UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

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1 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL EDUARDO DA SILVA CARMO Análise da Estabilidade de um Talude de Corte da BR-110: Estudo de Caso Feira de Santana Bahia 2009

2 Eduardo da Silva Carmo ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE UM TALUDE DE CORTE DA BR-110: ESTUDO DE CASO Monografia apresentada à disciplina Projeto Final II do Curso de Engenharia Civil, da Universidade Estadual de Feira de Santana como parte dos requisitos para conclusão do Curso de Engenharia Civil. Orientadora: Profa. D.Sc. Maria do Socorro Costa São Mateus. Feira de Santana Bahia 2009

3 EDUARDO DA SILVA CARMO Análise da Estabilidade de um Talude de Corte da BR-110: Estudo de Caso Trabalho Final de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil através da disciplina Projeto Final II da Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS) como requisito para aquisição do grau de bacharel em engenharia civil. Feira de Santana, 27 de março de Profa. D.Sc. Maria do Socorro Costa São Mateus Universidade Estadual de Feira de Santana Prof. D. Sc. Carlos César Uchôa de Lima Universidade Estadual de Feira de Santana Prof. M. Sc. Areobaldo Oliveira Aflitos Universidade Estadual de Feira de Santana

4 AGRADECIMENTOS Este trabalho só foi possível de ser realizado devido a colaboração de uma gama de pessoas, para tanto parece ser algo multidisciplinar, acredito que seja isto que encontrarei ao sair da Universidade, um mundo heterogêneo onde as soluções da Engenharia não passa apenas pelo crivo do Engenheiro, mas devido a multidisciplinaridade dos aspectos envolvidos, das diversas áreas científicas atuantes no mundo moderno. Por tanto, não poderia deixar de registrar meus agradecimentos a: Minha orientadora, Maria do Socorro, pela competente orientação, gloriosa paciência, dedicação, esmero e sobre tudo, ética em todas as ações tomadas. Técnico em Solos Jorge, pela preciosa contribuição na realização dos ensaios de caracterização de solo. Minha família, na pessoa de meus pais, Marina e Osvaldo, pela disciplina, correção e por acreditar sempre na capacidade daqueles que agem com respeito e honestidade. Minha Noiva Júlia, por estar sempre ao meu lado, me apoiando em todos os momentos e sempre me incentivando a prosseguir. A Petróleo Brasileiro S.A. (Petrobras), por permitir fazer uso de dados de sondagem do local e também por ter proporcionado a escolha do caso estudado. Aos professores Areobaldo e Carlos Uchôa, pela presteza e atenção nas consultas realizadas. A Deus, que permitiu a chega, vivência e partida.

5 Dedico este trabalho a todos aqueles que participaram de forma direta e indireta, contribuindo da melhor forma possível para que o ser humano tenha o direito de evoluir psicologicamente e cientificamente.

6 RESUMO Este trabalho analisou os mecanismos de instabilização de um talude de corte na BR-110, próximo ao município de São Sebastião-Ba. No topo do talude está situado o poço da Petrobrás TQIA-05, de injeção da água proveniente do processo de tratamento primário de petróleo. Procurou-se identificar os fatores responsáveis pela instabilização do talude em estudo, a partir das sondagens existentes, visita ao local e coleta de amostra deformada para ensaios de caracterização. Paralelamente, buscou-se na literatura, rever as principais características e fatores que influenciam na estabilidade de taludes naturais e artificiais. O talude estudado é composto por solo tipo massapé e possui 23 metros de altura. Os parâmetros de resistência adotados foram obtidos de Simões (1991) e os dados de umidade e massa específica foram determinados in situ. A análise da estabilidade foi realizada, utilizando-se os métodos de Bishop Simplificado e Hoek & Bray. Os resultados mostraram que as superfícies potenciais de ruptura são circulares com os fatores de segurança - FS variando entre 0,98 e 1,04. Em função das análises, foram propostas as seguintes soluções: Aplicação de drenos sub-horizontais, medidas de controle do fluxo de água superficiais e retirada de material escoado. Este estudo buscou, obviamente, soluções que otimizassem a aplicação de recursos destinados a obras de contenção de massas instáveis e de drenagem, de forma a garantir a viabilidade das ações tomadas. Palavras Chaves: Estabilidade de Talude, Escorregamento, BR-110

7 ABSTRACT This work has studied the mechanisms of the instabilization process of a slope at BR-110, near São Sebastião city, Bahia. At the top of the slope there is a water injection well injection of water from primary process of treatment of oil (TQIA-05) of Petrobras Company. This study identified the responsible factors for the instabilization process, in the studied case, from existed field investigations, local visit and soil disturbed sampling to the characterization tests in laboratory. Besides, the main characteristics and factors that influence the natural and artificial slope stability were reviewed. The analysis accured in a massapê soil slope with 23 meters height. The adopted shear parameters were from Simões (1991) thesis and the soil moisture and specific weight were obtained in situ. Simplified Bishop and Hoek & Bray methods were used to the slope stability analysis and the results have shown rotational surface to landslides with safety factor varying from 0,94 to 1,04. From the results, some kinds of solutions were proposed like: application of drains sub horizontal measures of control flow of water surface and withdrawal of material disposed. This study applies, obviously, solutions that allowed an optimizated application of the resources to containment works of unstable soil masses and drainage, guaranteeing the viability of the actions. Keywords: Slope Stability, Landslide, Slope at BR-110

8 LISTA DE FIGURAS Figura 5.1 Fluxograma dos movimentos de Massa (GUIDICINI E NIEBLE, 1984) 21 Figura 5.2 Classificação dos movimentos de Massa por Freire Figura 5.3 Dois casos teóricos de escoamento rotacional Figura 6.1 Método Sueco ou das lamelas (MASSAD, 2003) Figura 6.2 Forças na lamela genérica (MASSAD, 2003) Figura 6.3 Lamela de Fellenius (MASSAD, 2003) Figura 6.4 Lamelas de Bishop (MASSAD, 2003) Figura 6.5 Talude infinito: rede de fluxo paralela do talude (MASSAD, 2003) Figura 6.6 Talude infinito, lamela genérica (MASSAD, 2003) Figura 6.7 Ábacos de Hoek e Bray Figura 7.1 Esquema de drenagem profunda Figura 7.2 Muro de gravidade Figura 7.3 Esquema em perfil de muro tipo gravidade Figura 7.4 Muro atirantado Figura 7.5 Esquema de muro de Flexão Simples e com Contra-Fortes Figura 7.6 Muro gabião Figura 7.7 Esquema de um reforço em crib-wall Figura 7.8 Exemplo de aplicação de cortina atirantada Figura 7.9 Exemplo de cortina atirantada Figura 7.10 Aspecto do solo grampeado em fase de conclusão Figura 7.11 Foto ilustrativa de concreto projetado Figura 7.12 Início de construção de muro de pneus Figura 7.13 Resultado final da construção de muro de pneus Figura 7.14 Sistema radicular de Brachiara Decubens atuando no solo do talude estudado... 67

9 Figura 8.1 Inserção de inclinômetro Figura 8.2 Caixa de proteção e tampa do tubo de acesso do inclinômetro Figura 8.3 Esquema de instalação de Piezômetro Figura 8.4 Esquema de Piezômetro Pneumático Figura 8.5 Piezômetro Pneumático do IPT Figura 9.1 Talude à esquerda Figura 9.2 Vista superior do talude Figura 9.3 Perfil do talude Figura 9.4 Dreno do muro de arrimo Figura 9.5 Manilha de concreto Figura 9.6 Cobertura Vegetal Figura 9.7 Muro de arrimo tombado Figura 9.8 Abatimento em topo do Talude Figura 9.9 Perfil das trincas no topo do talude Figura 9.10 Berma com presença de escorregamento Figura 10.1 Foto retirada em momento de Chuva Figura 10.2 Trinca de tração no topo do talude próximo a borda Figura 10.3 Perfil demonstrando diferentes camadas Figura 10.4 Muro de arrimo rompido Figura 10.5 Massa rompida escorregada e sobreposta ao muro de arrimo Figura 10.6 Perfil do talude estudado... 89

10 LISTA DE TABELAS Tabela 5.1 Resultado da Análise Química do Massapé Tabela 5.2 Identificação de Avaliação Quantitativa dos Minerais Argílicos Existentes nos Massapês Tabela 5.3 Critérios para Predição de Potencial de Expansão Tabela 6.1 Métodos de cálculo de fator de segurança e suas fórmulas Tabela 6.2 Utilização de modelos matemáticos NBR Tabela 7.1 Variáveis dos instrumentos do concreto projetado Tabela 9.1 Composição mineralógica semi-quantitativa da fração argila dos massapês da formação São Sebastião (SIMÕES, 1991) Tabela Composição mineralógica semi-quantitativa da fração argila dos sedimentos granulares (areia silto argilosa) da formação São Sebastião (SIMÕES, 1991) Tabela Granulometria: solo Formação São Sebastião (Simões, 1991) Tabela Peso específico dos grãos e limites de consistência determinados por Simões (1991): solo Formação São Sebastião Tabela Parâmetros de resistência ao cisalhamento dos sedimentos da Formação São Sebastião determinados por Simões (1991) Tabela Parâmetros de resistência de pico determinados por Simões (1991): solo Formação São Sebastião Tabela Parâmetros de resistência residual determinados por Simões (1991): solo Formação São Sebastião Tabela Peso específico dos grãos e limites de consistência determinados em laboratório: solo do talude Tabela 10.2 Granulometria do solo coletado no topo e berma do talude Tabela 10.3 Parâmetros geotécnicos adotados para o talude Tabela 11.1 Fatores de segurança encontrados para o talude estudado... 91

11 LISTA DE SIMBOLOS F = coeficiente de segurança para cálculo de estabilidade de taludes s = resistência ao cisalhamento do solo τ = tensão cisalhante do solo c = coesão б = tensão efetiva normal ф = ângulo de atrito T = fração da resistência total ao cisalhamento l = comprimento de base de uma lamela genérica N = E e X = P = R = U = u = x = γ o = H = α = i = N = B = kcal/kg = kn/m³ = força normal atuante na base da lamela forças atuantes nas faces verticais das lamelas peso próprio do material raio da superfície de ruptura resultante das pressões neutras atuantes na superfície de ruptura pressão neutra ao longo da superfície de ruptura comprimento perpendicular entre os dois lados da lamela peso específico da água algura da camada de solo ângulo de inclinação do talude gradiente hidráulico número de estabilidade de Taylor parâmetro de pressão neutra quilocaloria por quilograma quilo Newton por metro cúbico

12 11 SUMÁRIO 1 Introdução Objetivos Objetivo Geral Objetivos Específicos Estratégia Metodológica Justificativa Movimentos de Massas Movimentos de Massas: Classificação Escoamentos Escorregamentos Subsidências Fatores que afetam a estabilidade de Taludes O massapê Métodos para Avaliação da Estabilidade de Taludes Métodos Fellenius Métodos Bishop Simplificado Métodos de Taludes Infinitos Métodos de Hoek e Bray Técnicas utilizadas na solução de taludes instáveis Mudança na Geometria do Talude Drenagem de Água Subterrânea Reforço do Maciço Muros Muros de Gravidade Muros atirandados... 54

13 Muros de flexão Muros de contrafortes Muros de mistos Muros de gabiões Crib-wall Cortinas Atirantada Solo grampeado Concreto Projetado Uso de Pneus Cobertura Vegetal Efeitos do Desmatamento Monitoramento e Controle dos Movimentos de Massa Inclinômetros Piezômetros Local do estudo Descrição Geral Descrição do Talude estudado Origem, formação e evolução da Bacia Sedimentar onde está inserido o estudo Mineralogia e caracterização do solo da região Parâmetros de resistência dos solos da região Análise da estabilidade do Talude Informações geotécnicas utilizadas e análise Avaliação da estabilidade do talude Resultados e análises Conclusão Referências... 97

14 13 Anexo A Anexo B Anexo C

15 14 1 INTRODUÇÃO A natureza interage diretamente com as obras de terra. Na verdade, as obras de terra modelam e dão diferentes formas à natureza. Atividades em áreas não planas requerem além de desmatamentos, cortes de encostas, alteração em áreas que servirão como fundações de aterros e desvios dos cursos d água natural, etc. Tais ações rompem o equilíbrio natural, daí a necessidade de medidas que mantenham o equilíbrio das massas de terras movimentadas. Sem dúvida, essa susceptibilidade ao desequilíbrio será tanto maior quanto maior a pluviosidade local, quanto mais acidentado o relevo e maior o ângulo de inclinação dos taludes, bem como quanto mais atuantes e dinâmicos forem os processos geomorfológicos de formação do relevo. Sob o nome genérico de taludes compreendem-se quaisquer superfícies inclinadas que limitam um maciço de terra, de rocha ou de terra e rocha. Podem ser naturais, caso das encostas, ou artificiais, como os taludes de cortes e aterros (CAPUTO, 1987). Devido à inclinação, uma componente da gravidade tenderá a mover o solo para baixo. Esse movimento caracteriza o deslizamento de massa, que será classificado de acordo com as características. Ressalta-se que na análise de taludes naturais ou artificiais prevalece mais a probabilidade do que a certeza. E a Engenharia de Fundações e Obras de Terra não é uma Ciência Exata: riscos são inerentes a toda e qualquer atividade que envolva fenômenos ou materiais da Natureza (NBR-11682, ABNT 1991). As instabilizações de taludes acarretam prejuízos diretos (despesas com as obras a serem reparadas ou construídas) e indiretos, com o atraso ou perda de transportes, acarretando a diminuição da receita, além da perda de vidas em acidentes. Apesar dos cuidados, acidentes ocorrem principalmente em estações chuvosas, basta atentar para os numerosos acidentes ocorridos, iminentes ou receados, em todas as épocas e em todas as partes do mundo (CAPUTO, 1987). E qual a responsabilidade do Engenheiro neste momento? Freqüentemente, os engenheiros civis devem verificar a segurança de taludes naturais, taludes de corte e de aterro compactado. Essa verificação envolve a determinação da tensão de

16 15 cisalhamento desenvolvida ao longo da superfície de ruptura mais provável e a comparação dela com a resistência do solo ao cisalhamento. Esse processo é chamado de análise de estabilidade de taludes (BRAJA, 2007). A seqüência das formações em profundidade e a distribuição dos afloramentos, conferem certa complexidade geológica na análise da estabilidade de taludes. A disposição dessas formações em superfícies e o conhecimento das condições hidrogeológicas são de fundamental interesse no estudo dos mecanismos de instabilização dos taludes (SIMÕES, 1991). Parece ser fácil, no entanto a análise de estabilidade de um talude é de difícil realização. A avaliação das variáveis, como a estratificação do solo e parâmetros de resistência ao cisalhamento no local, pode se mostrar uma tarefa formidável (BRAJA, 2007), porém a extrema diversidade de enfoque, a complexidade dos processos envolvidos e a dessemelhança de ambientes de ocorrência apresentam uma grande dificuldade de análise e síntese, por isso prevalece mais a probabilidade do que a certeza como foi dito anteriormente (CAPUTO, 1987). A ação da água é uma das maiores responsáveis na ocorrência de muitos escorregamentos de taludes (GAIOTO, 1979), intervindo em alguns aspectos: Introdução de uma força de percolação, no sentido do escorregamento Aumento do peso específico do solo e, portanto, da componente da força da gravidade que atua na direção do escorregamento Perda de resistência do solo por encharcamento Diminuição da resistência efetiva do solo pelo desenvolvimento de pressões neutras Logo, de acordo com as simplificações e considerações, os escorregamentos podem ser provocados por aumento das forças atuantes em parceria com diminuição da resistência ao cisalhamento do solo, ou apenas com a atuação deste. O tipo de material que compõe um talude influência diretamente nos parâmetros coesão e ângulo de atrito, os quais representam a resistência ao cisalhamento desses materiais. Este trabalho realiza um estudo de caso, analisando a estabilidade de um talude de corte na rodovia BR-110. Inicialmente, apresenta-se a justificativa do tema escolhido, antecipando ao objetivo do estudo. Em seguida, a revisão bibliográfica traz conceitos básicos de agentes e causas, métodos de cálculos de estabilidade e técnicas para estabilização

17 16 e contenção de taludes, abordando os processos construtivos, aplicações, vantagens e desvantagens de cada técnica. O capítulo 9 apresenta as características do objeto de estudo e os parâmetros adotados. Mas adiante, a análise da estabilidade do talude estudado mostra os fatores de segurança verificados por métodos aceitos na área acadêmica à luz da norma regulamentadora que fixa as condições exigíveis no estudo e controle da estabilidade de taludes em solo, rocha ou mistos, além das condições para projeto, execução, controle e conservação de obras de estabilização. Por fim, é proposto soluções que sanem a movimentação do talude, ancoradas na otimização dos recursos disponíveis.

18 17 2 Objetivos 2.1 Objetivo Geral Este trabalho teve como principal objetivo o estudo de caso de um talude em massapê, situado na BR-110, visando propor soluções alternativas para sua estabilidade. 2.2 Objetivo Específico Para alcançar o objetivo geral do trabalho, alguns objetivos específicos foram necessários: - Levantar e avaliar os resultados das sondagens a percussão existentes - Coletar amostra e realizar ensaios de caracterização em laboratório - Definir as características do talude estudado - Identificar as causas da instabilização do talude

19 18 3 Estratégia Metodológica Este trabalho iniciou-se com uma revisão bibliográfica em livros referentes à área de Geotecnia, buscando definições, classificações, métodos de avaliação da estabilidade de taludes e técnicas de contenção, obtendo assim a base teórica necessária para discussão do trabalho. Em seguida, contextualizou-se o caso em estudo, a situação atual do talude, as características locais de clima, geologia e topografia, buscando identificar os aspectos estudados na revisão bibliográfica. Para tanto, foram executadas as seguintes atividades seqüenciadas: Levantamento de medidas topográficas do talude para definição da geometria Visita ao local com a Orientadora e o Técnico em solos para levantamento geomorfológico, coleta de material, verificação das trincas e determinação de umidade in situ Visita ao local com Geólogo professor da UEFS, para descrição geomorfológica do talude Acompanhamento mensal da movimentação do talude, no período de junho de 2006 até a finalização deste trabalho Acesso aos resultados de Sondagens à Percussão, previamente realizados no local, para identificação da estratificação do perfil, tipo de solo e presença do nível de água Ensaios de caracterização do solo coletado, realizado no laboratório de Solos da UEFS Análise da estabilidade do talude, utilizando os métodos de Fellenius, Bishop Simplificado e Hoek e Bray Proposição de medidas para estabilização do talude estudado

20 19 4 Justificativa A BR 110 é a principal rodovia de acesso ao semi-árido dos estados da Bahia, Alagoas e Pernambuco e interliga a Região Metropolitana de Salvador ao município de Paulo Afonso, onde estão as usinas hidroelétricas da Chesf (ESTADÃO, 2006). Cerca de 750 mil habitantes de 22 municípios da região Norte do Estado são beneficiados com a circulação de tráfego nesta rodovia (ASCOM-BA, 2007). A Bacia do Recôncavo, pioneira no descobrimento de petróleo no Brasil, situada no nordeste brasileiro entre os paralelos e 13 S, ocupando uma área de aproximadamente km² é uma bacia de grande uso na exploração de petróleo (ANTUNES, 2003) e requer a atuação de profissionais das mais diversas áreas, dentre elas a engenharia civil, nesse processo de exploração. Ao longo dos seus 50 anos de exploração, já foram perfurados cerca de poços e levantados aproximadamente km de linhas sísmicas 2D e 762 km² de sísmica 3D. A enorme quantidade de dados existentes sobre esta bacia faz com que alguns técnicos da PETROBRAS a classifiquem como bacia-escola (ANTUNES, 2003). Sendo assim, o talude estudado tem importância ímpar para aqueles que fazem uso da rodovia margeada, como também para a empresa que faz uso da outra margem. Neste caso, trata-se de um poço de injeção de água a 1160 metros de profundidade, de grande importância para a continuidade das operações de exploração de petróleo desta região. O conhecimento de como se lidar com os cortes do maciço de terra para fins exploratórios é de fundamental importância, para o bom andamento das atividades fins.

21 20 5 Movimento de Massas Os movimentos de massa têm sido estudados nos mais diversos locais e pelos mais variados profissionais, como geólogos, mecanicistas de solos, engenheiros civis, construtores, geomorfólogos, geógrafos, cada qual com um enfoque diferenciado. Existe uma série de classificações de movimentos de massas, devido às ilimitadas possibilidades de adoção de enfoques na análise dos fenômenos. A maioria das classificações possui aplicabilidade regional, pois foram influenciadas pelas características do ambiente onde o autor as elaborou. Para Caputo (1987), devido às formas de instabilidade nem sempre se apresentarem bem caracterizadas e definidas, a classificação pode ser feita em três grandes grupos: desprendimento de terra ou rocha, escorregamentos e rastejo. Mas, para alegria dos que estavam por vir, o Eng.º Eduardo Solon de Magalhães Freire apresentou um excelente trabalho, segundo o próprio Caputo, em março de 1965 na revista Construção propondo classificação para os movimentos coletivos de solos e rochas, conforme será visto mais adiante. 5.1 Movimento de Massas: Classificação Segundo Silva (2006), a primeira classificação de ampla aceitação para movimentos de massas foi a de Sharpe, em 1938, que teve por base os seguintes parâmetros: velocidade do movimento, tipo de material (solo ou rocha) e quantidade de água e gelo contidos na massa. Esta classificação divide os movimentos em duas categorias principais: fluxos ou corridas ( flows ) e escorregamentos ( slides ), sendo que estas categorias se subdividem em várias outras. Ainda segundo Silva (2006), a proposta de Sharpe influenciou as classificações posteriores. Segundo Guidicini e Nieble (1984), no entanto, esta classificação é aplicável apenas a climas rigorosos, e deixa de lado as características físico-mecânicas do fenômeno. Em contraposição às classificações de cunho geológico, Terzaghi (1950) apud Guidicini (1984), apresentou uma classificação de visão físico-mecânica.

22 21 Existe o sistema de classificação de Freire (1965) que, segundo Guidicini e Nieble (1984), se baseia nas concepções de diversos especialistas, unificando e harmonizando seus conceitos numa visão sintética. Segundo Freire (1965) apud Guidicini e Nieble (1984), os movimentos coletivos de solo e de rocha são classificados em três tipos: escoamentos, escorregamentos e subsidiências. Na Figura 5.1, apresenta-se um Fluxograma mostrando as divisões dos movimentos de massa (GUIDICINI e NIEBLE, 1984). MOVIMENTO DE MASSA Escorregamento Escoamento Subsidência Planar Circular Cunha Corrida Rastejo Subsidência Recalques Desabamento Figura 5.1 Fluxograma dos movimentos de massa (GUIDICINI E NIEBLE, 1984) A partir desses três tipos considerados na análise de Freire (1965) apud Guidicini e Nieble (1984), e mais sete subtipos apresentados, diferenciam-se 32 classes principais. Segundo Guidicini e Nieble (1984), estas classes são caracterizadas de acordo com os seguintes parâmetros físico-mecânicos-causais: Natureza de superfície de movimentação Inclinação do talude Características qualitativas do movimento Tipo de movimento Velocidade e duração Termos de passagem de um tipo de movimento para outro Causas intrísecas e extrínsecas, estas últimas dividas em indiretas e diretas (preparatórias e imediatas) Adiante, temos a classificação de Freire:

23 3. SUBSIDÊNCIAS Consistindo em deslocamento finito, ou deformação contínua vertical 3.3 DESABA- MENTOS 3.2 RECAL- QUES 3.1 SUBSIDÊNCIAS 2. ESCORREGAMENTOS Consistindo em deslocamento finito, ao longo da superfície pré-existente ou neoformação 2.2 ESCORREGAMENTOS TRANSLACIONAIS 2.1 ESCORREGAMENT OS ROTACIONAIS 1. ESCOAMENTOS Consistindo em deformação ou movimento contínuo, com ou sem superfície definida de escorregamento 1.2 CORRIDAS ESCOAMENTO LÍQUIDO 1.1 RASTEJO REPTAÇÃO ESCOAMENTO PLÁSTICO 22 Tipo Fundam. Subtipo Quadro I - ESCORREGAMENTOS E FENÔMENOS CONEXOS Natureza da Inclin. Classes Principais Superfície de de Escorregamento Talude Características RASTEJO DE SOLO RASTEJO DE DETR. DE TALUS RASTEJO DE ROCHA SOLIFLUXÃO RASTEJO DE DETRITOS GELEIRAS CORRIDA DE TERRA CORRIDA DE AREIA OU SILTE CORRIDA DE LAMA TIPO DE REG ÁRIDA, SEMI-ÁRIDA OU ALPINA TIPO VULCANICO REFLUIMENTO DE PANTANO AVALAN DE DETRITOS ESCORREGAMENTO DE TALUDES ESCORREGAMENTO DE BASE ROTURA ROTACIONAL DO SOLO DE FUNDAÇÃO ESCORREGAMENTO TRANSLAC. DE ROCHA SEM CONTROLE ESTRUTURAL COM CONTROLE ESTRUTURAL ESCORREGAMENTO TRANSLAC DE SOLO ESCORREGAMENTO TRANSL DE SOLO E ROCHA ESCORREGAMENTO TRANSLACIONAL RETROGRESSIVO QUEDA DE ROCHA QUEDA DE DETRITOS POR CARREAMENTO DE GRÃOS POR DISSOLUÇÃO DE CAMADAS INFERIORES E CAVERNAS POR DEFORM. DE ESTRATOS INF. INCLUSIVE POR DEFORMAÇÕES TECTÔNICAS E DEFORMAÇÃO POR ACÚMULO DE SEDIMENTOS POR ROTURA DE ESTRATOS INFERIORES POR RETIRADA DO SUPORTE LATERAL POR CONSOLIDAÇÃO POR COMPACTAÇÃO POR ROTURA E CAMADA Superfícies múltiplas de neoformação, tanto no conjunto, qto. Nos movimentos individuais. Tendência dos primeiros a se aprofundarem Superfície pré existente sobre o qual se dá a movim. de conjunto de material. Tendência de aprofundamento e erosão da superfície de escorregamento Superfície de escorregamento cilíndrico-circular de neo formação Superfície de escorregamento plana, podendo ser de neoformação ou preexistente. No seugndo caso, o escorregamento diz-se condicionado. Superfície de deslizamento de atitude vertical, múltiplas variáveis, em geral de neoformação Suave, mesmo próximo a 0 Variável De reg. a forte De reg. a forte De reg. a forte Movim. ou deform. Plástica, mto lenta, do domínio da hidraul. dos líq. visc. Interessando camadas superiores da formação, em mater. com teor de água relativam. baixo. Superação da resist. fundam ao cisalhamento. Comparável a defor. tectônicas. Interessa às vezes tda uma região. Movim. ráp. de caráter essencialmente hidrodinâmico, ocasionado pela anulação de atrito int., em virtude da destr. da estrutura, em presença de excesso de água interessa áreas relativamente pequenas, salvo em casos excepcionais Movim. relat rápido de uma parte de maciço sobre a outra, por sup. de resist. ao cisalham, podendo haver ou não destr. parc. ou total da estrut. da massa escorr. Pode ocorrer mesmo em rocha viva. Interessa áreas relativ. pequenas Movim. relat. rápido de uma parte do maciço sobre a outra, completam. no domínio da mecânica dos sólidos, por superação da resist. ao cisalhamento (coesão+atrito int.), ou de aderência (qdo existe superfície de descontinuidade condicionadora de movimento.) Interessa geralm. áreas peq. Deslocamento ou deformação essencialmente vertival, implicando depressão, afundamento, recalque, desmoronamento, causado por plastif. fluidificação, deformação, rotura ou remoção total ou parcial do substrato, ou perda do suporte lateral, com ou sem influência de carregamento externo. Extensão, em geral, limitada. as vezes afeta regiões extensas. MOVIMENTO Tipo Translação predominantemente horizontal (no conjunto). De formações plásticas irregulares em todas as direções e sentidos (movimento de detalhes) Transl. com inclinação de pequena a grande, sobre o plano horizontal Rotação e translação Translação predominante horizontal a simples queda vertical (Trans. Vertical) Deformação plástica ou elástica vertival e, as vezes, translação vertical Velocidade e duração Longa dur., veloc. baixo e mesmo imperceptível (3 a 5 cm/ano, aumentando com o teor de água e inclin. Movim. locais ocasionalmente rápidos. Curta duração, velocidade alta ou muito alta, podendo ser praticamente instantâneo Curta duração, de alta a muito alto de 0 a 30 cm/h. podendo ser quase instantâneo. Em alguns casos, após o despreendimento, a velocidade passa a queda livre. Curta duração, geralmente nos casos 3.1.4, 3.1.5, 3.3.1, 3.3.2, 3.3.3) Longa nos outros cinco casos. Velocidade, em geral pequena, as vezes grande POR SUBESCAVAÇÃO POR RETIRADA DO SUPORTE LATERAL 4 5 FORMAS DE TRANSIÇÃO OU TERMOS DE PASSAGEM MOVIMENTOS DE MASSA COMPLEXOS Figura 5.2 Classificação de Freire. Variável Variável Formas de trans. entre as anteriores Combinação das formas anteriores Completos ou múltiplos Depende dos tipos correlacionados ou associados

24 Escoamentos Segundo Guidicini e Nieble (1984), escoamentos são representados por movimentos contínuos, com ou sem superfície de movimentação definida, podendo ser lentos (rastejo ou reptação escoamento plástico) ou rápidos (corrida ou escoamento fluido viscoso). Rastejo ou reptação: São movimentos lentos e contínuos, com limites indefinidos. Podem envolver taludes de uma região inteira, e podem servir de indicador para movimentos mais rápidos. Para Gaioto (1979), o rastejo é um tipo de movimento, que ocorre na camada superficial de um talude de solo ou de rocha, com velocidade muito baixa, sem que necessariamente resulte em ruptura. Geralmente o rastejo é provocado por variação de temperatura e umidade da camada superficial do subsolo, principalmente em solos argilosos e siltosos. Por este motivo, a profundidade que está sujeita ao rastejo é a que igualmente pode ser afetada pelas variações de temperatura e umidade nas diferentes estações do ano. O fenômeno de rastejo pode ser visualizado, por analogia a um corpo apoiado sobre um talude: sob o efeito do calor ele se dilata, e sob o efeito do frio se contraí, mas sempre se deslocando no sentido da componente tangencial da gravidade de cima para baixo. De acordo com Massad (2003), o rastejo ou creep ocorre na velocidade de alguns milímetros por ano, que se acelera por ocasião das chuvas e se desacelera em épocas de seca. A velocidade de rastejo é afetada por diversos fatores, tais como a geometria do talude, as características tensão-deformação do solo e as condições de pressão neutra. A velocidade, em geral, aumenta com o tempo. No estágio inicial é muito lenta e quando a ruptura é iminente pode atingir alguns centímetros por dia (GAIOTO, 1979). Em quase todos os terrenos que apresentam alguma inclinação, verifica-se a ocorrência de movimentos lentos na forma de rastejos ( creep ). Solos ou rochas submetidos a movimentos de rastejo não necessariamente atingirão a ruptura. Um talude pode suportar tensões superiores àquelas necessárias para provocar deformações por rastejo sem chegar a sua completa instabilização. Entretanto, de maneira geral, o rastejo contribui para uma diminuição

25 24 gradual da resistência do material. Áreas com antigos deslizamentos, assim como os depósitos de tálus, particularmente, são muito sujeitas aos movimentos de rastejo (GAIOTO, 1979). Corrida: São movimentos rápidos, ocasionados pela perda de atrito interno provocada pelo excesso de água na estrutura. Seu movimento é semelhante ao de um fluido, atingindo altas velocidades e um potencial destrutivo. São ocasionadas pela simples adição de água (principalmente em areias), efeito de vibrações ou amolgamento de argilas. Classificam-se em corridas de terra, corridas de areia ou silte, corridas de lama e avalanche de detritos Escorregamentos Segundo Guidicini e Nieble (1984), escorregamentos são movimentos rápidos de massas de solo, de duração relativamente curta com volumes geralmente bem definidos, cujo centro de gravidade se desloca para baixo e para fora do talude. São causados, de uma maneira geral, pela diminuição da resistência ao cisalhamento, e após um intervalo de tempo, atinge a estabilidade, adquirindo características de rastejo. Correspondem a um deslocamento finito ao longo de superfície de deslizamento definida, preexistente ou de neoformação; e classificam-se em dois subtipos: escorregamentos rotacionais e escorregamentos translacionais. Escorregamentos rotacionais correspondem ao movimento definido pelo escorregamento de uma massa de solo compreendida entre o talude e uma superfície circular de ruptura, cuja forma e posição são influenciadas, segundo Krynine e Judd (1957) apud Guidicini e Nieble (1984), pela distribuição de pressões neutras e pelas variações de resistência ao cisalhamento dentro da massa de terreno. (a) (b) Figura 5.3 Dois casos teóricos de escorregamento rotacional: a) escorregamento de talude b) escorregamento de base

26 25 Escorregamentos translacionais, segundo Guidicini e Nieble (1984), são movimentos de massa causados por anisotropias, ou descontinuidades, em seu interior, e desenvolvem-se ao longo desse plano de fraqueza; possuem curta duração e alta velocidade. Geralmente, apresentam em seu topo uma linha circular, que, no escorregamento, desloca-se ao longo do plano, e quando a parte inferior encontra um obstáculo, como um material mais resistente, ocorre a expulsão do material, formando um embarrigamento. São classificados em escorregamentos de solo, escorregamentos translacionais de solo e de rocha, e escorregamentos translacionais remontantes (que consistem em um escorregamento rotacional seguido de vários escorregamentos translacionais, ou em vários escorregamentos rotacionais seguidos). A definição de escorregamento, no sentido amplo do termo (FREIRE, 1965 apud GUIDICINI E NIEBLE, 1984), é a afirmação da natureza coletiva do deslocamento de partículas, mediante a qual se faz a distinção entre esses fenômenos e os processos de transferência individual de partículas sob a ação de um agente exterior, como a água e o vento. (...) Incluem-se, deste modo, em tal conceito, os desabamentos de margens fluviais ou lacustres e de costas marítimas, a queda de falésias, as avalanches, os deslocamentos de solos ou rochas por fluidificação ou plastificação (desde o rastejo de rochas, solos ou detritos, as correntes de lava ou de lama, até as geleiras), o destacamento ou desgarramento de massas terrosas ou rochosas, a solifluxão, a subsidência e diversos tipos (recalques, depressões, afundamentos, desabamentos, abatições ) e, como caso-limite e sob certas condições, o próprio transporte fluvial. O tema escorregamento apresenta grande dificuldade de análise e síntese, devido à inexistência de um sistema classificador razoavelmente divulgado e aceito, conseqüência da própria falta de definições básicas dos fenômenos envolvidos e da ausência de uma nomenclatura padronizada (GUIDICINI E NIEBLE, 1984). Ainda quanto aos escorregamentos, Vargas (1977) apud Massad (2003), dividiu em: creep ou rastejo; escorregamentos verdadeiros; deslizamento de tálus (liquefação); deslocamentos de blocos de rocha e avalanches ou erosão violenta. Neste trabalho será utilizada a classificação de Freire (1965) que, segundo Guidicini e Nieble (1984), é a mais aceita e usada.

27 26 A queda de blocos consiste no deslocamento, por ação da gravidade, de blocos de rocha, devido ao intemperismo; não há uma superfície de movimentação definida. A queda de detritos é a queda livre de fragmentos rochosos ou terrosos, inconsolidados, de reduzida massa, em movimentos de pequena magnitude. São considerados de menor importância Subsidências Subsidiência corresponde a um deslocamento finito, ou deformação contínua, de direção essencialmente vertical. Segundo Guidicini e Nieble (1984), as subsidências diferenciam-se do escoamento e escorregamento por serem movimentos verticais, com componente horizontal praticamente nula, sem frente livre para deslocamento de massa. Classificam-se em: Subsidências (propriamente ditas): É o efeito de adensamento de camadas do solo, provocado pela extração de material sólido, líquido ou gasoso do mesmo. Pode ocorrer pela ação humana ou por processos naturais. Geralmente está vinculado à exploração intensa do subsolo. Recalques: São movimentos verticais de uma estrutura ou edificação, causados pelo seu próprio peso ou pela deformação do subsolo causada por outro agente. São causados pela retirada da barreira lateral provocada por escavações, bombeamento de água e rebaixamento do lençol freático. Desabamentos: São movimentos bruscos, causados pela ruptura ou remoção parcial ou total do substrato. Pode ser causada pela mineração ou por processo de dissolução de substâncias presentes no solo e nas rochas. 5.2 Fatores que afetam a estabilidade de taludes As chuvas representam um dos aspectos mais importantes a serem considerados, na tentativa de análise das condições que conduzem ao aparecimento

28 27 de escorregamentos, mas, inúmeros outros fatores como a forma e inclinação das encostas, natureza da cobertura vegetal, dispositivos de drenagem mal dimensionados e/ou comprometidos, características e estado dos solos (ou rochas), natureza geológica (litológica e estrutural) do meio, tensões internas, abalos naturais e induzidos e ação antrópica de ocupação intervém na ocorrência destes deslizamentos. Entende-se por causa a forma de atuação de um determinado agente, ou seja, um agente pode se manifestar por meio de uma ou mais causas. Por exemplo, o agente água pode influir em diversos tipos de movimentações: caso de rebaixamento de lençol freático, a instabilidade provocada pela diminuição da pressão neutra será a causa do movimento, enquanto que, no caso da chuva intensa, a causa será o aumento da pressão neutra. Guidicini e Iwasa (1980), em seu estudo do Ensaio de Correlação entre Pluviosidade e Escorregamentos em Meio Tropical Úmido, decidiram analisar o fator chuva isoladamente. Isso se baseia na convicção de que as chuvas, numa escala de importância, ocupam um lugar privilegiado, distanciando-se dos demais fatores acima citados. Um mesmo agente, ou uma mesma causa, pode contribuir para o surgimento de vários tipos e formas de acidentes envolvendo taludes de corte e aterro, naturais e/ou artificiais. Segundo Vargas (1981) O problema da estabilidade das encostas naturais é uma das grandes questões da ciência e da técnica dos solos aplicada à Engenharia. (VARGAS apud GUIDICINI, 1957). Segundo Guidicini e Nieble (1984), os agentes se subdividem em dois tipos: agentes predisponentes e efetivos. Os agentes predisponentes são as condições ambientes (geológicas, geométricas e ambientais) em que se dará o movimento de massa. Compreendem apenas as condições naturais, excluindo-se a ação do homem. Distinguem-se em: Complexo geológico: alteração por intemperismo, acidentes tectônicos, movimentação das camadas, formas estratigráficas, etc. Complexo morfológico: forma do relevo, inclinação superficial e massa. Complexo climático-hidrológico: clima, regime de chuvas e águas subterrâneas. Gravidade.

29 28 Calor solar. Tipo de vegetação original. Os agentes efetivos são elementos diretamente responsáveis pela movimentação de massa, incluindo-se a ação do homem. Podem atuar de forma mais ou menos direta, classificando-se, assim, em predatórios e imediatos. Agente efetivos preparatórios: pluviosidade, variação da temperatura, oscilação do nível dos lagos, marés e lençol freático, erosão pela água ou vento, congelamento e degelo, dissolução química, ação do homem e de animais, inclusive desflorestamento. Agentes efetivos imediatos: chuva intensa, erosão, vento, ondas, terremotos, fusão de gelo e neve, ação do homem, etc. As causas dividem-se de acordo com sua posição em relação ao talude (TERZAGHI 1950 apud GUIDICINI e NIEBLE, 1984): Causas internas: levam ao colapso sem que se verifique qualquer mudança nas condições geométricas do talude e resultam de uma diminuição da resistência interna do material (aumento da pressão hidrostática, diminuição de coesão e ângulo de atrito interno por processo de alteração); Causas externas: provocam um aumento das tensões de cisalhamento, sem que haja diminuição da resistência do material (aumento do declive do talude por processos naturais ou artificiais, deposição de material na porção superior do talude, abalos sísmicos e vibrações); Causas intermediárias: resultam de efeitos causados por agentes externos no interior do talude (liquefação espontânea, rebaixamento rápido, erosão retrogressiva). Dentre as causas internas destacam-se: Efeito de oscilações térmicas: provocam variações volumétricas em massas rochosas, levando ao destaque de blocos. Este efeito é caracterizado quando há predominância do intemperismo físico sobre o químico, devido variações de temperatura na superfície terrestre o que ocasiona dilatações e contrações nas rochas que se fraturam, favorecendo também a degradação por outros agentes. Do mesmo modo, a variação da temperatura diurna é uma das principais causas no

30 29 desencadeamento do processo de rastejo. É importante lembrar que as contrações e dilatações de origem térmica se dão simetricamente em relação ao eixo e da mesma forma distribuem as tensões de cisalhamento na superfície de contato com o plano. Logo, se o material sobre efeito da oscilação térmica estiver num plano horizontal, este não se deslocará. No entanto, se o plano de apoio do bloco for horizontal, temos que a componente tangencial de peso tornará tais mudanças na estrutura do bloco assimétrica, resultando no seu deslocamento, independente de contração ou dilatação. Diminuição dos parâmetros de resistência por intemperismo: enfraquecimento gradual do solo pela remoção dos elementos solúveis constituintes dos minerais. O processo de alteração da rocha por meio físico, mecânico e biológico, tem como conseqüência: remoção dos elementos solúveis; dissolução dos elementos com função de cimentação; desenvolvimento de uma rede de micro fraturas num meio que não possuía o que torna o meio rochoso enfraquecido. No entanto, não se pode afirmar que o intemperismo no solo terá as mesmas conseqüências, uma vez que pode provocar um maior adensamento, tornando a estrutura do solo mais compacta devido a esta cimentação secundária, melhorando sua resistência. As modificações oriundas do intemperismo podem desencadear zonas de matérias com diferentes valores de permeabilidade, podendo ocasionar o artesianismo, ou seja, contingenciamento de águas subterrâneas em camada permeável entre rochas impermeáveis e aparecimento de pressões neutras elevadas, logo maior instabilidade para o talude. Em suma, o intemperismo geralmente ocorre ao longo do tempo diminuindo gradativamente o fator de segurança, podendo levar a estrutura ao colapso, após atingir o limite crítico de equilíbrio. Dentre as causas externas têm-se: Mudanças na geometria do sistema: acréscimo de massa na parte superior, extração de massa na parte inferior. Uma possível instabilização também pode ser detectada através da geometria do talude em questão (inclinação e altura). o processo de alterar a geometria do talude, quando houver espaço disponível, fazendo-se um jogo de pesos, de forma a aliviá-los, junto à crista, e acrescentá-los, junto ao pé do talude. Assim, uma escavação ou corte executado junto à crista do talude diminui uma parcela do momento atuante; analogamente, a colocação de um contrapeso (berma) junto ao pé do talude tem um efeito contrário estabilizador. (MASSAD, 2003).

31 30 Alterações no perfil de macro estrutura terrosa resulta em novas situações de forças solicitantes e esforço resistente. Quando não é pelo acréscimo de carga na porção superior, é pela alteração da base em instância inferior. Tais alterações resultam em instabilidade do talude principalmente quando o ângulo de inclinação do talude passa a ser maior que o ângulo de atrito interno do material. Em quase todos os terrenos que apresentam alguma inclinação, verifica-se a ocorrência de movimentos lentos na forma de rastejos ( creep ). As velocidades desses movimentos variam durante o ano, principalmente nas camadas superficiais do talude. À medida que o talude aproxima-se da ruptura, as velocidades aumentam. Massad classifica creep como um movimento lento de camadas superficiais de solo, encosta abaixo, com velocidades muito pequenas, de alguns milímetros por ano, que se acelera por ocasião das chuvas e se desacelera em épocas de seca, daí o nome rastejo que lhe é atribuído (MASSAD, 2003). Porém solos ou rochas submetidos a movimentos de rastejo não necessariamente atingirão ruptura, mas o rastejo contribui para uma diminuição gradual da resistência do material. Também denominados deslizamentos, os escorregamentos caracterizam-se pela formação bem definida de uma superfície de ruptura, onde observa-se uma grande concentração de deformações cisalhantes. Estes escorregamentos podem ser rotacionais, translacionais ou na forma de cunha, dependendo da forma de seu deslizamento. No rotacional, uma parte do material que forma o talude desliza como um todo, sem sofrer distorção significativa, apresenta-se na forma côncava ao longo de uma superfície bem definida. Os escorregamentos rotacionais também podem ocorrer em alteração de solo-rocha (saprólitos) ou rochas mais fraturadas e alteradas. 5.3 O massapê Na construção da BR-324, Sobral (1956), realizou ensaios mineralógicos em sete amostras situadas ao longo da BR, tendo os resultados das análises mostrados na tabela 5.1.

32 31 Tabela Resultado da Análise Química do Massapê (SOBRAL, 1956) Tabela Estes ensaios sinalizaram alta porcentagem de CaO, em virtude das características das suas rochas de origem. A partir da análise dos dados tabelados podem-se obter as relações moleculares SiO 2 /Al 2 O 3 e SiO/Sesquióxidos, as quais são índices importantes para caracterizar, em nível pedológico, um solo. Outro meio de verificar a natureza laterítica de um solo é através da relação Molecular: Para valores de Saf >2 têm-se solos não lateríticos e valores de Saf < 2 corresponde a solos lateríticos, que se caracterizam pela sua alta concentração de ferro e alumínio em sua composição. No caso do massapê, verifica-se que o menor valor encontrado dentre as amostras tabeladas foi de 3,12, comprovando sua natureza não laterítica (SOBRAL, 1956). A elevada finura dos massapês promove uma alta compressibilidade e elevada capacidade de reter água, gerando como consequência uma baixa resistência ao cisalhamento. Em função disso, esses solos possuem uma péssima qualidade como suporte de cargas e, nos casos em que são trabalhados para

33 32 execução de cortes, deve-se ter o grande cuidado para se evitar futuros desmoronamentos (BRITO 2006). Os solos do tipo massapê são classificados como solos finos conforme a escala granulométrica da ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas. Os grãos apresentam geralmente diâmetro inferior a 2μm, fazendo com que suas partículas tenham um comportamento extremamente diferenciado em relação aos dos grãos de silte e areia (MACHADO, 1998, apud BRITO, 2006). Sobral (1956) avaliou as percentagens das diversas frações dos solos constituintes dos massapés (localizados na região de Água Comprida, São Sebastião, Candeias Usina Aliança e atual BR-324) a partir do método brasileiro MB-32 da ABNT, concluindo que os massapês são solos constituídos de frações muito finas, as percentagens da mistura de silte argila girando entre 65 e 93% e as percentagens de argila entre 32 e 74%. Para avaliar o potencial de expansibilidade dos solos, são utilizados os ensaios de microscopia eletrônica e difração de raio-x, onde é possível identificar o tipo de argilo-mineral. Existe também o método expedito de azul de metileno, utilizado para determinar a superfície específica dos solos, e então correlacionar com o tipo de argilo-mineral. A depender da maneira como as unidades estruturais básicas dos minerais argilosos estão unidas entre si, pode-se dividi-los em três grandes grupos principais: Caulinita: Do ponto de vista químico, as caulinitas são consideradas silicatos de alumínio puro, não apresentando cátions no interior da rede cristalina ou na região intermolecular (FAISANTIEU, 2001, apud BRITO, 2006). Montmorilonita: É formada por uma unidade de alumínio entre duas sílicas, superpondo-se indefinidamente e denominadas de unidades estruturais tri-camadas. Neste caso a união entre as camadas dos minerais é fraca (forças de Van der Walls), permitindo a penetração de moléculas de água e cátions (Ca, Na, etc.) na estrutura com relativa facilidade. As argilas montmorilonitas, especialmente em presença de água, apresentam forte tendência à instabilidade e são também expansivas (MACHADO, 1998, apud BRITO, 2006) Ilita: A estrutura da ilita é semelhante à da montmorilonita, contudo, os íons K+ situados entre as diversas unidades estruturais da partícula não são intercambiáveis ou permutáveis, de modo que a união entre as camadas é mais estável e não muito afetada pela água. São também menos expansivas (MACHADO, 1998, apud BRITO, 2006).

34 33 A montmorilonita e as camadas mistas de ilita montmorilonita são as grandes responsáveis pela expansão do massapê na região do Recôncavo Baiano. O teor de montmorilonita varia entre 30 e 70% enquanto que as camadas mistas de ilita montmorilonita ficam em torno de 5 a 40%. Observa-se que uma pequena percentagem desses minerais presentes na argila já é suficiente para promover fenômenos de expansão no solo (BRITO, 2006). Tabela 5.2 Identificação de Avaliação Quantitativa dos Minerais Argílicos Existentes nos Massapês (SIMÕES, 1976 ) MINERAIS ARGÍLICOS AMOSTRAS MONTMORILONITA ILITA CAOLINITA ILITA- MONTMORILONITA OBSERVAÇÕES 1 - a b c % Vermiculita 2 - a b Montmorilonita 2 - c A plasticidade dos massapês é devida principalmente ao elevado teor de fração de argila e à presença de montmorilonita, ilita e ilita montmorilonita, cujas partículas lamelares permitem a absorção de moléculas de água, ajudando dessa forma para o aumento de plasticidade desses solos (BRITO, 2006). A camada de solo potencialmente expansiva por estar sujeito à variação de umidade é denominada zona ativa. A determinação da zona ativa no sub-solo depende do conhecimento sobre o limite máximo e mínimo de variação de umidade na região. Na tabela 5.3 estão relacionados o Índice de Plasticidade com o Potencial de Expansão:

35 34 Tabela 5.3 Critérios para Predição de Potencial de Expansão (SEED at al, 1962, apud BRITO, 2006) POTENCIAL DE EXPANSÃO ÍNDICE DE PLASTICIDADE BAIXO 0 15 MÉDIO ALTO MUITO ALTO > 35 Utilizando esta relação observa-se que os massapês são classificados como solos de potencial alto a muito alto.

36 35 6 Métodos para Avaliação da Estabilidade de Taludes Um escorregamento de massa ocorre quando as tensões solicitantes excedem a resistência ao cisalhamento do solo depositado. A condição de estabilidade é definida através do Fator de Segurança (FS). Esse fator é definido como a expressão de balanço entre as forças resistivas (que tendem a manter o sedimento imóvel) e as forças cisalhantes (que forçam os sedimentos a se movimentarem talude abaixo), conforme mostrado em capítulo anterior, ou simplesmente como a razão entre a resistência cisalhante média e a tensão cisalhante ao longo da superfície de ruptura (HORST, 2007). Segundo Caputo (1987), os métodos de estudo da estabilidade de taludes se dividem em: Métodos de Análises das Tensões e Métodos de Equilíbrio-Limite. O primeiro consiste em calcular as tensões em todos os pontos e compará-las com as tensões resistentes; caso aquelas sejam maiores que estas, aparecerão zonas de ruptura; caso contrário, zonas de equilíbrio. O segundo consiste em isolar massas arbitrárias e estudar as condições de equilíbrio, pesquisando a mais desfavorável. Massad (2003) afirma que os Métodos de Equilíbrio-Limite baseiam-se na hipótese de uma massa de solo, tomada como corpo rígido-plástico, estar em equilíbrio, na iminência do escorregamento. Conhecendo-se as forças atuantes, determinam-se, pelas equações de equilíbrio de cada método, as tensões de cisalhamento induzidas; então, compara-se o valor obtido com a resistência ao cisalhamento do solo. Os Métodos de Equilíbrio-Limite partem dos seguintes pressupostos: O solo se comporta como material rígido-plástico, ou seja, rompe bruscamente, sem que haja deformação; As equações de equilíbrio da estática são válidas até a iminência da ruptura; a partir deste ponto, o processo é dinâmico; O coeficiente de segurança F é constante ao longo da superfície de ruptura, ou seja, ignora-se a existência da ruptura progressiva. Ainda de acordo com Massad (2003), os métodos de análise de equilíbrio limite diferenciam-se, inicialmente, pela forma como consideram a massa de solo. Por exemplo, o Método do Círculo de Atrito considera a massa de solo como um todo; o Método Sueco, que compreende os métodos de Fellenius, de Bishop, de

37 36 Bishop Simplificado e de Morgenstern-Price, subdivide a massa de solo em lamelas; o Método das Cunhas considera a massa de solo subdividida em duas ou mais cunhas. A princípio, são estudados mais a fundo neste trabalho o Método de Fellenius e o Método de Bishop Simplificado, que são os mais simples e permitem a resolução de muitos problemas de estabilidade de taludes (SILVA, 2006). Estes dois métodos admitem a linha de ruptura como sendo um arco de circunferência, e subdividem a massa de solo em lamelas, conforme Figura 6.1 Figura 6.1 Método sueco ou das lamelas (MASSAD, 2003) Na figura 6.2 têm-se as forças em uma lamela genérica Figura 6.2 Forças na lamela genérica (MASSAD, 2003)

38 37 O coeficiente de segurança (F) é definido como a relação entre a resistência ao cisalhamento do solo (s) e a tensão cisalhante ou resistência mobiliada ( ), obtida por meio das equações de equilíbrio: (1) onde: c' = coesão efetiva = tensão normal efetiva = ângulo de atrito interno efetivo (2) A força T é uma fração da resistência total ao cisalhamento: (3) onde l é o comprimento da base de uma lamela. Assim, substituindo-se (2) em (3), tem-se: (4) pois é a força normal ( efetiva ), atuante na base da lamela. Segundo Massad (2003), a diferença básica entre os métodos de Fellenius e de Bishop Simplificado está na direção da resultante das forças E e X, atuantes nas faces verticais das lamelas: no método de Fellenius esta resultante é paralela à base da lamela (Figura 6.3), e no método de Bishop Simplificado a resultante é horizontal (Figura 6.4). Aplicando-se a equação do equilíbrio de momentos no esquema da Figura 6.1, tem-se:

39 38 (5) P = peso próprio do material R = raio da superfície de ruptura Onde se iguala o momento das forças atuantes ao momento das forças resistentes. As forças não geram momento, pelo princípio da ação e reação. Como R é constante, e substituindo-se a equação (4): (6) onde se obtém o coeficiente de segurança associado ao arco de circunferência em análise, na linha de ruptura. Esta equação é válida para os dois métodos. Segundo MASSAD (2003), a posição do círculo crítico é determinada definindo-se uma malha de centros de círculos; seleciona-se um grupo de centros por meio de um critério (como círculos que tangenciam uma linha, ou que passam por um determinado ponto), calcula-se o valor de F para cada centro; assim, podese traçar curvas de igual valor de F, determinando-se assim o valor mínimo de F e a posição do círculo crítico. Segundo CAPUTO (1987), na prática, é aconselhável pesquisar os círculos críticos que passam pelo pé do talude para, em seguida, pesquisar os mais profundos, adotando-se o menor dos dois. 6.1 Método de Fellenius Segundo Massad (2003), no método de Fellenius, faz-se o equilíbrio das forças no sentido normal à base da lamela, conforme a Figura 6.1.

40 39 Assim: Figura 6.3 Lamela de Fellenius (MASSAD, 2003) ou: (7) U = resultante das pressões neutras atuantes na superfície de ruptura u = pressão neutra ao longo da superfície de ruptura x = comprimento perpendicular entre os dois lados da lamela (8) segurança F: Substituindo-se a expressão (7) em (8), pode-se calcular o coeficiente de (9) Segundo MASSAD (2003), neste método, quando a pressão neutra é elevada, o coeficiente F pode resultar abaixo do valor que seria obtido no método de Morgenstern-Price, que é mais rigoroso; isso ocorre porque, no método de Fellenius, ignora-se que as forças resultantes das pressões neutras atuam também nas faces entre as lamelas, e como são forças horizontais têm componentes na direção normal à base das lamelas.

41 Método de Bishop Simplificado Segundo VARGAS (1978), Bishop, em 1955, generalizou o método das fatias, criando alternativa que levasse em conta o efeito dos empuxos e cisalhamento ao longo das faces laterais das fatias. No método de Bishop Simplificado, faz-se o equilíbrio das forças na direção vertical, conforme a Figura 6.4. Tem-se: (10) Levando-se em conta (4): que, substituída em (6), resulta: (11) (12) Figura 6.4 Lamela de Bishop (MASSAD, 2003)

42 41 O cálculo de F é feito por processo interativo, ou seja, adota-se um valor arbitrário de F 1, para utilização na expressão (12) e determina-se o novo valor de F 2, comparando-se com o F 1. Se os valores obtidos diferirem muito entre si, faz-se nova iteração, até obter o resultado com a precisão desejada. Segundo MASSAD (2003), existem algumas dificuldades no método de Bishop Simplificado e; caso as mesmas ocorram, deve-se adotar outro método. No pé do talude, pode ser negativo, fazendo com que o denominador de resulte, também, negativo, ou nulo; Se F for inferior a 1 e a pressão neutra for grande, o denominador de pode se tornar negativo. Quando ocorrer, deve-se tentar um método que tenha mais rigor, para substituí-lo ou para comparar resultados. 6.3 Métodos de Taludes Infinitos Denominam-se taludes infinitos, taludes de encostas naturais, que são encontrados em abundância na Serra do Mar, caracterizados pela grande extensão e pela reduzida camada de solo acima do terreno firme. O escorregamento é do tipo translacional ou laminar, e a linha crítica se encontra no contato entre o manto de solo e de terreno firme (MASSAD, 2003). Considera-se uma situação de chuva intensa e prolongada, assim admitindo uma rede de fluxo paralela ao talude, conforme a Figura 6.5. Figura 6.5 Talude infinito: rede de fluxo paralela ao talude (MASSAD, 2003)

43 42 Segundo MASSAD (2003), como a superfície do terreno é uma linha freática, as pressões neutras ao longo da linha potencial de ruptura AB valem: = peso específico da água H = altura da camada de solo α = ângulo de inclinação do talude (13) O gradiente hidráulico em qualquer ponto da rede vale: Conforme a figura 6.6, as equações de equilíbrio são: (14) (15) (16) Mas: (17) (18) Então: (19)

44 43 Figura 6.6 Talude infinito: lamela genérica (MASSAD, 2003) Substituindo-se a expressão (19) na expressão (4), e lembrando-se que: (20) tem-se: (21) ou, em forma adimensional: (22) onde N é o número de estabilidade de Taylor (TAYLOR, 1948 apud MASSAD, 2003), dado por: (23) e é o parâmetro de pressão neutra, definido por: (24) Para MASSAD (2003), a análise da expressão (23) permite concluir que, no caso de solos homogêneos, a linha crítica do talude infinito coincidirá com o contato entre o solo e o substrato, rochoso, ou seja, H será o máximo. Como, geralmente é constante, quanto maior o valor de H, menor o valor de N, conseqüentemente, menor o valor de F. Ou seja, quanto maior a espessura do manto de solo, menor será o coeficiente de segurança, e, portanto, menor a estabilidade.

45 44 VARGAS (1978) afirma a importância de que nos ensaios de laboratório para determinação dos parâmetros de resistência ao cisalhamento, sejam utilizados corpos de provas saturados, pois a prática mostra que a água possui grande influência sobre a coesão, que diminui com a saturação do solo. 6.4 Método de Hoek e Bray Em 1970 Hoek apud Guidicini (1976) criou procedimentos de verificação de estabilidade de taludes, através de simples cálculos usando parâmetros e dados geométricos de taludes, que uma vez cruzados nos ábacos por ele criados, fornecem um fator de segurança adequado para finalidades práticas. Há de observar que os autores deste modelo, Hoek e Bray citam em seu livro Rock Slope Engineering: Apesar de este livro lidar primeiramente com a estabilidade de taludes rochosos, ocasionalmente colocar-se-ão problemas envolvendo materiais moles, tais como solos de cobertura ou desagregados. Para o uso dos Ábacos, algumas considerações deverão ser feitas: a) o talude é constituído de material homogêneo; b) a equação τ = c + σ tg Ф fornece a resistência ao cisalhamento; c) a ruptura é sempre circular passando pelo pé do talude; d) uma fenda de tração vertical ocorre no topo ou face do talude; e) as variações de água subterrâneas são consideradas em diferentes ábacos. Para o uso efetivo do método, inicialmente é necessário definir as condições do nível de água, para escolha do ábaco mais adequado à situação. A partir do ábaco escolhido, calcula-se o seguinte valor adimensional: c / (γ H tg Ф), sendo: c = coesão do material γ = peso específico aparente H = altura do talude Ф = ângulo de atrito do material O valor encontrado deverá seguir a linha radial até sua interseção com a curva que corresponde ao ângulo de inclinação do talude, para encontrar o valor

46 45 correspondente a tg Ф / (FS) ou c / γ H (FS) e, obtém-se então, o fator de segurança FS. Abaixo temos as figuras que compões os Ábacos de Hoek e Bray.

47 Figura 6.7 Ábacos de Hoek & Bray 46

48 47 A tabela abaixo apresenta um resumo dos métodos estudados neste trabalho e suas respectivas expressões para o cálculo do fator de segurança. Tabela Métodos de cálculo de fator de Segurança e suas fórmulas Método Expressão Fellenius Bishop Simplificado Hoek & Bray Uma vez realizada a análise da estabilidade através dos modelos matemáticos descritos, se o fator de segurança for inferior ao preconizado pela Norma NBR Estabilidade de taludes, conforme tabela 6.2, o talude deverá ser tratado por meio de técnicas de estabilização ou de contenção. Tabela Fator de segurança mínimo para taludes (NBR-11682) Grau de segurança necessário ao local Métodos baseados no equilíbrio-limite Padrão: fator de segurança mínimo (A) Tensão-deformação Padrão: deslocamento máximo alto 1,50 Os deslocamentos máximos devem ser compatíveis com o grau de segurança necessário ao local, à sensibilidade de médio 1,30 construções vizinhas e à geometria do talude. Os valores baixo 1,15 assim calculados devem ser justificados. (A) Podem ser adotados valores diferentes, desde que justificados

49 48 7 Técnicas utilizadas na solução de taludes instáveis As técnicas utilizadas para estabilização de taludes compreendem duas modalidades: estabilização do maciço e contenção ou reforço. Para a estabilização, devem ser classificados os pontos críticos de acordo com o tipo de intervenção que estes necessitam, ou seja, sem intervenção ou com simples intervenções e com intervenções. Quando da realização da estabilização sem intervenção ou com intervenções simples, não haverá necessidade de elaboração de investigações e projetos específicos para sua implantação (serviços de limpeza e recuperação da drenagem ou proteção superficial, remoção de lixo ou entulho e outros serviços de manutenção). Como exemplo, quando a maioria dos dispositivos de drenagem está comprometida, e que a simples desobstrução de sarjetas, canais, canaletas e bueiros forem suficientes para restabelecer as condições de pleno funcionamento das obras existentes. Para os locais onde serão realizadas intervenções, serão necessárias investigações complementares e elaboração de projetos específicos (OLIVEIRA, 2006). A priorização das áreas pertencentes ao grupo, que demanda a implantação das obras de estabilização deverá considerar os níveis de risco geotécnico mais elevado e o ganho de segurança potencial ocasionado pelas intervenções (OLIVEIRA, 2006). Segundo Vargas (1981), para que uma obra de estabilização de taludes tenha sucesso, é necessário atender alguns preceitos básicos: Estudos de investigação: é uma fase para a qual são dispensadas pouca atenção, verba e prazo, e é de suma importância, pois é fundamental que se tenha as causas do problema para se elaborar as soluções mais adequadas; Elaboração de projeto: as soluções adotadas devem tratar diretamente as causas da instabilização, para não haver superdimensionamento nem subdimensionamento. É importante avaliar as características do talude para se elaborar um projeto específico para o caso, pois nem sempre duas obras similares admitem o mesmo projeto. Execução de obras: são vários os casos em que as condições de campo, difíceis de serem detalhadas com precisão, exigem alterações de projeto; é importante que o engenheiro de campo tenha conhecimento de todos os

50 49 estudos prévios e dos detalhes do projeto, para que tenha condições de tomar a decisão mais acertada. A atenção aos detalhes executivos, principalmente àqueles relativos à drenagem e proteção superficial do talude, é tão importante quanto a obra como um todo, pois um descuido poderá custar, no futuro, a re-execução da obra. Guidicini e Nieble (1984), modificado por FREIRE, 1965, agruparam sete providências saneadoras dos escorregamentos: Eliminação da água; Atenuação do dessecamento; Atenuação da pressão d água; Atenuação dos efeitos da gravidade; Atenuação e controle da erosão; Combate à ação do gelo; Diversos (controle de desmonte em taludes rochosos, proteção a jusante, controle do carregamento a montante, etc.) Para taludes rochosos, segundo Hoek e Londe (1974) apud Guidicini e Nieble (1984), as técnicas de melhoria da estabilidade de taludes rochosos resumem-se em quatro grupos básicos: mudança na geometria do talude, drenagem de água subterrânea, reforço do maciço, controle de desmonte. Destes, os três primeiros se aplicam também a taludes terrosos. Essas técnicas de melhoria da estabilidade são apresentadas a seguir. 7.1 Mudança na Geometria do Talude Segundo Guidicini e Nieble (1984), mudar a geometria do talude significa reduzir a altura ou do ângulo de inclinação do talude. Na maioria das vezes, esta é a medida mais econômica, e, apesar disso, pode ser a única solução em muitos casos, associada a um sistema de drenagem e à proteção superficial.

51 Drenagem de Água Subterrânea O objetivo da drenagem é diminuir a infiltração de águas pluviais, captandoas e escoando-as por canaletas dispostas longitudinalmente, na crista do talude e em bermas, e, transversalmente, ao longo de linhas de maior declividade do talude. Para declividades grandes, pode ser necessário recorrer a escadas d água, para minimizar a energia de escoamento das águas. As bermas, com cerca de 2 metros de largura, devem ser construídas com espaçamento vertical de 9 a 10 metros, também para diminuir a energia das águas (MASSAD, 2003). A drenagem de água subterrânea sempre melhorará a estabilidade do talude, porém deve-se analisar o quanto de estabilidade pode ser adquirido e o custo do sistema (GUIDICINI e NIEBLE, 1984). Guidicini e Nieble (1984) afirmam que a forma mais simples e barata de drenagem consiste na redução da quantidade de água que infiltra no topo e na face do talude. Isso pode ser realizado, vedando-se eventuais fendas de tração existentes, mediante preenchimento com material drenante (cascalho, por exemplo) e vedação na superfície com material impermeável, como argila. Assim, a entrada de água será evitada, mas a mesma poderá ser drenada para a face do talude, que deverá estar protegida superficialmente. Figura Esquema de drenagem profunda Fonte: IPT, 2005 Drenagem profunda é uma técnica que consiste em rebaixar o nível freático, através da instalação de drenos sub-horizontais profundos. Esta medida reduz as pressões neutras, permitindo manter a estabilidade dos taludes de cortes e aterros. A instalação consiste em executar furos com equipamentos a percussão e rotativos, levemente inclinados em relação à horizontal, onde deverão ser instalados tubos de

52 51 PVC perfurados e envolvidos por telas de nylon, que impeçam o entupimento destes furos. Como opções de drenagem profunda, existem os furos de martelete pneumático horizontais, os furos verticais com bomba e as galerias de drenagem. Os dois últimos são muito dispendiosos, sendo que o furo bombeado geralmente é utilizado em determinada fase da obra, não servindo como solução permanente devido ao seu elevado custo. Por sua vez, as galerias drenantes, apesar de extremamente eficazes, só se justificam em casos de real necessidade, ou quando as mesmas podem ser úteis a outras etapas da obra, como ancoragens, por exemplo, diluindo o seu custo. Os furos sub-horizontais são a técnica mais utilizada e mais eficiente, tanto para taludes terrosos como para rochosos (GUIDICINI e NIEBLE, 1984). 7.3 Reforço do Maciço A utilização de reforço em taludes rochosos é, em geral, economicamente viável apenas em taludes pequenos, pois é necessário aplicar-se 20 % do peso total da massa instável no reforço considerado. Geralmente, a utilização do reforço se torna mais viável se o mesmo for utilizado como parte integrante de um projeto de retaludamento (Hoek e Londe, 1974 apud Guidicini e Nieble 1984). Já em taludes de solo, o reforço do maciço, por meio das mais diversas técnicas, que serão abordadas nos itens subseqüentes, associadas a um sistema eficiente de drenagem, geralmente é a única solução a ser tomada, quando o retaludamento significar a retirada de volumes de terra muito grandes, pois neste caso tornaria a solução economicamente inviável. Existem vários tipos de obras de estabilização de taludes disponíveis na Engenharia nos dias de hoje. A escolha de um ou de outro método depende do tipo de problema a ser resolvido, da viabilidade de execução e viabilidade financeira do projeto a ser desenvolvido. Portanto, a adoção de uma técnica deve ser embasada em estudos cuidadosos. De acordo com a norma NBR Estabilidade de Taludes, o projeto de obras de estabilização com elementos de contenção pode prevê:

53 52 a) estruturas de alvenaria ou concreto: muros de arrimo de peso, muros esbeltos de paramento inclinado na direção do talude, muros a flexão de concreto armado ou protendido, etc.; b) estruturas chumbadas ou ancoradas: estruturas chumbadas ou ancoradas na fundação, estruturas com ancoragens passivas em blocos ou placas verticais, cortinas com ancoragens injetadas e protendidas, etc.; c) estruturas diversas e dispositivos de reforço do terreno: telas de aço galvanizadas fixadas com chumbadores, gunitagem com ou sem malha fixada, chumbadores e tirantes protendidos em taludes rochosos, estacasraízes, pressoancoragens, gabiões, aterro de base de taludes com geossintéticos, micro ancoragens, terra-armada, etc. Contenção é todo elemento ou estrutura destinado a contrapor-se a empuxos ou tensões geradas em um maciço cuja condição de equilíbrio foi alterada por algum tipo de escavação, corte ou aterro. A contenção é feita pela introdução de uma estrutura ou de elementos estruturais compostos, que apresentam rigidez distinta daquela do terreno que conterá (Ranzini et al., 1998). As obras de contenção têm sido utilizadas desde meados de 3200 a.c, data aproximada dos registros mais antigos encontrados onde hoje se localiza o Iraque. As obras mais recentes datam do século XVI, época em que a expansão colonizadora européia exigia a construção de fortes militares e estruturas de defesa, em locais e terrenos variados, em quase todos os continentes. Estas foram as primeiras estruturas de contenção trazidas ao Brasil no século XVIII, expandindo-se para obras portuárias e de contenções urbanas no século XIX, na Bahia e no Rio de Janeiro. Também nessa época ocorreu a expansão das obras ferroviárias particulares e estatais, em todo o Brasil, o que difundiu o uso deste tipo de estrutura (SILVA, 2006) Muros Muros são estruturas corridas de contenção, constituídas de parede vertical ou quase vertical apoiada em fundação rasa ou profunda (Ranzini et al., 1998). Podem ser construídos em alvenarias, de tijolos ou pedras, ou em concreto, simples ou armado, ou ainda de elementos especiais. Podem ter fundação direta, rasa e

54 53 corrida, ou profunda, em estacas ou tubulões. Segundo Ranzini et al. (1998), se apresentam no seguintes tipos: muros de gravidade, muros atirantados, muros de flexão, mistos, muros de contrafortes, muros de gabiões e muros Crib-Wall. Projetos que envolvem a construção dessas estruturas podem incluir também modificação do regime hidrogeológico com drenos sub-horizontais profundos, poços ou drenos verticais de rebaixamento de lençol freático, galerias de drenagem, trincheiras drenantes, além da melhoria das condições existentes de drenagem superficial e/ou profunda e proteção superficial dos taludes e adequado encaminhamento das águas. Segundo Ranzini et al. (1998), a influência da água é marcante em um muro de arrimo, pois o acúmulo de água aumenta o empuxo atuante, portanto o sistema de drenagem é de fundamental importância, devendo dar escoamento a precipitações excepcionais com folga, impedir o carreamento do maciço e o entupimento do sistema, com material filtrante Muros de gravidade Segundo Ranzini et al. (1998), os muros de gravidade são estruturas corridas, de Figura 7.2 Muro de gravidade Foto do autor, outubro 2008 grande massa, que resistem aos empuxos horizontais pelo peso próprio. São comumente empregados para conter pequenos e médios desníveis, em geral inferiores a 5 metros. Podem ser de concreto simples, ciclópico ou com pedras, com ou sem argamassas. São construídos quando se dispõe de espaço para acomodar sua largura, que gira em torno de 40% da altura a ser escorada. São comumente executados em cortes verticais no terreno, pois podem ser feitos em trechos (cachimbos), o que impede o desconfinamento total do terreno. Podem também conter terraplenos, sendo neste caso executados integralmente para depois receber o maciço, ou na medida em que estes forem sendo erguidos. Devido a seu alto

55 54 peso, requerem um terreno com alta capacidade de carga, que possa suportar as tensões máximas na fundação em sapata corrida. Figura 7.3: Esquema em perfil de muro tipo gravidade. Fonte: IPT, Muros atirantados Segundo Ranzini et al. (1998), são estruturas mistas em concreto e alvenaria (de blocos de concreto ou tijolos), com barras perpendiculares ao paramento do muro, funcionando como tirantes, fixos a outros elementos, como blocos, vigas longitudinais ou estacas, amarrando, assim, o paramento. São construções de baixo custo, contendo alturas de até cerca de 3 metros. Os tirantes são constituídos de armadura envolvida em concreto, e não podem interferir em obras futuras. Dependendo da altura do muro e das condições do solo, pode ser apoiado em sapata corrida, estacas ou brocas. Fonte: Revista Techne. Ed. 44 Figura 7.4 Muro atirantado

56 Muros de flexão Segundo Ranzini et al. (1998), são estruturas mais esbeltas, com seção transversal em forma de L. Resistem aos empuxos por flexão, utilizando-se de parte de peso próprio do maciço, que se apóia na base do L, para manter-se em equilíbrio. São geralmente construídos em concreto armado, sendo, portanto, assim, pouco econômicos para alturas acima de 7 metros. O espaço para a largura das fundações, quando em sapata corrida, é da ordem de 40% da altura. Resistem a movimentos de translação, que podem ser contidos executando-se um dente vertical na fundação. Também pode ser apoiado em estacas verticais ou inclinadas, dependendo do tipo de solo. Figura Esquema de Muro de Flexão Simples e com Contra-Fortes. Fonte: IPT Muros de contrafortes Segundo Ranzini et al. (1998), possuem geometria semelhante à dos muros de flexão, em L, porém possuem elementos verticais de grande porte, os contrafortes ou gigantes, espaçados de alguns metros e engastados na fundação, resistindo aos esforços de tração. O paramento do muro é formado por lajes verticais, apoiadas nos contrafortes. Também se utiliza do peso próprio do maciço para manter o equilíbrio. Os contrafortes podem ficar do lado externo do paramento ou embutidos no maciço. A fundação pode ser feita em laje de fundação, estacas

57 56 verticais ou inclinadas ou sapata corrida, dependendo do tipo de solo; neste último caso, a largura da fundação ocupa cerca de 40% da altura do maciço; também resiste à translação, podendo ser executado o dente vertical Muros mistos Segundo Ranzini et al. (1998), são estruturas com características intermediárias entre muros de flexão e os muros de gravidade, funcionando, assim, parte pelo peso próprio e parte pela flexão, utilizando-se de parte do peso do terrapleno para atingir o equilíbrio. A largura das fundações gira em torno de 40% da altura, quando executadas em sapata corrida, resistindo também à translação, podendo ser utilizado o mesmo processo do método anterior para conter esse esforço. Também pode ser apoiado em estacas verticais ou inclinadas, dependendo do tipo de solo Muros de gabiões São muros de gravidade construídos superpondo-se caixas de malha de arame galvanizado contendo pedras de dimensões maiores do que a abertura da malha, montadas in-locu. A altura empregada é da mesma ordem daquelas utilizadas nos muros de gravidade, ou seja, 5 metros. Apresentam como características principais a flexibilidade, que permite que a estrutura se acomode a recalques diferenciais, e a permeabilidade, facilitando assim a drenagem da estrutura. Na figura 7.6 pode ser observado um estrutura em muro de gabião executado próximo ao talude estudado.

58 57 Figura 7.6 Muro Gabião do Talude de acesso a Taquipe Foto do autor, maio Crib-wall Ranzini et al. (1998) descrevem o crib-wall como estruturas formadas por elementos pré-moldados de concreto armado ou de madeira ou aço, que são montados no local, em forma de fogueiras justapostas e interligadas longitudinalmente, cujo espaço interno é preenchido de preferência com material granular graúdo. Funcionam como arrimos de gravidade e se acomodam a recalques das fundações. Como vantagens, oferecem facilidade de construção, baixo custo, capacidade de adaptação ao terreno e aceitação de pequenos recalques, no entanto, exige bom terreno de fundação, drenagem e compactação cuidadosa do solo dentro da fogueira e um cuidado especial na execução do sistema de drenagem com barbacans e dreno de areia. Figura Esquema de um reforço em crib-wall Fonte: Revista Techne Ed.43

59 Cortina Atirantada Os projetos que envolvem obras de contenção podem conter também estruturas atirantadas, constituídas por cortinas, placas isoladas ou blocos ancorados ao terreno através de tirantes protendidos, além de estruturas chumbadas ou ancoradas, que não utilizam ancoragens protendidas ( solo grampeado - soil nailing, estruturas chumbadas ou ancoradas na fundação, estruturas ou blocos com ancoragens passivas, etc. Segundo Ranzini et al. (1998), cortinas são contenções ancoradas ou acopladas a outras estruturas por meio de tirantes, o que dá estabilidade requerida ao maciço. Podem ser rígidas ou flexíveis; no primeiro caso, as deformações das cortinas podem ser desprezadas. No segundo, estas influenciam na distribuição de tensões aplicadas ao maciço. Ainda segundo Ranzini et al. (1998), em rodovias, são empregadas para contenção de cortes ou aterros. No primeiro caso, é feita a partir do topo, em faixas horizontais que vão sendo ancoradas conforme o corte vai sendo executado. Após cada etapa de corte, os tirantes são inseridos, o pano da cortina é concretado e em seguida é feita a ancoragem. No caso de aterros, o processo é semelhante, porém a construção da cortina evolui de baixo para cima, da fundação para o topo. O sistema de drenagem é semelhante ao de muros de arrimo. Os módulos da cortina são executados na medida em que se progride nas escavações, de preferência em nichos, para não causar instabilizações. Figura 7.8- Esquema de aplicação de cortina Atirantada. Fonte: IPT, 2005.

60 59 O processo executivo das cortinas atirantadas envolve a execução de várias fases (MASSAD, 2003): [ ] numa primeira fase, a perfuração do solo, a introdução do tirante e a injeção de nata de cimento para formar o bulbo de ancoragem. Numa segunda fase, após o endurecimento da nata de cimento, os cabos do tirante são protendidos e ancorados junto às placas de concreto (ancoragem ativa). Por vezes, é necessário associar a essas cortinas atirantadas um sistema de drenagem, para aliviar os efeitos das pressões neutras, ou então considerá-las nos cálculos de estabilidade. A eficiência de uma cortina atirantada é muito boa. Os custos para sua execução são relativamente altos, requer pessoal especializado, certo tempo para construção e assim como toda e qualquer obra requer certos tipos de manutenção. É muito importante durante a execução de uma cortina, ter cuidado com as luvas de emendas e realizar a proteção do tirante com tintas que impeçam a corrosão. O ideal é a execução de uma bainha com nata de cimento que evite o contato direto do tirante com o solo. Figura 7.9 Exemplo de cortina atirantada Fonte: Revista Techne, Solo grampeado Solo grampeado é uma técnica de melhoria de solos, que permite a contenção de taludes por meio da execução de chumbadores, concreto projetado e

61 60 drenagem. Os chumbadores promovem a estabilização geral do maciço, o concreto projetado dá a estabilidade local junto ao paramento e a drenagem age em ambos os casos. Esta técnica se aplica aos maciços a serem cortados, cuja geometria resultante não é estável e a taludes existentes que não têm estabilidade satisfatória. O principio de funcionamento do solo grampeado pode ser resumido como sendo o método que conduz a uma estabilização pelo alívio controlado de tensões. Este alívio é alcançado a partir da possibilidade de deslocamentos controlados da massa de solo/rocha e da conseqüente mobilização da resistência interna do material, formando uma zona plastificada e reforçada pela interação solo-grampo. Esta técnica permitiu uma considerável redução da espessura do revestimento final de sustentação das galerias, haja vista a técnica até então utilizada ter uma natureza rígida e, por isso, solicitar a estrutura com esforços muito maiores e requerer revestimentos muito mais espessos (GUIMARÃES, 2008). Inicialmente utilizada em escavações de rochas muito resistentes, novas experiências foram realizadas no sentido de estabilizar estruturas com rochas mais brandas e, posteriormente, em solos (GEORIO, 1999). Estruturas em solo grampeado não são pré-tensionadas e requerem uma pequena deformação no solo para trabalharem. Os grampos são inseridos no maciço à medida que a escavação é iniciada e prossegue em etapas sucessivas, quando então a primeira linha de grampos é executada. O grampeamento do solo também pode ser executado em uma escavação preexistente, onde é possível trabalhar de forma ascendente ou descendente, de acordo com as necessidades construtivas da obra. Em geral, os solos capazes de serem grampeados são areias consolidadas, areias úmidas com coesão capilar, argilas adensadas e rochas brandas. O talude é escavado em alturas entre 1 e 2m, sendo o tipo de terreno o fator determinante dessa altura. Quando se trata de taludes formados por terrenos coesivos, pode-se chegar até a 2,5 m de corte. É conveniente que durante a escavação o solo mantenha-se estável, entretanto, como em outras técnicas de reforço a escavação atinge um ponto crítico de instabilidade local (função da altura de solo a ser escavada). Neste caso, recomenda-se proceder à estabilização da face recém-escavada, pois o solo pode não se sustentar por muito tempo. Além disso, inclinar a escavação da face do

62 61 talude pode proporcionar maior estabilidade e economia da armadura de reforço em função da diminuição dos esforços na face da contenção (GUIMARÃES, 2008). Figura 7.10 Aspecto do solo grampeado em fase de conclusão. Brotas Salvador. Fonte: Monografia de Jonas Guimarães, 2008 Foto do Autor Concreto projetado Trata-se de uma mistura de cimento, areia, pedrisco, água e aditivos, que é impulsionada por ar comprimido desde o equipamento de projeção até o local de aplicação, através de mangote (NBR-13044, 1993). Na extremidade do mangote existe um bico de projeção, onde é acrescentada a água, quando a mistura for seca. Esta mistura é lançada pelo ar comprimido, a grande velocidade, na superfície a ser moldada. No traço, podem ser adicionadas ao microssílica, fibras e outros componentes. As peças podem receber ferragens convencionais, telas eletrossoldadas ou fibras, conforme a necessidade de projeto (GEOSONDA, 2005). Existem duas maneiras de se obter o Concreto Projetado: por via seca ou por via úmida. A diferença básica está no preparo e condução dos componentes do concreto. Na via seca, a adição de água é feita junto ao bico de projeção, instantes antes da aplicação. Na via úmida, o concreto é preparado com água e desta forma conduzido até o local de Figura 7.11 Foto ilustrativa de paramento usando concreto projetado. Fonte: Guimarães, 2008

63 62 aplicação. Para os dois procedimentos, utilizam-se traços e equipamentos com características especiais. As peças podem receber ferragens convencionais, telas eletrossoldadas ou fibras, conforme a especificação do projeto. Para aplicação por via seca, são necessários, pelo menos, os seguintes equipamentos e acessórios: Bomba de projeção: recebe o concreto seco adequadamente misturado e o disponibiliza para aplicação; É necessário que os equipamentos estejam em perfeitas condições de trabalho; as peças de consumo devem estar com desgaste aceitável e a máquina sempre bem ajustada. Compressor de ar acoplado à bomba de projeção: fornece ar comprimido em vazão e pressão corretas para conduzir o concreto até o local da aplicação. A prática brasileira, entretanto, é de que para qualquer diâmetro de mangueira ou vazão de trabalho, a pressão característica do compressor deve ser de 0,7 MPa. Este valor, quando da projeção do concreto, lido no compressor, não pode ser inferior a 0,3 MPa. Desta forma, para distâncias até 50 m teríamos, como condição mínima, os valores do quadro abaixo. Tabela Variáveis dos instrumentos do concreto projetado. Vazão do compressor (pcm) Diâmetro mangote do Pressão de ar necessária (MPa) , ½ ½ Bomba de água: fornece água em vazão e pressão junto ao bico de projeção. Pode ser substituída pela rede pública de fornecimento de água. Deve fornecer água junto ao bico de projeção com pressão de pelo menos 0,1 MPa superior àquela dos materiais em fluxo. Mangote: o duto de borracha por onde o concreto é conduzido da bomba ao ponto de aplicação;

64 63 Bico de Projeção: peça instalada na extremidade de saída do mangote junto à aplicação; Anel de água componente do bico de projeção pelo qual se adiciona água ao concreto; Bico pré-umidificador instalado a cerca de 3 m do bico de projeção, visa fornecer água ao concreto seco antes do ponto de aplicação. Pode ser ou não utilizado. Os acessórios como mangotes, bicos, anéis d água, pré-umidificadores e discos devem estar em plenas condições, conforme especificações do fabricantes e fornecedores. Normalmente a resistência solicitada em projeto é de 15 a 20 MPa, podendo atingir valores muito superiores, de até 40 MPa. O concreto seco pode ser fornecido usinado, em caminhões-betoneiras, ou preparado no canteiro de obras. São utilizadas alternativamente às telas, fibras metálicas de aço, adicionadas diretamente na betoneira ou caminhão-betoneira, obtendo uma mistura perfeitamente homogênea. Isto não obriga qualquer mudança nos equipamentos, promove redução da equipe de trabalho, visto que não há necessidade de mão-deobra para preparo e instalação das telas. Elas se ajustam perfeitamente ao corte realizado no talude, aceitando superfícies irregulares, com espessura constante. O resultado é um concreto extremamente tenaz. A presença das fibras produz concreto de baixa permeabilidade, uma vez que age no combate às tensões de tração, durante o início da cura, homogeneamente em todas as regiões da peça (METHA, 1994).

65 Uso de pneus Recentemente, muitas prefeituras e comunidades têm executado contenções de encostas e de margens de rios com pneus inservíveis. Essas obras utilizam-se do pneu inteiro, enfileirando-os em camadas amarradas entre si e preenchidas com terra. Segundo Medeiros et al. (2000), a utilização de pneus na contenção de taludes associa eficiência mecânica e baixo custo de matéria-prima, favorecendo a reutilização de um resíduo altamente impactante ao meio ambiente. Trata-se de uma técnica recente, inovadora e propõe resolver dois problemas distintos. O passivo ambiental gerado pelo resíduo da indústria automotiva e, o problema da estabilidade de taludes. Até o presente momento existe pouca bibliografia a respeito do assunto, no entanto, por ser uma técnica intrigante e ao mesmo tempo louvável pela sua finalidade, têm-se alguns estudos a respeito, a exemplo do projeto de pesquisa que aborda um muro experimental construído para estudo na dissertação de mestrado de Ana Cristina Castro Fontenla Sieira, na Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro PUC-RIO (SIEIRA, 1998). O muro foi construído com malhas de pneus usados, amarrados entre si e em camadas horizontais. A parte interna da malha foi preenchida com solo compactado, em quatro diferentes tipos de seções. O estudo consistiu ainda de instrumentação com extensômetros magnéticos, células de pressão e inclinômetros. Figura 7.12 Início de construção de muro de pneus (SIEIRA et al, 2000) Neste trabalho, segundo Sieira et al, (1998), o material utilizado no retroaterro é classificado como um solo areno-siltoso proveniente do intemperismo de rocha gnáissica local. Após a compactação, o solo apresentou peso específico de 17 kn/m³ e grau de saturação médio de 65%. Nesta técnica, é possível associar o uso de plantas para melhoria da estética e usufruir das vantagens da cobertura vegetal, como será visto adiante.

66 65 Figura 7.13 Resultado final da construção de muro de pneus (SIEIRA et al, 2000) 7.4 Cobertura Vegetal A influência dos sistemas radiculares na resistência ao cisalhamento do solo tem valor considerável, por isso é grande a importância da presença de vegetação sobre taludes e tem recebido considerável atenção, principalmente no que se refere à ação de desmatamento e seus efeitos no processo de instabilização (CASTRO, 1996). As raízes das plantas tendem a melhorar a qualidade do solo, aumentando sua resistência através do reforço mecânico, além de reduzir o teor de umidade, função esta desenvolvida pelas folhas das árvores através dos fenômenos de transpiração, evaporação e interceptação (BUONO, 1997). Embora boa parte dos trabalhos visando a qualificação e quantificação dos efeitos da vegetação na estabilidade de taludes sejam de países em condições climáticas diferentes da nossa, como Estados Unidos, Japão, Nova Zelândia, Tailândia, já existe no Brasil um sistema denominado SIARCS Sistema Integrado para Análise de Raízes e Cobertura do Solo (EMBRAPA, 1996), desenvolvido pelo Centro Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento de Instrumentação Agropecuária (EMBRAPA-CNPDIA, 1997). As infiltrações efetivas das águas das precipitações pluviométricas, responsáveis diretas pela deflagração dos mecanismos de instabilização dos taludes, dependem principalmente da cobertura vegetal e do perfil de intemperismo

67 66 do talude, com relação à litologia e aos aspectos estruturais. Quando bem aplicada e enraizada, a cobertura vegetal tem demonstrado sua eficiência na redução dos deslizamentos superficiais em massapés, no combate à erosão dos solos granulares (areias siltosas e siltes arenosos) e na proteção contra variações excessivas da umidade, responsáveis pela desagregação superficial das rochas argilosas (SIMÕES, 1991). Taludes desprovidos dos cuidados mecânicos e vegetativos recomendados ficam completamente danificados, ocasionando sérios prejuízos para estradas, ruas, cabeceiras de pontes e outras estruturas, quer sejam agrícolas, urbanas ou rodoviárias (SEIXAS, 1984). São inúmeras as vantagens da cobertura vegetal na estabilidade de talude. Podemos citar três vertentes de atuação deste tipo de cobertura: interceptação de raios solares, ventos e chuva; retenção considerável do volume de água e eliminação da água presente. Ainda, a contínua formação de detritos vegetais nos terrenos promove: amortecimento de boa parte da água que atinge o terreno; escoamento hipodérmico devido à estrutura acamada; redução de efeitos erosivos em condições de máxima pluviosidade (PUGLIESE, 1997). De forma mecânica, o sistema radicular das plantas favorece um acréscimo da resistência ao cisalhamento. Já de forma hidráulica ocorre um escoamento hipodérmico. Da ação biológica, registram-se dois efeitos benéficos: o surgimento de pressão neutra negativa melhorando a coesão do solo e diminuindo a quantidade de água a ser infiltrada no maciço (SEIXAS, 1984). A caracterização do sistema radicular, de uma espécie vegetal, tanto com relação à distribuição espacial como por densidade de raízes, é um dos parâmetros necessários para correlacionar com os parâmetros geotécnicos e obter a influência deste com aquele. Porém, a não determinação dos parâmetros de vegetação, pelo fato de requererem grande disponibilidade de tempo, mão-de-obra numerosa e experiente tem refletido na baixa produção de trabalhos que comprovem a importância da vegetação na estabilidade de encostas (PUGLIESE, 1997).

68 Efeitos do Desmatamento De forma antagônica ao item anterior, com o desmatamento ocorre: Eliminação da proteção térmica e climática, conferindo ao solo a ação direta das gotas de chuva pela inexistência das copas da serrapilheira; Ação erosiva das águas de chuva que seriam evitadas ou minoradas por meio de raízes superficiais e da serrapilheira; Aumento da infiltração e elevação do lençol freático, pois a cobertura vegetal reteria, por molhamento de todo o edifício arbóreo, parte da água da chuva que chegaria ao solo; Perda, em médio prazo, dos efeitos mecânicos do sistema radicular por deterioração dos tecidos vegetais e aumento do tempo de acesso das chuvas ao solo; Inexistência da retirada de água infiltrada no solo por absorção e devolução à atmosfera por meio da evapo-transpiração. Figura Sistema radicular da Brachiara Decubems atuando no solo do talude estudado. Fonte: O autor.

69 68 8 Monitoramento e Controle dos Movimentos de Massa O monitoramento e controle do comportamento de taludes têm por finalidade minimizar os riscos de eventuais ocorrências indesejadas. Para tal, os sistemas de instrumentação: inclinômetros, piezômetros, células de carga em ancoragens, hidráulicas ou elétricas, servem de subsídio. Estes sistemas de instrumentação poderão ser utilizados separadamente ou em conjunto, dependendo da importância ou localização da obra. Segundo Kennedy apud Guidicini (1984), há duas razões básicas para se instrumentar taludes: 1. verificar se um talude se comporta dentro dos limites previstos em projeto e, 2. acompanhar e predizer o comportamento de um talude que já exibia sinais de ruptura e que esteja se movimentando. É importante considerar que a crescente complexidade das obras de engenharia e a tendência atual do mercado, na execução das obras com maior rapidez, em melhores condições de segurança, com elevada rentabilidade e confiabilidade acrescida, têm sido motivações para um controle mais eficaz do comportamento das obras e dos terrenos onde assentam, quer na fase de construção quer durante a sua vida útil. Nesse sentido, a atividade de instrumentação tem assumido um papel de crescente relevância. O monitoramento e controle podem estar presentes em todas as fases do processo, desde a concepção e elaboração de planos de instrumentação ao fornecimento e instalação de sistemas de instrumentação, desenvolvimento de soluções automatizadas de aquisição de dados de instrumentação, exploração de sistemas de instrumentação, gestão da informação, disponibilização de resultados e retroanálise e no controle de obras. Uma das formas mais usuais de instrumentação está na utilização de inclinômetros para verificação de movimentação do maciço e medidores de deformação do tipo strain-gages em contenções que fazem uso de tirantes, os quais receberam estes equipamentos colados ao longo das barras de aço dos grampos; para monitorar o nível d água no terreno, faz-se o uso de piezômetros.

70 Inclinômetros O inclinômetro é um instrumento que serve para medir deslocamentos horizontais dentro do terreno. A seqüência de leituras no tempo permite determinar a progressão dos movimentos do talude e localizar a profundidade de uma eventual superfície de ruptura. A utilização de inclinômetros é prática bastante conhecida em obras geotécnicas. Os procedimentos de instalação geralmente são encontrados em literatura estrangeira, por outro lado, no mercado nacional já existem empresas especializadas na prestação de serviços de instalação e monitoramento por instrumentação. Na figura 8.1, observa-se um inclinômetro instalado em um furo que foi executado com 100 mm de diâmetro, permitindo a inserção do tubo de acesso (80 mm) e o posterior preenchimento com calda de cimento-betonita (1:10). Figura 8.1: Inserção de inclinômetro Fonte: Nunes at al (2004) Neste caso, o torpedo padrão de 25 mm de diâmetro é do tipo deslizante e percorre o tubo de baixo para cima, sendo o sensor guidão por pequenas rodas que garantem o alinhamento do instrumento no centro do tubo. Os inclinômetros são equipamentos robustos e raramente sofrem perturbações do meio no qual são inseridos (Nunes at al, 2004). Por isso, alguns cuidados são tomados para evitar o vandalismo dos tubos de acesso. Como exemplo, podemos citar: colocação de tampa na extremidade do tubo de acesso; construção de uma caixa de proteção chaveada no entorno do tubo. Figura Caixa de proteção e tampa do tubo de acesso do inclinômetro Fonte: Nunes at al (2004)

71 Piezômetros Piezômetro é um aparelho que serve para avaliar a compressibilidade ou a tensão dos líquidos (CRUCIANI, 1987). Através desta medida, determina-se o nível d água no lençol, pressão neutra interna do solo e pressões em junta (CBDB, 2009). O piezômetro é constituído de um tubo vertical, aberto nos dois lados, conectado a massa de água. Há vários tipos de piezômetros, o de mais simples execução é o hidráulico, pois não envolve necessariamente dispositivos elétricos ou eletrônicos sofisticados (ORTIGÃO, 1975). Os piezômetros são úteis e insubstituíveis justamente para detectar a presença de componentes verticais do fluxo subterrâneo, especialmente fluxos ascendentes originados por pressão artesiana, que promovem a elevação e sustentação do lençol freático. Esse tipo de problema é dos mais sérios e de mais difícil solução devido à dificuldade em controlar a pressão artesiana (CRUCIANI apud Santos, 1987). Atualmente, com o avanço tecnológico, existem piezômetros elétricos que são constituídos basicamente de um elemento poroso e um transdutor eletromecânico de pressão, de forma que as pressões intersticiais que se desenvolvem no fluido dos poros do solo são transmitidas hidrostaticamente pela água que satura o elemento poroso (filtro), terminando por acionar o transdutor. A função básico do condutor eletromecânico é de transformar uma quantidade física (pressão) em um sinal elétrico. Na figura ao lado, temos o esquema de uma instalação típica de piezômetro. Figura 8.3: Esquema de instalação de Piezômetro Fonte: Comitê Brasileiro de Barragens, 2008.

72 71 O IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas) desenvolveu um piezômetro pneumático para aplicação em obras civis tais como: maciços de barragens e outros aterros, fundações e taludes, com o intuito de obter medidas precisas e com rapidez de leitura. O princípio de funcionamento é o da conversão da pressão d água intersticial do selo numa pressão equivalente de gás (CO 2 ), que é registrada como leitura em um manômetro de precisão.. Figura 8.4: Esquema de Piezômetro Pneumático Fonte: IPT, Figura 8.5: Piezômetro Pneumático do IPT Fonte: IPT, 2007.

73 72 9 Local de estudo O local de estudo compreende toda área geográfica que determina as condições de contorno da instabilização, razão da qual, também influencia na escolha, implantação e execução da contenção mais adequada que atenda da melhor maneira possível aos requisitos apresentados. 9.1 Descrição Geral O talude estudado localiza-se ao longo da BR 110, no Município de São Sebastião do Passé-Ba a treze quilômetros da sede do município. O acesso ao local é feito, saindo de Salvador, pela BR-324 até o cruzamento com a BR-110, na altura do km 51, em direção a cidade de São Sebastião do Passé. Após 5 km, nas imediações do km 385, encontra-se um trecho em aclive seguido de uma curva a direita. Após a curva, ainda no trecho em aclive, observa-se à esquerda, o talude estudado (Figura 9.1). O Município de São Sebastião do Passé, situado na região Metropolitana de Salvador, possui clima quente e úmido, com pluviosidade em torno de 1600 mm/ano (máxima igual a 2330 mm/ano), cultivo de mandioca e criação de bovinos, eqüinos e muares. O município faz limites com Candeias, Catu, Pojuca, Terra Nova, Amélia Rodrigues, Mata de São João e Dias D Ávila (SEI, 2004). Figura 9.1 Talude à esquerda Foto do autor, dezembro 2008 Na região o relevo é do tipo forte e ondulado com encostas convexas e com vários pontos que mostram indícios de movimento de massas e média densidade de canais de drenagem. Em alguns desses pontos há cicatrizes de erosão induzidas pelo desmatamento do que ainda restava de mata atlântica. O uso do solo é de pastagem e agricultura de subsistência e existem várias áreas recém desmatadas

74 73 para ampliação das pastagens (SEI, 2004). A devastação das matas provoca uma intensa e brusca infiltração das águas, diminuindo a estabilidade do manto e provocando numerosos escorregamentos do solo, inutilizando freqüentemente grandes áreas (LEINZ, 1987). De acordo com Simões (1991), nessa área de Bacia Sedimentar, os deslizamentos dos taludes ocorrem em sua grande maioria nos períodos chuvosos. A infiltração efetiva das águas de chuva, dependendo do caso, pode gerar redes temporárias de percolação de água, reduções de pressões neutras negativas (sucções), pressões hidrostáticas nas cunhas ou sub-pressões devido a elevação do N.A.(Nível d água) do subsolo, provocando com isto a ruptura dos taludes. Sobral (1956) relatou que os engenheiros, ao construírem estradas ou edifícios, se viram compelidos a entrar em contato mais íntimo com o massapê da região, adquirindo, desse contato, experiências decepcionantes. Escorregamentos de grandes volumes de terras, deslocamentos de longos trechos de estradas de ferro, derrubamentos de robustos muros de arrimo eram fatos que ocorriam constantemente. 9.2 Descrição do talude estudado O talude de corte estudado apresenta comprimento de 166m na base e 33 m no topo, com altura variando de 18 a 25 metros. Ao longo de seus 59 metros de trecho inclinado (comprimento da face), à meia encosta, possui uma berma com 39 metros de comprimento e 9 metros de largura (Figura 9.2). As inclinações do talude são de 27º para a primeira inclinação (base até a berma) e 56º para segunda inclinação (berma até o topo), indicadas na Figura 9.3. Figura 9.2 Croqui de vista superior do talude

75 74 Figura 9.3 Perfil do talude Existem drenos de pequeno comprimento e diâmetro de 50 mm (Figura 9.4) no muro de arrimo existente, mas não foram suficientes para evitar escorregamento de massa nos meses mais chuvosos do ano de 2008, principalmente de abril a junho. Na lateral direita do talude, existe um dreno (manilha de concreto) que lança a água captada na superfície do solo, erodindo o talude no sentido topo-pé (Figura 9.5). Segundo inspeção visual, realizada pelo professor e geólogo Carlos Uchoa, a textura do solo que compõe o talude é predominantemente argilosa, embora, em algumas partes, areia possa estar presente. Figura 9.4 Dreno do muro de arrimo Foto do autor, outubro Figura 9.5 Manilha de concreto Foto do autor, outubro-2008.

76 75 A coloração varia em bandas arroxeadas e avermelhadas, certamente refletindo a presença de óxido de ferro em variadas quantidades e níveis de oxidação. Figura 9.6 Cobertura Vegetal Foto do autor, dezembro Figura 9.7 Muro de arrimo tombado Foto do autor, outubro Há cobertura vegetal em toda extensão inclinada, principalmente gramínea e pequenos arbustos, como medida de proteção superficial (Figura 9.6) No pé do talude, um trecho do muro de arrimo (90cm de altura e 50 cm de largura), citado anteriormente, encontra-se tombado. Na inspeção visual, observou-se que parte dos drenos (tipo barbacãs) encontravam-se obstruídos com vegetação. O talude estudado vem sendo observado pelo autor deste trabalho desde maio de 2008 até o presente momento. Em junho de 2008 foi observado o surgimento de trincas no topo do talude próximo à borda. No topo, existem fendas com abertura de 18 centímetros (medidas no mês de outubro de 2008) e profundidade possível de medição com trena, em torno de 86 centímetros. Ao longo das fendas, o abatimento do talude foi de até 27 centímetros, em superfícies que exibem suas faces externas côncavas, reforçando a indicação de movimentação (Figura 9.8).

77 76 Figura 9.8 Abatimento em topo do Talude Foto do autor, novembro As referidas fendas distam do poço TQIA-05 cerca de 9,70 m, 15,12 m e 20,32m, conforme mostrado na figura Figura 9.9 Perfil das trincas no topo do talude O referido poço existe desde 25 de abril de 1964, com diâmetro igual a 24,45 cm e revestimento em tubo metálico de aço carbono até a profundidade de 1160 m,

78 77 servindo para injeção de água no solo, com a finalidade de recuperar a produção de petróleo sob a mesma pressão de produção no reservatório. À meia encosta, na berma, a ação de processos erosivos é visível (Figura 9.10). Figura 9.10 Berma com erosão Foto do autor, outubro-2008 Sobral (1956) já salientava naquela época que, sob alta pluviosidade, a água percolava através do solo e carreava consigo as substâncias solúveis e dispersíveis, intensificando os processos erosivos. A vegetação encontrada no talude ratifica a observação de Simões (1991): os taludes em massapês, devido as suas características físicas e de fertilidade, permitem o plantio das mais diversas espécies de gramíneas e leguminosas; há uma grande predominância de Brachiaria. O Brachiaria e o Gengibre são os tipos que melhor se adequam ao solo, devido à resistência e a espessura do sistema radicular (SIMÕES, 1991). Para Simões (1991), o talude de corte executado nos materiais da Bacia Sedimentar, seguindo os padrões de inclinação comumente empregados para materiais convencionais em obras viárias, tem demonstrado serem bastante instáveis, mesmo para as precipitações pluviométricas consideradas normais. O homem tem contribuído de forma significativa neste processo, criando condições favoráveis aos deslizamentos. 9.3 Origem, formação e evolução da Bacia Sedimentar onde foi desenvolvido o estudo No período Jurássico Superior deu-se o rompimento continental que separou a América do Sul da África, iniciando-se assim a formação da fossa tectônica do

79 78 Recôncavo. Esta movimentação tectônica expressa as grandes deformações disjuntivas resultantes do campo de tensões crustais dominantes nos períodos Jurássico e Cretáceo (Simões, 1991). Segundo Leal apud Simões (1988), que trata de formação bastante abrangente os aspectos geológicos da Bacia Sedimentar, a atividade tectônica exerceu influência marcante sobre a sedimentação da Bacia, podendo-se concluir com base nas análises das unidades estratigráficas, que a Bacia se desenvolveu em três estágios denominados pré-rift, rift e pós-rift. O segundo estágio, denominado rift, é caracterizado por uma atividade tectônica bem mais acelerada, representada por uma maior velocidade de subsidência do graben do Recôncavo. Esta subsidência tipo diferencial e assimétrica deu origem a três compartimentos estruturais internos na Bacia: uma plataforma relativamente estável, ocupando a parte norte e oeste; uma faixa em talude, sinuosa e de ângulo elevado, a oeste e por último uma zona hiper subsidente, adjacente ao falhamento de leste a sul, onde se constata um maior aprofundamento da Bacia (SIMÕES, 1991). Ainda segundo Simões, no rift, foram depositadas as formações restantes do Grupo Santo Amaro, as formações do Grupo Ilhas, assim como os arenitos grosseiros e os folhelhos da formação São Sebastião, do Grupo Massacará. As rochas sedimentares foram formadas a partir do transporte e deposição dos sedimentos provenientes dos mantos de materiais intemperizados das rochas do Embasamento Cristalino, que ocorrem em locais topograficamente elevados nas bordas da Bacia. Onde para Leinz at al, (1987), ocorre o terceiro estádio, que é o da decomposição total da rocha, desaparecendo por completo a sua textura. É o que se denomina solo. Leinz (1987), afirma que nas áreas pouco íngremes, onde não se verificam os fenômenos de deslizamento do solo, há a passagem gradual entre os três estádios de intemperismo. As intempéries passaram, então, a agir diretamente sobre os folhelhos, argilitos e siltitos que constituem as formações cretáceas, originadas da consolidação em camadas de siltes, argilas e partículas calcáreas, decompondo-as facilmente em lâminas finas. Formaram-se, então, os massapês (SOBRAL, 1956). As formações sedimentares da Bacia são geralmente sub-horizontais. As movimentações ocorridas devido ao processo de subsidência resultaram em um quadro estrutural onde geralmente as camadas tendem a mergulhar para leste ou

80 79 sudeste. Os ângulos de mergulho dos acamamentos são geralmente baixos, atingindo em termos regionais valores médios inferiores a 10. Em locais específicos da Bacia, onde o comportamento estrutural foi modificado devido ao basculamento de grandes blocos, conseqüência da subsidência diferencial, com inversão de mergulhos, dobramentos, etc..., podem ser encontrados mergulhos com inclinações mais elevadas. (SIMÕES, 1991) As primeiras formações da Bacia foram sedimentadas em ambientes fluviais e lacustres. Com a reativação do processo de subsidência, formaram-se vales profundos, longos e estreitos, que sofreram alagamentos com o ingresso das águas do mar, possibilitando a deposição de novas seqüências sedimentares. As formações do Recôncavo tiveram diferentes ambientes de deposição: formação Itaparica (ambiente lacustre predominantemente profundo e redutor); formação do Grupo Ilhas (ambiente deltaico-lacustre); formação São Sebastião (ambiente fluvial); formação Marizal (leques aluviais). Em busca à mapa geológico do recôncavo baiano, verificou-se que a cidade de São Sebastião do Passé está locada numa região de formação São Sebastião, tendo as formações Barreias e Ilhas circunvizinhando a esquerda e a direita respectivamente. Os fatores climáticos exercem influência marcante nos processos de instabilização dos taludes da Bacia Sedimentar do Recôncavo, destacando-se a pluviometria pelo fato de estar diretamente associada aos deslizamentos (SIMÕES, 1991). De acordo com Sobral (1956), o clima é o resultado da distribuição da temperatura e da precipitação, sendo que em uma região com a precipitação pluviométrica como a do Recôncavo, verificam-se escorregamentos nos massapês sob a ação da água. A cobertura vegetal, de forma geral, favorece a estabilidade dos taludes, reduzindo a ação dos agentes climáticos sobre o maciço. Este aspecto torna-se muito importante nos taludes da Bacia Sedimentar, pela presença dos solos e das rochas expansivas muito sensíveis às variações de umidade e pela ocorrência abundante dos solos granulares, facilmente erodíveis pelas águas de chuva (SIMÕES, 1991). As maiores chuvas na região precipitam-se entre os meses de março e julho e, em um período, entre novembro e dezembro. Em realidade não se observa estiagem em nenhuma época do ano, daí alguns classificarem o clima como macro

81 80 termal úmido sem estiagem. A precipitação é superior a 1500 mm anuais (SOBRAL, 1956). Climas com essas características são o ativador energético do processo de formação do solo (SOBRAL, 1956). Confirmando isto, Simões (1991) afirma que a água participa ativamente nos processos de intemperização das rochas da Bacia Sedimentar e na deflagração dos mecanismos de instabilização dos taludes. 9.4 Mineralogia e caracterização do solo da região A tabela 9.1 mostra a composição mineralógica das argilas silto-arenosas (massapês), coletadas por Simões (1991) em alguns taludes da formação São Sebastião. Tabela Composição mineralógica semi-quantitativa da fração argila dos massapês da formação São Sebastião (SIMÕES, 1991) AMOSTRA Nº C O M P O S I Ç Ã O M I N E R A L Ó G I C A (%) MONTMORILONITA ILITA CAULINITA Devido a não observância da motimorilonita, os massapês desta região possuem características e composição mineralógica diferente dos massapés provenientes da intemperização das rochas argilosas das demais formações da Bacia. Em conseqüência apresentam menores expansões, assim como permeabilidades e resistências ao cisalhamento mais elevado. Ensaios mineralógicos da fração argila foram executados também nos sedimentos granulares da formação São Sebastião, constituídos de areias siltoargilosas. Na Tabela 9.2 os resultados desses ensaios são mostrados, verificandose os teores reduzidos de ilita, que conferem potencial de expansibilidade bastante baixo a estes sedimentos.

82 81 Tabela Composição mineralógica semi-quantitativa da fração argila dos sedimentos granulares (areia sítio argilosa) da formação São Sebastião (SIMÕES, 1991) AMOSTRA Nº C O M P O S I Ç Ã O M I N E R A L Ó G I C A (%) MONTMORILONITA ILITA CAULINITA Nas tabelas 9.3 e 9.4 apresentam os resultados de ensaios de granulometria e peso específico dos grãos, limites de consistência, respectivamente, realizados no solo da Formação São Sebastião por Simões (1991). Tabela Granulometria: solo Formação São Sebastião (Simões, 1991) Amostra/fração granulométrica Areia Silto Argilosa Argila Silto Arenosa (Massapê) Pedregulho (%) 1 1 Areia (%) Silte (%) Argila (%) Tabela Peso específico dos grãos e limites de consistência determinados por Simões (1991): solo Formação São Sebastião Amostra s(kn/m 3 ) w L (%) w P (%) IP (%) Areia Silto Argilosa 26, Argila Silto Arenosa (Massapê) 27, Parâmetros de resistência dos solos da região

83 82 A tabela 9.5 apresenta os parâmetros de resistência dos solos da Formação São Sebastião, determinados por Simões (1991), por meio de ensaios de cisalhamento direto. Tabela 9.5 Parâmetros de resistência ao cisalhamento dos sedimentos da Formação São Sebastião determinados por Simões (1991) PARÂMETROS DE RESITÊNCIA MATERIAL ENSAIADO AMOSTRA PICO RESIDUAL Nº c' θ' c'r θ'r (kn/m²) ( ) (kn/m²) ( ) * * ARGILA SILTOSA COM AREIA (MASSAPÊ) * * ARGILA ARENOSA COM SILTE * * * * * AREIA SILTO-ARGILOSA * * SILTE ARGILO-ARENOSO COMPACTO * CONTATO AREIA SILTO-ARGILOSA X ARGILA SILTOSA COM AREIA (MASSAPÊ)

84 83 Da tabela 9.5, a resistência residual da coesão foi sempre zero, conforme a praxe, e o valor do ângulo de atrito apresentado mostra pouca variação do valore de pico ao residual, tendo o ângulo máximo residual de 33 e o mínimo em 13. As tabelas 9.6 e 9.7 apresentam os valores adotados neste trabalho: Tabela 9.6- Parâmetros de resistência de pico determinados por Simões (1991) e adotados neste trabalho: solo Formação São Sebastião Amostra (kn/m 3 ) c (kpa) ( o ) Argila Siltosa com Areia (Massapê) 17, Areia Silto-Argilosa 13, Tabela Parâmetros de resistência residual determinados por Simões (1991) e adotados neste trabalho: solo Formação São Sebastião Amostra (kn/m 3 ) c (kpa) - residual ( o ) Argila Siltosa com Areia (Massapê) 17, Areia Silto-Argilosa 13,

85 84 10 Análise da estabilidade do Talude Este capítulo apresenta as hipóteses levantadas sobre as prováveis causas da instabilização do talude estudado, os parâmetros adotados para avaliação da sua estabilidade e análise propriamente dita. Após visita ao talude, foi possível fazer as seguintes considerações: Não existe sistema de drenagem superficial No topo do talude, não existe vegetação O talude tem sido erodido pelo dreno, localizado à direita e que lança água ao longo de sua superfície As fendas (Figura 10.2) possibilitam livremente a entrada de água de chuva, que irá acumular no maciço de solo, aumentando a poro pressão do mesmo. Figura Foto retirada em momento de chuva. Foto do autor, junho-2008 O processo de instabilidade se inicia, a partir dessas trincas de retração. Figura 10.2 Trinca de tração no topo do talude próximo a borda. Foto do autor, julho de A camada de topo (Figura 10.3) é composta por material laterítico, material transportado, lançado no local e possui espessura aproximada de 1 metro Existe massa de solo já rompida a partir da fenda no topo A massa rompida escorregou e parte dela se sobrepôs ao topo do muro de arrimo, situado no pé do talude O muro no pé do talude (Figura 10.4) perdeu a estabilidade e está inclinado para fora O solo do talude é bastante fino, com plasticidade ao tato e coloração amarela, vermelha e roxa, identificados durante a inspeção in situ

86 85 +/- 1 m de material transportado Terreno natural Figura 10.3: Perfil demonstrando diferentes camadas. Foto do autor, dezembro Existe a possibilidade de o revestimento do poço (no topo do talude) estar furado Costa e Silveira em 1954, no estudo do escorregamento ocorrido na rodovia PE-BR-11-Sul Trecho Ponte dos Carvalhos em Pernambuco, embora o tipo de solo estudado não tenha sido o massapê, concluíram que a causa do acidente, pelo menos a principal delas, foi a ação das águas de chuva que, ao se infiltrarem através das fissuras da argila rija, encontraram uma camada de argila dura e sobre ela se depositaram. A ação prolongada dessas águas diminuiu a consistência da argila anteriormente rija, tornando menor a sua coesão. Figura 10.4: Muro de arrimo rompido. Foto do autor, outubro-2008 Figura 10.5: Massa rompida escorregada e sobreposta ao muro de arrimo Foto do autor, junho-2008

87 86 De acordo com Simões (1991), nos taludes da Formação São Sebastião, as redes de fluxo são fundamentalmente verticais, conduzindo as águas infiltradas até o N.A.(Nível d água) estático do sub-solo, geralmente a maiores profundidades. A ruptura se dá por perda de sucção parcial ou total dos massapês, em zonas específicas da superfície de ruptura, devido principalmente à infiltração das águas das precipitações pluviométricas através das trincas. Os deslizamentos ocorrem nos períodos de chuvas intensas, tendo as chuvas antecedentes, também, certa influência no mecanismo, devido ao elevado teor de material argiloso (SOBRAL, 1956) Informações geotécnicas utilizadas e análise As informações geotécnicas utilizadas na análise estão relacionadas a seguir: sondagem a percussão, realizada previamente em julho de Os perfis estão no ANEXO A; inspeção in situ ; coleta de amostra deformada no topo do talude e material do topo e berma para e realização de ensaios de caracterização em laboratório. A amostra 1 é referente ao material coletado no topo do talude e a amostra 2 trata-se do material coletado na berma do talude, todos eles após a camada superficial de material laterítico. A inspeção in situ detectou um solo argiloso com presença de areia, solo bastante pedogeneizado, sua coloração variando em bandas arroxeadas a avermelhadas. A amostra indeformada retirada in loco teve peso específico de 15,98 kn/m³, e umidade em 16,2 % verificada pelo método Speedy. Os valores dos limites de consistência encontrados na tabela abaixo possui semelhança com os valores ora encontrados por Simões, fazendo valer a afirmativa que os estudos estão correlacionados por se tratar de solos com características parecidas. Os resultados desses ensaios estão nas tabelas 10.1 e 10.2;

88 87 Tabela peso específico dos grãos e limites de consistência determinados em laboratório: solo do talude Carta de Amostra s(kn/m 3 ) w L w P IP (%) Plasticidade (SURCS) 1 (Topo) 26, CL 2 (Berma) 27, CL O limite de liquidez, como é sabido, é o teor de umidade em que o solo passa ao estado fluido denso, se houver aumento de umidade suficiente para provocar essa mudança no estado de consistência. Enquanto que o limite de plasticidade é o teor de umidade mínimo com que o solo se mantém no estado plástico. A partir desses dois teores de umidade, obtém-se o índice de plasticidade, definido como a diferença numérica entre o limite de liquidez e o limite de plasticidade do solo, e representa o espaço em que ele permanece plástico. Tabela Granulometria do solo coletado no topo e berma do talude Fração do solo ABNT DNER Amostra 01 (Topo) Amostra 02 (Berma) Amostra 01 (Topo) Amostra 02 (Berma) Pedregulho 0% 0% 0% 0% Areia grossa 0% 0% 0% 0% Areia média 3% 1% 8% 3% Areia fina 25% 9% 11% 8% Silte 32% 39% 33% 33% Argila 40% 51% 48% 56% IA SKEMPTON 0,58 0,47 0,48 0,43 Os valores de atividade de Skempton demonstram que o solo do talude possui predominância de caulinita (0,3-0,5), segundo Mitchell, 1976; Skempton, 1953, apud Braja, O que reforça a informação de Simões, A partir dos valores mostrados na Tabela 10.2, o material coletado é classificado como uma argila siltosa ou argila silto-arenosa, conforme já identificado nos perfis de sondagem a percussão. Na formação São Sebastião é encontrado predominantemente camadas de sedimentos granulares (areias siltosas e siltes arenosos), simplesmente apoiadas

89 88 em sedimentos argilosos ou perfis mais complexos constituídos de maciços granulares com intercalações múltiplas de camadas argilosas menos permeáveis. Em alguns taludes específicos, pode ocorrer em profundidade a presença de folhelhos intemperizados, sotopostos às referidas camadas de sedimentos (SIMÕES, 1991). Os materiais constituintes dos horizontes de intemperismo na região estudada apresentam em geral, porcentagem passando na peneira 200 superior a 80 % e limite de liquidez superior a 50%. Os valores encontrados para as amostras estudadas, estão representados nas tabelas 10.1 e E de acordo com o Sistema Unificado de Classificação, os massapês são enquadrados quase na sua totalidade como CH, de alta plasticidade. Os materiais dos horizontes subjacentes são classificados também como CH, com algumas ocorrências de MH (SIMÕES, 1991). As amostras ensaiadas foram classificadas como CL (argila de baixa plasticiadade). Simões (1991) afirma que os sedimentos granulares predominantes nesta Formação são areias silto-argilosas, podendo ocorrer também em alguns locais siltes areno-argilosos e siltes argilo-arenosos. Geralmente não são expansivos, podendo, no entanto, exibir em alguns casos expansões moderadas, função da composição granulométrica e mineralógica da fração argila. Em comparação com os sedimentos argilosos (massapês) desta mesma Formação, são muito mais permeáveis e resistentes. A Formação São Sebastião, principalmente na parte nordeste da Bacia Sedimentar, onde as condições de deposição favoreceram a formação de taludes homogêneos, espessos, constituídos de massapês de coloração predominantemente amarela a marrom avermelhada, possui teor elevado de areia e silte. Em decorrência destas características granulométricas, os taludes são mais altos e íngremes com trincas de retração mais espaçadas, tendo no topo a presença de trincas de tração (SIMÕES, 1991). Esta observação é coincidente com algumas observações realizadas no talude estudado, cuja localização está na Formação São Sebastião, de acordo com o mapa geológico do recôncavo baiano de Sobral, Com a definição da geometria do talude, as observações feitas e tendo resultados de investigações geotécnicas, o próximo passo foi aplicar os métodos para análise da estabilidade de talude, para calcular os fatores de segurança.

90 Avaliação da estabilidade do talude O perfil do talude estudado está representado na figura Figura 10.6 Perfil do talude estudado

91 90 Na área, foram realizadas sondagens à percussão em 9 pontos distintos do talude (ver anexo B), perfazendo um total de 86,43 metros perfurados com o objetivo de obter o perfil geotécnico do terreno, através da identificação das diferentes camadas observada. Os furos de sondagens foram realizados de acordo com as exigências da NBR 6484/2001 (Sondagens de simples reconhecimento com SPT Método de ensaio). Conforme se observa, as sondagens a percussão (ANEXO B) mostram perfis de material predominantemente silto-argiloso, tendo o furo 06 detectado nível de água a uma profundidade de 0,76 m. Ainda neste furo, a camada que se inicia a uma profundidade de 4 metros passa a ter consistência rija a dura, diferente das demais que possuem consistência mole a médio. Os parâmetros de resistência utilizados foram obtidos de Simões (1991) e adotaram-se os valores residuais, conforme Tabela 9.6, porque uma parte do talude já está rompida. A tabela 10.3 resume os parâmetros geotécnicos adotados para o talude estudado. Tabela Parâmetros geotécnicos adotados para o talude baseado em Simões (1991) Camada (kn/m 3 ) c (kpa) - residual ( o ) residual 1 15, Para análise da estabilidade, foram utilizados os métodos de Bishop Simplificado e de Hoek & Bray, para efeito comparativo. Foram analisadas 36 superfícies de escorregamento, conforme mostradas no ANEXO C, envolvendo ruptura superficial e rotacional passando pelo pé do talude, acima e abaixo. Algumas superfícies analisadas partiram da fenda existente no topo do talude, pois este já um ponto crítico, que mostra o início de uma potencial superfície de ruptura.

92 91 11 Resultados e análises Neste capítulo são apresentados os fatores de segurança encontrados, para algumas seções (superfícies de ruptura) analisadas, que foram consideradas representativas das demais, por apresentarem fator de segurança muito próximo. A Tabela 11.1 apresenta o fator de segurança encontrado, de acordo com os dois métodos utilizados, para as seções representativas. Tabela Fatores de segurança encontrados para o talude estudado Superfície de ruptura FS (Bishop Simplificado) FS (Hoek & Bray) 1 1,11 0,84 2 1,03 0,79 3 1,19 0,88 4 1,05 0,81 5 1,03 0,80 A memória de cálculo dos métodos utilizados está no ANEXO D. O talude estudado apresenta FS menores que 1,5, indicando que já houve ruptura. A NBR de 1991 (Tabela 6.2) apresenta valores mínimos de fator de segurança. Nas figuras 11.1 e 11.2, é mostrado graficamente, a superfície de ruptura, a malha de pontos, as lamelas e a disposição das camadas. Estes dados, são encaminhados para planilha de Excel, que usa a formulação dos métodos ora indicados na revisão para o encontro dos valores indicados na tabela 11.1

93 Figura 11.1 Perfil de Superfície de Ruptura Raio maior 92

94 Figura 11.2 Superfície de Ruptura Raio Menor 93

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