terra armada

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FACULDADE ASSIS GURGACZ - FAG CAIO AUGUSTO MAISTROVICZ DANIELA YURIKO HANADA GUSTAVO MARÇAL SONDA KARLA GABRIELA SANTOS PIERDONÁ VICTOR HUGO STORMOVSKI CESAR WILLIAN PRESTES SANTOS TERRA ARMADA

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terra armada

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FACULDADE ASSIS GURGACZ - FAGCAIO AUGUSTO MAISTROVICZDANIELA YURIKO HANADAGUSTAVO MARAL SONDAKARLA GABRIELA SANTOS PIERDONVICTOR HUGO STORMOVSKI CESARWILLIAN PRESTES SANTOS

TERRA ARMADA

CASCAVEL - PR2015FACULDADE ASSIS GURGACZ - FAGCAIO AUGUSTO MAISTROVICZDANIELA YURIKO HANADAGUSTAVO MARAL SONDAKARLA GABRIELA SANTOS PIERDONVICTOR HUGO STORMOVSKI CESARWILLIAN PRESTES SANTOS

TERRA ARMADA

Trabalho apresentado na disciplina de Instalaes Prediais do Curso de Engenharia Civil, da Faculdade Assis Gurgacz - FAG, como requisito parcial para obteno do ttulo de Bacharel em Engenharia Civil.

Professor Orientador: Bruna Pereira

CASCAVEL - PR2015LISTA DE FIGURAS

Figura 1:Colapso de taludes. Fonte: LEROUEIL, 2001.7Figura 2: Componentes do sistema de conteno terra armada Fonte: NARESI, 2005.9Figura 3: Pontos de ligao de reforos. Fonte: TIERRA ARMADA, 2015.11Figura 4: Obra Linha Amarela, Rio de Janeiro.14Figura 5: Duplicao da BR 116.14Figura 6: Conteno, Rio de Janeiro.15Figura 7: Viaduto Rua Pernambuco, Rio de Janeiro.16Figura 8: BR 101 Estrada Mercosul, Paran e Santa Catarina.16Figura 9: Port Royal, Construtora Jole.17Figura 10: Ampliao do ptio de Manobras, Companhia Vale do Rio Doce.18Figura 11: Muros de terra armada em mineradora com alturas de 15 metros.19Figura 12: Muro de terra armada em britagem, com alturas de at 27 metros e sobrecarga de veculos fora da estrada.19Figura 13: Muro de terra armada em obras ferrovirias20

SUMRIO

1INTRODUO52ESTABILIDADE DE TALUDES62.1TERRA ARMADA72.2BREVE HISTRICO72.3CONSTITUIO DOS MUROS DE TERRA ARMADA82.3.1Elemento de Reforo - Armadura92.3.2Material de Aterro92.3.3Painis102.4PROCESSO CONSTRUTIVO112.5INTERAO ENTRE O SOLO DE ATERRO E AS ARMADURAS112.6TIPOS DE MUROS122.6.1Muro de Greide122.6.2Muro P de Talude132.6.3Muro Portantes142.6.4Muro de Corte152.6.5Muros Especiais162.7APLICAES172.8CURIOSIDADES E PRINCIPAIS CARACTERSTICAS193CONCLUSO217REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS22

INTRODUO

ESTABILIDADE DE TALUDES

Taludes so superfcies inclinadas de macio rochoso, terroso ou misto, que podem ser originados por processos geolgicos, aes antrpicas e geomorfolgicas que limitam um macio de solo. composto basicamente por p e crista, tendo seu ngulo de inclinao calculado com a horizontal e a reta mdia entre a crista e o p (PINTO, 2006).Segundo Sayo e Sieira (2005), a principal funo de um talude, seja ele natural ou artificial, a de garantir estabilidade do macio do qual ele limita, evitando tanto quanto puder o movimento das massas. Porm, por influncia de diversos fatores, acabam muitas vezes expostos a riscos de ruptura, necessitando intervenes executivas para garantir sua estabilidade.O movimento das massas, constituem um dos processos mais importantes associados dinmica superficial do territrio brasileiro devido ao grande nmero de reas de risco, acrescido de fatores socioeconmicos como a intensa urbanizao (TAKARA et al, 2011).Segundo Gerscovich (2009), o colapso dos taludes caracterizada pela formao de superfcie de cisalhamento contnua na massa de solo. Existindo portanto uma camada de solo em torno da superfcie de cisalhamento que perde suas caractersticas durante o processo de ruptura, formando assim a zona cisalhada demonstrada na Figura 1. Inicialmente forma-se a zona cisalhada, em seguida, desenvolve-se a superfcie de cisalhamento.

Figura 1:Colapso de taludes.Fonte: LEROUEIL, 2001.TERRA ARMADA

Segundo a extinta NBR 9286/86, terra armada ou solo armado um sistema de conteno, constitudo pela associao do solo de aterro com propriedades adequadas, com armaduras flexveis, dispostas geralmente em posio horizontal em seu interior, medida que o aterro vai sendo construdo, e por uma pele de estancamento externo flexvel fixado s armaduras, destinado a limitar o aterro.Segundo o DNIT (2003), terra armada um dispositivo de conteno de aterros que amplamente utilizado que proporciona otimizao do espao onde aplicada, trazendo custos competitivos, quando comparados com outros sistemas de conteno. Sua construo sempre iniciada de baixo para cima medida que o aterro executado.

BREVE HISTRICO

A conceituao de muro com base em solo reforado surgiu na dcada de 60 quando o engenheiro e arquiteto Henri Vidal comprovou que a associao de um material resistente a trao com o solo, gerava uma significativa melhoria na estrutura do mesmo, dando origem a terra armada que foi patenteada pelo engenheiro (SOBRINHO, 2013).Nos primeiros estudos realizados, foram utilizados polmeros reforados com fibras de vidro, porm, aps dez meses a estrutura colapsou devido a um ataque bacteriano. Aps este incidente, passou-se a utilizar reforos de ao macio, o que melhorou sua eficcia, mas ainda havia o problema de corroso que se apresentava em um grau elevado aps dez a quinze anos de sua construo. Na mesma dcada foram realizados amplos e numerosos estudos experimentais em escalas naturais, e em modelos reduzidos, com os objetivos de levantar dados a respeito do comportamento das estruturas, afim de desenvolver mtodos e normas para seu dimensionamento (FLIX, 1991).Com a criao de sistemas informticos na dcada de 70, surgiram os primeiros modelos numricos que possibilitavam a anlise mais detalhada do comportamento dos muros de terra armada, que passaram a serem utilizadas em conjunto aos estudos j elaborados. Segundo o DNIT (2003), o DNER foi pioneiro no Brasil na utilizao do sistema terra armada, tendo feito suas primeiras obras em terra armada em 1976, na rodovia BR-470/SC.

CONSTITUIO DOS MUROS DE TERRA ARMADA

Os trs principais componentes (Figura 2) do sistema de conteno terra armada (Figura 1) so: os reforos (fitas metlicas), painis de paramento (placas de concreto armado) e o material do aterro compactado.

Figura 2: Componentes do sistema de conteno terra armadaFonte: NARESI, 2005.Elemento de Reforo - Armadura

Segundo Sobrinho (2013), tem como principal funo, a mobilizao por atrito das tenes tangenciais ao longo de sua superfcie e a resistncia a trao. So necessrios cuidados especiais para garantir que suas funes sejam efetivas a longo prazo, tornando-se imprescindvel a escolha de material de boa qualidade que atendam as seguintes caractersticas: Bom coeficiente de atrito com o solo; Boa resistncia a trao; Apresentar flexibilidade adequada para adaptao s ondulaes geradas na superfcie do aterro durante sua execuo; Apresentar baixa deformabilidade s cargas de servio; Ser de fcil implantao; Boa durabilidade; Econmico.

Segundo mesmo autor, os reforos podem ser classificados devido a sua deformabilidade como inextensveis e extensveis. O primeiro, pouco deformveis, formados por tiras ou vares de ao galvanizado, sendo o outro deformvel e compostos por lminas sintticas ou lminas metlicas tratadas, tendo sua superfcie um acabamento serrilhado proporcionando um maior atrito com o solo. O reforo extensvel possui uma maior eficcia contra degradao biolgica ou fsico-qumica. Amostras foram utilizadas em testes de cargas sujeitas a hidrlises aceleradas, indicando que esses materiais mantem suas caractersticas por um perodo de vida til superior a 120 anos.

Material de Aterro

O funcionamento do sistema de terra armada depende da existncia de atrito entre as armaduras e o solo, sendo necessrio que o material de aterro possua um elevado ngulo de atrito interno, o que exclui a utilizao de solos com elevadas porcentagens de finos. Os materiais considerados como adequados para aterros, geralmente so apropriados para utilizao em terra armada. Se os componentes utilizados no macio possurem elementos metlicos, deve-se assumir um critrio mais elevado para seleo do solo, para que o mesmo no seja um potencial agressor, adotando um critrio eletroqumico para sua seleo (FLIX, 1991).

Painis

Os painis de concreto armado, denominados tambm como pele ou escama, so utilizados como revestimento da face exterior do sistema, impedido a ruptura ou eroso do solo. Podem ser placas prfabricadas em beto armado, com diferentes tipos de acabamentos e formatos, com espessuras normalmente entre 0,15 e 0,25m dependendo da necessidade, possuindo pontos de ligaes para os reforos conforme indicado na Figura 3 (SOBRINHO, 2013).

Figura 3: Pontos de ligao de reforos.Fonte: TIERRA ARMADA, 2015.PROCESSO CONSTRUTIVO

A execuo de muros de terra armada pode ser executada simultaneamente com a construo do aterro, sendo seu processo construtivo simples, eficiente e econmico (MURO ARMADO, 2015):1. Implantao topogrfica conforme especificado em projeto;2. Servios de terraplanagem se necessrio (corte);3. Implantao de dispositivos de drenagem conforme especificado em projeto;4. Escavao da soleira;5. Execuo da soleira com concreto magro sem armadura com finalidade de nivelar a primeira camada (deve ser executado em solo estvel ou solo cimento);6. Execuo do gabarito para primeira fiada de painis7. Assentamento dos painis;8. Compactao de aterro da soleira;9. Espalhamento e compactao da camada de aterro, seguindo espessura e compactao projetada;10. Implantao da camada de reforo, seguindo quantidades e espaamentos projetados;11. Repetio sequencial dos processos 7, 9 e 10 at o aterro atingir a cota desejada;12. Acabamento. importante ressaltar que durante a montagem dos painis devem ser fixados escoramentos de forma a garantir a inclinao desejada.

INTERAO ENTRE O SOLO DE ATERRO E AS ARMADURAS

Tratando-se de dois materiais com propriedades mecnicas distintas, e admitindo que os mesmos esto sujeitos a uma tenso vertical resultante do peso prprio e de foras externas, e que as superfcies esto ligadas por atrito, quando sujeitas a tenso vertical, a deformao dos materiais so iguais, ou seja, as deformaes dependem de ambos os materiais, sendo este o princpio bsico do funcionamento do sistema de terra armada (SOBRINHO, 2013).Este princpio bem parecido com o que ocorre no concreto, quando o mesmo necessita de auxlio do ao para resistir aos esforos de trao. O solo quando compactado adequadamente, possui boa resistncia a compresso e ao cisalhamento, porm, a resistncia a trao quase nula. A utilizao dos reforos no solo funciona basicamente como uma costura, unindo a parte instvel do talude com o estvel, minimizando a probabilidade de ruptura atravs do reforo (TAKARA et al, 2011).

TIPOS DE MUROS

Segundo a empresa Muro Armado (2015), Entre os principais tipos de conteno por terra armada, se destacam cinco:

Muro de Greide; Muro P de Talude; Muros Portantes; Muro de Corte; Muros especiais.

Muro de Greide

So os muros internamente estabilizados cuja altura coincide com o nvel do aterro ou pavimento, conforme Figura 4 e 5. A agilidade e versatilidade desse tipo de muro permite a execuo de contenes ao longo de rodovias e terrenos proporcionando melhor aproveitamento da rea e menor custo. Paramentos verticais de grande altura e em locais confinados so facilmente executados, sem prejudicar os terrenos vizinhos, pois os trabalhos se desenvolvem do lado interno do aterro armado (MURO ARMADO, 2015)

Figura 4: Obra Linha Amarela, Rio de Janeiro. Fonte: Empresa Solo Armado.

Figura 5: Duplicao da BR 116.Fonte: Empresa Solo Armado.

Muro P de Talude

So os muros internamente estabilizados que possuem acima de seu topo um talude com altura varivel (Figura 6). As variantes frequentemente utilizadas so os muros para conteno de encostas e encontros de pontes e viadutos (MURO ARMADO, 2015)

Figura 6: Conteno, Rio de Janeiro.Fonte: Empresa Solo Armado.

Muro Portantes

Utilizados como encontros portantes, funcionam ao mesmo tempo como arrimo de aterro e fundao do tabuleiro de pontes ou viadutos. Representam uma grande economia em relao s fundaes profundas de viadutos e pontes, pois contam com uma grande rea de base para distribuio da sobrecarga e dispensam o uso de tubules e pilares de apoio para a obra de arte (Figura 7 e 8). Por se tratar de uma soluo pr-fabricada, sua execuo mais simples e gil, o que torna a obra economicamente vivel e segura. (MURO ARMADO, 2015)

Figura 7: Viaduto Rua Pernambuco, Rio de Janeiro.Fonte: Empresa Solo Armado

Figura 8: BR 101 Estrada Mercosul, Paran e Santa Catarina.Fonte: Empresa Solo Armado

Muro de Corte

Soluo excepcional para arrimos em terrenos cortados (Figura 9) so muros grampeados ao solo que utilizam as mesmas escamas pr-fabricadas empregadas nas contenes em muro armado. (MURO ARMADO, 2015)

Figura 9: Port Royal, Construtora Jole.Fonte: Empresa Solo Armado

Muros Especiais

Muros Inundveis por gua Doce: So muros internamente estabilizados que podem ser, total ou parcialmente, permanente ou temporariamente, submersos em gua cuja salinidade no ultrapasse a da gua potvel (Figura 10).Muros Inundveis por gua Salgada: So muros internamente estabilizados que podem ser, total ou parcialmente, permanente ou temporariamente, submersos em gua do mar ou gua salobra. (MURO ARMADO, 2015)

Figura 10: Ampliao do ptio de Manobras, Companhia Vale do Rio Doce.Fonte: Empresa Solo Armado

APLICAES

So vastas as aplicaes da terra armada no domnio da engenharia civil. Com dimenses variveis, dependentes do fim a que se destinam e das aes a que esto sujeitos, os muros de terra armada podem chegar a atingir alturas da ordem das duas dezenas de metros. A sua principal aplicao em autoestrada, em meio urbano e montanhoso, com vista estabilizao de taludes. Contudo estes muros tambm podem ser utilizados para ferrovias e estruturas industriais de todo o tipo. (SILVA, 2012)Segundo o mesmo autor a sua elevada resistncia s aes dinmicas permite ainda a sua utilizao como elemento protetor dos impactos provocados por exploses, alem de execuo de silos enterrados ou semi-enterrados para armazenamento de materiais granulares.Alguns outros sucessos deste tipo de estruturas incluem estruturas temporrias, que tm sido especialmente rentveis, tais como desvios temporrios necessrios para projetos de reconstruo de vias, diques de solos reforados, que foram utilizados como estruturas de conteno de gua e resduos e ainda utilizados no aumento da altura das barragens j existente. (SILVA, 2012)As aplicaes se fazem cada vez mais necessrias devido ao fato de haver maior concentrao nas regies urbanas, tornando os espaos cada vez mais raros e consequentemente mais caros, fazendo-se necessrias as intervenes com obras de conteno para que se consiga as reas adequadas aos projetos das construes atuais. (TERRA ARMADA, 2015)

Figura 11: Muro de terra armada em mineradora com alturas at 15 metros.Fonte: Terra armada, 2015.

Figura 12: Muro de terra armada em britagem, com alturas de at 27 metros e sobrecarga de veculos fora da estrada.Fonte: Terra armada, 2015.

Figura 13: Muro de terra armada em obras ferrovirias.Fonte: Terra armada, 2015.

CURIOSIDADES E PRINCIPAIS CARACTERSTICAS

Segundo Silva (2012), o projeto de um muro de terra armada exige trs tipos de verificaes: anlise da estabilidade externa, que assegura que a massa do solo estabilizada resiste s aes externas s quais foi submetida, a anlise da estabilidade interna, que verifica a transferncia de esforos entre o solo e os reforos e a anlise da estabilidade global do macio, que consiste em analisar a zona que envolve a obra e a sua vizinhana, verificando que a tenso de corte desenvolvida ao longo da superfcie de deslizamento inferior tenso de corte do solo.

Segundo Carvalho (1991), os trs componentes principais da terra armada so: O solo que envolve as armaduras e ocupa um espao chamado volume armado; As armaduras, elementos lineares e flexveis que trabalham flexo e devem apresentar boa resistncia corroso. So fixadas s peles por parafusos. Normalmente, so feitas de ao de galvanizao especial e, no caso de obras martimas ou obras provisrias, de alumnio ou mesmo ao de baixo teor de carbono; A pele, que o paramento externo, geralmente vertical. Pode ser constitudo por escamas metlicas flexveis ou por placas rgidas de concreto armado.

Carvalho (1991) cita que a terra armada uma soluo bastante eficaz podendo ser utilizada em taludes de at 20 metros, comum sua utilizao em aterro. A sua configurao bastante flexvel devido aos encaixes da pele, admitindo por isso, recalques diferenciais. Outra vantagem est na rapidez de construo. O reaterro deve ser feito com um material com boas caractersticas de atrito interno para ento, garantir uma boa interao com as armaduras. A armadura fixa na pele dando suporte estrutura e resistindo aos esforos devido fora de atrito na interao com o solo. Ao longo do seu comprimento gera uma zona no macio que funciona como muro de gravidade.A execuo desse tipo de obra deve ser feita sob superviso e assistncia da empresa que detm a patente deste processo no Brasil, visto que uma tecnologia patenteada (Carvalho,1991).

CONCLUSO

Os muros de solos armados tm sido cada vez mais procurados para substituir os muros de suporte convencionais, devido s suas vantagens, tais como, o seu simples e rpido processo construtivo, o seu comportamento flexvel e a sua capacidade de resistir a assentamentos diferencias. Neste estudo foram apresentados os principais materiais e formas de execuo de muro por Terra Armada, suas principais aplicaes e tipos existentes.Alem da facilidade de montagem, mesmo em obras de grande altura, procedimentos de construo rpidos, no precisar de mo de obra especializada, e necessitar de menos espaos na frente da estrutura para operaes de construo, possuem custos reduzidos, o que influencia de forma agravante na escolha deste tipo de procedimento para contenes.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

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