Execu o de conten o de encostas em solo grampeado

Execu o de conten o de encostas em solo grampeado

(Parte 1 de 3)

Thomas de Oliveira Pierk1 Minos Trocoli de Azevedo2

RESUMO: Este artigo objetiva divulgar os processos executivos para contenção de encostas em solo grampeado, mostrando um breve histórico do solo grampeado, os ensaios de tração do chumbador e moldagem de placas para ensaio de argamassa e concreto projetado, as vantagens e desvantagens, comparação financeira com outros métodos de contenção de encostas, as técnicas construtivas, os equipamentos e a equipe utilizada para a realização deste serviço e o controle executivo realizado através de boletins de execução dos chumbadores.

Palavras-chave: Solo Grampeado; Execução; Concreto Projetado.

1 – INTRODUÇÃO

Ao se deparar com uma situação de desmoronamento de talude, o profissional se questiona quanto ao tipo ideal de contenção a ser executada que garanta a estabilidade do mesmo. A tecnologia vem avançando consideravelmente no mundo atual e diversos sistemas construtivos são estudados, avaliados e lançados no mercado. Torna-se necessário então, divulgar as vantagens, desvantagens e a aplicabilidade ideal de cada um deles para que seja possível adotar medidas que viabilizem técnica e economicamente a execução do serviço.

O solo grampeado é um tipo de contenção que possui certas limitações, mas que, em muitos casos, pode perfeitamente ser aplicado, garantindo estabilidade ao talude a um valor economicamente mais viável. Torna-se, portanto, necessária à divulgação do método executivo deste tipo de contenção para esclarecimento e conhecimento ao meio técnico da construção civil.

A técnica de solo reforçado originalmente chamada de “Soil Nailing” vem sendo empregada há algumas décadas em vários países. Trata-se de estabilização de taludes, de modo temporário ou permanente, através da inserção de reforço (barras de aço envolvidas com calda de cimento) no maciço, conjugado a um revestimento em concreto projetado e tela de aço.

Ao conjunto barra de aço e calda de cimento foi associado o nome grampo e a estabilização de taludes com esta técnica no Brasil é chamada de Solo Grampeado.

A partir de 1975 a utilização do solo grampeado como estrutura de contenção tomou grande impulso na França, Alemanha e EUA e em 1979 passou a ser tema de congressos internacionais, quando iniciou sua divulgação a nível mundial.

(1) Concluinte do Curso de Engenharia Civil - Universidade Católica do Salvador. E-mail: tpierk@hotmail.com – Autor.

(2) Professor Titular - Universidade Católica do Salvador.

Engenheiro Civil – Concreta Tecnologia em Engenharia Ltda. E-mail: minos@concreta.com.br – Orientador.

O solo grampeado é um método de reforço “in situ” utilizado para a estabilização de taludes escavados ou naturais. É constituído a partir da introdução de inclusões passivas (hastes semi-flexíveis) no solo e, na maioria dos casos, por uma proteção da face do talude. Nas estruturas de solo grampeado as inclusões são compostas, em geral, por barras de aço (ou outro metal ou fibras sintéticas), envolvidas por calda de cimento e devem resistir basicamente aos esforços de tração, cisalhamento e momentos fletores.

As barras são introduzidas no terreno a partir de um pré-furo, executado por uma perfuratriz, e em seguida envolvido por calda de cimento ao longo de todo o seu comprimento. Este conjunto será chamado daqui por diante de grampo. Os grampos não são protendidos e a mobilização dos esforços se dá a partir das movimentações da massa de solo.

A distribuição dos grampos (“densidade”) na face da massa de solo a ser estabilizada depende, principalmente, da geometria do talude, das propriedades mecânicas do solo e das propriedades mecânicas dos próprios grampos.

A execução de uma obra em solo grampeado se processa em três fases distintas: escavação, instalação da primeira linha de grampos e proteção da face do talude, esta seqüência é repetida até se atingir a cota desejada. Nos casos onde as características do material terroso permitem, as fases de execução podem variar.

Considerando-se o fato da técnica de reforço de solos, através de inclusões passivas, ser muito antiga e apenas recentemente (últimos 20 anos) ter tomado grande impulso na engenharia geotécnica, apresenta-se a seguir um breve histórico de seu desenvolvimento.

2 - BREVE HISTÓRICO

As origens do solo grampeado provêm, em parte, das técnicas desenvolvidas na década de 50, por engenheiros de minas na Europa, para estabilização das paredes remanescentes de escavações em rocha.

A idéia consistia em se introduzir barras de aço no maciço rochoso de modo a reduzir a possibilidade de desplacamento de pequenas lascas e a abertura de descontinuidades préexistentes. Dessa forma, fixadas as lascas e evitada a propagação das descontinuidades, o maciço se comportava como um bloco de rocha único, minimizando a possibilidade de acidentes.

Pode-se também atribuir o desenvolvimento do solo grampeado às técnicas de solos reforçados, as quais, em última análise e em termos práticos, se assemelham muito às técnicas de solo grampeado.

A primeira experiência com uma estrutura em solo grampeado em verdadeira grandeza foi realizada na Alemanha. A estrutura foi construída e levada à ruptura através da aplicação de uma sobrecarga no seu topo.

Nos Estados Unidos, SHEN (1981), sugere a existência do solo grampeado desde a década de 60, porém a primeira aplicação registrada é de 1976, numa escavação para as fundações do Good Samaritan Hospital, em Oregon.

Após estas experiências pioneiras, o solo grampeado vem sendo utilizado com bastante sucesso em diversos países. No Brasil as obras em solo grampeado tomaram impulso apenas a partir da década de 80, existindo evidências de sua utilização desde a década de 70.

Os primeiros resultados de estudos em solo grampeado no Brasil tiveram início com a realização de um projeto executado pela FUNDAÇÃO GEO-RIO em 1992. Pretendia-se conhecer o comportamento mecânico e a natureza dos esforços induzidos nos grampos em um talude natural em solo residual não saturado, tipicamente tropical.

3- TÉCNICAS CONSTRUTIVAS

O método do solo grampeado inicia-se com o corte do solo na geometria de projeto, a não ser no caso de reforço de taludes. Segue-se com a execução da primeira linha de chumbadores e aplicação do revestimento de concreto projetado, conforme figura 03. Caso o talude já esteja cortado pode-se trabalhar de forma descendente ou ascendente, conforme a conveniência.

Simultaneamente ao avanço dos trabalhos, são executados os drenos profundos, de paramento e as canaletas ou as descidas d’água, conforme projeto.

Figura 01 – Fases construtivas em corte (BUONO 2003)

Os chumbadores, conforme mostra a figura 4, são peças moldadas no local, por meio de operações de perfuração com equipamento mecânico ou manual, e instalação e fixação de armação metálica, com injeção de calda de cimento sob pressão.

Figura 02 – Partes construtivas de um chumbador (BUONO 2003)

Os chumbadores podem ser feitos com a cravação de barras, cantoneiras ou de tubo de aço, utilizando-se martelos pneumáticos, ou manualmente.

As perfurações são executadas por equipamentos de fácil manuseio, pesando entre 25 e 500kg, instaláveis sobre qualquer talude. Como fluido de perfuração e limpeza do furo pode ser utilizada água, ar ou lama. Se a opção for por trados, não é necessário o uso de fluidos. Usualmente, é adotado o sistema de lavagem com água, por meio de haste dotada de elemento cortante na sua extremidade, do tipo tricone com vídea, no diâmetro de 3”, chamado de trepano.

Dependendo da profundidade do furo, do seu diâmetro e da área de trabalho, pode-se optar por perfuratrizes tipo sonda, ou até perfuratrizes manuais. Quando a condição de trabalho permite alta produtividade, são utilizadas carretas perfuratrizes sobre esteiras, cujos pesos variam entre 2000 e 4000kg. A escolha do método de perfuração deve ser feita de modo que a cavidade perfurada permaneça estável até que a injeção seja concluída. A seguir segue figura 05 mostrando a perfuração manual dos furos e a figura 06 mostrando os chumbadores já colocados e injetados com calda de cimento.

Figura 03- Perfuração manual dos furos

Figura 04 – Chumbadores já injetados com calda de cimento

Concluída a perfuração, segue-se a instalação e fixação da armação metálica (figura 07), que deve manter suas características de resistência ao longo do tempo. As nervuras devem receber tratamento anticorrosivo, feito usualmente por meio de resinas poliméricas e calda de cimento. Ao longo destes elementos devem ser instalados dispositivos centralizadores, que garantam seu contínuo e constante recobrimento com calda de cimento.

Figura 05 – Colocação da tela

Usualmente, a barra de aço tem diâmetro de 10 a 25mm. Ela deve ter uma dobra na sua extremidade (para diâmetros até 20mm), com cerca de 20cm, e ter centralizadores a cada 2m. A aplicação de placa e porca ocorre para barra com diâmetro igual ou superior a 2m, quando não é possível dobrá-la.

Adjacente à barra, instala-se um ou mais tubos de injeção perdidos, de polietileno ou similar, com diâmetro de 8 a 15mm, providos de válvulas a cada 0,5m, a até 1,5m da boca do furo. A quantidade de tubos depende das fases de injeção previstas, e deve-se considerar um tubo para cada fase.

A bainha é injetada pelo tubo auxiliar removível, de forma ascendente, com calda de cimento, fator água/cimento próximo de 0,5 (em peso), proveniente de misturador de alta turbulência, até que extravase na boca do furo. Uma boa alternativa é o preenchimento do furo com calda e posterior introdução da armação metálica. A bainha é a fase inicial de injeção em que se pretende recompor a cavidade escavada.

Após um mínimo de 12 horas, o chumbador deve ser reinjetado por meio do tubo de injeção perdido, anotando-se a pressão máxima de injeção e o volume de calda absorvida. Não se executa a reinjeção, a não ser que haja dois ou mais tubos de injeção perdidos.

Em seguida, lança-se o concreto projetado, que se trata de uma mistura de cimento, areia, pedrisco, água e aditivos, que é impulsionada por ar comprimido desde o equipamento de projeção até o local de aplicação, através de mangote (figura 08).

Figura 06 – Lançamento do concreto projetado

Na extremidade do mangote existe um bico de projeção, onde é acrescentada a água. Esta mistura é lançada por ar comprimido, a grande velocidade, na superfície a ser moldada. Na mistura podem ser adicionados ao traço microssílica, fibras ou outros componentes.

As peças podem receber ferragens convencionais, telas eletrossoldadas ou fibras, conforme a necessidade de projeto.

Existem duas maneiras de se obter o Concreto Projetado: por “via seca” ou por “via úmida”. A diferença básica está no preparo e condução dos componentes do concreto:

• Via Seca: preparado a seco. A adição de água é feita junto ao bico de projeção, instantes antes da aplicação;

• Via Úmida: preparado com água e desta forma conduzido até o local da aplicação.

Ambas as vias utilizam traços e equipamentos com características especiais. O equipamento utilizado para o solo grampeado é o via seca, a que será referido nos itens a seguir.

4 – VANTAGENS E DESVANTAGENS

(Parte 1 de 3)

Comentários