FACULDADE PITÁGORAS DE LONDRINA

Londrina 2017

FLÁVIO PINHEIRO CARDOSO

ESTRUTURA PARA CONTENÇÃO DE TALUDES VERTICAIS:

TIRANTES E SOLO GRAMPEADO

Londrina 2017

Cidade Ano

ESTRUTURA PARA CONTENÇÃO DE TALUDES VERTICAIS:

TIRANTES E SOLO GRAMPEADO

Trabalho de Conclusão Curso Civil apresenta-do à Faculdade Pitágoras de Londrina, como requisito parcial para obtenção do título de gra-duado em Engenharia Civil.

Orientadora: Andressa Silva

FLÁVIO PINHEIRO CARDOSO

Londrina 2017

FLÁVIO PINHEIRO CARDOSO

ESTRUTURA PARA CONTENÇÃO DE TALUDES VERTICAIS:

COM TIRANTES E SOLO GRAMPEADO

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade Pitágoras, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em En-genharia Civil.

BANCA EXAMINADORA

Prof(ª). Titulação Nome do Professor(a)

Prof(ª). Titulação Nome do Professor(a)

Prof(ª). Titulação Nome do Professor(a)

Londrina, 25/11/ 2017

“Que os vossos esforços desafiem as impossi-

bilidades, lembrai-vos de que as grandes coi-

sas do homem foram conquistadas do que pa-

recia impossível.”

(Charles Chaplin)

AGRADECIMENTOS

Agradeço primeiramente à Deus, pela minha vida, por ter-me dado saúde,

forças e iluminação concedida nas horas mais difíceis para seguir em frente e supe-

rar as dificuldades nessa caminhada. Nunca foi sorte, sempre foi Deus.

Agradeço à minha esposa pelo imensa e inesgotável paciência e compreen-

são em minha busca pela realização deste sonho profissional.

À Faculdade Pitágoras pela oportunidade de realizar este curso e ao coorde-

nador Milton Borghi pelos incentivos, apoio e incentivo em todos os momentos que

precisei. À todos os professores da instituição, pela paciência, atenção, dedicação e

por transmitir seus conhecimentos, afim de fornecer-me base e segurança na reali-

zação deste trabalho.

Agradeço aos meus pais pela educação a mim fornecida, que me impulsionou

a ser o que sou e a lutar pelos meus objetivos. E aos meus irmãos pela contribuição,

amizade e confiança, que sempre me depositaram em toda a caminhada. E também

aos meus amigos, que me incentivaram e apoiaram em todo o curso, para que eu

não desistisse. Juntos somos mais e venceremos.

Ao meu amigo e irmão Padre Sebastião Benedito de Souza que foi um dos

mentores dessa jornada tanto na parte espiritual como incentivo profissional e moral.

À empresa Politécnica/Agilis e seus funcionários, ao senhor Elias Plácido V.

Cesar e sua filha Rebeka Ribas Cesar, o meu muito obrigado pelos ensinamentos à

mim transmitidos durante toda a caminhada.

E à todos que de alguma forma contribuíram direta ou indiretamente, colabo-

rando na realização deste trabalho.

Muito obrigado,

Flávio Pinheiro Cardoso

CARDOSO, Flávio Pinheiro. Estrutura para Contenção de Taludes Verticais: Com Tirantes e Solo Grampeado. 2017. 45 Páginas. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Faculdade Pitágoras de Londrina, Londrina, 2017.

RESUMO

Como grandes construções vêm sendo feitas em lugares acidentados e em centros urbanos, as técnicas de estabilização de taludes vêm tornando-se uma das princi-pais soluções de estabilidade do maciço. Com a necessidade de implantação de subsolos em construções urbanas torna-se necessário realizar uma escavação no terreno. No entanto, com a realização dessa prática é de suma importância que seja garantida a segurança dos imóveis vizinhos. Para que isso aconteça, surgem os mé-todos de contenção de solo grampeado ou tirante. Sendo assim, buscou-se por meio desse trabalho, dois modos de solução de estabilidade de encostas e cortinas atiran-tadas, avaliando seus métodos e custos para a implantação de cada processo em determinado tipo de obra, solos e presença de matacão. Compara-se o desempenho de cada sistema e a capacidade de carga que cada um suporta com ensaios de ar-ranchamento, validando-os individualmente para evitar a implantação incorreta em obra, afim de resguardar-se de maiores problemas com as construções vizinhas e a estrutura que será construída no local. Ambos os métodos foram apresentados con-forme as normas e metodologias de aplicação, com os parâmetros e sistemas de dimensionamento e dados adotados conforme os estudos explorados na literatura de cada tipo de contenção aplicada.

Palavras-chave: Cortina atirantada; Estabilidade de encostas; Solo grampeado; Ti-

rante; Geotecnia.

CARDOSO, Flávio Pinheiro. Framework for Containment of Vertical Slopes: With Straps and Stapled Soil. 2017. 45 Pages. Graduation in Civil Engineering - Pitágoras Faculty of Londrina, Londrina, 2017.

ABSTRACT

As large constructions are being built in rough places and in urban centers, slope stabilization techniques have become one of the main stability solutions of the mas-sif. With the need to install subsoils in urban constructions it becomes necessary to perform an excavation on the ground. However, in carrying out this practice, it is of the utmost importance that the security of the neighboring properties is guaranteed. For that to happen, the methods of contention of stapled or tie soil appear. Therefore, two ways of solving slopes and curtains were evaluated by means of this work, eval-uating their methods and costs for the implementation of each process in a particular type of work, soils and presence of wood. It compares the performance of each sys-tem and the load capacity that each one supports with lathing tests, validating them individually to avoid the incorrect implantation in work, in order to guard of greater problems with the neighboring constructions and the structure that will be built on site. Both methods were presented according to the norms and application method-ologies, with the parameters and systems of design and data adopted according to the studies explored in the literature of each type of applied restraint.

Keywords: Curtain cable; Slope stability; Stapled Soil; Strap; Geotechnics

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Escavação .............................................................................................. 15

Figura 2 – Instalação de Grampos .......................................................................... 16

Figura 3 – Concreto Projetado ................................................................................. 16

Figura 4 – Escavação Nova Frente ......................................................................... 17

Figura 5 – Processo de Execução Completo Solo Grampeado ............................... 17

Figura 6 – Conjunto de Peças de um Grampo ........................................................ 17

Figura 7 – Comportamento Tirante .......................................................................... 20

Figura 8 – Corte A e B de um Tirante ...................................................................... 20

Figura 9 – Zona de Vertentes .................................................................................. 22

Figura 10 – Escorregamentos Circulares Rotacionais ............................................. 23

Figura 11 – Escorregamentos Planares .................................................................. 25

Figura 12 – Escorregamentos em Cunha ................................................................ 25

Figura 13 – Solo Grampeado .................................................................................. 27

Figura 14 – Muro de Arrimo de Alvenaria de Blocos de Concreto e/ou Cerâmica ... 28

Figura 15 – Transporte de uma Peça de Tirante ..................................................... 30

Figura 16 – Protensão de um Tirante ...................................................................... 31

Figura 17 – Cortina Atirantada com todas as Etapas .............................................. 31

Figura 18 – Estabilidade Geral de um Maciço ......................................................... 33

Figura 19 – Montagem de Ensaio de Tirante com Dois Relógios ............................ 34

Figura 20 – Montagem de Ensaio de Solo Grampeado com um Relógio ................ 35

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Comparação entre o Método Tirante e Solo Grampeado

................................................................................................................................... 37

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABEF Associação Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundações e Geotéc-

nica

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

NBR Norma Brasileira

SPT Sondagem à Percussão

TCC Trabalho de Conclusão de Curso

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................... 10

2 MÉTODOS SOLO GRAMPEADO E TIRANTE ................................................. 12

2.1 SOLO GRAMPEADO...................................................................................... 13

2.1.1 Definições ......................................................................................................... 14

2.1.2 Descrições Técnicas ........................................................................................ 14

2.1.3 Execução .......................................................................................................... 15

2.2 MÉTODO TIRANTE ........................................................................................ 18

2.2.1 Definições ......................................................................................................... 19

2.2.2 Descrições Técnicas ........................................................................................ 19

3 IDENTIFICAR FATORES DE RISCO QUANDO NÃO EXECUTADOS E/OU

MAPEADOS COM DETALHAMENTO INDIVIDUAL ................................................ 22

3.1 ESCORREGAMENTOS CIRCULARES ROTACIONAIS ................................ 23

3.2 ESCORREGAMENTOS PLANARES TRANSLACIONAIS ............................. 24

3.3 ESCORREGAMENTOS EM CUNHAS ........................................................... 25

3.4 MÉTODOS PARA REDUÇÃO DO RISCO DE ESCORREGAMENTO ........... 26

4 AVALIAÇÃO DOS MÉTODOS PARA ESCOLHA DO MELHOR PROCESSO

EXECUTIVO E IMPLANTAÇÃO PARA CADA TIPO OBRA. ................................... 30

4.1 SITUAÇÕES EM QUE O TIRANTE É A MELHOR OPÇÃO ........................... 31

4.2 SITUAÇÕES EM QUE O SOLO GRAMPEADO É A MELHOR OPÇÃO ........ 32

4.3 ENSAIOS DE GRAMPOS DE TIRANTE E SOLO GRAMPEADO .................. 34

4.4 COMPARANDO O SOLO GRAMPEADO COM TIRANTE ............................. 36

CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................... 39

REFERÊNCIAS ................................................................................................. 40

10

1 INTRODUÇÃO

Este refere-se ao TCC (Trabalho de Conclusão de Curso), do curso de gradu-

ação em Engenharia Civil, da Faculdade Pitágoras de Londrina, no Paraná. O mes-

mo tem como tema a estrutura para contenção de taludes verticais: tirante e solo

grampeado.

Devido ao aumento da população e as construções de novas estruturas como

casas, rodovias, prédios, ferrovias, entre outras, as áreas onde a topografia do terre-

no não favorece a construção de tais, é necessário que haja contenção da terra, fa-

cilitando assim a execução de tal obra. Muitas obras são realizadas em encostas

desestabilizadas, ocasionando deslizamentos e provocando danos às pessoas que

já construíram naquele local e também às obras que tendem a iniciar-se.

A partir disso, abordar-se-á nestes trabalho, técnicas de estabilização de talu-

de como tirantes e solo grampeado. Tais técnicas são usadas na Engenharia Civil

em diversos países, inclusive no Brasil. Este visa também avaliar e executar um le-

vantamento sobre cada funcionalidade para determinada situação, onde estabiliza-

se os taludes verticais, levando-se em consideração a diversidade e o tipo do solo, e

a partir daí é adotado um processo específico para a execução de determinada obra.

A pesquisa de caráter bibliográfico realizada neste trabalho, tem como objeti-

vo primordial analisar, averiguar e aprimorar os estudos já existentes, sobre a estabi-

lização de taludes verticais para determinados tipos de solo e também sobre obras

com método de tirantes ou solos grampeados.

Posteriormente, este trata dos objetivos específicos, que são:

Apresentar os métodos tirante e solo grampeado e seus procedimentos de

execução na estabilização de taludes verticais e suas vantagens e desvantagens;

identificar fatores de risco quando não executados, mapear seus procedimentos com

detalhamento de cada caso e avaliar os métodos para escolha do melhor processo

executivo e implantação para cada tipo de obra.

Dessa forma, a problemática a ser analisada objetiva-se em concluir quais

dos métodos analisados é mais propício para determinado solo, principalmente nos

solos com presença de matacão (pedra bola).

As conclusões acerca do tema e possíveis soluções encontradas no decorrer

da pesquisa, estarão dispostas ao final deste, de modo que contribuirá para agregar

11

conhecimento e auxiliar em pesquisas futuras, elucidando dúvidas já existentes e

criando novas problemáticas.

12

2 MÉTODOS SOLO GRAMPEADO E TIRANTE

O solo grampeado é um sistema de resistência ao cisalhamento técnico apli-

cado para estabilizar um determinado maciço. Em suma, o solo grampeado consiste

em várias barras de ferro grampeadas em um maciço através de furos feitos por

equipamentos próprios, onde em seguida aplica-se uma massa de cimento com

pressão criando raiz envolta do grampo.

O sistema de solo grampeado, em suma, utiliza concreto projetado, chumba-

dores e drenagem, e objetiva estabilizar os taludes de corte permanentemente, o

que é mais comum, ou temporariamente. A realização do processo é rápida e barata

quando comparada à outras tecnologias. Quando trata-se da contenção, esta ocorre

por conta da ancoragem de chumbadores sub-horizontais, que trabalham passiva-

mente e são introduzidos no maciço, e posteriormente fixados com uma calda de

cimento. (CORSINI, 2012).

Essa técnica de contenção tende a ser mais econômica em comparação ao ti-

rante, no entanto, seu método ainda não é específico na área geotécnica. Os solos

grampeados geralmente são utilizados para solos arenosos sem presença de rocha

ou matacão.

Os tirantes são peças especialmente montadas, tendo como componente

principal um ou mais elementos resistentes à tração, que são introduzidas no terreno

em perfuração própria, nas quais, por meio de injeção de calda de cimento (ou outro

aglutinante) em parte dos elementos, forma um bulbo de ancoragem que é ligado à

estrutura por meio do elemento resistente à tração e da cabeça do tirante. Esse mé-

todo é mais preciso na área geotécnica, e é utilizado em grandes cortes de maciço

ou contenção de taludes viadutos, estradas e encostas etc.

Tirantes são elementos lineares capazes de transmitir esforços de tração entre suas extremidades. Nas aplicações geotécnicas de tirantes, a extre-midade que fica fora do terreno é a cabeça de ancoragem e a extremidade que fica enterrada é conhecida por trecho ancorado e designada por com-primento ou bulbo de ancoragem. O trecho que liga a cabeça ao bulbo é conhecido por trecho livre ou comprimento livre. (TIRANTES..., 2007).

Os dois métodos são muito eficazes, porém, para cada caso, tipo de solo e

cargas que serão colocados em cima dos taludes ou cortinas, o engenheiro tem que

13

avaliar e dar uma solução para cada um, garantindo assim, a segurança e qualidade

da obra que será realizada em torno dos taludes e encostas.

Em nossa região o solo é muito diferenciado. Em alguns lugares a rocha é

bem profunda, já em outros a presença de matacão é muito comum dificultando a

execução de construções até mesmo a escavação do terreno para a implantação de

subsolos.

Alguns projetistas preferem o tirante a solo grampeado, porém, seu custo ain-

da é muito alto. Este resiste à grandes cargas e seu método é o mais conhecido em

todo o mundo, em especial no brasil. Sua sequência de execução segue na perfura-

ção dos furos no terreno em seguida, montagem e instalação dos mesmos e por fim,

injeção e proteção de acordo com o projeto.

A escolha da contenção, depende da tradição regional e da experiência dos

envolvidos no processo de construção de uma obra. Sendo assim, a escolha depen-

de de técnicas e materiais disponíveis no local da obra (ENGESOL, 2014).

Quando executado um corte de um maciço de terra, é preciso dar condições

mínimas de segurança para a obra que será executada naquele local. Também ga-

rantir segurança das obras vizinhas, porém, se deparamos com vários problemas

não sabendo qual a melhor alternativa para a contenção do mesmo devido o tipo de

solo de cada região.

2.1 SOLO GRAMPEADO

Por volta da década de 70 deu-se início às técnicas de solo grampeado no

Brasil. Nos primeiros grampos foram feitos perfurações quase da mesma espessura

da barra de aço e na época, esse processo era executado sem o devido controle de

qualidade.

No Brasil, Ortigão; Zirlis; Palmeira (1993) citam que a primeira obra em solo

grampeado foi executada, no sistema Cantareira de forma intuitiva, para a estabili-

zação do emboque do túnel de adução.

Pitta; Souza; Zirlis (2003) citam que foram executados 72.763 m² de obras de

solo grampeado no país de 1983 a 2003, dos quais cerca de 60% entre 1996 e

2003, demonstrando a rápida expansão na utilização desta técnica no Brasil.

14

Com o aumento da demanda, novas tecnologias e estudos foram implemen-

tados para ajustes do furo, da armação, de traços para injeção e da adição de aditi-

vos em prol do melhoramento da qualidade, situação inexistente até então.

A partir disso, essas técnicas estão sendo cada vez mais utilizadas em con-

tenções de encostas, tornando-se uma solução para a engenharia moderna.

2.1.1 Definições

De acordo com a revista Solotrat (2011), o grampeamento do solo é uma prá-

tica para melhoramento e contenção de encostas alteradas permitindo sua estabili-

dade por meio de gravação de chumbadores e concreto projetado. Com a fixação

dos mesmos, o maciço nos permite a execução de estruturas a sua volta nos dando

segurança e estabilidade nas estruturas.

2.1.2 Descrições Técnicas

De forma resumida o processo divide-se em quatro fases segundo co-

mo citado na revista Tutikian (2014):

Reforço das edificações periféricas (vizinhos);

Escavação parcial;

Instalação dos chumbadores - perfuração, introdução do chumbador e

injeção dos furos;

Aplicação do concreto projetado - incluindo a instalação de drenos.

O solo grampeado se descreve em um conjunto de fatores como:

Armação metálica nervurada para melhor agregar a calda de cimento.

A barra de aço varia de 10 e 25 mm de diâmetro, tem uma dobra na sua extremida-

de 20 cm em cada ponto ou espaçamento de 2 metros com no máximo 20 mm de

diâmetro;

Coloca-se uma placa e porca junto com a barra para fazer o aperto da

mesma;

Espaçadores para manter a ferragem centralizada evitando que fique

em contato com a terra;

15

Tubos de PVC entre 8 e 15 mm com válvula manchete a cada 05 m e

até 1,5 m da boca do furo.

2.1.3 Execução

No procedimento, inicia-se com a escavação do furo conforme projeto, em

seguida monta-se a ferragem colocando no furo dando sequência a injeção da nata.

De acordo com Mendonça (2015, p. 27), “A execução inicia-se com o corte do

solo na geometria de projeto, a não ser no caso de estabilização de taludes.”

Com a cura de no mínimo 12 horas podemos fazer a reinjeção pelos tubos no

ponto das válvulas onde permite o enraizamento dos grampos dando assim a resis-

tência e estabilidade da estrutura contida.

A execução do solo grampeado segue a seguinte sequência:

Etapa 1 – Escavação: os taludes são escavados mecanicamente e ou manu-

almente conforme geometria e sequência de projeto, conforme apresentado na figu-

ra 1.

Escavação.

Fonte: Corsini, 2013.

Etapa 2 – Instalação dos grampos: os taludes são perfurados, os grampos

são preparados, instalados e alojados nos furos para a injeção. Os espaçamentos

vertical e horizontal são definidos a partir da resistência dos solos, como exemplifi-

cado na figura 2.

16

Instalação dos grampos.

Fonte: Corsini, 2013.

Etapa 3 – Concreto projetado: a parede do talude recebe o jateamento da

mistura (água, cimento, pedrisco, areia e fibra). Executa-se o acabamento. Em fun-

ção da inclinação do talude poderá ser executado paramento em grama, como apre-

sentado abaixo, na figura 3.

Concreto projetado.

Fonte: Corsini, 2013.

Etapa 4 – Escavação nova frente: cumpridas as etapas anteriores, pode-se

aprofundar a escavação e repetir o processo em camadas, conforme mostrado a

seguir na figura 4.

Escavação nova frente.

17

Fonte: Corsini, 2013.

Na figura abaixo, podemos observar a execução mais completa do processo

de escavação, aplicação dos furos do grampo e a projeção do concreto, finalizando

a primeira faixa de estabilização do talude.

Processo de execução completo solo grampeado.

Fonte: Solotrat, 2011.

Na próxima ilustração, exemplifica-se um grampo montado com detalhamento

das peças que o compõe, cada qual com sua funcionalidade.

Figura 6 - Conjunto de peças de um grampo.

18

Fonte: Solotrat, 2011.

A falta de qualquer uma dessas peças, ilustradas na figura 6, pode ocasionar

falhas no grampo, culminando em sua perda ou na danificação da estrutura, levando

até à ruptura do maciço.

O solo grampeado apresenta vantagens e desvantagens, assim como qual-

quer processo de construção. Algumas vantagens desse método são, baixo custo,

flexibilidade de execução, velocidade na construção, acessibilidade, segurança do

maciço, entre outros.

Seguindo essa teoria, as desvantagens são, o nível da água, corrosão, pouca

resistência a cargas elevadas, etc.

2.2 MÉTODO TIRANTE

As ancoragens com tirantes em maciços rochosos, segundo Cambefort

(1964), tem aplicação pioneira de grande relevância desde 1934, como solução de

reforço da barragem de Cheurfas na Argélia. Já a utilização de ancoragens em solos

teve aplicação alguns anos mais tarde.

No Brasil, segundo Costa Nunes (1985) a obra pioneira de contenção atiran-

tada foi iniciada em 1957 na rodovia Rio-Teresópolis, talvez ainda em condições

inéditas no mundo. Nesta época, as ancoragens executadas em solo eram constituí-

das basicamente por uma única barra de aço imersa em um furo preenchido com

19

calda de cimento e possuíam capacidade de carga geotécnica entre 100 kN e 200

kN.

Com o passar dos anos, e consequentemente com o aumento da aplicação

de ancoragens em obras geotécnicas de grande porte, a capacidade de carga geo-

técnica foi sofrendo aumentos significativos.

Segundo Habib (1969), essas conquistas de ganho de capacidade de carga

das ancoragens foram muito mais decorrentes do espírito audacioso e progressista

das empreiteiras do que devido ao avanço dos conhecimentos teóricos sobre o as-

sunto.

A primeira tentativa de normalizar a utilização de ancoragens em terreno no

Brasil foi proposta por Fonseca (1970), em caráter de projeto, e metodologia execu-

tiva. No entanto, a primeira norma brasileira sobre o assunto foi publicada 5 anos

mais tarde impulsionada pela experiência adquirida nas obras do metrô de São Pau-

lo e do Rio de Janeiro.

2.2.1 Definições

Na NBR 5629/96 (1996), nos revela que são peças montadas, e possui uma

grande resistência a tração, que são grampos feitos por meio de escavação mecâni-

ca com a injeção de nata de cimento formando assim um bulbo que fica alavancado

a terra dando resistência a tração e garantindo a estabilização do maciço.

2.2.2 Descrições Técnicas

A implantação de atirantamento em solo prevê a sequência das seguintes

etapas de execução: perfuração, montagem e instalação, injeção e protensão que

são usados para: contenção de taludes em solo e rocha; sustentação de paredes

para escavação profunda; ancoragem de lajes para combater a subpressão e fixa-

ção de estruturas especiais quer em solo ou rocha

Na figura 7 disposta abaixo segue um modelo de tirante e seus componentes,

detalhando a peça do início da estrutura de contenção até a ancoragem com o bul-

bo.

20

Componentes de um Tirante.

Fonte: Tirantes..., 2007.

Nota-se na figura 7, um ponto de tirante em solo como seria depois de execu-

tado, sua finalização só acontece com a proteção feita por equipamentos próprios

assegurando assim, a carga projetada naquele ponto. O seu conjunto de tirante de-

pois de protendido estabiliza todo o maciço, garantido a sequência das atividades.

Todo o dimensionamento da peça de tirante vai depender da estrutura que

será contida ou da carga que irá receber cada ponto ou conjunto.

Na figura abaixo, percebe-se o corte A e corte B dos trechos que estão dentro

do solo e como ficaria internamente depois de executado.

Assim como o solo grampeado, essa técnica também possui vantagens, entre

elas: suportam elevadas cargas de tração; ganho de terreno; baixo desperdício de

material; garantia de alta segurança e boa estabilidade do tabule ou cortina, entre

outros.

Figura 8 - Corte A e B de um Tirante.

21

Fon- te: Solotrat, 2011.

As desvantagens consistem no alto custo, demora na execução, risco de cor-

rosão e disponibilidade de espaço.

22

3 IDENTIFICAR FATORES DE RISCO QUANDO NÃO EXECUTADOS E/OU MA-

PEADOS COM DETALHAMENTO INDIVIDUAL

Muitas construções são feitas em encostas ou em lugares onde não existe

segurança adequada para que sua edificação ou construção permaneça segura,

sem que haja deslizamento, ocasionando colapso em tudo que foi construído.

Para Boscov (p. 31) escorregamentos são, “movimentos coletivos de solo ou

rocha em que a massa instabilizada desliza sobre uma superfície claramente delimi-

tada no maciço estável, envolvendo um volume bem definido de material”.

De acordo com Freitas, o deslizamento acontece comumente em áreas de

relevo, principalmente em encostas. Os motivos que desencadeiam tal processo dá-

se pela estrutura do terreno, formas de relevo e até mesmo pela ação humana.

Alguns tipos de solo, não possuem resistência suficiente para garantir uma

estabilidade mínima, principalmente quando a presença de água é constante no lo-

cal provocando assim, enormes erosões.

Zona de vertentes.

Fonte: Filipa, 2010.

Conforme a figura 9, nota-se uma edificação construída sob um determinado

talude sem tratamento em toda sua extensão como: sobrecarregado com água em

sua superfície, saturado no seu interior, falhas de erosão em seu corte, não possui

23

tipo algum de vegetação que possa cobrir o corte e não possui nenhum dreno que

possa direcionar e aliviar a água da encosta.

Também existem outros tipos de escorregamento como: circular, planar e cu-

nha.

3.1 ESCORREGAMENTOS CIRCULARES ROTACIONAIS

Os escorregamentos de forma geral são fenômenos naturais e que fazem par-

te da dinâmica do planeta, que possuem manifestações próprias independentemente

da ação do homem.

Esses movimentos de massas são os mais importantes processos geomorfo-

lógicos modeladores da superfície da Terra. Eles constituem-se no deslocamento da

rocha ou do solo vertente sob ação da gravidade, desencadeando-se pela interfe-

rência de agentes independentes (BIGARELLA, 2003).

O escorregamento circular é provocado por chuvas com início de erosões

principalmente no pé das montanhas, devido à ação do homem na construção de

estradas, ferrovias, tuneis, edificações etc.

Segundo Infanti Júnior e Fornasari Filho (1998), esse escorregamento dá-se

por meio de movimentos rotacionais em um eixo imaginário, seguindo uma superfí-

cie encurvada de ruptura, ocasionando uma série de deslizamentos combinados.

Na figura abaixo, observa-se um esquema de ocorrências de escorregamen-

tos circulares. Nesta, nota-se uma forma arredondada no local de maior movimento

e acima da massa deslizada, um degrau de abatimento.

Observa-se na mesma também, todo o detalhamento de escorregamento cir-

cular começando pela crista, local onde ocorreu o colapso do maciço. No meio do

talude encontra-se parte da terra solta em formato de degraus, podendo a qualquer

momento ocasionarem novos deslizamentos, e no pé do talude aglomeram-se ga-

lhos, tronco de árvores, vegetação e uma quantidade significativa de terra solta.

Escorregamentos Circulares Rotacionais.

24

Fonte: Infanti Júnior e Fornasari Filho, 1998.

Murck; Kinner; Porter (1996) afirmam que em rodovias e estradas esse pro-

cesso é comum, devido a construção de taludes artificiais, aumentando significati-

vamente em épocas chuvosas, época em que a saturação do solo aumenta e sua

resistência diminui.

3.2 ESCORREGAMENTOS PLANARES TRANSLACIONAIS

Os escorregamentos planos são provocados por intensas chuvas e sua ruptu-

ra dá-se em curto tempo (FERNANDES E AMARAL, 1996). Esses escorregamentos

são mais comuns em regiões serranas.

Estes podem acontecer em maciços rochosos, condicionando-se pela xistosi-

dade, fraturamento, foliação, entre outros. Nas encostas localizadas no Brasil são

comuns os escorregamentos planares de solo ocorrem normalmente quando entra

em contato com a rocha subjacente.

No escorregamentos planares, a movimentação da terra acontece devido à

modificação da geometria feita pelo homem para a construção de obras, e na maio-

ria das vezes, esses não tratam o solo como deveriam, fator que leva aos desliza-

mentos, como apresentado na figura a seguir.

Escorregamentos Planares

25

Fonte: Infanti Júnior e Fornasari Filho, 1998.

3.3 ESCORREGAMENTOS EM CUNHAS

O escorregamento tipo cunha é causado por fissuras que se encontram entre

si, ocasionando o rompimento do maciço. Isso é típico de terrenos que sofreram alte-

ração, ou seja, escavações e perfurações.

De acordo com Tominaga; Santoro; Amaral (2009, p. 30),

Os escorregamentos em cunha têm ocorrência mais restrita às regiões que apresentam um relevo fortemente controlado por estruturas geológicas. São associados aos maciços rochosos pouco ou muito alterados, nos quais a existência de duas estruturas planares, desfavoráveis à estabilidade, condi-ciona o deslocamento de um prisma ao longo do eixo de intersecção destes planos.

Essas rupturas são causadas por diversas fissuras no solo e com o tempo

vão crescendo até encontrarem-se, permitindo a entrada de água findando no desli-

zamento do maciço naquela região.

Escorregamento em Cunha

26

Fonte: Infanti Júnior e Fornasari Filho, 1998.

Os escorregamentos citados acima, podem ser tratados a partir de alguns

métodos, afim de evitar que ocorram acidentes, principalmente em terrenos que

passaram por algum processo de escavação ou perfuração.

Mesmo com a aplicação desses métodos, é necessário que haja um estudo

do solo antes de qualquer escavação. Podemos citar alguns ensaios que podem ser

realizados em terrenos onde serão feitos as construções como: SPT (Sondagem de

simples reconhecimento), sondagem rotativa, entre outros.

Com isso, surgirão várias informações como, o tipo de solo, espessura de

camada e profundidade da rocha. O perfil do terreno poderá estimar o projeto de

construção da obra e estabilização do maciço que será cortado para a implantação

da mesma.

3.4 MÉTODOS PARA REDUÇÃO DO RISCO DE ESCORREGAMENTO

Esses escorregamentos acontecem com certa frequência, apresentando ris-

cos às pessoas, vegetações e animais que ficam nas imediações. No entanto, exis-

tem alguns métodos para contenção e/ou redução desses escorregamentos, evitan-

do acidentes inesperados e possíveis transtornos. Esses métodos são:

Tratamento superficial: Consiste em uma medida preventiva para evi-

tar a perda de material do talude por meio de erosões. O método que deve ser utili-

27

zados nesses casos é o recobrimento do talude com vegetação, telas, argamassas

ou concreto jateado.

Solo reforçado: Trata-se da introdução de elementos reforçados no

solo de talude, para que aumente a resistência do mesmo. Alguns materiais são uti-

lizados para realizar esse reforço, como a terra armada, os geossintéticos, entre ou-

tros.

Na terra armada utiliza-se tiras metálicas anticorrosivas, as quais são presas

em blocos de concreto, afim de protegerem sua face para evitar um deslocamento

do solo.

Um outro método que tem sido muito utilizado e que cada vez mais, vêm sen-

do desenvolvidos novos tipos são os geossintéticos. Esses podem ser usados para

reforçar aterros, filtração, separação de materiais e para a realização de barreiras

impermeáveis.

Ainda como materiais utilizados no método de solo reforçado estão os materi-

ais alternativos, que são utilizados desde que o material seja mais forte que o solo.

Estes são importante, visto que, podem ser mais econômicos e ecologicamente sus-

tentáveis, como é o caso do bambu e do pneu.

O solo grampeado, como visto anteriormente também faz parte dos materiais

utilizados. O termo vem do inglês soil mailing, porém foi na França que a técnica foi

aprimorada durante o Project National Clouterre, entre os anos de 1985 e 1989 no

entanto, não obteve-se consenso a respeito. Conforme nota-se na figura abaixo, o

método representado, é menos oneroso que a cortina atirantada, visto que usa tiran-

tes passivos, ou seja, só atua quando o terreno encontra-se em movimento Abra-

mento; Koshima; Zirlis (1998).

Solo Grampeado

28

Fonte: Abramento; Koshima; Zirlis (1998).

Esse método consiste na inserção de barras metálicas no talude, podendo es-

tas serem revestidas ou não. Para sua execução, primeiramente deve ser feita a per-

furação do maciço, seguida da introdução da barra metálica e o seu preenchimento

com nata de cimento. A face do talude pode ser preenchida com argamassa ou ci-

mento jateado.

Seguindo pelos materiais utilizados no solo reforçado, encontra-se o muro de

arrimo, que resumidamente são paredes construídas para segurar massas de terra.

Existem vários tipos de muro de arrimo e diferentes formas de funcionamento. A fi-

gura abaixo ilustra um muro de arrimo de alvenaria de blocos de concreto e/ou ce-

râmica, que é o mais utilizado em obras convencionais, como por exemplos imóveis

residenciais, barracões, entre outras.

Muro de arrimo de alvenaria de blocos de concreto e/ou cerâmica

29

Fonte: Ching, 2017, p. 12.

Com a mesma função de contenção de massas de terra, a cortina atirantada

também entra na lista desses materiais. Ela é utilizada em obras de grande porte,

como por exemplo usinas, pontes, viadutos, estradas, entre outros. Composta por

uma parede de concreto armado, o talude é perfurado e barras metálicas/tirantes

são inseridas nesses orifícios. Nessas barras são introduzidas natas de cimento e

após sua cura os tirantes são protendidos afim de aumentar a resistência do método

utilizado.

Por fim, utiliza-se a drenagem. A água é um elemento forte, que pode vir à

ocasionar efeitos sobre o solo, fazendo-se necessária a drenagem em alguns casos.

O objetivo dos sistemas de drenagem é proteger as rodovias contra a ação da

água, que pode vir à prejudicar a segurança do tráfego, deteriorar os pavimentos e

ameaçar a estabilidade de taludes. A água da chuva ou de lençóis freáticos escoa e

atinge esses pavimentos. A execução e dimensionamento do sistema de drenagem

requer um estudo minucioso do local, respaldando-se em técnicas adequadas (QUI-

NALIA, 2005).

Dessa forma, devem ser instaladas canaletas nos taludes, para que esses

possam recolher a água superficial. Já a água que encontra-se no interior, deve ser

absorvida por meio de drenos, de superfícies e profundos.

30

4 AVALIAÇÃO DOS MÉTODOS PARA ESCOLHA DO MELHOR PROCESSO

EXECUTIVO E IMPLANTAÇÃO PARA CADA TIPO OBRA.

Tanto o tirante quanto o solo grampeado são usados na maioria dos países e

em especial o Brasil devido aos diferentes tipos de obra, como a construção de con-

juntos habitacionais, edifícios em centros urbanos, ferrovias, túneis, rodovias etc.

Embora o tirante seja mais oneroso, suas funcionalidades são maiores do que

o método de solo grampeado, e seu conjunto é formado por: barra de aço ou cor-

doalha de aço, bainha de polietileno, cunha de grau, placa metálica, centralizador,

válvulas manchetes, tubos de PVC, o que torna-o mais trabalhoso por ser uma peça

longa.

Transporte de uma Peça de Tirante

Fonte: Solotrat, (2011).

Na figura acima, nota-se uma peça de tirante montada e sendo transportada

por aproximadamente dez funcionários, sem essa quantidade de colaboradores não

seria possível a sua destinação na armação do furo, no qual terá sua funcionalidade.

31

Quando já estão montadas, são transportadas para o canteiro de obra e dis-

postas em lugares onde não haja risco de danos. Em seguida o furo é limpo para

que a armação entre com facilidade no furo sem que haja a necessidade de aplica-

ção de força para que chegue até o fundo do furo.

4.1 SITUAÇÕES EM QUE O TIRANTE É A MELHOR OPÇÃO

O método do tirante é indicado para a maioria das obras de contenção e es-

tabilização de grandes encostas, pois uma das suas maiores vantagens é a garantia

que sua obra não sofrerá acidentes de deslizamento de terra. A aplicação de força

contra o objeto que está sendo contido acontece quando o tirante depois de pronto

pode ser protendido, ou seja, são esticados com uma carga dimensionada pelo pro-

jetista de acordo com o projeto em execução. Na figura abaixo, observa-se a proten-

são de um tirante cuja obra é uma cortina de contenção para a construção de um

edifício no centro urbano.

Protensão de um Tirante

Fonte: Geotecnia..., [201-].

Cortina Atirantada com todas as etapas

32

Fonte: Gerscovich; Danziger; Saramago, 2016.

O esquemático acima apresenta uma cortina bem detalhada que pode ser

executada tanto em encosta de rodovias, ferrovias, túneis, etc., como em subsolos

de edifício para a contenção das edificações vizinhas.

Os tipos de construções mostrados acima, são as mais indicadas para esse

método. Além disso, é indicada para diferenciados tipos de solo inclusive quando a

presença de rocha ou matacão e quando o maciço possui elevadas cargas ou enor-

mes edificações sobre o terreno. Também existem dois tipos de tirantes os provisó-

rios e os permanentes.

4.2 SITUAÇÕES EM QUE O SOLO GRAMPEADO É A MELHOR OPÇÃO

O solo grampeado é um método mais econômico que o tirante, embora não

seja indicado para obras com cargas altas de tração e nem para solos moles, pois a

chance de escorregamento entre os grampos é grande, colocando em risco toda

estrutura que está sendo contida. De acordo com Naresi Júnior (1968),

Em solo argilosos cujo grau de saturação pode variar ao longo do tempo, resultando numa diminuição do atrito solo x grampo e ainda, em um aumen-to da tensão horizontal (empuxo hidrostático), a solução em solo grampeado não é recomendada.

33

As obras mais indicadas para o uso deste são encostas com cargas baixas,

como por exemplo, a contenção de encostas na construção de rodovias e ferrovias.

Também são indicadas para obras com inclinação de taludes diferenciados entre 30,

45 e 60 graus, obras de pequeno porte como construções de escolas, fábricas, in-

dústrias, obras públicas e residência.

A distância entre grampos precisa ser de 0,80 cm à 1,40 m evitando patologi-

as como trincas, fissuras e recalques excessivos. Dessa forma, garante a segurança

de aterros e terrenos acidentados na sua estabilização valorizando as edificações e

ganhando qualidade com reforços aplicados.

O mesmo cuidado que deve-se ter em relação ao estudo de solo para a im-

plantação do tirante deve ser aplicado no solo grampeado, evitando a escolha do

método errado, pois se no perfil da sondagem, por exemplo, for detectado a presen-

ça de rocha no trecho que será grampeado, pode ocorrer novos custos aumentando

o orçamento e não compensando a aplicação desse método.

O fim de um trabalho de solo grampeado conforme o projeto acaba quando

todos os grampos são executados com suas profundidades e quantidades que foram

projetados, porém seu acabamento final é a projeção de uma nata de cimento ou

concreto projetado, evitando a infiltração da água da chuva e a colocação de drenos

e a construção de canaletas no pé do talude.

Estabilidade Geral de um Maciço

Fonte: Solotrat, 2011.

34

A figura acima ilustra a estabilização de um maciço com cinco linhas de

grampo, dreno com ângulo oposto para facilitar o caminho da água e na face dos

grampos uma parede de concreto projetado dando maior estabilidade no maciço e

unindo todos os grampos de todas as linhas formando um conjunto e a canaleta que

recebem a água de todos os drenos, dando caminho ao local de captação.

4.3 ENSAIOS DE GRAMPOS DE TIRANTE E SOLO GRAMPEADO

Segundo a norma NBR 5929 (1978), 10% dos grampos de solos grampeado

ou de tirantes precisam ser ensaiados, seguindo os procedimentos de ensaio con-

forme a NBR até a aplicação das cargas estimadas, em etapas ou de uma só vez

seguindo as cargas do projeto de execução.

No esquema da imagem abaixo, vê-se todos os procedimentos de ensaio exi-

gidos pela norma como a montagem, ângulo do tirante, porca, placa de reação, con-

tra porca, macaco hidráulico, armadura, chumbador, concreto e relógio comparador

na placa da monobarra que está sendo ensaiada.

Os relógios tem a função de medir o recalque da peça ensaiada e protendido

ao mesmo tempo, com aplicação das cargas por etapas calculadas em projeto. Com

isso, o maciço vai ganhando estabilidade e o grampo fica certificado que foi feito de

acordo com o que foi dimensionado em projeto.

A proteção é utilizada principalmente para o tirante, pois o grampo do solo

grampeado não tem a função e estrutura para ser tracionado, só suporta uma sim-

ples tracionada.

Montagem de Ensaio de Tirante com Dois Relógios

35

Fonte: Dutra, 2013.

A função dos dois relógios (deflectômetros), tem a função de medir a defor-

mação das cargas aplicadas e evitar erros de deformação, e medir o quanto está

sendo tracionado o tirante rastreando o deslocamento da peça mapeado assim, o

arrancamento ou a ruptura da mesma.

Montagem de Ensaio de Solo Grampeado com um Relógio

Fonte: Dutra, 2013.

Um dos principais pontos de resistência na interface entre o reforço e o solo,

está concentrado o local de ruptura a cisalhamento, que é um dos parâmetros deci-

sórios na realização do projeto envolvendo segurança e economia. Com isso, os

36

grampos ensaiados e certificados passará ter a funcionalidade de transferir a tração

ao maciço dando assim, a garantia de estabilidade.

Para a certificação dos grampos do solo grampeado, o ensaiar pode ser com

apenas um relógio, embora o procedimento seja o mesmo. A carga que é ensaiada

é baixa para dar estabilidade no grampo com a terra onde foi executado.

4.4 COMPARANDO O SOLO GRAMPEADO COM TIRANTE

Tanto o solo grampeado como o tirante, são métodos bastante utilizados uni-

versalmente, porém, o tirante como já foi explorado em estudo é um método para

cargas excessivas, podendo até mesmo a encosta ou escavação ser aprumo e com

altura elevada que suporta o peso estimado para os devidos tirantes, calculados

executados.

Além de ser muito indicado para todos os tipos de solo, é uma solução viável

para obra onde tem presença de matacão, comum da região do Paraná, em especial

na cidade de Londrina.

Segundo o manual de procedimento da ABEF (Associação Brasileira de Em-

presas de Engenharia de Fundações e Geotécnica) (1999), o custo do tirante é ele-

vado devido ao número de funcionários necessários para montagem do mesmo: um

montador, um ajudante para a perfuração, um operador de perfuratriz, dois ajudan-

tes para injeção da calda de cimento, um injetador, três ajudantes para proteção, um

protendedor, dois ajudantes para administração geral direto, um encarregado.

Com o transporte da peça de tirante montada o seu comprimento pode chegar

até 45 metros, ato que faz com que sejam necessários no mínimo cinco ou mais aju-

dantes dependendo do tamanho da peça. O aço que vai a peça de tirante conhecido

como dywidag é um aço especial e seu custo por kg/m varia de R$ 3,90 a R$ 15,40

dependendo do diâmetro estipulado em projeto. Os equipamentos de perfuração dos

furos são maiores, elevando ainda mais o custo de execução.

Já o solo grampeado tem um custo menor, porém tem suas limitações. No en-

tanto, gradativamente vem ganhando espaço e usado em testes na construção civil.

A maioria dos equipamentos pode ser de pequeno porte, facilitando sua movimenta-

ção em espaços pequenos.

37

O número de funcionários é consideravelmente menor do que os funcionários

usados no tirante, pois a maioria dos grampos tem cumprimento entre 3 a 10 m, faci-

litando a colocação da armadura no furo.

Para a armação pode-se usar uma barra de vergalhão simples de construção

civil que custa entre R$ 29,00 e R$ 70,00, a barra de aço utilizada depende da estru-

tura que irá ser contida, reduzindo consideravelmente o custo do solo grampeado.

As cargas para o solo grampeado são baixas, porém são aplicadas entre 5 a

10KN para garantir o atrito do grampo com o solo. Ainda de acordo com Mendonça

(2015, p. 37), “Apesar de não ser muito frequente, a capacidade de carga pode ser

um problema quando uma parede de solo grampeado é escavada em solos finos e

moles”.

Já o tirante suporta cargas entre 150 a 1000 kN de protensão. Podendo até

mesmo ser superior a essas cargas, dependendo de cada projeto e dimensionamen-

to de cada tirante.

O espaçamento do tirante varia de 1,20 m a 2,0 m de um ponto para outro

dependendo da situação de cada projeto, diminuindo assim o número de pontos na

estrutura contida. “O espaçamento entre tirantes de uma mesma linha e as cargas

de trabalho dos tirantes, bem como seus comprimentos livre e ancorado, também

são definidos pelo projetista” (TIRANTES...,2007). O solo grampeado diferentemente

do tirante, que varia de 0,80 cm a 1,40 necessitando de execução de mais pontos

para poder atender às exigência do projeto.

Na tabela abaixo apresenta-se a diferença entre os dois métodos citados no

decorrer deste trabalho.

Comparação entre o Método Tirante e Solo Grampeado

38

Fonte: Teixeira, 2011, p. 79.

A maioria das comparações apresentadas na tabela são baseadas nas litera-

turas e normas internacionais, que servem de roteiro para uma padronização à todos

que necessitem e possam usufruir de estudos e soluções para diferentes tipos de

problemas em relação à estabilização de taludes, encostas e cortinas atirantadas.

Muitos clientes optam pela escolha do método mais barato, porém o respon-

sável técnico mostrará ao seu cliente qual será o mais viável para a obra dele enfati-

zando as qualidades e funcionalidades de cada um, optando pelo método correto

para o tipo de obra que será executada.

Com isso, os métodos em estudo trarão inúmeras vantagens tornando as

obras viáveis em seu custo final. Cada método obtém sua qualidade sendo uma op-

ção a mais no mercado e solucionando cada vez mais os problemas que irão surgin-

do, tanto na construção civil como nas diferentes áreas do mercado.

39

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Levando em consideração os parâmetros de solo grampeado e tirante, pode-

se concluir que as duas técnicas demonstram bastante coerência e possuem resul-

tados parecidos, porém, cada uma tem sua aplicabilidade e funcionalidade, mostra-

se mais econômica e a outra mais eficaz.

No aspecto econômico e agilidade na execução, o solo grampeado mostrou -

se mais viável. No entanto, ainda apresenta limitações que fazem-no ser impróprio

em determinados tipos de solos, rochas e paredes com corte aprumo, pelo fato de

não suportar grandes cargas.

Já o tirante suporta cargas elevadas e sua aplicabilidade é aceita na maioria

das obras de encostas, cortinas atirantadas e solos diversos inclusive com presença

de rocha.

A partir da pesquisa realizada para execução desse trabalho, nota-se que

embora o solo grampeado seja mais vantajoso e econômico, o tirante finda-se como

uma solução viável, pelo fato de suportar as exigências de cargas elevadas, em es-

pecial escavação de subsolos e estabilização de grandes encostas.

Entretanto, caso a obra seja de pequeno porte, o solo grampeado torna-se a

melhor solução, visto que apresenta vantagens como custo – benefício e agilidade.

Conclui-se portanto, que a escolha ideal do método a ser utilizado dá-se a

partir do tipo de obra que será executado e qual objetivo final da mesma.

Em todos os casos, há profissionais preparados para a escolha e encami-

nhamento do método. Esses profissionais analisarão e indicarão qual método mais

seguro e eficaz para àquela obra, visto que o objetivo é executar a obra dentro dos

padrões de segurança necessários e também dentro do que o proprietário precisa,

não deixando entretanto, de seguir as normas e exigências necessárias.

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