/m³) c (KPa) Φ (º)
Areia 16,70 0 25,00
Argila Arenosa 17,00 15,00 20,00
Silte 17,25 17,00 17,25
Areia Argilosa 17,50 20,00 15,00
Argila 18,00 30,00 10,00
2.2 Comparação da variação do fator de segurança para diferentes métodos
Foram fixados a geometria (altura e inclinação), a densidade do solo (y) e parâmetros de
resistência (c e Φ) baseados na tabela 1. A figura a seguir representa um talude de argila
arenosa analisado no programa GeoSlope por 4 métodos apresentados anteriormente neste
trabalho. Em seguida, uma tabela comparando os fatores de segurança encontrados.
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG5
Argila Arenosa
1.082
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 6- Talude de Argila Arenosa. Fonte: GeoSlope.
Tabela 2- Comparação do F.S de 4 métodos de análise
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 1.051 1.085 1.082 1.040
2.3 Gráfico comparativo entre os fatores de segurança
Através do gráfico 1, pode-se perceber que Janbu e Fellenius avaliaram fatores de segurança
próximos e menores por não considerarem forças horizontais que atuam nas fatias. Já os
outros dois métodos, Morgenstern-Price e Bishop, obtiveram valores maiores e mais
próximos entre si por exatamente utilizarem forças horizontais para o equilíbrio da fatia do
talude.
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG6
Figura 7 – Gráfico comparativo entre os fatores de segurança
2.4 Fixando a geometria e investigando a variação do FS
2.4.1 Variação do FS mantendo o valor do intercepto de coesão constante e variando o
valor de (Φ):
Φ = 25°
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG
1 Fellenius
2 Bishop
3 Morgerstern-Price
4 Janbu
7
Argila Arenosa
1.243
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 8 - Talude modelado no GeoSlope com Φ = 25°.
Tabela 3 - F.S de 4 métodos de análise para Φ = 25°
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 1.202 1.248 1.243 1.109
Φ = 17,25°
Argila Arenosa
0.998
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 9 - Talude modelado no GeoSlope com Φ = 17,25°.Tabela 4 - F.S de 4 métodos de análise para Φ = 17,25°
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 0.972 1.000 0.998 0.962
Φ = 15°
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG8
Argila Arenosa
0.925
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 10 - Talude modelado no GeoSlope com Φ = 15°.
Tabela 5 - F.S de 4 métodos de análise para Φ = 15°
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 0.884 0.928 0.925 0.874
Φ = 10°
Argila Arenosa
0.759
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 11 – Talude modelado no GeoSlope com Φ = 10°.
Tabela 6 - F.S de 4 métodos de análise para Φ = 10°
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 0.735 0.760 0.759 0.729
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG9
2.4.2 Variação do FS mantendo o valor de (Φ) constante, e variando o valor do
intercepto de coesão (c):
c = 0 kPa
Argila Arenosa
0.418
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 12 - Talude modelado no GeoSlope com c = 0 kPa.
Tabela 7 - F.S de 4 métodos de análise para c = 0 kPa
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 0.416 0.421 0.418 0.416
c = 17,00 kPa
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG10
Argila Arenosa
1.150
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 13 - Talude modelado no GeoSlope com c = 17,00 kPa.
Tabela 8 - F.S de 4 métodos de análise para c = 17,00 kPa
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 1.119 1.153 1.150 1.108
c = 20,00 kPa
Argila Arenosa
1.245
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 14 - Talude modelado no GeoSlope com c = 20,00 kPa.
Tabela 9 - F.S de 4 métodos de análise para c = 20,00 kPa
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 1.195 1.249 1.245 1.181
c = 30,00 kPa
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG11
Argila Arenosa
1.538
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 15 - Talude modelado no GeoSlope com c = 30,00 kPa.
Tabela 10 - F.S de 4 métodos de análise para c = 30,00 kPa
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 1.489 1.541 1.538 1.481
2.4.3 Variação do FS mantendo os parâmetros de resistência e a geometria constantes
e variando o valor da densidade do solo (y):
y = 16,7 kN/m³
Argila Arenosa
1.091
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 16 - Talude modelado no GeoSlope com y = 16,7 kN/m³.
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG12
Tabela 11 - F.S de 4 métodos de análise para y = 16,70 kN/m3
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 1.060 1.094 1.091 1.049
y = 17,25 kN/m³
Argila Arenosa
1.074
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 17 - Talude modelado no GeoSlope com y = 17,25 kN/m³.
Tabela 12 - F.S de 4 métodos de análise para y = 17,25 kN/m3
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 1.043 1.078 1.074 1.033
y = 17,50 kN/m³
Argila Arenosa
1.067
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 18 - Talude modelado no GeoSlope com y = 17,25 kN/m³.Tabela 13 - F.S de 4 métodos de análise para y = 17,50 kN/m3
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG13
Argila Arenosa (F.S) 1.036 1.071 1.067 1.026
y = 18,00 kN/m³
Argila Arenosa
1.054
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 19 - Talude modelado no GeoSlope com y = 18,00 kN/m³.
Tabela 14 - F.S de 4 métodos de análise para y = 18,00 kN/m3
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 1.022 1.057 1.054 1.012
2.5 Fixando a densidade e os parâmetros de resistência do solo e verificando a influência da geometria na variação do FS
2.5.1 Variando o ângulo de inclinação (i), com altura constante:
i = 37,9%
Argila Arenosa
1.166
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 20 - Talude modelado no GeoSlope com i = 37,9%
Tabela 15- F.S de 4 métodos de análise para i = 37,9%.
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG14
Argila Arenosa (F.S) 1.103 1.171 1.166 1.083
i = 35,0%
Argila Arenosa
1.244
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 21- Talude modelado no GeoSlope com i = 35,0%
Tabela 16 - F.S de 4 métodos de análise para i = 35,0%.
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 1.167 1.249 1.244 1.147
i = 45,0%
Argila Arenosa
1.116
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 22 - Talude modelado no GeoSlope com i = 45,0%
Tabela 17 - F.S de 4 métodos de análise para i = 45,0%.
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 1.044 1.120 1.116 1.035
i = 51,8%
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG15
Argila Arenosa
0.947
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32E
leva
tion
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 23 - Talude modelado no GeoSlope com i = 51,8%.
Tabela 18 - F.S de 4 métodos de análise para i = 51,8%.
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 0.908 0.948 0.947 0.917
2.5.2 Variando a altura (h), com inclinação constante:
h = 15m
Argila Arenosa
1.012
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 24- Talude modelado no GeoSlope com h=15m.
Tabela 19 - F.S de 4 métodos de análise para h = 15m.
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 0.985 1.016 1.012 0.976
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG16
h = 16m
Argila Arenosa
0.986
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 25 - Talude modelado no GeoSlope com h=16m.
Tabela 20 - F.S de 4 métodos de análise para h = 16m.
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 0.941 0.991 0.986 0.934
h = 13m
Argila Arenosa
1.085
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 26 - Talude modelado no GeoSlope com h=13m.
Tabela 21 - F.S de 4 métodos de análise para h = 13m.
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 1.054 1.088 1.085 1.045
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG17
h = 12m
Argila Arenosa
1.131
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 27 - Talude modelado no GeoSlope com h=12m.
Tabela 22 - F.S de 4 métodos de análise para h = 12m.
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Argila Arenosa (F.S) 1.101 1.134 1.131 1.091
2.6 Influência de camadas com resistências diferentes ao longo do perfil do talude
Talude 1
Topo do Talude
Fundação
Meio talude (2)
0.906
Areia
Argila Arenosa
Argila
16,7 kN/m³
17,0 kN/m³
18,0 kN/m³
0 KPa
15 KPa
30 KPa
25º
20º
10º
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 28 - Talude 1 com camadas diferentes. Fonte: GeoSlope.
Tabela 23- F.S de 4 métodos de análise para Talude 1 com camadas diferentes.
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Areia /Argila Arenosa /Argila
(F.S)
0.848 0.928 0.906 0.841
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG18
Talude 2
Topo do Talude
Fundação
Meio talude (2)
1.126
Areia16,7 kN/m³0 KPa25º
Argila Arenosa17,00 kN/m³15 KPa20º
Argila18,00 kN/m³30 KPa10º
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 29 - Talude 2 com camadas diferentes. Fonte: GeoSlope.
Tabela 24- F.S de 4 métodos de análise para Talude 2 com camadas diferentes.
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price JanbuAreia /Argila Arenosa /Argila
(F.S)
1.119 1.127 1.126 1.132
Talude 3
Topo do Talude
Fundação
Meio talude (2)
0.961
Areia16,7 kN/m³0 KPa25º
Argila18,00 kN/m³30,00 KPa10º
Argila Arenosa17,00 kN/m³15 KPa20º
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 30 - Talude 3 com camadas diferentes. Fonte: GeoSlope.
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG19
Tabela 25- F.S de 4 métodos de análise para Talude 3 com camadas diferentes.
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Areia /Argila Arenosa /Argila
(F.S)
0.924 0.952 0.961 0.908
Talude 4
Topo do Talude
Fundação
Meio talude (2)
1.012
Argila Arenosa17,00 kN/m³15 KPa20º
Areia16,7 kN/m³0,00 KPa25º
Argila18,00 kN/m³30,00 KPa10º
Distance
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ele
vatio
n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Figura 31 - Talude 4 com camadas diferentes. Fonte: GeoSlope.
Tabela 26- F.S de 4 métodos de análise para Talude 4 com camadas diferentes.
Tipo de Solo Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Areia /Argila Arenosa /Argila
(F.S)
1.033 1.040 1.012 1.070
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG20
2.7 Comparação dos resultados
Tabela 27 - Tabela comparativa de todos os resultadosParâmetros variável Fellenius Bishop Morgerstern-Price Janbu
Valores Iniciais
y=17,00 kN/m³; c=15,00kPa; Φ=20
º; i=41,2%; h=14m1.051 1.085 1.082 1.040
Variando o valor de (Φ)
25 º 1.202 1.248 1.243 1.109
17,25º 0.972 1.000 0.998 0.962
15º 0.884 0.928 0.925 0.874
10º 0.735 0.760 0.759 0.729
Variando o valor do intercepto de coesão (c)
0 kPa 0.416 0.421 0.418 0.416
17,00 kPa 1.119 1.153 1.150 1.108
20,00 kPa 1.195 1.249 1.245 1.181
30,00 kPa 1.489 1.541 1.538 1.481
Variando o valor da densidade do solo (y)
16,70 kN/m3 1.060 1.094 1.091 1.049
17,25 kN/m3 1.043 1.078 1.074 1.033
17,50 kN/m3 1.036 1.071 1.067 1.026
18,00 kN/m3 1.022 1.057 1.054 1.012
Variando a inclinação (i)
37,9 % 1.103 1.171 1.166 1.083
35,0 % 1.167 1.249 1.244 1.147
45,0 % 1.044 1.120 1.116 1.035
51,8 % 0.908 0.948 0.947 0.917
Variando a altura (h)
15 m 0.985 1.016 1.012 0.976
16 m 0.941 0.991 0.986 0.934
13 m 1.054 1.088 1.085 1.045
12 m 1.101 1.134 1.131 1.091
Camadas com resistências diferentes
Areia /Argila Arenosa /Argila 0.848 0.928 0.906 0.841
Argila /Argila Arenosa /Areia 1.119 1.127 1.126 1.132
Argila Arenosa /Argila /Areia 0.924 0.952 0.961 0.908
Argila /Areia/Argila Arenosa 1.033 1.040 1.012 1.070
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG21
2.8 Comparação entre as análises
Análise por tensões totais
Análises em termos de tensão total, podem ser realizadas em situações de Solo saturado ou
Análise a curto prazo ou final de construção, em que a condição não drenada corresponde ao
instante critico da obra. Os parâmetros de resistência em termos totais são obtidos em ensaios
não drenados UU, em laboratório, ou em ensaios de campo. Nestes casos, a envoltória de
resistência em termos de tensão total se caracteriza por:
Análise por tensões efetiva
Análise simples para a estabilidade de taludes, envolvendo um plano de escorregamento e
forças que atuam sobre uma massa de solo. É importante conhecer o peso total do solo acima
(incluindo a água), e a pressão da água nos poros, no plano do deslizamento, admitindo que
está agindo como uma camada confinada.
Quantificar algumas incertezas inerentes ao fator de segurança FS obtido por métodos
determinísticos.
Análise de Risco
Análise de Risco é o uso sistemático de informação disponível para determinar quão
freqüentemente eventos especificados podem ocorrer e a magnitude de suas conseqüências.
Riscos são tipicamente definidos como eventos negativos, como perder dinheiro em um
investimento. Entretanto, o processo de análise de risco também pode considerar resultados
potenciais positivos. Explorando o espaço completo de resultados possíveis para uma dada
situação, uma boa análise de risco pode identificar tanto as armadilhas quanto apontar novas
oportunidades.
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG
c = Su ou Cu
Φ = 0
22
Análise Determinística
Análise determinística é quando todas as informações necessárias para resolver o problema
está disponível, portanto, o efeito de qualquer variável pode ser calculado com segurança.
Como por exemplo, estabelece-se um determinado valor para o FS.
Análise Probabilística
Em uma análise probabilística, você pode definir as distribuições estatísticas de parâmetros de
entrada. Como por exemplo, orientação comum, a resistência ao cisalhamento ou nível da
água etc.
Os métodos probabilísticos também permitem quantificar algumas incertezas inerentes ao
fator de segurança FS obtido por métodos determinísticos.
2.9 Conclusão
O fator de segurança será maior quanto maiores forem os parâmetros de resistência do solo
como o intercepto de coesão e ângulo de atrito. já para os valores de densidade do solo, altura
do talude e inclinação do talude, menor será o fator de segurança, quanto maiores forem os
valores dessas três variáveis. O talude, com as mesmas características geométricas,
parâmetros de resistência e densidade do solo, apresentará diferentes valores para o fator de
segurança de acordo com o método de análise escolhido para resolver o problema, isso ocorre
devido a diferenças particulares de cada método, uns são maios rigorosos, tendem a retornar
um valor de segurança menor, outros mais conservadores, tendem a retornar um valor de
segurança maior, de acordo com as considerações feitas no cálculo da estabilidade, como a
interação ou não entre as fatias. Para solos compostos por diversas camadas o comportamento
do talude muda, ou seja, o FS muda, de acordo com a posição das camadas de resistências
diferentes em posições diferentes do maciço.
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG23
3 TIPOS DE OBRAS E AÇÕES UTILIZADAS NA ESTABILIZAÇÃO DE ENCOSTAS
3.1 Soluções para estabilização de encostas
3.1.1 Retaludamento
Segundo a norma NBR 11682:2001, retaludamento é uma obra de mudança da inclinação
original de um talude, objetivando melhorar as suas condições de estabilidade. Têm-se dois
tipos de solução para estabilização de encostas que envolvem o retaludamento.
3.1.1.1 Cortes
É realizada uma mudança de geometria do talude através cortes que são executados na parte
mais elevada, visando regularizar a superfície e, sempre que possível, recompor
artificialmente condições topográficas de maior estabilidade para o material que as constitui.
Os cortes podem ser contínuos (se a altura for inferior a 5 m) ou escalonados (se a altura for
superior a 5 m).
Figura 32 - Taludes de corte, situado na Avenida Cristiano Machado. Obra da Linha Verde.
3.1.1.2 Aterros Compactados
A inclinação dos taludes de aterros varia com a natureza dos solos utilizados e as condições
locais. Nas encostas, é conveniente não ultrapassar a declividade 1:2.
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG24
A execução de aterros, de um modo geral, envolve a preparação preliminar do terreno a ser
aterrado (desmatamento, deslocamento e limpeza), seguida das operações de descarga,
espalhamento, homogeneização, umedecimento e compactação.
Figura 33 - Talude de aterro situado na Mina de Brucutu, próxima a Barão de Cocais
3.1.2 Proteção Superficial
3.1.2.1 Proteção superficial com materiais naturais
O revestimento natural tem varias funções: atenuar o choque das chuvas sobre o solo,
contendo erosão; reduzir a infiltração das águas, fazendo-as escoar em grandes partes sobre
suas folhas; proteger a parte superficial do solo da erosão, contribuir para amenizar a
temperatura local e criar um ambiente visualmente agradável.
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG25
Figura 34 - Proteção e revestimento de talude com materiais naturais – Mina de Conceição - Itabira.
3.1.2.2 Proteção superficial com materiais artificiais
Os revestimentos artificiais para impermeabilização de encostas mostram melhor rendimento
e vida útil quando executados juntamente com retaludamento e microdrenagem, tratando o
talude de modo completo.
A escolha do tipo de revestimento depende da natureza do material (rocha, solo ou sedimento)
e da declividade do talude: solos mais argilosos respondem melhor à fixação das telas que os
arenosos; lajotas em taludes verticalizados podem provocar acidentes, quando ocorre o seu
descolamento.
3.1.2.2.1 Revestimento com cimentado O cimentado para revestimento de taludes é constituído por uma mistura de cimento Portland,
areia e água, usando o traço 1:3. A mistura deve ser aplicada sobre o talude, a partir do pé
para a sua crista, de forma a se obter a seção projetada. No caso de execução de revestimento
em degraus ou bermas, serão utilizadas formas de madeira, nas quais será lançada a mistura.
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG26
Figura 35 – Revestimento com cimentado - MG-020
3.1.2.2.2 Revestimento com geomanta e gramíneas Constituídas de materiais sintéticos que não degradam, a geomanta tem aparência de uma
manta extremamente porosa que oferece ancoragem adequada para as raízes após o
crescimento da vegetação. Essa solução apresenta vantagens para a implantação da cobertura
vegetal, e/ou quando a inclinação do talude dificulta solução como plantio de gramíneas.
Figura 36 - Geossintético preenchidos com solo para contenção de talude sobre o Ribeirão do Onça.
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG27
3.1.3 Estruturas de Alvenaria ou Concreto
3.1.3.1 Muros de arrimo
Muros de arrimo de gravidade ou de peso é uma estrutura em que o fator estabilizante é,
principalmente, o peso próprio da estrutura. Estes podem ser construídos com pedra rachão,
concreto, gabião, bloco de concreto articulado, solo-pneu, entre outros materiais.
Figura 37 - Muro de arrimo na Avenida das Indústrias - Santa Luzia
Figura 38 - Muro de Solo-Pneu na Avenida das Indústrias em Santa Luzia.
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG28
Figura 39 - Gabiões para contenção de talude sobre o Ribeirão do Onça. MG-020, estrada Belo Horizonte-Santa Luzia, Bairro Monte Azul.
3.1.3.2 Terra armada
Os elementos de reforço são tiras metálicas, que recebem tratamento especial anticorrosão.
Estas tiras são presas a blocos de concreto que protegem a face, para que se evite
deslocamento excessivo das mesmas. Cabe lembrar aqui que estes blocos de concreto não
possuem função estrutural.
Figura 40 - Contenção em terra armada – Estação Primeiro de Maio
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG29
3.1.4 Estabilização de blocos
3.1.4.1 Retenção com tela metálica e tirante
Esse tipo de proteção deve ser adotado em taludes de maciços rochosos, passíveis de queda de
blocos pequenos, que causem, em conseqüência, o deslocamento e instabilização de partes
mais altas da encosta.
Figura 41 – Contenção utilizando tela metálica – MG-020
3.2 Projetos de drenagem de encostas
3.6 Barbacãs
Figura 42 - Barbacãs em talude da MG-020, estrada Belo Horizonte-Santa Luzia.
Mecânica dos Solos 2 – Curso de Engenharia Civil - Escola de Engenharia da UFMG30
São drenos curtos cuja função é retirar a água acumulada atrás de um muro de arrimo ou de
qualquer obra que esteja em contato com o solo. Em geral o barbacã tem um comprimento
pouco maior do que a espessura do muro onde está instalado, e sua extremidade interna pode
estar envolta por algum material poroso (areia, pedrisco, brita, cascalho, etc) que torne mais
efetiva sua ação.
Num projeto de estabilização de encosta, os drenos, em especial os barbacãs, tem um papel
importante de eliminar possíveis pressões na obra, causadas pelo acúmulo da água de
infiltração.
3.6 Dissipadores de energia
Figura 43 - Dissipador de energia. Avenida Cristiano Machado em frente ao Minas Shopping.
Os dissipadores de energia dissipam a energia do fluxo d´água, reduzindo a velocidade, o que
diminui as possibilidades de erosão do solo ou até o desgaste do revestimento das sarjetas e
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valetas, principalmente quando estas são de cobertura vegetal. Os dissipadores de energia
classificam-se localizados e contínuos.
3.6 Caixas de passagem
Figura 44 - Caixas de passagem em talude na Avenida Cristiano Machado em frente ao Minas Shopping.
As caixas de passagem ficam nos locais onde houver necessidade de mudanças de dimensão,
declividade, direção ou cotas de instalação de um bueiro.
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3.6 Canaletas de pé de talude
Figura 45 - Canaletas de pé de talude. MG-020, estrada Belo Horizonte-Santa Luzia.
Canaleta (V.) construída longitudinalmente na base ou "pé" de talude natural ou de corte, o
que contribui para evitar erosão, escorregamento e assoreamento.
3.6 Canaletas de crista
Figura 46 - Canaleta de crista. Talude na Avenida Cristiano Machado em frente ao Minas Shopping.
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Canaleta construída em encostas retaludadas em sistema de talude/berma, disposta
longitudinalmente sobre a superfície da berma superior, com o objetivo de captar as águas
pluviais provenientes de montante e evitar que escoem pela superfície do talude superior,
conduzindo-as com velocidade e energias reduzidas para jusante, o que contribui para evitar
erosão, escorregamento e assoreamento.
3.6 Bueiros de greide
Figura 47 - Bueiros de greide. Drenagem de águas provenientes de talude localizado na MG-020 Bairro Monte Azul.
Os bueiros de greide são dispositivos que levam as águas captadas pelas caixas coletoras até
um deságüe adequado. São semelhantes aos bueiros de transposição de talvegues, só difere da
fonte das águas que, nesse caso, provém de outros sistemas de drenagem e não dos cursos
d’água dos talvegues.
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4 DIAGNÓSTICO DE UMA SITUAÇÃO REAL
4.1 Contextualização
O talude visitado encontra-se na estrada que faz o acesso de Belo Horizonte com Nova Lima,
na Av. de Ligação, 1805 – Mina de Águas Claras – Nova Lima / MG. No local, é encontrado
um prédio já construído da WTorre. Este prédio encontra-se em fase de acabamento e será
posteriormente entregue a Vale.
A Progeo é a empresa de geotecnia contratada para executar a obra de contenção do talude
que sofreu deslizamentos de solo para dentro do estacionamento do prédio construído.
O local é um aterro de material inerte, no qual a Vale depositou resíduos da mineração
realizada próxima ao local como será mostrado em fotos tiradas pelo grupo. Observa-se que
no local existem vários pontos que apresentam trincas e rachaduras, mostrando que o talude
continua instável.
Figura 48 - Localização do Talude, do prédio construído e da região de mineração. Fonte: Google Earth
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As imagens a seguir mostram o local do prédio construído e do talude instável em diferentes
épocas. A primeira imagem data de 31 de maio de 2008, e nela observa-se apenas estradas de
terra abertas no local. Essas estradas provavelmente foram abertas para atender à usina ali
próxima, hoje abandonada. A segunda imagem data de 14 de junho de 2009 e mostra o talude
construído e a obra do prédio em fase de fundação. Nesta época o talude ainda se encontrava
estável.
Figura 49 - Foto aérea da região em 31.05.08. Fonte: Google Earth
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Figura 50 - Foto aérea da região em 14.06.09. Fonte: Google Earth
4.2 Tipo litológico predominante na região
O talude visitado encontra-se próximo à regional centro-sul de Belo Horizonte, na divisa do
município de Belo Horizonte com o município de Nova Lima. De acordo com o mapa
geológico de Belo Horizonte, essa região encontra-se no Domínio das Seqüências
Metassedimentares.
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Figura 51 - Mapa Geológico de Belo Horizonte. Fonte: Plano diretor de BH.
O Domínio das Seqüências Metassedimentares tem como suas mais notáveis características a
diversidade litológica e o relevo acidentado principalmente na serra do Curral que vem a ser o
limite sul do município de Belo Horizonte. Abarca ainda uma sucessão de camadas de rochas
de composição variada, representadas por itabiritos, dolomitos, quartzito, filitos e xistos
diversos, de direção geral nordeste-sudoeste e mergulho para sudeste.
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Sua Geomorfologia é parte integrante do Quadrilátero Ferrífero, tendo sua fisiografia serrana
estreitamente ligada a uma relação entre os atributos geológicos (litologia + estrutura) e as
formas de relevo. As camadas de itabirito da Formação Cauê, protegidas da erosão pelo seu
laterito, formam a crista e a parte superior da escarpa sub-vertical da serra do Curral,
possuindo altitudes que podem chegar a 1500m. Em sua parte inferior a serra é predominada
por dolomitos e filitos dolomíticos da Formação Gandarela - rochas menos resistentes ao
intemperismo - originando áreas mais aplainadas com espessa cobertura laterítica.
4.3 Precipitação média da região
A precipitação média anual em Belo Horizonte é de 1600mm, sendo que 89% do volume das
chuvas são distribuídos entre os meses de outubro e março e as grandes chuvas se concentram
nos meses de dezembro e janeiro. Conseqüentemente, no período correspondente entre
dezembro e janeiro, estão concentrados os maiores problemas decorrentes do escoamento
inadequado da água. Chuvas muito fortes e em grandes volumes agravam problemas
relacionados à erosão de encostas e podem acarretar também alagamentos em alguns pontos
da cidade.
No gráfico da Figura a seguir são apresentados dados do volume de água decorrente das
chuvas em Belo Horizonte durante o ano, bem como dados das precipitações máximas em 24
horas registradas na cidade.
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Figura 52 - Gráfico das precipitações médias mensais e precipitações máximas em 24 horas em Belo Horizonte no período de 1961 a 1990.
Podemos inferir que a intensidade de chuva é um fator importante nos processos de
instabilização de encostas, como exemplo real, tivemos o deslizamento da área estudada,
talude 2, o qual o trabalhador da serralheria relatou que o deslizamento ocorreu na época
chuvosa em janeiro de 2009.
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4.4 Fotos do grupo no local
Figura 53 - Grupo na região onde houve o deslizamento do talude.
Figura 54 - Foto do grupo próximo ao Muro de Arrimo em fase de contrução e próximo à região de mineração.
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4.5 Possíveis causas e indícios de instabilização
O talude já foi encontra-se em uma área próxima a construção de um prédio que está em fase
de acabamento e sendo entregue à VALE pela Construtora WTorre. A localização é na
Avenida de ligação, 1805, Mina de Águas Claras, Nova lima MG.
Na área de estudo,foi feito a extração de minério pela VALE em anos anteriores. Logo após a
inviabilidade da extração, a mineradora realizou um aterro em parte da área extraída (O
talude estudado encontra-se na área aterrada.). Na crista e no pé do talude a mineradora
realizou a construção de uma calha. Porém com a construção do prédio mostrado na figura
acima, foi necessário realizar um corte no pé do talude, e a calha localizada no pé do mesmo
foi retirada.
Figura 55 - Talude instável, próximo ao prédio construído pela WTorre para a Vale.
A Construtora WTorre nos informou a ocorrência de um escorregamento recentemente, onde
não ocorreu nenhum tipo vítima, apenas gerou transtornos aos trabalhos da sua equipe. Ainda
foram encontradas várias trincas e rachaduras na berma de acesso, como mostra as figuras
abaixo.
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Figura 56 - Crista do talude, onde já ocorreu um escorregamento
Figura 57 - Trinca encontrada na crista do talude.
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Figura 58 - Trinca encontrada na parte inferior da calha de crista do talude.
O talude estudado é cortado por uma manilha de concreto usada para drenagem de água
pluvial, o que reduz ainda mais o seu fator de segurança pois existe há possibilidade de
vazamento da manilha.
Figura 59 - BSTC que corta o Talude estudado
Após a análise dos dados fornecidos no texto acima, fica evidente a instabilidade do Talude
estudado.
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4.6 Planilha de laudo técnico
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Figura 60 - Planilha de Laudo Técnico.
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4.7 Solução Proposta pelo grupo
A solução encontrada pelo grupo é a construção de uma cortina atirantada, com fundação em
tubulão, que consiste numa parede de concreto armado, através dos quais o maciço é
perfurado, sendo introduzidas nos furos barras metálicas (tirantes). Após o posicionamento
destas barras, é introduzida nas perfurações nata de cimento a alta pressão, que penetra nos
vazios do solo, formando um bulbo, e ancorando as barras metálicas. Passado o tempo de cura
da nata de cimento, os tirantes são protendidos e presos na parede de concreto, o que faz com
que esta estrutura seja “empurrada” contra o maciço.
Todos os tirantes necessários da cortina serão protentidos seguindo todas as recomendações
da norma. Nos locais em que há duas linhas de tirantes, a linha inferior será executada
somente após a execução dos tirantes da linha superior.
O projeto ainda conta com um sistema de drenagem que contem, Dreno Horizontal Profundo
(DHP), canaleta de topo, canaleta de pé e uma terceira canaleta mostrado no perfil da Figura
61.
Figura 61 - Desenhos esquemáticos da solução proposta pelo grupo
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Figura 62 - Exemplo de Cortina Atirantada
Outra solução seria o grampeamento de solo. Este processo consiste na execução de
chumbadores no solo com injeção de calda de cimento no mesmo e posterior aplicação de
concreto sobre uma tela metálica (ou fibras metálicas) soldada associado a um sistema
drenagem no talude. O projeto ainda consta com o auxilio de barbacans.
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Figura 63 - Perfil de solo grampeado
Figura 64 - Perfil típico de um barbacan.
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Figura 65 - Execução de solo grampeado
Figura 66 - Solo grampeado
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5 REFERÊNCIAS
INMET – Instituto Nacional de Meteorologia. Disponível em <http://www.inmet.gov.br/.>.
Acesso em: 03 de julho de 2010.
PBH – Prefeitura Municipal de Belo Horizonte. Disponível em:
<http://portalpbh.pbh.gov.br/>. Acesso em: 03 de julho de 2010.
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11682 -
Estabilidade de taludes. Rio de Janeiro, 1991.
DEFLOR BIOENGENHARIA. Obras Internacionais. Disponível em:
<http://www.deflor.com.br/portugues/obras.html>. Acesso em: 05 jul. 2010
DAS, Braja M., Fundamentos de Engenharia Geotécnica. São Paulo: Thomson Learning,
2007.
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