SOLO GRAMPEADO EM ÁREAS URBANAS, RETRO ANÁLISE DE UMA RUPTURA
SOIL NAILING IN URBAN AREA, BACK CALCULATION OF THE SLOPE FAILURE
Mucheti, Alexsander S., Engenheiro das Empresas Engestrauss Engenharia e Fundações Ltda e Proeng
Geotecnia Ltda, São Paulo, Brasil, [email protected]
Corte, Flávia H., Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo - UNICAMP, Campinas, Brasil,
Albuquerque, Paulo J.R., Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo - UNICAMP, Campinas,
Brasil, [email protected]
RESUMO
O trabalho apresenta a análise da ruptura de uma obra de contenção em solo grampeado vertical em área urbana com altura entre 10 e 12 m, situada na Cidade de Santo André, Estado de São Paulo, Brasil. A ruptura ocorreu após as escavações para execução das sapatas de divisa contiguas ao pé da
contenção, findando no desabamento de três residências vizinhas, o que ocasionou o soterramento das fundações da obra que estavam sendo realizadas; não houve vítimas. Por meio do projeto executivo, das sondagens SPT existentes e do histórico dos fatos, foi realizada uma retro análise para investigar a causa da ruptura. Analisou-se a estabilidade da contenção em Solo Grampeado utilizando o software Geostudio,
módulo SLOPE/W, versão 2012. Verificou-se que os Fatores de Segurança (FS) obtidos através de análises de estabilidade não eram satisfatórios na fase de projeto e os resultados mostraram que o motivo da ruptura da estrutura de contenção foi o comprimento inadequado dos grampos.
ABSTRACT
This work presents the analysis of the slope rupture of a vertical soil nailing wall in urban area with height between 10 and 12 m, located in the City of Santo André, São Paulo, Brazil. The slope rupture occurred after the excavations for the execution of footing near the soil nailing base, ending in the collapse of three neighboring residences, burying the foundations that were being undertaken; there
were no casualties. Through the executive project, SPT (standard penetration test) results and the historical facts, a back calculation was performed to investigate the cause of the slope rupture. It analyzed the stability of the soil nailing wall using Geostudio software, SLOPE/W module, version 2012. It
was found that safety factors (SF) obtained by stability tests were not satisfactory at the design stage, and the results showed that the reason for the rupture of the soil nailing wall was the inadequate length of the nails.
1 - INTRODUÇÃO
A divulgação de acidentes ocorridos em obras executadas para arrimo de terra é muito rara, até porque
não são muitos, além do que a intenção em divulgar o evento é mínima ou inexistente. Tecnicamente
seria desejável e muito proveitoso que estes acidentes pudessem ser objeto de estudos e que suas
causas fossem amplamente divulgadas; a divulgação de acidentes em obras de Solo Grampeado, por ser
uma técnica nova, é mais difícil ainda (Souza et al., 2005).
Ao longo dos últimos 10 anos o Solo Grampeado tem sido uma das técnicas de arrimo mais projetadas e
utilizadas no Brasil (Pitta et al., 2013).
Contenções verticais com a técnica do Solo Grampeado vêm sendo muito utilizadas principalmente para a
implantação de subsolos de edifícios desde a década de 1990. As vantagens proporcionadas pelo método
são diversas, dentre elas seu custo mais baixo, à flexibilidade de adaptação a geometrias variadas, à
elevada velocidade de produção em virtude do menor tempo de execução, à sua aplicação em diversos
tipos de solo, ao uso de equipamentos leves e de fácil manuseio e se tratando de subsolos, menor perda
de terreno, ou seja, mais espaço para garagens.
Este trabalho apresenta a análise da ruptura de uma obra de contenção em Solo Grampeado vertical em
área urbana para implantação de subsolos de um edifício residencial. A contenção foi executada com
grampos de comprimentos entre 4 e 12 m, sendo perfurados por circulação d’água e injetados com calda
de cimento, o paramento com espessura de 0,08 m de concreto projetado com tela metálica. No estudo
abordam-se dois trechos do projeto executivo: no primeiro, em que a contenção tem sua altura elevada
para permitir a construção de um reservatório de água subterrâneo que não havia sido previsto
inicialmente em projeto, e no segundo, onde a ruptura ocorreu após a escavação das sapatas de divisa
ao pé da contenção. Realizou-se uma avaliação da análise de estabilidade da contenção (ruptura global)
utilizando os métodos de equilíbrio limite (Morgenstern e Price, Spencer, Janbu e Bishop). Os parâmetros
geotécnicos (peso específico, coesão e ângulo de atrito dos solos) foram adotados por correlações obtidas
na literatura por meio das sondagens SPT disponíveis. O atrito solo-grampo (qs) baseou-se em resultados
de ensaios realizados em outras obras na mesma região com similar geologia.
Por fim, ressalta-se a importância do emprego de métodos de equilíbrio limite no dimensionamento de
estruturas de solo grampeado, tendo em vista que não há uma norma técnica brasileira específica à
atividade, obrigando o projetista e o executor a amparar-se na literatura e normas técnicas
internacionais, bem como criar uma rotina baseada na experiência acumulada.
2 - SOLO GRAMPEADO
O Solo Grampeado teve seu desenvolvimento entre a década de 1970 e 80 na Europa e Estados Unidos.
No Brasil iniciou na década de 1990 com grande impulso na década passada (Pitta et al., 2013).
O Solo Grampeado consiste no reforço do solo simultaneamente ao progresso de escavação com a
introdução de barras passivas levemente inclinadas e paralelas umas às outras. Estas barras (passivas)
são chamadas de “pregos” e a técnica de reforço é também conhecida como Solo Pregado (Clouterre,
1991).
O conceito de solo pregado consiste na inclusão de barras de aço e pré-furos realizados no maciço de
solo, que são posteriormente preenchidos com calda de cimento. Este material promove a transferência
de tensão do solo para o reforço e protege a barra de aço contra o processo de corrosão. As barras de
aço são também denominadas de inclusões passivas, já que as tensões de tração são mobilizadas ao
longo de sua extensão, em resposta à deformação do maciço de solo durante as etapas de escavação. O
processo construtivo (Figura 1) é realizado em etapas sucessivas e descendentes, envolvendo,
tipicamente, três fases executivas, entre elas (Pitta et al., 2013):
Fase 1: Escavação;
Fase 2: Execução do grampo;
Fase 3: Aplicação do concreto projetado.
Figura 1 – Processo construtivo (Pitta et al., 2013)
3 - ACIDENTE
No mês de setembro de 2015, durante a execução das fundações diretas (sapatas) do edifício, foi
observado na etapa de escavações para execução das sapatas de divisa, um aumento significativo da
deformabilidade da contenção de Solo Grampeado, identificado através da comunicação dos moradores
pelo surgimento de trincas consideráveis nas residências próximas à contenção. Fez-se necessário a
imediata remoção dos moradores de suas residências e, por volta de 24 h após a evacuação das casas,
ocorreu-se a ruptura (Figura 2).
Figura 2 – Ruptura da contenção
Não houve vítimas, apesar de o acidente ter afetado seis residências, das quais três ruíram durante a
ruptura do Solo Grampeado, uma foi demolida posteriormente por inviabilidade de reparos e as demais
interditadas temporariamente.
4 - CONCEPÇÃO DA OBRA E ANÁLISE DO PROJETO DE CONTENÇÃO EM SOLO GRAMPEADO
A obra consiste num edifício residencial com três níveis de garagem (3 subsolos). As alturas das
escavações variaram em função do nível do piso das edificações vizinhas, atingindo até 12 m de altura.
Neste trabalho analisa-se a estabilidade da contenção da Vista 6 do projeto (Figura 3), lateral direita da
obra, para quem observa da Rua Japão, nas seguintes condições:
a) Fundo da contenção com a implantação do reservatório;
b) Meio da contenção sem a escavação para execução das sapatas;
c) Meio da contenção com a escavação para execução das sapatas.
Figura 02 – Localização da vista 6 e indicação do corte F/F do projeto de contenção.
Figura 3 – Localização da vista 6 e indicação do corte F/F do projeto de contenção
Vista 6
Fundo Meio Solo Grampeado
Corte F/F
Reservatório
Os comprimentos dos grampos indicados no projeto são descritos no Quadro 1, foram executados com
uma inclinação de 10º para com a horizontal.
Quadro 1 – Comprimento dos grampos da vista 6 do projeto
Linha 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª 11ª
Nível de
execução do
grampo (m)
103,41 102,31 101,21 100,11 99,01 97,91 96,81 95,71 94,61 93,71 92,81
Comprimento
do grampo (m) 12,0 10,0 10,0 8,0 6,0 5,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0
5 - PARÂMETROS UTILIZADOS NAS ANÁLISES
Foram adotados parâmetros geotécnicos baseados nas sondagens a percussão disponíveis, as camadas
de solo foram divididas conforme característica e resistência (Figura 4) e os valores para o peso
específico, coesão e ângulo de atrito são indicados no Quadro 2. O nível d’água foi encontrado na cota
98,36 m, 5,75 m de profundidade abaixo do topo da contenção.
Figura 4 – Camadas de solo conforme característica e resistência
Quadro 2 – Parâmetros adotados para o solo
Camada Cotas das
camadas (m)
Espessura
das
camadas
(m)
Característica do
solo
NSPT
(Médio
)
Peso
específico
do solo
(kN/m³)
Coesã
o
(kPa)
Ângulo
de
atrito
(°)
1 104,11 –
98,46 5,65 Argila silto arenosa 6 19 15 25
2 98,46 – 96,26 2,20 Argila silto arenosa 11 19 26 28
3 96,26 – 93,26 3,00 Argila silto arenosa 18 19 41 31
4 93,26 – 89,90 3,36 Argila silto arenosa 24 20 52 33
5 89,90 – 88,40 1,50 Areia argilosa 19 20 15 33
6 88,40 – 86,90 1,50 Argila silto arenosa 19 19 43 31
7 86,90 – 84,90 2,00 Areia argilosa 15 19 12 33
8 84,90 – 80,00 4,90 Argila silto arenosa 30 20 64 34
De acordo com a ABNT NBR 11.682/2009, adotou-se uma sobrecarga de 20 kPa. Os valores considerados
para a resistência ao arrancamento dos grampos foram de 50 kPa para as quatro primeiras linhas, e de
60 kPa para os demais linhas de grampos abaixo desta. A experiência de ensaios realizados na região do
grande ABC em solos de mesma característica e resistência, embasam os valores considerados que
podem ser observados dentro dos indicados na literatura (Elias e Juran, 1991 apud Elias et al., 2003,
Aoki e Velloso, 1975; Robertson e Cabal, 2015).
6 - CÁLCULOS EFETUADOS – VERIFICAÇÃO DA ESTABILIDADE
Apresenta-se os resultados da análise de estabilidade com a utilização do software Geostudio 2012,
módulo Slope/W da seguinte forma:
Fundo da contenção com a implantação do reservatório – Avalia-se a região onde houve o
aumento da altura da contenção devido à implantação de um reservatório d’água subterrâneo ao pé
do Solo Grampeado, inicialmente não previsto em projeto conforme indicado na figura 2. Foram
acrescentadas duas novas linhas de grampos (10ª e 11ª linha), totalizando uma altura de contenção
de 12,0 m.
Meio da contenção sem a escavação para execução das sapatas – Analisa-se a condição antes
da abertura das escavações das sapatas ao pé da contenção em Solo Grampeado, totalizando uma
altura de contenção de 10,0 m;
Meio da contenção com a escavação para execução das sapatas – Estuda-se a condição de
execução das sapatas de divisa, considera-se a escavação de 1,0 m abaixo do pé da contenção em
Solo Grampeado;
Fundo da contenção com a implantação do reservatório “Simulação” – Faz-se uma simulação
com o aumento do comprimento dos grampos para a condição de projeto na condição de implantação
de um reservatório d’água subterrâneo ao pé do Solo Grampeado e verifica-se a variação dos fatores
de segurança (FS);
Meio da contenção com a escavação para execução das sapatas “Simulação” – Faz-se uma
simulação com o aumento do comprimento dos grampos para condição de projeto após a abertura das
escavações das sapatas ao pé da contenção em Solo Grampeado e verifica-se a variação dos fatores
de segurança (FS).
Utilizam-se dois métodos rigorosos (Morgenstern e Price e Spencer) e dois métodos simplificados (Janbu
e Bishop).
7 - RESULTADO DOS CÁLCULOS EFETUADOS
7.1 - Fundo da contenção com a implantação do reservatório
Nas Figuras 5, 6, 7 e 8, apresentam-se a verificação de estabilidade global pelos Métodos de Morgenstern
e Price, Spencer, Janbu e Bishop, obtendo-se os seguintes fatores de segurança (FS) conforme se
apresenta no Quadro 3.
Quadro 3 – Fatores de segurança para o fundo da contenção com a implantação do reservatório
Método FS Análise de Estabilidade
Morgenstern e Price 1,04 Global
Spencer 1,04 Global
Janbu 1,04 Global
Bishop 1,03 Global
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
1,04
Method: Morgenstern-Price
Fundo da obra - cota 92,45
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 5 – Método de Morgenstern e Price – Fundo da contenção
NA
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
1,04
Method: Spencer
Fundo da obra - cota 92,45
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 6 – Método de Spencer – Fundo da contenção
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
1,04
Method: Janbu
Fundo da obra - cota 92,45
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 7 – Método de Janbu – Fundo da contenção
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
1,03
Method: Bishop
Fundo da obra - cota 92,45
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 8 – Método de Bishop – Fundo da contenção
7.2 - Meio da contenção sem a escavação para execução das sapatas
Nas Figuras 9, 10, 11 e 12, apresentam-se a verificação de estabilidade global pelos Métodos de
Morgenstern e Price, Spencer, Janbu e Bishop; obtendo-se os seguintes fatores de segurança (FS)
conforme se apresenta no Quadro 4.
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
Argila silto arenosa SPT 24
1,20
Method: Morgenstern-Price
Meio da obra - cota 93,90
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 9 – Método de Morgenstern e Price – Meio da contenção sem a escavação
NA
NA
NA
NA
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
Argila silto arenosa SPT 24
1,20
Method: Spencer
Meio da obra - cota 93,90
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 10 – Método de Spencer – Meio da contenção sem a escavação
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
Argila silto arenosa SPT 24
1,21
Method: Janbu
Meio da obra - cota 93,90
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 11 – Método de Janbu – Meio da contenção sem a escavação
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
Argila silto arenosa SPT 24
1,20
Method: Bishop
Meio da obra - cota 93,90
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 12 – Método de Bishop – Meio da contenção sem a escavação
Quadro 4 – Fatores de segurança para o meio da contenção sem a escavação para execução das sapatas
Método FS Análise de Estabilidade
Morgenstern e Price 1,20 Global
Spencer 1,20 Global
Janbu 1,21 Global
Bishop 1,20 Global
7.3 - Meio da contenção com a escavação para execução das sapatas
Nas Figuras 13, 14, 15 e 16, apresentam-se a verificação de estabilidade global pelos Métodos de
Morgenstern e Price, Spencer, Janbu e Bishop, obtendo-se os fatores de segurança (FS) conforme se
apresenta no Quadro 5.
NA
NA
NA
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
1,00
Method: Morgenstern-Price
Meio da obra - cota 93,90 - escavação sapata
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 13 – Método de Morgenstern e Price – Meio da contenção com a escavação
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
1,00
Method: Spencer
Meio da obra - cota 93,90 - escavação sapata
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 14 – Método de Spencer – Meio da contenção com a escavação
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
1,01
Method: Janbu
Meio da obra - cota 93,90 - escavação sapata
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 15 – Método de Janbu – Meio da contenção com a escavação
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
1,00
Method: Bishop
Meio da obra - cota 93,90 - escavação sapata
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 16 – Método de Bishop – Meio da contenção com a escavação
NA
NA
NA
NA
Quadro 5 – Fatores de segurança para o meio da contenção com a escavação para execução das sapatas
Método FS Análise de Estabilidade
Morgenstern e Price 1,00 Global
Spencer 1,00 Global
Janbu 1,01 Global
Bishop 1,00 Global
7.4 - Fundo da contenção com a implantação do reservatório “simulação”
Nas Figuras 17, 18, 19 e 20, apresentam-se uma simulação aumentado o comprimento dos grampos para
a condição do fundo da contenção com a implantação do reservatório d’água subterrâneo e no Quadro 6
os valores de comprimento de grampo. A verificação da estabilidade global foi realizada pelos Métodos de
Morgenstern e Price, Spencer, Janbu e Bishop; obtendo-se os fatores de segurança (FS) conforme se
apresenta no Quadro 7.
Quadro 6 – Aumento do comprimento dos grampos para a condição do fundo da contenção com a implantação do
reservatório
Linha 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª 11ª
Nível de
execução do
grampo (m)
103,41 102,31 101,21 100,11 99,01 97,91 96,81 95,71 94,61 93,71 92,81
Comprimento
do grampo (m) 11,0 11,0 10,0 10,0 9,0 9,0 9,0 9,0 8,0 8,0 8,0
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
1,52
Method: Morgenstern-Price
Fundo da obra - cota 92,45
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 17 – Método de Morgenstern & Price – Aumento do comprimento dos grampos do fundo da contenção com a
implantação do reservatório
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
1,52
Method: Spencer
Fundo da obra - cota 92,45
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 18 – Método de Spencer – Aumento do comprimento dos grampos do fundo da contenção com a implantação do
reservatório
NA
NA
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
1,50
Method: Janbu
Fundo da obra - cota 92,45
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 19 – Método de Janbu – Aumento do comprimento dos grampos do fundo da contenção com a implantação do
reservatório
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
1,53
Method: Bishop
Fundo da obra - cota 92,45
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 20 – Método de Bishop – Aumento do comprimento dos grampos do fundo da contenção com a implantação do
reservatório
Quadro 7 – Fatores de segurança com o aumento dos grampos para o fundo da contenção com a implantação do
reservatório
Método FS Análise de Estabilidade
Morgenstern e Price 1,52 Global
Spencer 1,52 Global
Janbu 1,50 Global
Bishop 1,53 Global
7.5 - Meio da contenção com a escavação para execução das sapatas “simulação”
Nas Figuras 21, 22, 23 e 24, apresenta-se uma simulação com o aumento do comprimento dos grampos
conforme pode ser observado no Quadro 8, para a condição do meio da contenção com a escavação para
execução das sapatas. A verificação da estabilidade global é feita pelos Métodos de Morgenstern e Price,
Spencer, Janbu e Bishop; obtendo-se os fatores de segurança (FS) apresentados no Quadro 9.
Quadro 8 – Aumento do comprimento dos grampos para a condição do meio da contenção com a escavação para
execução das sapatas
Linha 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª
Nível de
execução do
grampo (m)
103,41 102,31 101,21 100,11 99,01 97,91 96,81 95,71 94,61
Comprimento
do grampo (m) 12,0 12,0 11,0 11,0 10,0 10,0 9,0 9,0 9,0
NA
NA
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
1,53
Method: Morgenstern-Price
Meio da obra - cota 93,90 - escavação sapata
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 21 – Método de Morgenstern & Price – Aumento do comprimento dos grampos para a condição do meio da
contenção com a escavação para execução das sapatas
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
1,53
Method: Spencer
Meio da obra - cota 93,90 - escavação sapata
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 22 – Método de Spencer – Aumento do comprimento dos grampos para a condição do meio da contenção com a
escavação para execução das sapatas
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
1,52
Method: Janbu
Meio da obra - cota 93,90 - escavação sapata
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 23 – Método de Janbu – Aumento do comprimento dos grampos para a condição do meio da contenção com a
escavação para execução das sapatas
Argila silto arenosa SPT 6
Argila silto arenosa SPT 11
Areia argilosa SPT 19
Argila silto arenosa SPT 19
Areia argilosa SPT 15
Argila silto arenosa SPT 30
Argila silto arenosa SPT 18
Argila silto arenosa SPT 24
1,53
Method: Bishop
Meio da obra - cota 93,90 - escavação sapata
Distância (m)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
Ele
va
çã
o (
m)
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
Figura 24 – Método de Bishop – Aumento do comprimento dos grampos para a condição do meio da contenção com a
escavação para execução das sapatas
NA
NA
NA
NA
Quadro 9 – Fatores de segurança com o aumento do comprimento dos grampos para a condição do meio da contenção
com a escavação para execução as sapatas
Método FS Análise de Estabilidade
Morgenstern e Price 1,53 Global
Spencer 1,53 Global
Janbu 1,52 Global
Bishop 1,53 Global
8 - CONCLUSÕES
Para as três condições estudadas (fundo da contenção com a implantação do reservatório, meio da
contenção sem a escavação para execução das sapatas e meio da contenção com a escavação para
execução das sapatas), obtém-se para as análises de estabilidade por equilíbrio limite, segundo os
Métodos de Morgenstern e Price, Spencer, Janbu e Bishop; fatores de segurança (FS) inaceitáveis da
ordem de 1,04; 1,20 e 1,00; respectivamente.
Realizando as simulações de aumento do comprimento dos grampos para as condições de fundo da
contenção, com a implantação do reservatório e meio da contenção com a escavação para execução das
sapatas, com o auxílio do software Geostudio 2012, obteve-se fatores de segurança (FS) aceitáveis da
ordem de 1,52 e 1,53 para os Métodos de Morgenstern e Price, Spencer, Janbu e Bishop. Considerando-
se cada seção em estudo, os grampos tiveram um aumento de 43,7% e 47,6% em seu comprimento, ou
seja, na condição de fundo da contenção o projeto previu 71 m, mas necessitou-se de 102 m de
grampos. Entretanto, para condição do meio da contenção com a escavação para execução das sapatas,
o projeto previu 63 m, porém necessitaria de 93 m de grampos.
Observou-se no projeto, uma grande quantidade de grampos de 4,0 m de comprimento localizados na
parte inferior da contenção, ou seja, uma proporção de comprimento de 1/3 da altura de contenção. Em
Elias et al.(2003), comenta-se que grampos têm sido instalados com sucesso com comprimentos de 2/3
a 3/4 da altura da contenção, confirmando-se os comprimentos de 8 e 9 m utilizados nas simulações.
Verifica-se a importância de utilização de métodos de equilíbrio limite na elaboração de projetos de solo
grampeado em áreas urbanas, e da necessidade imediata da criação de uma Norma Brasileira pertinente
ao caso para que se possa evitar problema como este, tendo em vista que muitos projetos são
elaborados pela rotina baseada na experiência acumulada.
Por fim, conclui-se que os comprimentos dos grampos indicados no projeto são inadequados.
REFERÊNCIAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas (2006). Estabilidade de Encostas: NBR 11682/2009. ABNT. Rio de
Janeiro. 33p.
Aoki, N., Velloso, D.A. (1975). An aproximate method to estimate the bearing capacity of piles. In: Congreso
Panamericano de Mecanica de Suelos y Cimentaciones 5, Buenos Aires. Anais... Buenos Aires: Sociedad
Argentina de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Fundaciones, pp. 367-376.
Clouterre (1991). Recomendations Clouterre. Project National Clouterre, Presses de l’ENPC. Paris. 269p.
Elias, V., Lazarte, C.A., Espinoza, D., Sabatini, P.J. (2003). Soil Nailing Walls. In: Geotechnical Engineering Circular Nº
7. Department of Transportation. Federal Highway Administration (FHWA). Columbia. 305 p.
Pitta, C.A., Souza, G.J.T & Zirlis, A.C. (2013). Alguns Detalhes da Prática de Execução do Solo Grampeado. In: VI
COBRAE Conferência Brasileira de Estabilidade de Encostas. ABMS – CBMR. Angra dos Reis, RJ.
Robertson, P.K., Cabal, K.L. (2015). Guide to Cone Penetration Testing for Geotechnical Engineering By P. K. Robertson
and K.L. Cabal Gregg Drilling & Testing, Inc. 6th Edition 2015. http://www.cpt-robertson.com/publications
acesso em 30/04/2016.
Souza, G.J.T., Pitta, C.A., Zirlis, A.C. (2005). Solo Grampeado – Aspectos Executivos do Chumbador. In: IV COBRAE
Conferência Brasileira de Estabilidade de Encostas. Salvador, BA. pp. 835-844.
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