255) ANÁLISE TÉCNICA E ECONÔMICA DE ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO
ANÁLISE TÉCNICA E ECONÔMICA DE ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO
PUBLICADO NA REVISTA: FUNDAÇÕES E OBRAS GEOTÉCNICAS
Engº Luiz Antonio Naresi Junior – Comercial da Progeo Engenharia Ltda, Belo Horizonte/MG – naresi@progeo.com.br
DSc. Marcos Porto – Coordenador da UNICID – Universidade de São Paulo - INBEC
Engº Thiago Abdala Magalhães – Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte/MG – thiagoabdala@hotmail.com
DSc. Crysthian Purcino Bernardes Azevedo – Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte/MG – purcino@etg.ufmg.br
RESUMO: Este artigo tem como objetivo desenvolver uma análise técnica e econômica de estruturas de contenção de maciços de terra com a visão das metodologias executivas e do orçamento envolvido a cada um dos tipos a serem estudados. Para isso, será realizada uma revisão bibliográfica dos tipos de soluções geotécnicas de contenções empregadas quando da implantação de empreendimentos de diversas naturezas. Para cada uma das técnicas que serão objeto de estudo do trabalho, serão apontadas as suas respectivas especificidades executivas e de orçamento, avaliando as vantagens e desvantagens da utilização destes métodos, de modo a compará-los e então, concluir sobre utilização de cada um dos métodos estudados.
PALAVRAS-CHAVE: estruturas de contenção, geotecnia, orçamento.
1 INTRODUÇÃO
As contenções são estruturas projetadas para resistir a empuxos de terra e/ou água, cargas estruturais e quaisquer outros esforços induzidos por estruturas ou equipamentos adjacentes, propiciando uma configuração de estabilidade ao maciço. São cada vez mais importantes para a implantação de empreendimentos de diversas naturezas, tais como: obras de infraestrutura rodoviária, ferroviária e hidroviária, obras de arte especiais, áreas de mineração, industriais, comerciais e residenciais, especialmente em áreas urbanas, onde há uma escassez cada vez maior de áreas para se construir. Além disso, as contenções se aplicam, muitas vezes, a obras emergenciais de prevenção ou recuperação após deslizamentos de terra.
A escolha correta da solução a ser empregada é essencial para a segurança estrutural e a viabilidade econômica da mesma. Para isso, é necessário se estabelecer uma interface entre os conhecimentos geotécnico, estrutural, orçamentista e de produção a fim de se obter uma solução segura e com o melhor custo-benefício. Erros de dimensionamento, de projeto e/ou execução podem implicar em consequências muito sérias, danificando patrimônios, interrompendo vias e até mesmo perda de vidas humanas. Assim, as estruturas de contenção devem prezar pela segurança estrutural, otimização dos custos, duração por toda a vida útil da obra e pela geração do menor impacto ambiental possível.
Existem hoje muitas técnicas de contenção de terra sendo aplicadas no Brasil e a escolha do da técnica a ser utilizada envolve muitas variáveis, tais como o local da obra, o tipo de solo, estabilidade local e global do maciço, custo econômico, impactos ambientais, prazos executivos, altura da estrutura, cargas atuantes, localização do lençol freático, área disponível para a implantação e disponibilidade de mão-de-obra e equipamentos necessários, entre outras. Além disso, é importante lembrar que as estruturas de contenção devem se integrar o máximo possível com o meio circundante. Neste artigo, serão analisados alguns dos principais tipos de estruturas de contenção utilizados no Brasil, a saber: cortina atirantada, muro de flexão, solo grampeado, muro de gabião e contenção com tela de alta resistência.
O agravamento e aumento das ocorrências de deslizamentos nas grandes cidades estão diretamente relacionadas ao crescimento desordenado das cidades, com a ocupação de áreas de risco sem o devido amparo técnico e aparelhamento urbano necessários. Assim, as estruturas de contenção se apresentam como soluções técnicas de engenharia de grande importância no processo de urbanização e criação de infraestrutura, despertando grande interesse pela realização deste trabalho de modo a contribuir com a escolha, concepção e execução destas estruturas.
O objetivo geral deste trabalho é desenvolver uma análise técnica e econômica de diversos tipos de contenção de maciços de terra. Para alcançar-se o objetivo geral proposto será necessária a obtenção dos seguintes objetivos específicos:
- Realizar revisão bibliográfica dos tipos de soluções geotécnicas de contenções na solução dos problemas de deslizamentos e de escavações para implantação de empreendimentos de diversas naturezas;
- Apontar especificidades executivas para cada método apresentado;
- Avaliar vantagens e desvantagens da utilização destes métodos, comparando-os;
- Concluir sobre utilização de cada um dos métodos estudados.
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO
Contenção é todo elemento ou estrutura destinado a contrapor-se a empuxos ou tensões geradas em maciço cuja condição de equilíbrio foi alterada por algum tipo de escavação, corte ou aterro (RANZINI, Stelvio M. T. et NEGRO JR, Arsenio. 1998). Assim, as estruturas de contenção são implantadas nos taludes, naturais ou não, a fim de garantir a sua estabilidade, seja oferecendo resistência à movimentação ou a ruptura, ou ainda reforçando o maciço de modo a resistir a solicitações que possam levar a instabilidade. Serão apresentadas cinco tipos de estruturas de contenção muito utilizadas no Sudeste brasileiro, as quais serão objeto de estudo daqui em diante neste artigo.
2.1.1 SOLO GRAMPEADO
Define-se solo grampeado como o resultado da introdução de chumbadores em um maciço de solo em corte, associado à aplicação de um revestimento na face do talude (ABRAMENTO et al., 1998). Segundo Mitchell e Villet (1987), a técnica de solo grampeado ou “soil nailing” se originou, em parte, da técnica utilizada na execução de apoios de túneis e galerias chamada NATM (New Austrian Tunneling Method) aplicada à Engenharia de Minas. O primeiro experimento com uma estrutura em solo grampeado em verdadeira grandeza foi realizada na Alemanha (STOCKER et al., 1979).
Nos Estados Unidos, SHEN (1981), sugere a existência do solo grampeado desde a década de 1960, porém a primeira aplicação registrada é de 1976, numa escavação para as fundações do Good Samaritan Hospital, em Oregon.
No Brasil, a utilização de contenções em solo grampeado tomou impulso apenas a partir da década de 1980. 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, no qual 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.
É um processo de contenção, permanente ou provisória, que consiste na aplicação de tela metálica ancorada no solo por meio de chumbadores, em espaçamentos previamente calculados, e revestida com concreto projetado. É um método de reforço “in situ” utilizado para a estabilização de taludes escavados ou naturais.
Os chumbadores, ou grampos, são compostos em geral, por barras de aço introduzidos no terreno em furo previamente executado por perfuratriz, envolvidos por calda de cimento em todo o seu comprimento e ancorados na superfície, devendo resistir basicamente aos esforços de tração, cisalhamento e momentos fletores. Os grampos não são protendidos e a mobilização dos esforços se dá a partir das movimentações da massa de solo.
A distribuição dos chumbadores, isto é, a configuração da malha de chumbadores na face do talude a ser estabilizado depende, principalmente, da geometria do talude, das propriedades mecânicas do solo e das propriedades mecânicas dos próprios chumbadores.
A tela metálica deve ser aplicada em todo o talude com trespasse especificado em projeto. O concreto projetado de revestimento também deve ser especificado em projeto e deve ter resistência suficiente para resistir os esforços solicitantes oriundos da movimentação da massa de solo. Além disso, devem ser previstos dispositivos de drenagem eficazes de modo a dissipar as poro-pressões da contenção.
Este método vem sendo empregado em taludes com diversas configurações, devido à sua facilidade executiva e eficiência. No entanto, sua aplicação apresenta maior viabilidade na estabilização de taludes de baixa inclinação, ainda que de grandes alturas. A utilização deste método em taludes de altas inclinações ou com profundas cunhas de deslizamentos requer a aplicação de chumbadores de grandes diâmetros e comprimentos, e em espaçamentos pequenos.
Figura 1 – Contenção em solo grampeado
2.1.2 CORTINA ATIRANTADA
Cortinas são contenções ancoradas ou apoiadas em outras estruturas, caracterizadas pela pequena deslocabilidade (RANZINI et al, 1998). As estruturas deste tipo podem ser construídas em concreto armado, concreto projetado, parede diafragma ou perfis metálicos cravados, e ancoradas por meio de tirantes introduzidos em solo/rocha e protendidos com carga de trabalho apropriada, que transmite o esforço externo de tração para o terreno, através do bulbo.
Este tipo de contenção pode ser de caráter provisório ou permanente. Sua aplicação é recomendada para cortes em taludes de grandes alturas e empuxos de terra e/ou solos com baixos parâmetros de resistência. Em certas circunstâncias é o único sistema de contenção exequível, podendo ser utilizada para conter solos, acima do N.A.. É necessário levar em consideração que esta solução pode interferir com terrenos vizinhos. As perfurações para instalação dos tirantes podem provocar recalques, as injeções para fixação dos mesmos e a protensão destes podem introduzir esforços horizontais nas fundações adjacentes.
Figura 2 – Contenção em cortina atirantada
2.1.3 GABIÃO
Os muros de gabiões (do italiano gabbioni = gaiolões) são muros de gravidade constituídos pela superposição de gaiolões de malhas de arame galvanizado cheios com pedras cujos diâmetros mínimos devem ser superiores à abertura da malha das gaiolas (RANZINI, Stelvio M. T. et NEGRO JR, Arsenio. 1998).
As principais características dos muros de gabiões são a flexibilidade, que permite que a estrutura se acomode a recalques diferenciais e a permeabilidade (Barros, 2005).
Esta solução é encontrada no mercado brasileiro em diferentes tipos e configurações. Os principais tipos são: colchão reno, saco e caixa. Os gabiões tipo caixa são os mais indicados para a construção de muro de contenção e são fornecidos em diversas dimensões, de acordo com a disponibilidade de cada fabricante.
É uma peça com formato de paralelepípedo, constituída de telas em malha hexagonal de dupla torção que formam a base, as paredes verticais e a tampa. As paredes verticais laterais são presas à tela de base e às demais paredes por processo mecânico de torção ou por um fio em espiral contínua, o que garante perfeita união e articulação entre as telas. (Belgo Bekaert Arames, 2014)
No caso de muros de grande altura, gabiões mais baixos, com altura igual a 0,5 metros, que apresentam maior rigidez e resistência, devem ser posicionados nas camadas inferiores, onde as tensões de compressão são mais significativas. Para muros muito longos, gabiões com comprimento de até 4,0 metros podem ser utilizados para agilizar a construção.
Figura 3 – Contenção em gabião
2.1.4 TELA DE ALTA RESISTÊNCIA
A contenção de taludes com utilização de telas metálicas de alta resistência vem sendo largamente empregada em taludes de grandes alturas e/ou com grande instabilidade. Esta técnica constitui uma contenção passiva, na qual as telas metálicas de alta resistência são fixadas por meio de chumbadores no talude. Geralmente, tem tido grande utilização na contenção de desplacamentos e quedas de blocos de rocha, no entanto, também pode ser utilizada na contenção de materiais de diversas naturezas.
As telas de alta resistência são confeccionadas em malha hexagonal de dupla torção com arame de baixo teor de carbono revestidos com galvanização pesada com elevada resistência à tração e baixos níveis de alongamento e podem ou não serem fornecidas com camada adicional de PVC, aumentando a resistência à corrosão da malha.
As telas metálicas são ancoradas no talude por meio de chumbadores introduzidos no maciço, em diâmetros e comprimentos específicos para cada projeto, e por placas de ancoragem apropriadas. O perímetro de aplicação da malha é delimitado e reforçado com cabos de contorno fixados na ancoragem. Geralmente, as telas metálicas são aplicadas conjuntamente com biomantas de controle de erosão. São encontradas diversos tipos de telas no mercado, cada uma possuindo características de resistência e utilização próprias, dependendo do fabricante. As telas são comercializadas em rolos, facilitando o transporte e aplicação.
Figura 4 – Contenção em tela de alta resistência
2.1.5 TERRA ARMADA
A técnica de contenção chamada de Terra Armada ou Solo Armado consiste na introdução de fitas metálicas no maciço de solo. As fitas, que podem ou não serem nervuradas, são conectadas a painéis de concreto, que constituem a face do maciço (ABRAMENTO et al. 1998).
A técnica foi desenvolvida em 1963, pelo engenheiro e arquiteto Henry Vidal, estando sob proteção de patente até o início da década de 1990. O primeiro muro em Terra Armada foi construído na França em 1965. Após isto, vários muros foram criteriosamente instrumentados e analisados de forma a validar esta metodologia, que hoje está sob domínio público e tem sido progressivamente utilizada no Brasil.
Basicamente, esta solução envolve três materiais na consolidação do maciço: o solo, que envolve as armaduras e ocupa um espaço chamado “volume armado”; as armaduras em aço galvanizado ou alumínio flexíveis, que trabalham a tração e deve apresentar boa resistência a corrosão, sendo geralmente nervurada de modo a aumentar o coeficiente de atrito solo-reforço e melhorar a transferência de esforços; e as placas rígidas pré-moldadas de concreto ou flexíveis metálicas em formato cruciformes, que formam o paramento externo e prendem a armadura por meio de parafusos.
A solução tem sido utilizada principalmente em obras rodoviárias e ferroviárias, geralmente nos aterros de encontros de pontes e viadutos, onde não se tem espaço para as chamadas saias, ou nos perímetros urbanos, onde os espaços são muito restritos e os prazos de execução das obras bastante curtos. Aterros em indústrias para contenção de encostas ou muros de arrimo são também aplicações comuns deste sistema. Devido à sua alta capacidade de suportar carregamentos, as contenções em terra armada são ideais para muros de grande altura, ou que estejam sujeitos a sobrecargas excepcionais.
Figura 5 – Contenção em terra armada
3 ORÇAMENTO
3.1 MODELAGEM
Para efeito de comparação e detalhamento, serão propostos três modelos simulados, abordando todos os tipos de contenções aqui tratados. Para cada uma delas, será realizado um orçamento global de contenção para uma altura de 3,0 metros, de 6,0 metros e de 9,0 metros. Será admitido que todas as soluções aqui tratadas são de possível execução para a situação de contenção proposta.
Para todas as contenções foram adotadas as soluções de projeto mais usuais na prática, considerando solo em características medianas de resistência e permeabilidade, tais como:
Peso Específico: 𝛾 = 18 kN/m³;
Ângulo de Atrito Interno: ϕ = 30º;
Coesão: c = 10 kPa
O nível d’água foi admitido inferior ao nível de implantação da contenção, não interferindo na mesma, e, portanto, não foram consideradas poro-pressões atuantes nesse maciço. As dimensões e especificações das soluções adotadas para efeito de orçamento são aquelas mais usuais nos projetos geotécnicos das soluções estudadas. Ressalta-se que todo projeto de contenção deve ser objeto de estudo especifico, sendo as características de projeto determinadas para cada solução.
Figura 6 – Talude típico suposto
3.2 ORÇAMENTOS
Para efeito de comparação, os orçamentos foram realizados com base na relação de custos de serviços dos sistemas SICRO2 do DNIT, mês de novembro de 2014, e SINAPI da Caixa Econômica Federal, mês de janeiro de 2015, ambos com preços de referência para o estado de Minas Gerais e preferencialmente nesta ordem. Na falta de preços nos sistemas dos órgãos acima mencionados foram adotados preços obtidos em empresas referenciadas na área.
Os custos referentes à instalação e manutenção de canteiro foram desprezados desta análise por tratar de itens presentes a todas as contenções. Os custos referentes à mobilização de pessoal e equipamentos também foi desprezada por envolver a especificidade de cada projeto e ser um item comum a todas as soluções estudadas. O custo indireto dos serviços, formulado pelo BDI, foi também desprezado por incidir sobre o preço direto de todas as soluções aqui comparadas. Então, de modo a comparar e analisar as soluções, os orçamentos serão realizados por metro linear de contenção.
3.2.1 SOLO GRAMPEADO
Para a execução de contenção em solo grampeado a geometria original do talude foi mantida, minimizando a movimentação de terra. Os chumbadores foram considerados com comprimento unitário de 8,0 metros para a contenção com altura de 3,0 metros e 12,0 metros para as contenções com 6,0 e 9,0 metros. A malha dos chumbadores foi adotada com 2,0 metros de espaçamento, assim como a malha, alternada a esta, de drenos barbacãs. Para o revestimento em concreto projetado foi adotada a espessura de 0,10 metros. Os drenos sub-horizontais profundos foram colocados a cada 5,0 metros com comprimento unitário de 15,0 metros. (Figura 7):
Figura 7 – Seção transversal típica da solução em solo grampeado
O preço orçado para a execução desta solução em um talude com 3,0 metros, 6,0 metros e 9,0 metros de altura foi de R$ 2.016,98, R$ 4.585,46 e R$ 6.589,46, respectivamente, para cada metro linear de contenção.
3.2.2 CORTINA ATIRANTADA
Para a contenção em cortina atirantada foi proposta a solução ilustrada na figura abaixo, com a locação da cortina sobre o eixo central do talude original, de modo a minimizar a movimentação de terra e facilitar a execução. Os tirantes foram considerados com comprimento unitário de 10,0 metros para a contenção com altura de 3,0 metros e 18,0 metros para as contenções com 6,0 e 9,0 metros, incluindo o trecho ancorado. Os espaçamentos entre tirantes foram adotados iguais a 2,0 metros. A espessura da cortina foi adotada com 0,25 metros. Os barbacãs foram espaçados a cada 2,0 metros (Figura 8):
Figura 8 - Seção transversal típica da solução em cortina atirantada
O preço orçado para a execução desta solução em um talude com 3,0 metros, 6,0 metros e 9,0 metros de altura foi de R$ 3.772,68, R$ 11.341,25 e R$ 17.035,85, respectivamente, para cada metro linear de contenção.
3.2.3 GABIÃO
Para a contenção em gabião foi formulada uma solução onde a largura total foi maior ou igual à metade da altura. O gabião especificado é do tipo caixa. Foi necessária, neste caso, a escavação de parte do talude, de modo a permitir a execução e posicionamento das gaiolas metálicas. Para isso, a escavação foi prevista, avançando além do eixo final do aterro com a mesma geometria inicial do talude, de maneira a conferir segurança à escavação. O muro foi previsto com inclinação de aproximadamente 5º em relação a vertical. (Figura 9):
Figura 9 - Seção transversal típica da solução em gabião
O preço orçado para a execução desta solução em um talude com 3,0 metros, 6,0 metros e 9,0 metros de altura foi de R$ 1.028,20 , R$ 3.254,06 e R$ 7.578,73, respectivamente, para cada metro linear de contenção.
3.2.4 TELA DE ALTA RESISTÊNCIA
Para a contenção em tela de alta resistência mantida a geometria inicial do talude. Após a regularização manual do talude, as eventuais depressões ou imperfeições devem ser preenchidas com concreto projetado. Os chumbadores foram considerados com comprimento unitário de 8,0 metros para a contenção com altura de 3,0 metros e com 12,0 metros para a contenção com alturas de 6,0 e 9,0 metros.
Os espaçamentos entre os chumbadores foram considerados igual a 2,0 metros. Os drenos sub-horizontais profundos, com comprimento unitário de 15,0 metros, foram espaçados a cada 5,0 metros. A manta geotêxtil para controle da erosão deve ser instalada anteriormente à instalação da tela de alta resistência. Além disso, foram previstos cabos de aço de contorno, ancorados no talude, para melhor fixação da tela. (Figura 10):
Figura 10 - Seção transversal típica da solução em tela de alta resistência
O preço orçado para a execução desta solução em um talude com 3,0 metros, 6,0 metros e 9,0 metros de altura foi de R$ 3.499,88 , R$ 8.069,61 e R$ 11.742,70, respectivamente, para cada metro linear de contenção.
3.2.5 TERRA ARMADA
Para a contenção em terra armada foi proposta a solução apresentada na figura abaixo. Foi necessária, neste caso, a escavação de parte do talude, de modo a permitir a execução do reaterro compactado e armado. Para isso, a escavação foi prevista, avançando além do eixo final do aterro com a mesma geometria inicial do talude, de maneira a conferir segurança à escavação. O aterro armado foi previsto com largura de 70% da altura do paramento (Figura 11):
Figura 11 - Seção transversal típica da solução em terra armada
O preço orçado para a execução desta solução em um talude com 3,0 metros, 6,0 metros e 9,0 metros de altura foi de R$ 2.347,97 , R$ 4.691,14 e R$ 8.383,78, respectivamente, para cada metro linear de contenção.
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados finais dos orçamentos encontram-se apresentados para as contenções com 3,0, 6,0 e 9,0 metros de altura (Figura 12, 13 e 14):
Figura 12 – Custos por metro de contenção H= 3,0 m
Figura 13 – Custos por metro de contenção
H= 6,0 m
Figura 14 – Custos por metro de contenção
H= 9,0 m
A comparação econômica entre as soluções estudadas está apresentada na Figura 15.
Figura 15 – Contenções: Custo por metro linear (R$) x Altura
A solução em solo grampeado se mostrou bastante econômica nas diferentes alturas de contenções estudadas, sendo uma das com menor custo linear. Além disso, destaca-se a possibilidade desta solução em se adaptar às condições locais, minimizando a movimentação de terra e maximizando a produtividade da execução. Outro aspecto interessante é a utilização de equipamentos leves e de fácil manuseio, que facilitam a mobilização e execução. A deformabilidade da contenção propicia resistência a recalques totais ou diferenciais. No entanto, não se apresenta como um solução técnica adequada em algumas situações, como em caso de solo argilosos, nos quais há pouco atrito solo x grampo grandes pressões hidrostáticas e em situações de grandes carregamentos. Além disso, nas situações onde os deslocamentos possam causar algum dano às estruturas adjacentes esta solução deve ser avaliada com cautela, devido a sua deformabilidade. A inclinação na qual a solução é executada, confere maior estabilidade ao mesmo tempo em que minimiza os movimentos de terra e as perdas por reflexão do concreto projetado. A utilização desta técnica se restringe a taludes sem presença de nível d’água ou ainda com rebaixamento do lençol anteriormente à execução da contenção.
A contenção em cortina atirantada se mostrou a mais onerosa dentre as técnicas deste estudo nas diferentes alturas propostas. Esta solução se mostra inviável para pequenas alturas, nas quais outras soluções podem atender com eficácia por menores custos. No entanto, para grandes alturas de contenção, onde as cargas de empuxo do maciço são elevadas, a cortina atirantada se apresenta como uma solução geotécnica eficaz, resistindo a elevados carregamentos com pequena deslocabilidade e com altos fatores de segurança. É uma contenção que necessita de grande movimentação de terra, equipamentos pesados, de mão de obra especializada e de diversos materiais, implicando em uma obra complexa e com custo elevado. Além disso, uma contenção em cortina atirantada com grande altura pode exigir fundações mais complexas, como estacas, o que encarece esta solução. Sua aplicação é recomendada para cortes em terrenos com grande carga a ser contida ou para solos que apresentem pouca resistência a estabilidade.
A utilização do muro de gabião como contenção se mostrou econômica, devido principalmente à simplicidade dos equipamentos e materiais envolvidos. Esta não é, no entanto, uma solução tecnicamente indicada para grandes alturas de contenção por não suportar grandes carregamentos. Destaca-se ainda que a durabilidade de uma contenção em gabião é bastante reduzida se comparada às demais aqui estudadas. Sua utilização se mostra competitiva para pequenas alturas e na utilização de soluções mistas de gabião e outra(s) estrutura(s) de contenção. As principais vantagens desta técnica são a elevada permeabilidade, que alivia empuxos hidrostáticos, a extrema flexibilidade, que permite a adaptação da estrutura às movimentações do maciço, e se integram facilmente com o meio ambiente. Além disso, a execução deste tipo de contenção é facilitada pelo fato de que o material de enchimento pode ser obtido no local da obra, a construção é predominantemente seca, pode ser executado com presença de água e por não necessitar de mão de obra especializada.
O uso de telas de alta resistência como contenção se mostrou onerosa, principalmente devido ao alto custo dos materiais e a necessidade de utilização de equipamentos e mão de obra especializada. Ainda assim, esta solução apresenta-se eficaz para contenção de grandes áreas, devido a sua praticidade executiva e grande resistência de contenção. Outro aspecto importante para esta solução é a capacidade de conter materiais de todas as características, incluindo os de 3ª categoria, sendo a mais utilizada neste caso. No entanto, ressalta-se que existem no mercado diversas configurações de telas, que podem implicar em custos menores ou maiores, viabilizando ou não esta solução. As principais vantagens desta técnica são o seu custo benefício para contenções de grandes áreas, dispensa a utilização de drenos superficiais tipo barbacãs, pode ser executada em presença de nível d´água, boa estética por ser praticamente invisível, rapidez de execução.
A contenção em terra armada apresentou custo por metro linear reduzido nas diferentes alturas de talude estudadas, se mostrando mais onerosa com o aumento da altura de contenção, justificado principalmente ao grande aterro do tardoz do paramento. É uma solução indicada para contenção de aterros construídos, devido sua metodologia executiva. Destaca-se que esta solução tem sido bastante utilizada devido a simplicidade e a rapidez de construção, já que maior parte do processo executivo ocorre por trás do paramento, sem andaimes e sem interrupções do fluxo de tráfego. As estruturas podem ser construídas a poucos centímetros das divisas e podem facilmente ser projetadas para seguir alinhamentos curvos dos traçados. A grande área de fundação e a flexibilidade do maciço possibilita suportar recalques diferenciais significativos, permitem adotar, em relação à ruptura do solo de fundação, coeficientes de segurança menores que os das fundações comuns. A articulação das escamas permite que elas se movimentem umas em relação às outras com deformações diferenciais da ordem de até 1:75. As principais vantagens desta solução geotécnica são: a elevada resistência interna do maciço, que confere ao conjunto significativa capacidade de resistir às cargas estáticas e dinâmicas, a confiabilidade da estrutura, que pode ser facilmente monitorada, a adaptabilidade, podendo ser utilizada em faixa de domínio estreita; taludes naturais instáveis; condições limite de fundação com expectativa de recalques significativos, e o aspecto estético, podendo atender a diversas exigências arquitetônicas. Devido a sua metodologia executiva, esta solução se torna competitiva para contenções de aterros, sendo pouco utilizada em outros casos devido à necessidade de grande movimentação de terra. As principais vantagens da aplicação dos de terra armada resultam da sua facilidade de montagem, mesmo em obras de grande altura, rapidez de execução, eliminação de andaimes, escoramentos e terraplanagens, elevada flexibilidade dos paramentos, não requer mão-de-obra especializada; requerem uma menor área de preparação; necessitam de menos espaços na frente da estrutura para operações de construção.
5 CONCLUSÃO
A escolha correta da solução a ser empregada é essencial para a segurança estrutural e a viabilidade econômica da mesma. As estruturas de contenção devem prezar pela segurança estrutural, otimização dos custos, duração por toda a vida útil da obra e pela geração do menor impacto ambiental possível.
Dentre as inúmeras técnicas de contenções existentes hoje, o engenheiro geotécnico deve ser capaz de diagnosticar os problemas existentes em cada situação, avaliar os riscos envolvidos e apontar a melhor solução geotécnica para aquele caso. A escolha da estrutura de contenção envolve muitas variáveis, tais como o local da obra, o tipo de solo, estabilidade local e global do maciço, custo econômico, impactos ambientais, prazos executivos, altura da estrutura, cargas atuantes, localização do lençol freático, área disponível para a implantação e disponibilidade de mão-de-obra e equipamentos necessários. Avaliando todas estas variáveis, o engenheiro deve optar por aquela solução que resulte em melhor custo econômico, assegurando a total segurança e durabilidade da estrutura de contenção.
Com a realização deste trabalho, buscou-se apresentar a metodologia executiva, os insumos necessários, bem como os custos envolvidos em cada uma das técnicas estudadas, podendo ser diferentes para cada projeto. A análise técnica, avaliando as necessidades e riscos de cada projeto, deve sempre preceder a análise econômica.
Entende-se ter colaborado com o meio técnico apresentando as principais necessidades, mecanismos de funcionamento e execução e custos envolvidos pela execução das estruturas de contenção estudadas, de modo a facilitar o engenheiro na concepção de soluções para os problemas reais de nosso cotidiano.
6 AGRADECIMENTOS
A todos que direta ou indiretamente participaram da execução deste trabalho, especialmente à Escola de Engenharia de UFMG e a Progeo Engenharia Ltda pela colaboração.
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Terra Armada Sustainable Technology. Portfólio de produtos. Rio de Janeiro. Disponível em: <http://www.terraarmada.com.br/produtos.php?x=249752> Acesso em: 31/03/2015.
Luiz Antonio Naresi Júnior é engenheiro civil com ênfase na área de Saneamento, possui pós-graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho, Ánalista Ambiental pela UFJF (Universidade Federal de Juiz de Fora), e em Engenharia Geotécnica pela UNICID (Universidade Cidade de São Paulo). É especialista em obras de Fundação Profunda, Contenções de Encosta, Obras de Artes Especiais, Projetos de Contenção, Infraestrutura Ferroviária e Rodoviária. Atualmente é professor do curso de pós graduação da PUC / INBEC, sócio da ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica), diretor do Clube de Engenharia de Juiz de Fora (MG), consultor, comercial e assessor da diretoria da Empresa Progeo Engenharia Ltda.
Prof. Marcos Porto é engenheiro civil pela Universidade Federal do Ceará (1993), Mestre em Geotecnia e Infraestrutura pela Universidade de Hannover - Alemanha (1997) e Doutor em Engenharia Civil, área de concentração em Geotecnia pela COPPE/Universidade Federal do Rio de Janeiro (2008). Professor do Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Ceará (IFCE) e Universidade de Fortaleza (UNIFOR), Coordenador do Curso de Engenharia Geotécnica da UNICID – Universidade de São Paulo e consultor nas áreas de Infraestrutura de Transportes e Fundações.
Thiago Abdala Magalhães é formado em engenharia civil pela Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais – UFMG e atua há dois anos na área de engenharia geotécnica e construção pesada na empresa Progeo Engenharia Ltda.
Crysthian Purcino Bernardes Azevedo é Professor Adjunto do Departamento de Transportes e Geotecnia da UFMG. Possui graduação em engenharia civil pela Universidade Federal de Minas Gerais, mestrado em Engenharia de Estruturas pela Universidade Federal de Minas Gerais e doutorado em Engenharia de Estruturas pela Universidade Federal de Minas Gerais. Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Fundações e Escavações e Confiabilidade Estrutural, atuando principalmente nos seguintes temas: fundações, engenharia civil, linha de transmissão, mecânica dos solos e contenções.
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