MUROS DE ARRIMO EM CONCRETO ARMADO

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1 CENTRO UNIVERSITÁRIO IZABELA HENDRIX Adriano dos Santos Coelho Claudiane Pinto Ferraz Diego Rodrigues Silva Jonathan de São Miguel Sabino Marlo Duarte Paola de Castro Saggioro Renato Reis MUROS DE ARRIMO EM CONCRETO ARMADO Belo Horizonte 2014

2 CENTRO UNIVERSITÁRIO IZABELA HENDRIX Adriano dos Santos Coelho Claudiane Pinto Ferraz Diego Rodrigues Silva Jonathan de São Miguel Sabino Marlo Duarte Paola de Castro Saggioro Renato Reis MUROS DE ARRIMO EM CONCRETO ARMADO Trabalho apresentado à disciplina de Fundações I, professor Paulo Henrique em 17 de Março de Belo Horizonte 2014

3 1. INTRODUÇÃO Com a necessidade de aproveitamento dos terrenos tornou-se necessário a utilização de algumas técnicas para deixar o terreno viável para receber uma fundação. Existem diversas técnicas e estruturas de contenção de taludes, dentre elas o muro de arrimo, sendo o de concreto armado objeto deste trabalho. Para se construir um muro de contenção é necessário levar em consideração algumas questões como: condições da fundação; tipo de solo do aterro; disponibilidade de espaço e acessos; sobrecarga; altura do muro; custo dos materiais disponíveis; qualificação da mão de obra; Os muros de arrimo exigem projetos específicos e em função da complexidade de cada situação, poderão demandar a execução de estudos geotécnicos necessários para definir o tipo de técnica a ser adotada, e a forma de execução. A escolha correta do tipo de muro de arrimo a ser construído, deve ser criteriosa, sendo de extrema importância os aspectos físicos do solo a ser trabalhado em função das solicitações calculadas. E a escolha ainda está diretamente relacionada ao custo da obra, a técnica incorreta ou um superdimensionamentos no projeto podem tornar a obra inviável, por este motivo todos os muros de arrimo deverão ser construídos perante planejamento prévio além de base em projeto executivo e acompanhamento técnico. Normalmente os muros de arrimo aparecem nos terrenos que apresentam alguma inclinação (aclive ou declive). Nesse caso, para ocupar o terreno com alguma construção são necessários cortes ou aterros para que se consiga uma superfície plana, sem inclinações. Neste momento aparecem as

4 áreas de acomodação, que é o espaço entre o perfil original do lote e a área plana. Quando há espaço suficiente no lote, podemos utilizar os taludes para fazer esta acomodação. Então ao final dos trabalhos de terraplenagem haverá uma área plana, um talude (área mais inclinada do que o terreno era antigamente), e o perfil natural na porção do terreno que não foi mexida. Quando a área de acomodação é pequena ou não existe, veremos uma espécie de degrau entre o perfil natural do terreno e a área plana (que estará mais alta ou mais baixa que o primeiro). Para segurar a terra da parte mais alta, faz-se necessário o uso de um muro de contenção desta terra. É este o conhecido muro de arrimo. (Forte e Ferraz,2011) 2. DEFINIÇÃO Os muros de arrimo ou de gravidade são estruturas corridas que se opõem aos empuxos horizontais do terreno a ser contido e podem ter diversas formas de execução envolvendo muitas técnicas e materiais.geralmente são utilizados para conter desníveis ou ainda outros tipos de contenções como grandes obras de hidrelétricas. O muro de arrimo de concreto armado é um dos mais usados e se divide em algumas variações de sua aplicação em contenções, porém todas elas têm como objetivo estabelecer o equilíbrio da encosta, através do seu próprio peso suportando os empuxos do maciço (Cunha,1991). O atrito da sua base contra o solo deve ser suficiente para assegurar a estabilidade da obra e sua geometria destina se a evitar o tombamento por rotação em torno da aresta externa da base.(forte e Ferraz, 2011) 2.1 ETAPAS DO PROJETO As etapas do projeto para a construção de um método de contenção incluem o estudo preliminar (estudo geral de alternativas e soluções), o projeto básico (memoriais descritivos, desenhos, cronograma de obra,

5 planilhas de quantidades e orçamentos) e o projeto executivo (detalhamento da solução selecionada no projeto básico). As estruturas de concreto armado podem ser constituídas de concreto armado moldado in loco, concreto pré-fabricado ou alvenaria armada. Na utilização de peças pré-fabricadas, seu projeto deve contemplar todas as diretrizes definidas nesta instrução de projeto, além dos tópicos relativos à fabricação, estocagem, trans-porte e montagem das peças. O projeto executivo deve ser submetido à aprovação do DER (Departamento de Estradas de Rodagens). 2.2 DIMENSIONAMENTO DO MURO DE ARRIMO Para estruturas de concreto, o dimensionamento dos elementos estruturais deve ser feito de acordo com a NBR 6118(1) de Projeto de Estruturas de Concreto. Devem ser contemplados todos os casos de carregamentos e a envoltória dos esforços solicitantes. O dimensionamento dos elementos estruturais deve ser realizado considerando o estado de flexocompressão para as lajes verticais, sapatas e blocos de coroamento ou flexotração para tração nas estacas dos blocos de coroamento. Para o caso geral de estruturas moldadas in loco ou pré-fabricadas a espessura mínima das peças estruturais deve ser de 20 cm. Nos casos de muro que não sejam de flexão, os paramentos em cada ponto devem ser dimensionados de maneira a atender às condições de tensões e deformações admissíveis. Nesses casos, as solicitações devem ser determinadas utilizando métodos numéricos condizentes com cada tipo de muro. Para muros constituídos de inclusões que reforçam o maciço do aterro, como geossintéticos, telas e fitas metálicas, também é necessária a verificação de estabilidade interna.

6 3. CLASSIFICAÇÃO DOS MUROS 3.1 MURO DE ARRIMO DE FLEXÃO São os muros em formato de L,sem contrafortes,constituídos de concreto armado ou alvenaria estrutural,com alturas relativamente pequenas e com fundação direta ou profundas. Figura 1: Muro de flexão (Marchetti, 2008) Foto 1: Muro de arrimo (Prefeitura Municipal de Gaspar)

7 3.2 MURO DE ARRIMO DE FLEXÃO COM CONTRAFORTE Em caso de muros com alturas maiores a 5m, utilizam-se contrafortes, para aumentar sua estabilidade contra o tombamento. Os contrafortes devem ser adequadamente armados para resistir a esforços de tração. Na laje externa ao retro aterro os contrafortes que trabalham à compressão são menos usuais, porque exigem uma perda de espaço útil à jusante da estrutura de contenção. Os contrafortes são, em geral, espaçados de cerca de 70% da altura do muro. Figura 2: Muro de flexão em formato de L com contraforte (Marchetti, 2008) Figura 3: Muro de Flexão com contraforte (Domingues,1997)

8 Figura 4: Muro de Flexão com contraforte (Domingues,1997) Foto 2: Muro de arrimo de concreto armado com contraforte (Sope Engenharia,2012 )

9 3.3 MUROS DE ARRIMO ESTAQUEADOS São estruturas constituídas por estacas justaposta de concreto, moldadas in situ e escavadas por processos rotativo, utilizando se revestimento metálicos (recuperado à medida em que se procede a concretagem da estaca) ou lama betonítica ( concretagem submersa, por meio da substituição continua da lama pelo concreto). A parede final pode ser composta por estacas espaçadas, adjacentes ou secantes; neste último caso, a execução da estaca seguinte é feita antes da cura do concreto da estaca anterior. Foto 3: Execução dos tirantes nas estacas do arrimo (Sete Engenharia,2011) 3.4 CORTINA DE ARRIMO Conhecidas como cortinas ancoradas, são contenções que, através dos tirantes, se ligam a estruturas mais rígidas e apresentam ancoragem ativa, o

10 que confere pequena deslocabilidade. São compostas por tirantes injetados no solo e solicitados a esforços axiais de protensão, presos na outra extremidade em um muro de concreto armado, projetado para resistir aos esforços gerados pela reação entre o solo e o sistema muro-tirantes. Possuem grande destaque dentre as estruturas de contenção devido à sua eficácia e versatilidade, podendo ser usadas em quaisquer situações geométricas, porém possuem um custo elevado. Segundo More (2003), a utilização de cortinas ancoradas se constitui na solução técnica mais adequada, quando se procura conter os elevados esforços horizontais advindos de escavações de grandes alturas, com um mínimo de deslocamentos do maciço de solo e das estruturas localizadas nas vizinhanças. As cortinas ancoradas tiveram um grande desenvolvimento no Brasil devido ao trabalho de Antônio José da Costa Nunes, professor da Universidade Federal do Rio de Janeiro, que desenvolveu o método a partir de 1957 na empresa que trabalhava. Um grande avanço ocorreu também na década de 1970, na implantação das obras do metrô de São Paulo, com a introdução de ancoragens reinjetáveis com calda de cimento sob altas pressões (More, 2003). De acordo com Massad (2003), a determinação da carga necessária nos tirantes pode ser feita por equilíbrio limite através dos métodos de Culmann e Bishop simplificado, por exemplo. Porém é condição necessária que na composição do comprimento dos tirantes, os bulbos estejam além do plano (ou superfície) de escorregamento crítico. Em suma, as cortinas são formada por muros delgados de concreto armado com espessuras entre 20 e 30cm contidos por tirantes protendidos, geralmente são verticais ou subverticais, como estão distribuídos de maneira uniforme com espaçamentos que variam de acordo com a altura da contenção e os esforços atuantes. O paramento pode ser composto de placas isoladas para cada tirante, de placas englobando dois ou mais tirantes ou de cortina única, incorporando todos os tirantes.

11 Figura 5: Treliça, (Lajes Paulistas, 2014). 2014) Figura 6: Cortina de arrimo vista (frontal, lateral e em planta), (GRUPO PP,

12 Foto 4: Cortina de arrimo, (Lajes Paulistas, 2014) 4. INFLUÊNCIA DA ÁGUA Grande parte dos acidentes envolvendo muros de arrimo está relacionada ao acúmulo de água no maciço. A existência de uma linha freática no maciço é altamente desfavorável, aumentando substancialmente o empuxo total. O acúmulo de água, por deficiência de drenagem, pode duplicar o empuxo atuante. O efeito da água pode ser direto, resultante do acúmulo de água junto ao tardoz interno do muro, ou indireto, produzindo uma redução da resistência ao cisalhamento do maciço em decorrência do acréscimo das pressões intersticiais. Segundo a professora da faculdade de Engenharia Departamento de Estruturas, Denise M. S.Gerscovich, o efeito direto é o de maior intensidade podendo ser eliminado ou bastante atenuado, por um sistema de drenagem eficaz. Todo cuidado deve ser dispensado ao projeto do sistema de drenagem para dar vazão a precipitações excepcionais e para que a escolha do material drenagem seja feita de modo a impedir qualquer possibilidade de colmatação ou entupimento futuro. Para um comportamento satisfatório de uma estrutura de contenção é fundamental a utilização de sistemas eficientes de drenagem. Os sistemas de drenagem podem ser superficiais ou internos. Em geral, os projetos de drenagem combinam com dispositivos de proteção superficial do talude.sistemas de drenagem superficial devem captar e conduzir as águas

13 que incidem na superfície do talude, considerando-se não só a área da região estudada como toda a bacia de captação. Diversos dispositivos (canaletas transversais, escadas, dissipadores de energia, caixas coletoras etc.) podem ser selecionados para o projeto, dependendo da natureza da área (ocupação densa, com vegetação etc.), das condições geométricas do talude, do tipo de solo, etc. 4.1 DRENAGEM A carga da terra a ser sustentada pelos muros de arrimo aumenta consideravelmente quando chove e essa terra encharca. Logo, dois cuidados são necessários: primeiramente, o cálculo estrutural deve contemplar a carga adicional proporcionado pela água. Além disso, devemos tentar tirar o máximo de água da parte de trás dos muros para aliviar o peso. Para isso os muros de arrimo devem ter um sistema de drenagem que normalmente é feito com drenos que levam a água para as laterais do muro. Esses drenos podem também atravessar o muro, neste caso, veremos os drenos na parte frontal do muro, os tubos são inclinados para facilitar a saída da água e podem ser de cimento, amianto ou de PVC rígidos, com diâmetros de 75mm ou 100mm, atravessando o muro, dispostos nos espaçamentos a cada 2,00m no sentido horizontal e cada1,00m ao longo da altura. Do lado da terra, esses tubos deverão ser tampados com tela de náilon, também é necessário uma camada de brita para evitar que a tração neutra da água transporte pequenas partículas de terra para os drenos, o que, com o tempo, fará com que eles fiquem entupidos, perdendo a sua função fazendo com que a tração sobre o muro aumente. A escolha da melhor solução deve vir do arquiteto e do engenheiro. Além disso, é importante impermeabilizar a parte de trás dos muros, essa impermeabilização fará com que a água só atravesse o muro pelos drenos, mantendo seco o outro lado.

14 4.2 IMPERMEABILIZAÇÃO Muro de arrimo ou paredes de contenção quando não impermeabilizados corretamente, apresentam diversas patologias como mofo, vazamentos e pontos de umidade e podem ser afetadas suas estruturas. O tratamento externo é a melhor das opções, pois protege a estrutura da umidade. Neste caso após a execução da impermeabilização, dever ser executada a proteção mecânica e a drenagem. Para a impermeabilização pode-se usar diversos tipos de materiais, entre eles o plástico preto, que é muito utilizado em construções. Faz-se uso também de uma massa grossa sobre o chapisco. Neste caso, deve-se fazer a impermeabilização e drenagem com tubos especiais furados. Outra opção é uma manta estruturada com véu de poliéster préestabilizado ou filme de polietileno. Protegida na face exposta com não-tecido de poliéster pré-estabilizado e que pode ser pintada. E também o W-55 que é um composto de cimento asfáltico policondensado, diluído em solventes orgânicos. É indicado como preparador de superfícies para aderência de manta asfáltica e proteção contra umidade. A impermeabilização do muro de arrimo é muito importante, já que é a água que fica represada entre a terra e o muro é a causa da maioria dos desabamentos. 4.3 COMPACTAÇÃO Durante a compactação do retro aterro surgem esforços horizontais adicionais associados à ação dos equipamentos de compactação. Para muros com retroaterro inclinado, usa-se em geral equipamentos de compactação pesados. Os empuxos resultantes podem ser superiores aos calculados pelas teorias der empuxo ativo. Há na literatura alguns trabalhos que tratam do assunto. Inglod (1979) usou a teoria da elasticidade para calcular o acréscimo de esforço horizontal gerado durante a construção. Na prática, alguns engenheiros preferem aplicar um fator de correção da ordem de 20% no valor do empuxo calculado. Outros sugerem alterara posição da resultante para uma posição entre 0,4H a 05H, contado a partir da base do muro, ao invés de 0,3.

15 5. CONCLUSÃO Concluímos que os muros de arrimos são muito importantes para a construção civil, e que sua construção tem como objetivo principal conter um grande volume de terra, e por isso requer um conhecimento mais aprimorado, para determinar qual o tipo de muro de arrimo é o mais indicado para cada caso específico, pois qualquer muro de arrimo dever ser construído de forma que depois de prontos transmitam confiança aos que vivem aos seus redores.

16 6. REFERÊNCIAS CAVALCANTE, E. H. Empuxos de terra e estabilidade de muros. Capítulo 1 Métodos de cálculo. Aracaju COSTOLA, F. M. Contenção de terreno utilizando Retangulões de concreto armado. São Paulo Disponível em < Acesso em 04 de Fev de Disponível em < Acesso em: 04 de Fev de Disponível em< Acesso em 10 de Mar Disponível em< em 10 de Mar de Disponível em <ftp://ftp.sp.gov.br/ftpder/normas/ip-de-c00-005_a.pdf> Acesso em 04 de Fev de Disponível em < em 10 de Mar de Disponível em< em7 de Mar de DUTRA, V. A. S. Projeto de estabilização de taludes e estruturas ne contenção englobando dimensionamento geotécnico e estrutural. Rio de Janeiro GERSCOVICH, D. M. S. Estruturas de Contenção Muros de Arrimos. Rio de Janeiro DER/SP