2.4 ESTABILIZAÇÃO DE TALUDES
2.4.5 Reforço do Maciço
2.4.5.1 Estabilização Química
A técnica de melhoramento de solo com utilização de processos químicos busca melhorar as propriedades mecânicas aumentando a resistência do solo, diminuição a compressibilidade e a permeabilidade, enquanto no procedimento de reforço se utiliza inclusões ao maciço, ou seja, preciso colocar algo que dê o suporte que este solo não possui. Ainda sobre o processo químico, combina a compactação do solo com a adição de um novo material que pode ser, cal, cimento e materiais betuminosos, alcançando assim, a estabilização. O uso da cal e do cimento tornam o solo estável e mais alcalino, que resulta em elevada resistência (CASAGRANDE, 2001).
Oliveira (2010) fala da importância dos agentes químicos, melhorando as propriedades mecânicas de um solo que não apresenta características geotécnicas suficientes para suportar a obra projetada. Neste caso, este processo confere coesão, através da cimentação ou aglutinação das partículas do solo.
2.4.5.2 Geossintéticos
São, em geral, materiais parecidos com tecido feito de polímeros, a exemplo do poliéster, polietileno, polipropileno entre outros.
O reforço de solo que utiliza a técnica de geossintéticos consiste em se “montar” diversas camadas alternando solo e material sintético em camadas horizontais de forma que toda a estrutura trabalhe em conjunto, de acordo com altura e inclinação especificada em projeto, proporcionando assim uma melhora na capacidade de suporte do maciço. O geossintético pode ser uma geogrelha, conforme figura 19, ou geotêxtil tecido e pode ser utilizado em contenções, reforços, encontros de pontes, muros de arrimo ou aterros sobre solo mole. As geogrelhas possuem maior resistência a tração e interagem melhor com o solo por sua geometria. Mais utilizada na versão uniaxial, tendo em vista que taludes e muros possuem estado plano de tensões e assim o reforço precisa ser feito apenas de forma ortogonal a face. (NETO E PORTELINHA, 2016).
De acordo com Das (2011), cada tipo de geossintético desempenha uma ou mais funções das listadas abaixo:
• Separação: mantem as diferentes camadas de solo separadas;
• Reforço: a resistência a tração dos geotêxtis aumenta a capacidade de carga do solo;
• Filtragem: quando posicionado entre duas camadas de solo de
granulometria diferente, permite a passagem de água sem que o solo mais fino seja carregado;
• Drenagem: os tecidos canalizam e transferem a água do solo para diversas saídas;
• Contenção de umidade: pode ser disposto de forma a permitir que parte da água permaneça no solo contendo um determinado teor de umidade necessário a vegetação por exemplo.
Figura 19 - Reforço de talude com uso de geogrelha
Fonte: BBF- Tecnologias do Ambiente, 2019
O geotêxtil é um dos tipos de geossintético e seu tecido é formado a partir de derivados do petróleo como o poliéster ou fibra de vidro. Não é feito a partir de fibra natural devido a sua rápida degradação. Possuem forma tecida, tricotada, ou não tecida. Neste caso, as fibras são dispostas em padrão orientado ou aleatório em uma estrutura plana e são dispostos de forma a formar uma trama solta que posteriormente será unida por meio de: adesão química (por meio de cola), adesão térmica (com aplicação de calor) ou adesão mecânica (perfuração por agulhas). A espessura dos geotêxtis é de cerca de 0,25 a 7,6mm. (DAS, 2007).
2.4.5.3 Retaludamento
É um processo de terraplanagem através do qual se alteram, por cortes ou aterros, os taludes originalmente existentes em um determinado local para se conseguir uma estabilização do maciço.
De acordo com Silva (2012), a técnica de retaludamento é muito simples e eficaz, e deve ser a primeira consideração em projeto de recuperação de taludes. A inclinação e altura do talude são os dois fatores mais relevantes no retaludamento de um maciço. A técnica em questão:
Consiste na alteração da geometria do talude recorrendo ao corte ou aterro de forma a conseguir um perfil mais estável. É geralmente utilizada em conjunto com obras de drenagem de forma a reduzir as infiltrações e o escoamento superficial, minimizando os processos erosivos (SILVA, 2012).
De acordo com Quinta-Ferreira (2014), ao analisar o problema, identificado e demonstrado na figura 20, considerou-se que a estabilização da plataforma observada na figura abaixo poderia ser feita com base em duas hipóteses de intervenção:
a) reforçar o talude de modo a estabilizar a fundação do pavimento;
b) corrigir o traçado da rua 18 de Dezembro, suavizando a curva de modo a evitar a zona instabilizada.
a) na primeira hipótese (reforçar o talude de modo a estabilizar a fundação do pavimento) é necessário: (...). Esta solução implicará o corte parcial da via para as operações de escavação e construção da estrutura de suporte. Todos os trabalhos de escavação na plataforma da estrada devem ser realizados em tempo seco de modo a minimizar os riscos de quedas de solos nas frentes de escavação, que pode chegar aos 6 m de altura, aconselhando a utilização de cuidados particulares de modo a impedir o corte da estrada de acesso à povoação de Lapa dos Dinheiros.
b) na segunda hipótese (...) há que demolir o muro em pedra existente no lado nascente da via e que escavar os solos no tardoz do muro; - Há que desmontar o granito nas zonas de maiores escavações (QUINTA-FERREIRA, 2014).
Figura 20 - Proposta para estabilização de talude.
Fonte: Quinta-Ferreira (2014)
2.4.5.4 Solo Grampeado
De acordo com Azzi (2013) et al, “O Solo Grampeado é uma técnica de arrimo resultante da melhoria do solo da porção arrimada. Aplica-se a taludes em corte, ou já cortados a reforçar. ”
O solo grampeado é composto por: chumbadores e o preenchimento. Os chumbadores são elementos tracionados, semirrígidos que estabilizam o maciço, e são acionados quando ocorre deformação do solo. Conforme a figura 21, o grampo é inserido em uma perfuração e preenchido o espaço, normalmente com cimento e água. A calda de cimento transfere as tensões de cisalhamento do solo para as barras metálicas e as tensões de tração das barras para o solo envolvente. (LAZARTE et al. 2015 apud MIKOS et al. 2017).
“O grampo é ligado ao paramento por meio de uma placa de apoio e rosca; e a face, que não tem função estrutural, é realizada apenas com concreto projetado, telas metálicas flexíveis ou executados em talude natural com plantio de vegetação. ” (MIKOS et al 2017).
Ainda de acordo com Mikos et al, 2017, estas estruturas requerem equipamentos menores comparados à cortina atirantada. Sua aplicação é mais barata e de rápida instalação, porém suporta pequenas deformações e a estrutura não pode ser vertical, pois o projeto se torna mais difícil e caro e não é possível aplicar a solos expansivos, orgânicos, não coesivos e mal graduados, com pedras e pedregulhos ou granulares com alto nível do lençol freático.
Figura 21 - Detalhe de fixação do grampo em solo grampeado
2.4.5.5 Tirantes
Tirantes são elementos de aço compostos por cabos, onde estes são introduzidos no solo com função de transferir os esforços do solo para outra estrutura de contenção. A porção do tirante imersa no solo tem a sua extremidade ancorada, enquanto a extremidade externa transfere a carga do sistema para a estrutura de concreto armado. A estrutura é chamada de 'cortina' porque tem espessura menor que as demais alternativas de contenção.
Conforme Corsini (2011), a espessura de uma cortina é determinada em projeto, tendo entre 15 cm até 30 cm, variando conforme a carga de contenção. Funciona como uma laje na vertical, pois recebe os tirantes e os pressiona contra o talude. Os tirantes podem ser fios ou cordoalhas de aço e ser protendidos na sua execução. Quando os tirantes são protendidos, são chamados de tirantes ativos, quando não, são chamados passivos. A profundidade de perfuração varia entre 10 e 15 m e precisa ser fixado em solo resistente, caso contrário não funcionará. Concluída a perfuração, é feita a limpeza do furo. A quantidade de tirantes, depende do material a ser contido e da espessura da cortina. Introduz-se o tirante e após é feita injeção de uma calda de cimento comum na proporção de uma parte de cimento para uma de água. Após a cura total é feita a protensão por meio de macacos hidráulicos. Por fim se executa uma proteção de concreto na cabeça do tirante para não permitir a entrada de ar, evitando a corrosão.
A figura 22 ilustra os componentes e a forma como é feita a perfuração, enquanto a figura 23 demonstra a diferença na utilização de um ou outro método.
Figura 22 - Componentes do tirante
Figura 23 - Diferença entre Solo grampeado e Cortina atirantada
Fonte: Mikos et al, 2017
2.4.5.6 Muro de Gabião
Conforme Silva (2012), este muro é constituído por gaiolas metálicas envoltos em arame galvanizado, preenchidas com brita e dispostas em malha hexagonal de acordo com o formato de muro projetado. São utilizados como proteção superficial de encostas, de muros de contenção e proteção de rios ou riachos. Com dimensões de aproximadamente 2m de comprimento por 1m de aresta de secção transversal quadrada, são estruturas deformáveis e drenadas. É possível que algum arame usado na fixação se rompa, sem que isso prejudique a estrutura como todo, já que ela permite deformações por sua malha flexível. A figura 24 exemplifica a utilização de muro gabião.
Figura 24 - Construção de um muro de Gabião na localidade de Campo Novo - SC
2.4.5.7 Crib Wall
Corsini (2011) descreve que o crib wall, ilustrado nas figuras 25 e 26, é uma estrutura de contenção feita com módulos montados por meio da sobreposição de peças de concreto, metal ou madeira. Os módulos são preenchidos por brita ou terra, criando uma estrutura que exerce a contenção por meio de gravidade. São usados em taludes cortados ou aterros, geralmente em obras rodoviárias. É uma estrutura de contenção considerada de baixo custo, em que as peças mais usadas são as pré-fabricadas de concreto armado. Entre os módulos e as peças, costuma-se plantar vegetações. Por conta de seu formato semelhante a fogueiras típicas de festas juninas, no Brasil ele também é chamado de "muro em fogueira”, uma espécie de painel montado com a sobreposição de peças de madeira, concreto ou metal e seus módulos são preenchidos por brita ou areia conforme estipulado em projeto.
Figura 25 - Crib wall - contenção de muro em fogueira
Figura 26 - Crib wall - Contenção de muro em fogueira
Fonte: "Manual de Conservação Rodoviária" do Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de Minas Gerais (DER-MG)