Atps - Geotecnia II

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FACULDADE ANHANGUERA CUIABÁ

ENGENHARIA CIVIL

Edson Nascimento da Silva

Tiago Carvalho de oliveira

Walldyvino da costa filho

GEOTECNIA

TALUDES E ATERROS

Cuiabá 2014

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GEOTECNIA II

ENGENHARIA CIVIL

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Setembro 2014

ATPS TALUDES EATERROS

Trabalho elaborado e apresentado a disciplina de Geotecnia II, do curso de graduação em Engenharia Civil na faculdade Anhanguera, como quesito parcial de nota do 1º bimestre.

Acadêmicos/RA.Edson Nascimento da Silva 9898534368Tiago Carvalho de oliveira 1299104004Walldyvino da costa filho 9020389023

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Setembro 2014

SUMÁRIO

Talude 03

Analise de Estabilidade 04

Ações Instablibizadoras 05

Erosão 05

Inclinação 05

Descontinuidade 05

Inclinação 05

Percolação de Agua 06

Escorregamento 06

Massas Coluviais 06

Obras de Estabilização 07

Proteção Superficial 07

Cortes 07

Solo Reforçado 07

Aterro Compactado 08

Terra Armada 08

Geossinteticos 08

Muro de Arrimo 08

Gabiões 09

Retaludamento 09

Drenagem 09

Aterros 11

Conceituação 11

Execução de Aterros 12

Estabilidade 13

Áreas de Empréstimo 14

Sistema de Controle 15

Bibliografia 17

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TALUDES

Talude são os maciços sob o aspecto genético podem ser agrupados em

duas categorias: naturais e artificiais. Estes frequentemente exibem uma

homogeneidade mais acentuada que os maciços naturais e, por isto, adequam-

se melhor às teorias desenvolvidas para as análises de estabilidade. Dois

outros aspectos elucidativos deste ponto merecem atenção: o primeiro refere-

se ao fato de que os taludes naturais possuem uma estrutura particular que só

é conhecida através de um criterioso programa de prospecção; o segundo está

associado à vida geológica do maciço natural, intimamente ligado ao histórico

de tensões sofrido por ele – erosão, tectonismo, intemperismo, resumidamente

um talude é uma superfície de terreno exposta que faz um dado ângulo a com

a horizontal.

São compostos esses maciços de:

Talude, região da superfície da área inclinada.

Pé, início inferior da área inclinada.

Crista ou Topo, é a parte mais alta do talude

Ângulo ou inclinação do talude é o ângulo, em graus, entre a horizontal e

a reta média entre a crista e o pé

Massa escorregada

Superfície de Ruptura. Segue abaixo uma imagem para melhor

compreensão:

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Análises de Estabilidades

A finalidade da análise da estabilidade dos taludes é verificar a

possibilidade de ocorrência de escorregamento da massa do solo seja ela

pertencente ao talude natural ou artificial (MASSAD, 2003)

O autor ainda diz que os métodos para análise de estabilidade de

taludes partem do modelo do equilíbrio da massa de solo, e em geral é

realizada através da comparação das tensões cisalhantes atuantes com a

resistência ao cisalhamento do maciço. Dyminski, (2005) diz que através desta

relação entre tensão cisalhante e resistência ao cisalhamento é possível

determinar o fator de segurança, fator pelo qual os parâmetros de resistência

podem ser reduzidos.

A análise de estabilidade através do fator de segurança é chamada

de abordagem determinística, pois estabelece um valor no qual será utilizado

como parâmetro para avaliação. Além da análise através do fator de segurança

pode-se avaliar a estabilidade do maciço através do método probabilístico o

qual permite quantificar algumas incertezas e fornecer um parâmetro mais

favorável de avaliação (EHRLICH e BECKER , 2009).

Para Dyminski (2005) existem dois tipos de abordagem para

determinação do fator de segurança do ponto de vista determinístico: teoria de

equilíbrio limite e análise de tensões.

Os autores acima mencionam que em geral a realização dos estudos

para avaliação da tensão x deformação dos taludes é realizada através de

programas computacionais, baseados nos métodos dos elementos finitos ou

das diferenças finitas, Segue abaixo decomposição das forças em um corpo

sobre um plano inclinado.

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Principais ações instabilizadoras

Erosão: Pode ocorrer em talude de corte e aterro, sendo em sulcos ou

diferenciadas, também de forma longitudinal ao longo da plataforma; podem

ocorrer de forma localizada e associada a obras de drenagem (conhecidas

como ravinas e voçorocas) e internas em aterros (também conhecidas como

piping).

Essas ocorrências causam nos taludes deficiência tanto de drenagem como da

proteção superficial; concentração de água superficial e/ou intercepção do

lençol freático e deficiência ou inexistência de drenagem interna.

Escorregamento devido à inclinação: Estes escorregamentos ocorrem

sempre que a inclinação do talude excede aquela imposta pela resistência ao

cisalhamento do maciço e nas condições de presença de água. A prática tem

indicado, para taludes de corte de até 8m de altura, constituídos por solos, a

inclinação de 1V: 1H como a mais generalizável. Os padrões (inclinações

estabelecidas empiricamente, como referência inicial) usuais indicam as

inclinações associadas aos gabaritos estabelecidos nos triângulos retângulos.

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

geral, uma zona de transição entre esses materiais. Quando ocorre um

contraste de resistência acentuado entre eles, com inclinação forte e,

principalmente, na presença de água, a zona de contato pode condicionar a

instabilidade do talude. Ou seja, não há uma ligação forte entre o solo com a

rocha, ocasionando o escorregamento.

As descontinuidades geológicas, presentes nos maciços rochosos e

em solos de alteração, constituem também planos ao longo dos quais pode

haver escorregamento, desde que a orientação desses planos seja em sentido

à rodovia.

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Escorregamentos por percolação de água: Os escorregamentos, devidos à

percolação d’água são ocorrências que se registram durante períodos de chuva

quando há elevação do nível do lençol freático ou, apenas, por saturação das

camadas superficiais de solo. Identificamos que essa seja a causa do

imprevisto que ocorreu de um dos integrantes de nosso grupo de estudo:

saturação da camada superficial do talude, seguido de escorregamento na BR-

381. Quando os taludes interceptam o lençol freático, a manifestação, eventual,

da erosão interna pode contribuir para a sua instabilização.

Escorregamento em aterro: O projeto de um aterro implica na consideração

das características do material com o qual vai ser construído, como também

das condições de sua fundação. Quando construídos sobre rochas resistentes,

os aterros se mostram, em geral, estáveis por longo tempo. No caso de aterros

sobre solos moles, como argila marinha ou argila orgânica, o seu projeto e

construção devem obedecer a técnicas adequadas, de modo a impedir que

ocorram recalques exagerados, deixando as pistas com ondulações e

provocando rompimentos ou deslizamentos de canaletas, bueiros e galerias.

Nos aterros bem projetados e construídos sobre solos resistentes, somente a

má execução do maciço poderá acarretar problemas. Escorregamentos podem

ocorrer nas laterais do aterro, devido à má compactação, mas, geralmente, de

pequenas proporções. O material solto tende a escorregar e, se não houver

tratamento, poderá evoluir por erosão.

Escorregamentos em massas coluviais: Massas coluviais constituem corpos

em condições de estabilidade tão precárias que pequenos cortes, e mesmo

pequenos aterros, são suficientes para aumentar os movimentos de rastejo,

cujas velocidades são ainda mais aceleradas, quando saturados, na época das

chuvas. Existem no Brasil, vários casos de obras rodoviárias implantadas

nesses corpos que ocasionaram sérios problemas, durante anos, até sua

completa estabilização.

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Obras de estabilização

Proteção superficial: Conjunto de cuidados dispensados a um talude à

superfície do terreno, para sua manutenção ou preservação, em defesa de

ações externas (principalmente águas pluviais, que resultam no

desenvolvimento de processos erosivos), ou mesmo de fenômenos intrínsecos

ao seu material constituinte (composição e forma do talude, que resultam no

desenvolvimento de processos de escorregamento; presença de argila

expansiva, que induz a desagregação superficial da rocha/solo; fluxo de água

subterrânea, provocando erosão interna ou piping, dentre outros). A proteção

do talude utilizada depende da análise do(s) processo(s) ocorrente(s),

constituindo-se em ações que vão desde a sua proteção superficial, através de

revestimento e/ou drenagem superficial, até em obras de retaludamento ou de

estrutura de contenção.

Cortes: Intervenção no meio físico efetuada geralmente em solo de alteração

de rochas, por meio de equipamentos e máquinas, criando uma superfície

plana e inclinada, com o objetivo de estabelecer uma situação mais estável em

face de prováveis processos de instabilização produzidos por movimentos

gravitacionais de massa (escorregamento).

Solo Reforçado: Consiste na introdução de elementos resistentes na massa

de solo, com a finalidade de aumentar a resistência do maciço como um todo.

O método de execução é o chamado “Down-Top” (de baixo para cima).

Durante a execução do aterro a ser reforçado, a cada camada de solo

compactado executada, faz-se o intercalamento com uma camada de

elementos resistentes. À medida que o aterro vai sendo alteado, o talude

reforçado vai tomando forma. Geralmente, a face do talude reforçado recebe

um revestimento, para que problemas, como erosão, possam ser evitados.

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Aterro compactado: Estrutura de disposição de solo e/ou fragmentos de

rocha, em aterro, produzindo diminuição de volume e conseqüente redução de

porosidade, o que determina o aumento de densidade (por meio de

compactação) e a redução da permeabilidade. A compactação do material de

um aterro é executada para prevenir a ocorrência de erosão e escorregamento

e, ainda, atenuar o desconforto associado ao impacto visual causado pela

presença de grandes volumes de material dispostos de maneira não uniforme.

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.

Geossintéticos: Atualmente, estes materiais vêm sendo amplamente

utilizados e novos tipos dos mesmos vem sendo desenvolvidos. Podem ser

utilizados com diferentes finalidades: separação de materiais, reforço de

aterros, filtração, drenagem e barreiras impermeáveis. Os mais utilizados como

elementos de reforço em solo são:

a) Geogrelhas

b) GeoNets (“geo-redes”);

c) Geotêxteis – tecidos e não tecidos;

d) Geocompostos (combinação de pelo menos dois geossintéticos).

Muros de Arrimo: Muros são estruturas corridas de contenção de parede

vertical ou quase vertical, apoiadas em uma fundação rasa ou profunda.

Podem ser construídos em alvenaria (tijolos ou pedras) ou em concreto

(simples ou armado), ou ainda, de elementos especiais. Os muros de arrimo

podem ser de vários tipos: gravidade (construídos de alvenaria, concreto,

gabiões ou pneus), de flexão (com ou sem contraforte) e com ou sem tirantes.

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Gabiões: O muro funciona da mesma maneira que o muro de arrimo. As

gaiolas são preenchidas com pedra britada. Isso garante que a estrutura seja

drenada e deformável. Durante a execução é importante a disposição das

pedras, de modo que o arranjo fique denso. A proteção da estrutura metálica

pode ser feita com PVC ou pelo argamassamento da superfície externa. A

experiência de colegas do grupo aponta para o uso de formas no preparo do

muro. As formas auxiliam para que o gabião fique montado de acordo com sua

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

deve ter um preparo prévio. Em alguns casos, usa-se o gabião tipo colchão

Reno de base e o tipo caixa para execução do muro.

Retaludamento: O retaludamento pode se destinar a um talude específico ou

à alteração de todo o perfil de uma encosta. Trata-se de intervenções para a

estabilização de taludes, através de mudanças na sua geometria, geralmente

feito por meio de cortes nas partes mais elevadas com o intuito de regularizar a

superfície e, sempre que possível, recompor artificialmente condições de

topografia de maior estabilidade para o material que as constitui. Muitas das

vezes são combinados a aterros compactos para funcionar como carga

estabilizadora na base da encosta. Áreas retaludadas ficam frágeis, em virtude

da exposição de novas áreas cortadas, razão pela qual o projeto de

retaludamento deve incluir, indispensavelmente, proteção do talude alterado,

através de revestimentos naturais ou artificiais associados a um sistema eficaz

de drenagem.

Drenagem: Devido aos inúmeros efeitos que a água pode exercer sobre um

maciço de solo ou de rocha (aumento do peso específico do material, aumento

da poro-pressão e conseqüente diminuição da pressão efetiva, forças de

percolação, subpressão, e outros), é extremamente necessário que se tomem

os cuidados recomendados no que diz respeito à drenagem adequada do

terreno. Devem ser instaladas no talude canaletas para recolhimento da água

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superficial. Quanto à água no interior do talude, a mesma poderá ser recolhida

através de drenos. Os drenos podem ser basicamente de dois tipos: de

subsuperfície, para drenar a água que se encontra logo atrás do paramento, e

drenos profundos, para que água do interior do maciço possa escoar para fora

do mesmo.

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ATERROS

Conceituação de aterros

Aterro porção de terra ou entulho com que se nivela ou alteia um

terreno. Para a construção civil e de grande valia, pois deixa o terreno nivelado

proporcionando um melhoramento significativo da obra pois o aterro preenche

os espaços deixados por exemplo: pela corrosão, escorregamento

desnivelamento do solo entre outros. O aterro também pode ser sanitário é um

espaço destinado à deposição final de resíduos sólidos gerados pela atividade

humana. Nele são dispostos resíduos domésticos, comerciais, de serviços de

saúde, da indústria de construção, e também resíduos sólidos retirados do

esgoto. Há também aterro marítimo, ganho de terra no mar

roubado ou recuperação de terra o processo de colocação de terras ou areias

onde antes havia mar ou água, bem como o próprio território que assim surge.

Há para o aterro marítimo duas práticas distintas: uma delas implica a obtenção

de novos solos a partir dos canais dos rios ou do mar, utilizáveis

fundamentalmente na criação de novos assentamentos urbanos, ou na

agricultura; a outra prática refere-se à restauração a um estado mais natural

dos solos afetados anteriormente por alguma catástrofe ecológica (como pode

ser a contaminação, o desmatamento ou a salinização), que os havia feito

inutilizáveis.

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PROCEDIMENTO EXECUTIVO

Execução de Aterros

O trabalho começa com o desmatamento, quando necessário, e a

marcação dos off-sets de aterro, como já visto. As estacas são colocadas à 5 m

das cruzetas de marcação, que indicam alturas da plataforma em relação ao pé

do aterro.

No caso de aterros de grande altura, as cruzetas devem ser

escalonadas, até atingir a cota do greide da plataforma. O eixo é remarcado

pela equipe de topografia varias vezes, e o controle das rampas pode ser feito

por gabaritos de madeira, como no caso de corte. É bom conferir sempre, com

a equipe de topografia, pois a correção de erros na inclinação dos taludes é

sempre onerosa.

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Conferindo o ângulo do talude de aterro e acertando o talude com uma

moto niveladora. Onde a moto niveladora não alcança, o acerto é feito

manualmente. 

ESTABILIDADE DOS ATERROS – CONSOLIDAÇÃO DAS FUNDAÇÕES

Fundação e compactação: Ainda que a compactação de um aterro seja

excelente, se o mesmo for construído sobre um subleito fraco, poderá

apresentar recalques excessivos ou rupturas.

Principais tipos de ocorrências indesejáveis:

Recalque por adensamento:

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Resultante das pressões devidas ao peso próprio e das cargas móveis

trafegando sobre o aterro, o adensamento é consequência do escoamento de

água, expulsa dos vazios do solo, quando estes diminuem.

Sempre Existirá adensamento e recalque, mas este deverá ser previsto

e mantido sob controle.

Ruptura por afundamento:

Quando uma camada subjacente ao aterro for de capacidade de suporte

muito baixa e de grande espessura, pode afundar por igual, expulsando

lateralmente o material ruim, e formando bulbos.

Áreas de empréstimo

0s serviços aceitos, serão medidos de acordo com os seguintes critérios:

A medição levará em consideração o volume extraído, medido no empréstimo.

A determinação dos volumes será realizada através da aplicação do

método da “ rede de malhas cotada” ou da “media das áreas” conforme o

processo adotado na demarcação e levantamento do empréstimo. A área na

qual se situa o empréstimo será delimitada, no terreno, através da locação de

uma rede ortogonal, dividindo a área em retângulos de dimensões constantes,

apoiada em uma ou mais linha de referencia. Todos os nodos serão objeto de

nivelamento preciso. Caso ocorra necessidade de acréscimos, serão efetuados

a locação e o nivelamento de novos nodos, obedecidas as condições da rede

geral;

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Nos empréstimos em alargamento de cortes, poderá ser dispensada a

locação da rede ortogonal, desde que se possa aproveitar as seções

transversais da locação, ou o seu prolongamento, para o calculo dos volumes;

A distancia de transporte será medida ao longo do percurso seguido pelo

equipamento transportador entre os centro de gravidade das massas do

empréstimo e do local de deposição. O percurso a ser utilizado devera ser

previamente aprovado pela fiscalização.

Estão consideradas no preço as operações de escavação, carga e

transporte ao local de deposição, manutenção dos caminhos de serviço,

escarificação e conformação dos empréstimos.

As operações de reconformação dos taludes e de recomposição do solo

orgânico das áreas de empréstimo não serão objeto de medição.

Os materiais de empréstimo escavados e depositados para posterior

utilização serão medidos no que tange a escavação e transporte.

Sistema de controle de aterros

Não será permitida, em qualquer fase da execução, a condução de

aguas pluviais para a plataforma de terraplenagem os serviços serão aceitos se

estiverem de acordo com esta especificação, ou com as tolerâncias admitidas,

e serão rejeitados em caso contrario

Os serviços rejeitados serão corrigidos ou complementados. Cortes os

taludes dos cortes deverão Pressupõe o acompanhamento da evolução de

umdeterminado processo. Influência da obra sobre o ambiente local. Aterro não

pode ser considerado uma obra hermética

Objetivo: avaliar as consequências da presença dos efluentes do aterro

no meio ambiente. Fechamento d o Aterro Os aterros, mesmo aqueles já

encerrados, exigem obras especiais que protejam as suas estruturas durante

um tempo mais ou menos longo, que depende das dimensões e características

construtivas do aterro, até que o mesmo esteja totalmente integrado ao

ambiente local e, portanto, em condições de relativa estabilidade.

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Fechamento do Aterro As drenagens que circundam a área aterrada; as

vias de acesso; e os sistemas de monitorização deverão ser mantidos em

funcionamento após o encerramento do aterro

Monitoramento Pressupõe o acompanhamento da evolução de um

determinado processo. Influência da obra sobre o ambiente local. Aterro não

pode ser considerado uma obra hermética Objetivo: avaliar as consequências

da presença dos efluentes do aterro no meio ambiente. De modo geral, a

monitorização do aterro sanitário envolverá aspectos geotécnicos e ambientais.

O sistema de monitorização geotécnica consiste em:

Controle do deslocamento horizontais e verticais; Controle o nível de percolado

e pressão de biogás no corpo do aterro; Controle da descarga de percolado

através dos drenos; Inspeções periódicas, buscando indícios de erosão, trincas

entre outros Sistema de Monitoramento do Aterro

O sistema de monitoramento ambiental consiste em: Controle da

qualidade das águas subterrâneas; Controle da qualidade das águas

superficiais; Controle da qualidade do ar; Controle da poluição do solo;

Controle de insetos e vetores de doenças; Controle de ruídos e vibração;

Controle de poeira e material esvoaçante; Controle de impactos visuais

negativos.Brasil Sistema de Monitoramento do Aterro Não há um nível de

sofisticação do sistema de controle ambiental da qualidade e/ou quantidade

dos gases lançados pelos aterros na atmosfera Acompanhamento dos líquidos

percolados. Monitoramento dos mananciais de águas superficiais.

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Bibliografia

GUIDICINI, G.; NIEBLE, C.M. Estabilidade de Taludes Naturais e de Escavação. Editora Edgard Blücher LTDA. São Paulo, 1993.

MANO, E.B., 2000, Polímeros como Materiais de Engenharia, Edgard Blucher, São Paulo. COELHO, Arnaldo Teixeira.

ROSSI MANHAGO, Simone, (2008). Técnicas de Revegetação de Talude de Aterro Sanitário. UFRRJ, Rio de Janeiro/RJ, Brasil. 18p.F. CARDOSO, Dr. Francisco. (2002). Sistema de Contenção. USP, São Paulo/SP, Brasil. 31p.

M. P. MATOS, Lina, (2008). Estabilidade de talude em rochas silto-argilosas. Técnicas de remediação para rotura superficiais. Lisboa – Portugal, 180.p.

Efeitos da vegetação na estabilidade do solo e de taludes. In: XIII CURSO SOBRE EROSÃO E CONTROLE DE SEDIMENTOS, 2005, Belo Horizonte

DYMINSKI, A.S, UFPR - Notas de Aula - Estabilidade de Taludes CORTINA ATIRANTADA – LINHA VERDE: Disponível em: http://www.hmiranda.com.br/obras_1.htm Acessado em: 27/11/2010

NILSSON, Thomas (2010). Uma metodologia preventiva e multidisciplinar para prevenção de taludes, COMBRAMSEG 2010. Jundiaí/ SP, Brasil. 8 p.

Page 20: Atps - Geotecnia II

M. LINHARES, Raquel, (2011). Analise de Estabilidade de aterros em Solo Residual. UFRJ, Rio de Janeiro/ RJ, Brasil. 46 p.

M. MARINHO, Fernando, (2010). Conceitos sobre Aterro. USP, São Paulo/SP, Brasil. 58 p.

M. M. JUNIOR, Dirceu,Taludes Rodoviários – Orientação para Analise, Diagnósticos e Soluções de Problemas em Aterros e Taludes. IPT/Instituto de Pesquisa Tecnológica. 58 p.