Aterros sobre solos moles.pdf

31/10/2014

Mecânica dos Solos Aterros sobre solos moles

Mecânica Me cânica dos Solos 2

Cecília Silva Silva Li ns

2014


PLANO DE ENSINO - EMEN EMENT TA

ATERROS ATERROS SOBRE SOLOS MOLES • Solos Solos moles moles • Investigaç Investigação ão geotecnic geotecnica a • Soluçõ Soluções es típica típicas: s: estaqu estaqueam eament ento, o, drenos drenos vertic verticais ais,, bermas, construção por etapas. • Instrumentação e monitoramento de aterros

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Aterr At err os Sob Sobre re So lo loss Moles Mo les At err erro: o: Acúm Ac úmul ulo o de terras ter ras para par a nivel ni velar ar ou altear alt ear um terren ter reno. o.

CATERPILLAR

Solo Colapsível Removido

DYNAPAC

Camada de Solo Não-Colapsível

Figura 1 – Exemplo de Construção Construção de um Aterro


Solos So los Mole oles: s: São São solo soloss com com b ai x a c ap ac i d ad e d e s u p o r t e e al t a compressibilidade e quan quando do situ situad ados os sob sob a base base de ater aterro ross apresentam proble problema mass de esta estabilid bilida ade e reca recalque lquess (turfas, ( turfas, argilas orgânicas,, etc), caso não sejam feitos tratamentos adequados. orgânicas

Figura 2 – Exemplo rodovi a em trecho sobre solo mol e (Fonte: (Fonte: HUESKER HUESKER)) 4

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Aterr At err os Sob Sobre re So lo loss Moles Mo les At err erro: o: Acúm Ac úmul ulo o de terras ter ras para par a nivel ni velar ar ou altear alt ear um terren ter reno. o.

CATERPILLAR

Solo Colapsível Removido

DYNAPAC

Camada de Solo Não-Colapsível

Figura 1 – Exemplo de Construção Construção de um Aterro


Solos So los Mole oles: s: São São solo soloss com com b ai x a c ap ac i d ad e d e s u p o r t e e al t a compressibilidade e quan quando do situ situad ados os sob sob a base base de ater aterro ross apresentam proble problema mass de esta estabilid bilida ade e reca recalque lquess (turfas, ( turfas, argilas orgânicas,, etc), caso não sejam feitos tratamentos adequados. orgânicas

Figura 2 – Exemplo rodovi a em trecho sobre solo mol e (Fonte: (Fonte: HUESKER HUESKER)) 4

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Principais características: características: a) Baixa Baixa resist resistê ência ncia; b) Baixa Baixa Pe Permea rmeabilidad bilidade e c) Alta Alta Comp Compre ressib ssibilid ilida ade

CONSISTÊN CONS ISTÊNCIA CIA DAS DA S ARGILA S


Turfas: É Turfas: É uma massa massa de resto restoss de pla planta decom decompos posta ta,, sendo que os caules e raízes são ainda distinguidos nos primeiros estágios de decomposição. Nos últimos estágios do processo de humificação, a turfa é preta é preta,, mole mole,, pegajosa pegajosa,, praticamente sem estrutura nenhuma (GUSMÃO FILHO, 2008). A umidade natura da turfa é alta. A porosidade porosidade da turfa é muito alta e o material é muito compressível (GUSMÃO FILHO, 2008).

Figura 4 – Exemplo de trecho com t urfa (Fonte: GOOGLE, GOOGLE, 2013) 2013)

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SOLOS MOLES

“Lama”


PERFIS TÍPICOS NA REGIÃO METROPOLITANA DO RECIFE

Fonte: Gusmão et al., 2005.

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PERFIS TÍPICOS NA REGIÃO METROPOLITANA DO RECIFE PERFIL TIPO I (Afog ados, Ibura de Baix o)

Fonte: Notas de aula J. T. R. Oliveira


PERFIS TÍPICOS NA REGIÃO METROPOLITANA DO RECIFE 

PERFIL TIPO II (Boa Viagem, Madalena)

Fonte: Notas de aula J. T. R. Oliveira

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Al ternati vas par a proj eto de aterr os sobre solo mol e a) Evitar o solo mole através de relocação do aterro ou do uso de estrutura elevada (viadutos); b) Remover o solo mole e substituí-lo por material adequado; c) Tratar o solo melhorando suas propriedades; d) Projetar o aterro de acordo com o solo fraco. OBS.: O tipo de utilização da área vai influenciar a decisão da técnica construtiva mais adequada.

Requisitos Fundamentais a) Apresentar fator de segurança adequado quanto a possibilidade de ruptura do solo de fundação durante e após a construção; b) Apresentar deslocamentos totais ou diferenciais, no fim ou após a construção, compatíveis com o tipo de obra; c) Evitar danos a estruturas adjacentes ou enterradas.


Fatores que afetam a escolha da solução a) Dimensões do aterro → altura, largura e extensão; b) Características do material de fundação → perfil geotécnico, nível d’água, espessura e inclinação da camada, caracterização do solo, propriedades de resistência e compressibilidade; (possibilidade de danos as construções vizinhas) c) Materiais e técnicas disponíveis para a construção a) Volumes e características dos materiais disponíveis; distância de transporte; custo (escavação, transporte, compactação, etc...) b) Características do maciço após compactação: peso específico, resistência

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Fatores que afetam a escolha da solução d) Programa de construção → disponível

Tipo de equipamento e tempo

e) Localização → Topografia da região, condições de drenagem, existência e tipo de construções vizinhas. Deve-se avaliar possíveis danos nas construções vizinhas. f)

Finalidade do Aterro → estrada, barragem, área de construção residencial, bem como finalidade da superestrutura (sensível a deformações, recalques diferenciais).

A escolha da solução a ser adotada no projeto requer o atendimento de etapas de planejamento, investigação, análise técnica de possíveis soluções, comparação de soluções (tempo de construção, custos, riscos, etc...) e a realização do projeto da solução final de construção.


Programa de investig ação a) Reconhecimento: nesta etapa procura-se obter todo o tipo de informação necessária ao desenvolvimento do projeto, através de documentos existentes (mapas geológicos, fotos aéreas, literatura especializada) e visita ao local. b) Prospecção: obtém-se, nesta etapa, as características e propriedades do subsolo, de acordo com as necessidades do projeto ou do estágio em que a obra se encontra. Assim, a prospecção pode ser divida em fase preliminar, complementar e localizada. c) Acompanhamento: Esta etapa tem a finalidade de avaliar o comportamento previsto e o desempenhado pelo solo , sendo geralmente feita através de instrumentos instalados antes e durante a construção da obra para a medida da posição do nível d’água, da pressão neutra, tensão total, recalque, deslocamento, vazão e outros.

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Investigação Geotécnica Investigação preliminar: •Determinação da Estratigrafia do área de estudo; •Realização de sondagens a percussão (NBR 6484/2001). •Principais informações: • Identificar a extensão e a profundidade das camadas de solos moles no depósitos, do solo subjacente; • Identificar o nível do lençol freático ao longo do depósito. A investigação pode ser acompanhada pela obtenção de amostras (pelo menos uma) por camada (shelbyD = 60 a 100 mm); • Caracterizar e classificar o depósito de solos moles (umidade, limites de consistência, granulometria, peso específico, etc.);

Investigação Complementar: •Obtenção dos parâmetros geotécnicos propriamente ditos. • Ensaio de laboratório e de campo.


Investigação geotécnica detalhada: Ensaios recomendados de serem realizados(mais comuns) : a)Laboratório: Complementação dos ensaios de caracterização; Ensaios de adensamento ; Ensaios triaxiais; b) Campo: Complementação das sondagens; Ensaios de cone, mas recentemente piezocone; Ensaios de palheta de campo; Quando adequado ensaios de permeabilidade “in-situ”. Após estudos comparar os tipos de alternativas possíveis para construção do aterro.

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Investigação Geotécnica


Procedimentos recomendados na bibliografia para determinação de parâmetros de argilas moles

Fonte: ALMEIDA, 1996 e COUTINHO et al., 2000) (a partir de COUTINHO e BELLO, 2005).

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Determinação dos Parâmetros do Solo: Ensaios In Situ 1) Trado; 2) Rotativa; 3) CONE;

2) Rotativa 3) Cone (CPT)

4) Palheta (“Vane Test”)

1) Trado 5) Dilatômetro;

4) Palheta

5) Dilatômetro


ENSAIO DE PALHETA (VANE TEST) ABNT (NBR 10905/1989)

OBJETIVOS: Medir a Resistência não drenada ao cisalhamento dos solos puramente coesivos.

INFORMAÇÕES: Resistência não Drenada Su.

APLICAÇÕES: Aterros, Barragens e Rodovias.

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ENSAIO DE PALHETA DE CAMPO – VANE TEST O “vane test” foi desenvolvido na Suécia, com o objetivo de medir a resistência ao cisalhamento não drenada de solos coesivos moles saturados. Hoje o ensaio é normalizado no Brasil pela ABNT (NBR 10905) O equipamento para realização do ensaio é constituído de uma palheta de aço, formada por quatro aletas finas retangulares, hastes, tubos de revestimentos, mesa, dispositivo de aplicação do momento torçor e acessórios para medida do momento e das deformações.


Objetivos: •Obter Su •Estimativa do K0 •Ensaio realizado apenas em argilas saturadas de consistência mole a rija Problemas práticos: •Aterros e Fundações sobre Solos Médios / Moles •Estabilidade de Encostas Procedimento: Cravar a palheta e em medir o torque necessário para cisalhar o solo, segundo uma superfície cilíndrica de ruptura, que se desenvolve no entorno da palheta, quando se aplica ao aparelho um movimento de rotação.

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Ensaio de Palheta ou Vane-Test:

Figura 10 - Exemplo de um ensaio de Vane-Test


ENSAIOS DE PENETRAÇÃO ESTÁTICA - CONE (CPT) E PIEZOCONE Ensaio de penetração estática de um cone padronizado, que mede a resistência de ponta (q c ), atrito lateral (c ) e a pressão neutra ( ). Origem: cone holandês, deepsounding => mecânico, manual piezocone ==> elétrico , mecanizada (qc, f s,  ).

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ENSAIO DE CONE E PIEZOCONE Consiste na cravação de uma ponteira de aço instrumentada em forma de cone no solo, com velocidade padrão constante de 20mm/s, visando obter a estratigrafia do subsolo e alguns parâmetros geotécnicos. Não coleta amostras, porém permite definir o comportamento do material sob carregamento. Objetivo: •Registrar continuamente a resistência à penetração, fornecendo uma descrição detalhada da estratigrafia do subsolo. •Propriedades dos solos (especialmente de solos moles) •Capacidade de carga •Estratigrafia


História: Desenvolvido na Holanda (década de 30) para investigar solos moles e estratos arenosos que apoiavam estacas; Bem difundido mundialmente qualidade de informações;

pela

f s resistência por atrito •cravação lenta e constante (estática ou lateral

Procedimento do ensaio:

quase-estática) de uma haste com ponta cônica instrumentada com uma velocidade padrão constante de 20mm/s. q c resistência de ponta

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Medidas do ensaio: •Resistência de Ponta (q t ou qc) •Atrito Lateral (f s) •Pressão neutra (u)

f s resistência por atrito lateral

qc resistência de ponta


ENSAIO DE CONE E PIEZOCONE VANTAGENS

DESVANTAGENS

•Penetração rápida, isto é, curto tempo de ensaio; •Perfil estratigráfico contínuo (cada 2cm); •Ensaio padronizado (Norma Brasileira e Norma Americana) confiável; •Alta precisão e repetibilidade; •Obtenção e processamento automático dos dados, isto é, sem interferência do operador; •Necessidade de apenas um operador; •Relação custo/benefício elevada;

•Não coleta amostras, como o SPT. •Necessidade de operador treinado; •Equipamento relativamente complexo; •Suporte técnico

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Mecânica dos Solos FLUXOGRAMA DAS SOLUÇÕES TÍPICAS PARA Aterros sobre solos moles CONSTRUÇÃO EM ATERROS SOBRE SOLOS MOLES

Fonte: Coutinho e Bello, 2005


REMOÇÃO DO SOLO MOLE

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BERMAS DE EQUILÍBRIO


UTILIZAÇÃO DE GEOSSINTÉTICOS

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Soluções para Construir Aterros Sobre Solos Moles Para construir aterros sobre solos moles, alguma soluções podem ser adotadas, são elas: Substituição Total da Camada Mole; Aterros Leves; Bermas de Equilíbrio; Construção Por Etapas; Pré-Carregamento ou Sobrecarga Temporária; Geodrenos e Sobrecarga Temporária; Aterros sobre drenos verticais e estacas; Aterro Reforçado com geoss intétic os. Fonte: DNER-Pro 381/98 – Projetos de A terros Sobre Solos Moles para Obras Viárias ; Almeida e Marques, 2010.


Soluções para Construir Aterros Sobre Solos Moles O método mais adequado esta associado a diversas questões: •Características geotécnicas dos depósitos •Utilização da área, incluindo a vizinhança •Prazos construtivos, •Custos envolvidos.

Fonte: DNER-Pro 381/98 – Projetos de A terros Sobre Solos Moles para Obras Viárias ; Almeida e Marques, 2010.

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Soluções para Construir Aterros Sobre Solos Moles

Fonte: Al meida e Marques, 2010.


a) Substituição Total da Camada de Solo Mole: Retirada total desses solos por meio de dragas ou escavadeiras. Só deve ser considerada para depósitos poucos extensos, comprimento inferior a 200 metros e para espessura de solo inferior a 3,0 metros. Vantagens: Diminuição ou eliminação dos recalques e aumento do fator de segurança quanto a ruptura.

Substitu ição d a camada de solo mol e (Fonte: GOOGLE, 2013)

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b) Substituição Total da Camada de Solo Mole: OBS-1: Em nenhuma hipótese o DNER aprovará solução de substituição parcial, pois é uma solução cara e muito pouco eficaz. OBS-2: Mesmo quando a substituição for uma solução viável, deve-se incluir nos custos os reflexos devidos a criação de bota fora e considerar os consequentes impactos ambientais provocados (DNER-PRO 381/98).

Substitu ição da camada de solo mole (Fonte: HUESKER, 2009)


b) Aterros Leves: A utilização de materiais leves reduz a magnitude dos recalques. O EPS (Expanded Polystyrene ou Poliestireno Expandido) é um material celular plástico que consiste de pequenas partículas de forma esférica, contendo na sua estrutura, aproximadamente, 98% de ar. Apresentam menor peso específic o, alta resis tênci a (70 a 250 KPa) e baixa compressibilidade.

Apl ic ação do EPS na r odo via BR-101, n a cabeceira d a ponte e sobr e o rio Pret o, no estado da Paraíba.

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b) Aterros Leves:

Vantagens: Melhoria das condições de estabilidade, diminui os recalques diferencias e permitem uma implantação mais rápida da obra.

leve


Desvantagens dos Aterros Leves: - Ru pt ur a p or Ci sal ham en to d o EPS: Em aplicações na engenharia, a resistência ao cisalhamento de projeto é governada mais pelo atrito entre blocos do que a resistência do material EPS. Os p lan os d e co nt ato entre blocos são considerados como pontos fracos do sistema. -

Flutuabilidade: Por sua leveza, o EPS apresenta o inconveniente da p os si bi li dad e d e f lu tu ar devido a ação do empuxo hidrostático, principalmente em casos de cheias.

-

Várias medidas podem ser tomadas com o objetivo de evitar a flutuação, dentre elas podemos destacar:

a) Construção de camadas de material convencional (solo) sobre o EPS, com peso suficiente para contrapor a ação do empuxo hidrostático. b) Rebaixamento do lençol freático. c) Disposição, na seção de projeto, do EPS acima do lençol freático ou da máxima cheia. d) Atirantamento do conjunto de blocos.

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Desvantagens dos Aterros Leves: - Formação de trilhas de rodas: Caso as tensões atuantes no EPS ultrapassem

o

seu

limite

elástico,

o

irrecuperavelmente e

essas

deformações

mesmo serão

deformará

refletidas

no

revestimento asfáltico na forma de trilhas de rodas.

Apl ic ação do EPS na rodovi a BR-101 e afundamento d e tril ha d e roda.


c) Bermas de Equilíbrio; As bermas de equilíbrio são empregadas para estabilizar e suavizar a inclinação média de um talude de um aterro, levando a um aumento do fator de segurança contra a ruptura.

Bermas de Equilíbrio aplic ada a um aterro sob re solo mol e (Fonte: GOOGLE, 2013)

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d) Construção Por Etapas: A construção por etapas implica em subdividir a altura de aterro em duas ou três etapas. A primeira etapa é construída aquém da altura crítica, para que seja estável, seguindo-se um período de repouso para que o

processo de consolidação dissipe parte das poro-pressões e o solo mole ganhe resistência. Após certo tempo, q uan do o g an ho d e res is tên ci a c heg ar ao s n ívei s es tab el ec id os n o p ro jet o e q ue g an har am a es tab il id ad e, u ma segunda etapa do aterro pode ser executada

Construç ão aterro sobre solo m ole em etapas (Fonte: GOOGLE, 2013)


d) Construção Por Etapas: Vantagens: Permite um paulatino ganho de resistência do solo mole ao longo do tempo. Desvantagens: Esta técnica implica em geral em longos tempos de permanência que na maioria das vezes são inaceitáveis para um projeto rodoviário sobre solos moles de baixa permeabilidade. Entretanto, pode ser eficaz se empregada em conjunto com os drenos de areia e sobrecarga temporária que aceleram os tempos de dissipação.

Construç ão sobre aterro so bre solo m ole em etapas (Fonte: DNER-PRO 381/94)

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e) Pré-Carregamento ou Sobrecarga Temporária: Trata-se de aplicar uma sobrecarga temporária, em geral da ordem de 25 a 30 % de peso do aterro para acelerar os recalques. O tempo de permanência da sobrecarga é determinado por estudos de adensamento e posteriormente verificado no campo através de instrumentação para observação de recalques e poropressões (DNER-PRO 381/98). Desvantagens: Prazos de estabilização dos recalques muito elevados, devido a baixa permeabilidade dos depósitos moles. Grande volume de terras associados a empréstimo e bota-fora.

Construç ão do tipo pré-carregamento (Fonte: DNER-PRO 381/94)


e) Pré-Carregamento ou Sobrecarga Temporária: OBS: De acordo o DNER-Pro 384/98, está técnica pode ser eficaz em solos silto-arenosos, m a s é pouco eficaz em solos argilosos de baixa permeabilidade, especialmente se a espessura da camada mole for grande. Nesse caso esta alternati va só é eficaz se combinada com o uso de drenos verticais.

Construç ão do tipo pré-carregamento (Fonte: DNER-PRO 381/94)

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f) Geodrenos e Sobrecarga Temporária : Os geodrenos são elementos drenantes constituídos de materiais sintéticos com 100 mm de largura e 3 a 5 mm de espessura e grande comprimento. São cravados verticalmente no terreno dispostos em malha, de forma a permitir a drenagem e acelerar os recalques. Os geodrenos são a alternativa técnica e econômica que substituem os antigos drenos de areia, (DNER-PRO 381/98).


f) Geodrenos e Sobrecarga Temporária:

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f) Geodrenos e Sobrecarga Temporária: Os geodrenos são constituídos de, pelos menos, dois materiais: o miolo drenante e o seu revestimento. Este tem por objetivo permitir a

passagem da água e reter o ingresso de solo. O miolo drenante, tem por objetivo conduzir a água até a superfície do terreno e drená-la através do colchão drenante na superfície e resistir aos reforços de instalação e os provenientes da deformação do aterro (DNER PRO 381/94).

Detalhes de um geodreno (Fonte: VERTEMATTI, 2004)


f) Geodrenos e Sobrecarga Temporária : Os geodrenos a serem empregados em obras rodoviárias devem ter as seguintes características (DNER-PRO 381/98): - Alta capacidade de descarga, maior ou igual a 1000 m3/ano; - Resistência à tração superior a 2,5 kN e deformação axial antes da ruptura minima de 30 %; - Instalação atraves de mandril ou agulha fechada, isto é, envolvendo totalmente e protegendo dreno durante a cravação. - Para evitar amolgamento excessivo da argila o mandril ouagula de instalação do geodreno deverá ter a área da sua seção transversal contida inferior a 70 cm2.

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f) Geodrenos e Sobrecarga Temporária: Os geodrenos são cravados através de um colchão drenante de areia colocado sobre a superfícice do terreno com espessura mínima de 30 cm e que permita o tráfego de equipamentos sem dano ao seu funcionamento.

Detalhes do p rocesso d e adensamento com uso do g eodreno (Fonte: GOOGLE, 2013)


g) Aterros sobre elementos em estaca: Ou Aterros Est rutu rados são aqueles em que parte ou a totalidade do carregamento devido ao aterro é transmitida para o solo de fundação mais competente, subjacente ao solo mole. Pode ser apoiado em estacas ou colunas do mais diversos tipos de materiais. Vantagens: Minimiza ou elimina os recalques, além de melhorar a estabilidade do aterro; Diminuição do tempo de execução do aterro, pois seu alteamento pode ser realizado em uma só etapa, em um tempo relativamente curto.

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Métodos construtivos aterros sobre solos moles

de


Obtenção dos Parâmetros dos Solos Moles para Critérios de Dimensionamento de Aterros 1) Determinação da Altura Critica (h Crítica): Ruptura da Fundação A ruptura da fundação do aterro é um problema de capacidade de carga. Neste caso, o aterro participa apenas como carregamento, mas não com a sua resistência (ALMEIDA & ESTHER, 2010). A equação clássica de capacidade de carga de uma fundação direta em solo com ângulo de atrito nulo (Φ = 0 0) com resistência não drenada (Su) é dada por (ALMEIDA & ESTHER, 2010):

h Critica

N C . SU Aterro

Nc = Fator de capacidade de carga

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1) Determinação da Altura Critica: R

N C . SU

h Critica

Aterro

Onde: - hCritica = Altura Critica do Aterro ou Altura Máxima que o Aterro Pode Admitir sem Proporcionar Ruptura a Fundação de Solo Mole;

- NC = Fator de Capacidade de Carga (Nc ≈ 5,5); - ɣ Aterro = Peso Especifico Natural do Aterro; - SU = cVane-Test = Resistência não Drenada da Camada de Argila Mole (Fundação do Aterro), obtida por m ei o d e En sai os d e Cam po (Ensaio de Palheta/Vane Test ou Ensaio de Piezocone) e Laboratório (Ensaio Triaxial do Tipo UU/Unconsolidated Undrained = Não Consolidado e Não Drenado ).


2) Determinação da Altura Admissível (h Admissivel): Deve-se construir o aterro com base na altura admissível do mesmo, a qual é determinada fazendo uso da seguinte formulação: h Admissivel

hCritica FS

N c . SU Aterro

. FS

Onde: - h Admissivel = Altura Admissível do Aterro; - hCritica = Altura Critica do Aterro; - Fs= Fator de segurança; - NC = Fator de Capacidade de Carga (5,5); - ɣ Aterro = Peso Especifico Natural do Aterro; - SU = cVane-Test = Resistência não Drenada da Camada de Argila Mole (Fundação do Aterro),

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OBS-4: O f at or d e s eg ur an ça (Fs ) é d efi nid o a par ti r d e c ri tér io de p ro jet o, considerando a importância da obra. Usam-se, em geral, valores de Fs superiores a 1,5, sendo aceitos valores menores (Fs ≥ 1,3) no caso de calculo de estabilidade para uma condição temporária (exemplos: aterros construídos em etapas), com monitoramentos de inclinometros e sem que haja vizinhos próximos (ALMEIDA & ESTHER, 2010). Valores médios típicos, considerando FS = 1,5 e at = 20 kN/m3

Argila Muito mole Mole Média Rija Dura

N-SPT <2 3-5 6-10 11-19 >19

Su (kPa) <12,5 12,5-25 25-50 50-100 >100

hadm (m) <2,3 2,3-4,6 4,6-9,2 9,2-18,4 >18,4


3) Bermas de Equilíbrio: Caso o valor de h Admi ssi vel s ej a i nf er io r a al tu ra n ec es sár ia d o aterro (h Aterr o) para o projeto, deve-se usar um método construtivo alternativo, como, por exemplo, construção em etapas ou aterros reforçado ou construção de bermas de equilíbrio. As bermas são aterros co ns truídos nas lat erais do aterro de projeto, que funcionam como contrapeso, opondo-se a eventual ruptura do aterro principal.

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3) Bermas de Equilibrio: 3.2 – Critérios de Dimensionamento das Bermas de Equilíbrio: A alt ura da ber ma de equil íbrio (hBerma) é calculada por meio da seguinte equação:

H

Berma

 H Aterro  H Admíssivel 

Onde:

N c .Su Fs.γ Aterro



5,5.Su Fs.γ Aterro

- H Aterro = Altura de projeto do aterro; - H Admissível do

Aterro =

Altura admissível do aterro diante das condições de

resistência da camada de solo mole; - Fs = Fator de segurança da obra (recomenda-se F = 1,5); - γ Aterro = Peso especifico do aterro; - SU = resistência não drenada da camada de solo mole. - Nc = Fator de capacidade de carga.


A largura da berma de equilíbrio (LBerma) é calculada por meio do Ábaco de Jakobson (1948), conforme detalhes esquemáticos contidos na Figura 27.

Ábaco de Jakobs on (1948) para dimensionamento d e Bermas de equilíbrio

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ASPECTOS DE PROJETO Recalque por adensamento Teoria do Adensamento de Terzaghi Hipóteses: *Solo Saturado *Lei de Darcy válida *K constante - Estimativa do valor: H = Cr H log 1+e0

σ vm σ v0

+

Cc H log 1+e0

σ vf σ vm

Onde: Cr - índice de recompressão e0 - índice de vazios inicial H - espessura da camada Cc

- índice de compressão

σv0 - tensão efetiva vertical inicial σvf - tensão efetiva vertical final σvm - tensão pré-adensamento


ASPECTOS DE PROJETO Recalque por adensamento -Tempo: Onde:

T = T v (Hd) C Tv - fator tempo vertical Hd - altur a de drenag em

Hd = H/ No. Faces drenan tes

Cv - coefici ente de adensamento vertical 1. Ensaio de Adensamento (edômetro) σ ε

= f (tempo) vários estágios de carga (dobrando

σ v)

10Kpa - 24h 20Kpa - 24h . . .

640KPa

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RECALQUES


ANÁLISE DE ESTABIL IDADE Método das Fatias -Subdivide a superfície potencial de ruptura em fatias, discretizando o problema. •

FELLENIUS

•

BISHOP

•

JANBU

•

Programas computacionais Ex: GEOSLOPE

•

CONDIÇÕES DE ESTABILIDADE:

•

FS > 1,5 – estável

•

FS < 1,5 – instável – Métodos de estabilização

•

FS = 1 – RUPTURA – usado em retro-análise

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Instrumentação “ To da o br a r od ov iár ia i mp or tan te em s ol os m ol es d ev e s er i ns tr um en tad a, seja pela sua extensão e profundidade da camada mole, seja pela baixa resistência da camada mole, ou pela necessidade de se acompanhar os recalques” (Norma DNER-PRO 381/98) •Objetivos da ins trumentação a) acompanhar os recalques e verificar o tempo de permanência de uma sobrecarga temporária; b) monitorar poro-pressões geradas durante a construção e a sua velocidade de dissipação; c) acompanhar os efeitos de deslocamentos horizontais provocados por um aterro sobre solo mole; d) monitorar a estabilidade da obra em casos críticos; e) verificar a adequação de um método construtivo. OBS: A instrumentação a ser empregada em cada caso varia com a importância e a complexidade do problema (Norma DNER-PRO 381/98).


Tipos de instrumentos 1.Pino de recalque Pinos metálicos a serem chumbados em uma estrutura rígida permitindo observar os seus deslocamentos através de instrumentos topográficos de precisão. Os pinos devem ser lidos por nivelamento de alta precisão com acurácia de 1 mm. Pino

Nível

2.Placa de r ecalque Placas de aço com 500 mm x 500 mm com uma haste central protundente ao aterro. Esta haste é revestida com um tubo de PVC à medida que o aterro sobe e permite o nivelamento topográfico da sua extremidade superior e a obtenção dos recalques.

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2.Placa de r ecalque

Tubo de aço Revestimento

PR

Placa de aço 500 mm x 500 mm x 10 mm

3. Inclinômetros Instrumentos para observar deslocamentos horizontais. Constam de um tubo de acesso instalado no terreno e um torpedo sensor deslizante para leituras periódicas (DNER-PRO 381/98). O tubo de acesso deve ser de alumínio ou plástico com cerca de 80 mm de diâmetro, dispondo de 4 ranhuras diametralmente opostas que servem para guiar a descida do sensor.


3. Inclinômetros Instrumentos para observar deslocamentos horizontais. Constam de um tubo de acesso instalado no terreno e um torpedo sensor deslizante para leituras periódicas (DNER-PRO 381/98).

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31/10/2014


4. Piezômetros Instrumentos para medições de poro-pressões (pressão da água).

4.1.Piezômetros Casagrande e Indicados de nível d’água Instalados em furos de sondagem de 75 ou 100 mm de diâmetro. Tubos de PVC perfurados com 25 mm de diâmetro instalado em bulbo de areia no terreno. Piezômetro Casagrande tem o bulbo com 1 m de comprimento, enquanto o INA tem o bulbo ao longo de quase toda a sua extensão. A partir do bulbo executase um selo de bentonita-cimento. A parte perfurada do tubo é revestida com geotêxtil. A leitura é realizada com indicados elétrico de NA. Indicador de NA

Tubo PVC Sensor n a ponta emite sinal sonoro

Água

Bulbo Perfurado (Piezômetro Casagrande)


4. Piezômetros Instrumentos para medições de poro-pressões (pressão da água).

4.2.Piezômetros Elétricos Piezômetros de corda vibrante. Instrumentos de leitura do tipo digital. Os piezômetros devem ser instalados em furos de 75 ou 100 mm de diâmetro e colocados em um bulbo de areia grossa lavada. Sobre este bulbo executa-se um selo de cimento-bentonita.

Reaterro > 1 m - selo de bentonitacimento Piezômetro Bulbo de areia

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Aterros sobre solos moles.pdf

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