Critérios para a avaliaçãode obras de terra

..

.Antonio FernandoNavarro·Engenheiro Civil· Engenheiro de Segurança do Trabalho·Gerente de Riscos do Banco Nacional· Professor da Funenseg

ljI niciamos com esta monografia~ uma série de artigos destina-dos aos técnicos do mercado segura-dor, versando sobre assuntos ligadosà engenharia nem sempre disponíveisàqueles que trabalham com taxaçãode riscos, inspeções ou mesmo geren-ciamento de riscos.

Um destes temas é o da avaliacãode obras de terra. .

São comuns em nosso País os co-

Parte Ilapsos de obras de terra, acompanha-dos de grandes prejuízos diretos e in-diretos. Os prejuízos diretos são aque-les que envolvem a reparação do sinis-tro e os indiretos, os decorrentes deatrasos e modificações nos projetos.

O mercado segurador brasileiroes-tá sempre participando, direta ou indi-retamente, desses prejuízos, seja de-vido a cobertura da obra ou então daspropriedades circunvizinhas.

Eimportante o conhecimento pré-vio do assunto por aqueles que parti-cipam da assunção dos riscos, de for-ma que a contratação do seguro nãoseja a contratação de um risco iminen-te, ou mesmo o financiamento para areposição de uma perda, a um custo

financeiro baixo (o mercado aplica 110-je um juro de 12% ao ano, no financia-mento de um pagamento de seguros,no máximo).

Algumas das modalidades, ou ra-mos de seguros onde se aplica de ime-diato o conhecimento de obras de ter-ra, são as seguintes:

. incêndio (por permitir a cobertu-ra de desmoronamento ou desaba-mento em conseqüência de um doseventos cobertos);

. riscos diversos (modalidade dedesmoronamento e outras);

. responsabilidade civilgeral;· riscos de engenharia;· garantia de obrigações contra-

tuais.

CADERNOS D~ SEGURO 7

Introdução

T alar s?bre obras d~ terra p~ra~ um leigo, ou um nao especia-lista, nem sempre é fácil, ainda mais seconsiderarmos que o assunto não tema divulgação que merecia ter.

Solo, ou terra como é vulgarmen-te conhecida, é um conjunto de partí-culas sólidas, líquidas e gasosas queocupam um volume determinado nacrosta terrestre.

Existe outra definição mais simplis-ta que diz: "Agrupamento natural departículas minerais, que podem ser se-paradas por meios físicos, tais comodissolução em água."

O solo possui uma série de denomi-nações, que variam em função da for-ma, origem, constítuíntes etc. Destaforma, pode-se ter:

a) Solo aluvionarSolo constituído pela deposição

gravimétrica das partículas carreadasem suspensão em um meio fluido. En-tende-se também como o solo forma-do pela deposição lenta de partículasminerais e orgânicas trazidas pelaságuas de chuva, rio ou mar.

b) Solo coluvionarSolo formado pela deposição das

partículas transportadas de um local

8 FUNMG

Conhecer o solo e o projeto de assentamento pode evitar contratempos

para outro, através da ação da gravida-de.

c) Solo eólicoFormado pela deposição das partí-

culas minerais e orgânicas transporta-das pelos ventos.

d) Solo orgânicoFormado por produtos de alteração

de rochas misturadas com materiaisorgânicos decompostos.

e) Solo residualSolo proveniente da ação de intem-

perísmos físicos ou químicos, agindosobre rochas, provocando a desagre-gação das mesmas e a constituição dosolo no próprio local da desintegração.

f) TurfaSolo com grandepercentagemde

partículasfibrosasde materialcarbo-

noso, ao lado de matéria orgânica noestado coloidal, com coloração mar-rom escuro e preto.

É um material mole, porém nãoplástico e combustível, sendo utiliza-do como combustível em aquecimen-to de casas no inverno.

Necessidadedo conhecimentodas propriedadesdo solo

.

rrjil odas as obras de engenharia ci-~ vil exigem um conhecimentoprévio das características do solo, se-ja para verificar-seo efeito da transmis-são de cargas pelas fundações, a es-tabilidade de taludes naturais ou mes-mo a utilização do solo comoestrutura.

Apenas para exemplificar citamosalguns tipos de obras em que o conhe-cimento das propriedades do solo éprimordial:

a) BarragensSão estruturas destinadas a conter

e armazenar grandes volumes deáguas, aproveitadas para a irrigação,geração de eletricidade, cultura de pei-xes e camarões, aumento da umidadenatural da região, regularização do flu-xo ou caudal de rios e canais.

Essas estruturas podem ter váriasformas e constituição, observados fa-tores econômicos, geográficos, técni-cos, sociais, militares etc.

Como as cargas transmitidas ao so-lo são imensas, têm-se situacões degrande responsabilidade e riscó. O nãoconhecimento do solo e do projeto deassentamento poderá acarretar umasérie de contratempos, tais como: es-vaziamento dágua através da percola-ção pelas fendas e diáclases; rupturada crista, base ou ombreiras; localiza-ção da barragem sobre falhas ou des-continuidades geológicas responsá-veis por acomodações bruscas do ter-reno precedidas por leves tremores deterra, sentidos a quilômetros de dis-tância

As barragens de terra são as maisproblemáticas, em termos de análise.Os problemas que podem ocorrer são:

· falta de estabilidade, provocadapor recalques excessivos com ruptu-ra de obras de arte, a ruptura de talu-des ou a ruptura por cisalhamento nabase;·falta de estabilidade do solo defundação, provocada por recalquesexcessivos com ruptura de obras de ar-

te ou a ruptura por escoamento do so-lo de fundação;

· falta de estabilidade devida a per-colação de água, gerada por erosão in-terna ou solapamento (piping);

· transbordamento;· erosão superficial;b) CanaisSão estruturas destinadas ao trans-

porte de água, seja para irrigação, des-vio de curso dágua ou transporte deembarcacões.

Os riséos latentes que poderão ad-vircom o projeto mal elaborado são osseguintes:

. escorregamento de taludes;·recalques das bordas;· percolação da água para proprie-

dades circunvizinhas, causando recal-ques.

c) TúneisEstruturas constituídas em rocha

ou solo. Pode-se ter túneis em rochasconsolidadas, onde a preocupaçãomaior deverá ser com o aparecimentode cavas na abóboda, juntas e falhas.Em algumas falhas a rocha é brecha-

grandes massas de rochas das faceslaterais do túnel.

d) Contenção de encostasAtualmente esse é um trabalho de

engenharia mais conhecido, principal-mente pelos acidentes ocorridos.

Várias são as formas de conter-seencostas. As mais conhecidas são osmuros de arrimo.

Os muros de sustentação podemser:

· de gravidade;·em blocos de cantaria ou em con-creto ciclópico;

· em concreto armado de flexão,ou em contraforte;

· em fogueira (crib wall);· em cortina-prancha ou em esta-

cas-pranchas (sheet piles);· em cortinas atirantadas.

Os desenhos a seguir ilustram al-guns dos tipos comentados.

Os acidentes mais comuns envol-vem a contencão de encostas ao lon-go de rodovias, ferrovias ou grandesconstruções.

.,..

Em túneis profundos podem ocorrer desprendimentos por pressão

da a ponto de formar um agregado sol-to e poroso, cheio de água. Otúnel po-de ser escavado em rochas alteradase solos expansivos e em rochas nãoconsolidadas.

.Emtúneis profundos podem ocor-rer desprendimentos por pressão, delajes de rochas aparentemente sãs.Outro fenômeno de alívio de pressãoé o de tremores de terra repentinos erelativamente violentos, provocadospor perturbação dos extratos rocho-sos profundos, de natureza local, evi-denciados por súbita elevação do pi-so do túnel, e em alguns casos do te-to, e o repentino desprendimento de

.'4 .· A .. .

Contenção por muro de gravidade

CADERNOS DE SEGURO 9

\

Contenção por muro de contraflexão

e) Cortes e aterros muito altosUmoutroponto críticoparao estu-

do de solos são os. cortes e aterrosmuito altos. A engenharia brasileiradefiniu como altura critica para cortese aterros o patamar de 20 metros. Asestruturas abaixo de 20 metros, ape-sar de não receberem esta classifica-ção, são também perigosas para o se-guro, porque também podem ocasio-nar acidentes de grande envergadura.Os pontos para os quais o engenheirode riscos deve preocupar-se mais sãoos seguintes:·altitude dos estratos e das estru-turas das rochas;

· fraturamento para conhecer ocomportamento estrutural do maciço;

· grau de alteração das rochas;· posição do lençol freático;·condições climáticas da região;· ocorrências de sinistros anterio-

res em obras semelhantes, nas proxi-midades.

Contenção por gabiões

Capacidadede cargados solos

rp1 ara que se possa erigir estrutu-~ ras sobre um solo é necessárioconhecer a capacidade de suporte domesmo, bem como outrascaracterísticas.

Quando uma carga proveniente deuma fundacão é transmitida ao solo háuma naturál deformação, conhecidacomo recalque.

Assemelhando-se à lei de Hooke,existe uma carga tal que rompe o equi-líbriodo sistema, provocando a ruptu-ra do solo. Quando isso ocorre a estru-tura desaba.

Bermas com gramíneas

A capacidade de suporte ou de sus-tentacão do solo é determinada atra-vés dé ensaios físico-químicos em la-boratórios e ensaios físicos realizados"in situ". Dentre os vários ensaios exe-cutados têm-se:

· ensaio de percolação;. ensaio de cisalhamento;· ensaio de compactação;· prova de carga;. ensaio de penetração estática;·ensaio de compressão triaxial;. ensaio de consolidação;·ensaio de corte;. ensaio de peneiramento.

Os processos para investigação dosolo são custosos e de aplicação len-ta. Em áreas muito grandes, onde apesquisa poderia ser longa, além dereduzir-se os pontos de prospecção,lança-se mão de dados comparativosobtidos na mesma região, bem comode resultados de acompanhamento deobras similares próximas. Porém, es-

Cortina atirantada Estaca-prancha Contenção por crib wall

sa situação não é muito adequada,porque o solo não é uma estrutura per-feitamente homogênea e isótropa.

A capacidade do solo é medidaatravés do resultado da relação entreo peso que a obra pronta iráexercer so-bre a superfície de contato com o ter-reno. A carga máxima suportada peloterreno é o limite além do qual a rela-ção entre os recalques observados e oaumento da carga cresce abrupta-mente.

G. Baud em seu livro Le Batimenttraçou um paralelismo entre a nature-za do terreno natural e sua capacida-de de suporte. Alguns dos itens por eleobservados foram:

Natureza do terreno Solicitaçãoadmissivel (kg/cm21

Limo ou turfaTerra vegetal. aterrosAreia muito finaAreia seca e cascalhoRochas moles, pouco fendidasRochas duras, em capasregulares

0,000,500,00 a 2,003,00 a 5,007.00 a 10,00

10.00 a 20,00

Emse tratando de fundacões sobreareia muito fina deve-se próvidenciarcontenção lateral, para evitar fuga dematerial.

Nocaso de areia seca e cascalho re-duzir os valores encontrados a 1/3, ca-so exista risco de infiltração de água.

Para rochas mole reduzir os valoresencontrados à metade para as rochasfendidas.

.., "

.3

R2

C1 C2 C3 C8rp

12 FI \ [\\E(;

o conhecimentodo solo

IO

I exame sistemático de uma re-gião para a obtenção de dadosgeológicos tem ampla é!plicação naárea da engenharia civil. Efundamen-tal para a definição do tipo de funda-ção a ser empregado, a capacidade desuporte do solo, custos para a movi-mentacão de terra etc.

Antes de passarmos para o aspec-to do conhecimento do sold necessá-rio se faz entendermos um pouco dealguns dos termos técnicos mais di-fundidos. A Associacão Brasileira deGeologia de Engenharia (ABGE)pos-sui uma série de glossários, facilmen-te acessíveis a todos. Do glossário demecânica dos solos verificamos al-guns dos conceitos apresentados a se-guir:·Adensamento

Diz-se da redução gradual do volu-me de uma massa de solo, provocadapelo seu próprio peso, acrescido decargas nele atuantes. Essa redução éprovocada pela expulsão de água e ardos volumes de vazios.·Adesão

Resistência ao cisalhamento entreum solo e outro material qualquer, nãosubm.etido a cargas externas.·Agua adsorvida

Água existente na superfície dosgrãos de solo, mantidéi pelos esforçosde atracão molecular.·Análise granulométrica

Processo físico de determinacão dadistribuição granulométrica dó soloatravés da separação de frações degrãos de mesma dimensão.

~ Ângulo de atrito internoAngulo correspondente à inclina-

ção da tangente à curva de Mohr, aqual estabelece a relação entre resis-tência ao cisalhamento e tensão nor-mal.·Ângulo de talude natural

Ângulo entre o talude externo deum monte de solo granular e a linhahorizontal, obtido deixando-se o solocair, aos poucos, em estado seco egranular, de uma dada altura.·Capacidade de carga de um so-lo

Carga limite aplicada em uma árealimitada que provoca a ruptura do so-lo. ·Carga de trabalho

Carga aplicada com segurança so-bre a superfície de um solo de funda-ção, provocando recalques compatí-veis com a superestrutura e dentro doslimites previamente estabelecidos.·Coesão de um solo

Parcela da resistência ao cisalha-mento de um solo, independente dapressão normal atuante, induzida pe-la atração química entre partículas e acimenta cão das mesmas.·Consistência

Facilidade relativa com que um so-lo argiloso pode ser deformado, a qualdepende do teor de umidade, granu-lometria, forma e superfície específi-ca dos grãos, composição química emineralógica.·Erosão interna

Movimento das partícJlas de umsolo carreadas por percolação deágua, sob condições de gradiente hi-dráulico crítico, com progressiva aber-tura de canais no interior da massa desolo, em sentido contrário ao do fluxohidráulico.·Gradiente hidráulico crítico

Queda do potencial hidráulico pordistância de percolação, em que apressão efetiva no interior da massagranular é reduzida a zero, por um mo-vimento de percolação ascensional deágl'''l

Jt'ao.

A contenção de encostas é um dos trabalhos de engenharia mais conhecidos, principalmente pf!los acidentes ocorridos

. Permeabilidade de um soloPropriedade indicativa do solo de

maior ou menor facilidade ao desloca-mento de água, através de seus va-zios.

Para o conhecimento do solo é bomsaber-se que na execução de estrutu-ras de engenharia dificilmente se che-ga a profundidades superiores a 100metros, razão pela qual todo o interes-se deve estar voltado para uma cama-da de solo relativamente delgada.

Também é bom saber-se que umsolo não é uma estrutura homogênea,para a qual deve-se esperar o mesmodesempenho ou resultado. Poressa ra-zão não se deve confiar em análisesfeitas em alguns pontos concentradose a uma dada profundidade.

Quando se estuda um solo deve-seter em mente a sua variabilidade decondições, pois ao contrário pode-seter uma avalanche de sinistros repeti-tivos.

Há uma tendência de os sinistrosenvolvendo obras de fundacões afeta-rem os taludes à borda dás escava-ções. Mas será que sempre ocorre as-sim?

A instabilidade das encostas em re-giões como a que temos no Brasiles-tá subordinada a uma série de fatores,quais sejam:

14 rUNfNiG

.J

. características pluviométricas lo-cais;

· topografia natural;. vegetação natural e a existente;. antrópicos;·tipo de solo;. características das estruturas a

serem erigidas.Alguns dos movimentos de terra co-nhecidos são:

a) Escorregamento (creep)Trata-se da movimenta cão lenta e

gradual da camada de solo'superficialao longo de uma encosta, deslocan-do-se a poucos centímetros por ano.Nas encostas da Serra do Mar,ao lon-go da Rodovia dos Imigrantes, o des-locamento medido foi de 1 cm/30anos.

Os fatores responsáveis pelo"creep" são: o aumento da quantida-de de água no solo, com expansão dovolume de massa do regolito seguidade dessecamento após a fase úmida;ação do congelamento e do degelo;dilatacão e contracão alternadas, comformácão de fendilhamentos no solo(suncracks); desmatamentos incon-trolados.

b) SolifluxãoTrata-se do transporte em massa do

regolito, com deslocamentos que nãoultrapassam a alguns metros por ano.

Os fenômenos de solifluxão nãoapresentam efeitos topográficos notá-veis, por se desmoronarem lateral-mente em grandes extensões e nãosobre depressões longitudinais ou ca-nais, como ocorre com a corrida de la-ma.

c) Corrida de lama (mud flow)É o deslocamento encosta abaixo

de uma língua de massa detrítica en-charcada de água, movimentando-serapidamente em leitos ou calhas defi-nidas.

Os fatores ocasionadores do fenô-meno são: matéria não consolidada nasuperfície em grande quantidade;abastecimento abundante e intermi-tente de água; vegetação rala.

O fenômeno ocorre periodicamen-te no Rio de Janeiro e Am Niterói, al-cançando extensões que chegam a100 metros.

d) DesmoronamentosFenômeno de bastante freqüência

em regiões de clima quente e úmido,constituindo-se de desprendimentosde massa terrosa relativamente en-charcada em rápidos movimentosdescendentes. Os fatores que o provo-cam são: rala cobertura vegetal; en-costas com caneluras profundas; des-calcamentos laterais.

é) Deslizamentos

1

Movimentos rápidos de massa de-trítica superficial, ao longo de encos-tas. A principal causa dos deslizamen-tos é a ocorrência de uma capa de re-golito encharcada sobre uma camadaseca, formando uma descontinuidaderesvaladica. Não se deve descartar,porém, as escavações feitas ao sopédas vertentes, as quais retiram o su~porte lateral das mesmas.

f) SlumpCaracterizam-se por deslocamen-

tos violentos de grandes volumes deterra ao longo de rampas curvas, pro-vocados por: chuvas intensas e pro-longadas; superfícies de descontinui-dade e planos de xistosidade; encos-tas com declive superior a30°; descal-çamentos naturais e antrópicos; pres-são hidrostática exercida sobre ascomponentes de resistência da ver-tente.

De forma a simplificar nossa análi-se elaboramos a seguinte seqüência:

1) obter todas as informacões dis-poníveis acerca do projeto; .

2) procurar obter dados de projetossemelhantes;

3) Verificar se todo o projeto estásobre um mesmo tipo de solo;

4) cientificar-se da existência depontos importantes (fraturas, fendas,diáclases, descontinuidades geológi-cas, rios, lagos, canais, morros);

5) obter mapas de condições cli-máticas ambientais que possam in-fluenciar no desenvolvimento do pro-jeto;

6) programar inspeções periódicascoincidentes com épocas de maiordestaque para o desenvolvimento doprojeto;

7) analisar os prazos de cumpri-mento de etapas relevantes;

I ,

.

A situação ideal é aquela na qual o engenheiro de riscos da seguradora é um especialista no risco a ser inspecionado

Inspeçãopara finsde seguros

I A I situação ideal é aquela na qualo engenheiro de riscos da se-guradora é uma especialista no riscoa ser inspecionado. Seria convenien-te que em uma montagem industrialou na instalação de um equipamentode porte fosse um engenheiro mecâ-nico. Na inspeção de uma grandeconstrução fosse um civil, no segurode uma barragem comparecesse um

16 HINMG

.1

especialista em solos, e assim pordiante. Porém, nem sempre isso é pos-sível, não só pelo fato de não ser eco-nomicamente viável as seguradorasdisporem de quadros de pessoal gran-des, algumas vezes ociosos, e tam-bém porque o mercado segurador ain-da não oferece um atrativo financeiroaos engenheiros, tratados como ins-petores de risco de maior qualificação.O que se vê são engenheiros re-cém-formados que de uma hora paraoutra são guindados a engenheiros deriscos. Ora, engenheiro de riscos pres-supõe-se que seja o profissional oqual, pela sua experiência anterior, de-tecta situações de riscos. Porém, es-te não é bem o nosso assunto nomomento.

No nosso presente caso, o que fa-zer no desenvolvimento de um traba-lho de inspeção de risco?

8) acompanhar a sinistralidade decada etapa;

9) ter acesso aos projetos executi-vos.

Paraconcluir, sugerimos aelabora-ção de cadastros de grandes projetose dos problemas ocorridos, sejam si-nistros ou não.

Em nosso próximo artigo, tambémenvolvendo o tema da engenharia ci-vil, abordaremos "O objetivo de co-nhecimento dos sistemas construti-vos utilizados na construcão civil". Emseu desenvolvimento abordaremos:

. locação da obra;· fundações;. elevação da estrutura;. servicos de acabamento;. coméntários sobre o grau de si-

nistralidade de cada evento.

Continua no pr6ximo número.

1