Reforço e estabilização de solos. Necessidades e Soluções

Transcrição

1 Reforço e estabilização de solos Necessidades e Soluções

2

3 Reforço e estabilização de Solos O conceito de melhorar as características mecânicas dos solos através da inserção de elementos resistêntes à tração não é recente, ao contrário, data de antes de Cristo, quando materiais vegetais eram usados para dar maior resistência a tijolos de argila. Este conceito foi resgatado no início da segunda metade do século XX, com a utilização de tiras de aço interagindo com solos em obras de contenção. Atualmente, além de tiras de aço, são também utilizadas para o reforço de solos, telas metálicas em malha hexagonal de dupla torção e vários tipos de geossintéticos. Suas aplicações vão das clássicas estruturas de contenção, à estabilização de aterros sobre solos moles, passando por reforços de taludes, fundações, bases de pavimentos, etc. As obras executadas com o conceito do solo reforçado apresentam vantagens técnicas, construtivas e econômicas quando comparadas aos métodos tradicionais. Por isto, são cada vez mais difundidas e utilizadas. A Maccaferri, com mais de 125 anos de tradição e experiência, é empresa líder em soluções para engenharia de infra-estrutura civil e disponibiliza ao mercado uma série de soluções que utilizam o conceito do reforço de solos. MAIS DE 125 ANOS DE EXPERIÊNCIA E PRESENÇA MUNDIAL Ensaio de tração - Brasil 03

4 Soluções Maccaferri A Maccaferri disponibiliza soluções para a maioria das aplicações de reforço de solos na engenharia de infraestrutura. Detentora do processo produtivo de suas soluções, a empresa pode oferecer aos seus clientes aquela que melhor atende às necessidades técnicas, construtivas e econômicas de cada situação. Esta característica faz com que a Maccaferri seja um verdadeiro parceiro de seus clientes, pois pode atendê-los de maneira diversificada e personalizada com logística e qualidade de alto padrão. As soluções Maccaferri para o reforço de solos utilizam como elementos resistentes telas metálicas em malha hexagonal de dupla torção ou reforços geossintéticos tais como geogrelhas, tiras sintéticas, entre outros. Estes elementos em conjunto com outros, como blocos de concreto, biomantas ou geomantas, geocompostos drenantes, etc, formam uma ampla gama de opções. REFORÇOS GEOSSINTÉTICOS As geogrelhas, reforços geossintéticos de alta resistência, usadas nas mais diversas obras geotécnicas, têm como características principais: - elevada resistência à tração associadas a baixas deformações; - elevada resistência aos micro-organismos e elementos químicos presentes no solo, bem como à radiação UV e aos danos mecânicos de instalação; - boa interação com o solo; - flexível, leve e fácil de instalar; - ampla gama de resistências nas direções longitudinal e transversal; Outro geossintético bastante utilizado como elemento de reforço são os geotêxteis MacTex, tecido ou nãotecido, que apesar de apresentarem baixas resistências, podem desempenhar as funções de reforço, filtração e separação ao mesmo tempo. ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO Dentre as várias soluções que abrangem o conceito de reforço de solos, estão as estruturas em solo reforçado, que são contenções constituídas por um paramento frontal (face do muro) e por um maciço de solo, reforçado com elementos resistentes a esforços de tração, tais como: geogrelhas, telas metálicas em malha hexagonal de dupla torção, geotiras ou ainda a combinação de mais de um tipo de reforço. Por questões econômicas, as contenções em solo reforçado são principalmente indicadas quando é necessária a formação ou recomposição do maciço a conter. Malha hexagonal de dupla torção Geogrelhas MacGrid soldadas e tecidas. Geotêxtil MacTex não-tecido. 04

5 A Maccaferri disponibiliza diferentes soluções para solo reforçado, tais como: - Terramesh System: Estruturas com paramento frontal em pedras e reforço em malha hexagonal de dupla torção. - Terramesh Verde: Estruturas com paramento frontal em cobertura vegetal e reforço em malha hexagonal de dupla torção. - Terramesh Grid: Estruturas com elementos Terramesh (System ou Verde) associados ao uso de geogrelhas MacGrid. - MacWall : Estruturas com paramento frontal em blocos de concreto intertravados, associados ao uso de geogrelhas MacGrid como reforços. - MacForce : Estruturas com paramento frontal, totalmente vertical, em placas de concreto pré-moldados, associados ao uso de geotiras como elementos de reforço. W N t T Travamento, atrito e cisalhamento. Estrutura Terramesh System PIONEIRISMO MACCAFERRI A Maccaferri iniciou sua experiência em solos reforçados em 1979 quando em uma estrada na Malásia, foram utilizados gabiões ancorados com tiras metálicas. Os resultados foram tão bons que este tipo de estrutura foi utilizada novamente em várias outras situações no mesmo projeto. A partir desta experiência começou a ser estudada a possibilidade de se usar como reforço a mesma tela dos gabiões e para isso foi implementado um programa de ensaios e provas em laboratórios próprios (particulares) e em outros de renome internacional (Australian Defence Force Academy - Canberra, Federal Highway Administration - EUA, ENEL-hydro - Bergamo - Itália e Royal Military College of Canada - Kingston - Ontário) para a verificação desta solução, e o comportamento da malha usada como ancoragem e sua interação com os solos. Malásia

6 Características e Vantagens Estruturais O uso de reforços em maciços de aterro contribui para a redução ou total omissão dos efeitos ocasionados por eventuais forças desestabilizadoras. Superfície de ruptura crítica sem reforço geossintético. Tais elementos proporcionam ao maciço, como um todo, melhores características mecânicas de comportamento. Superfície de ruptura crítica com reforço geossintético. Antes. Ambientais Depois. Os reforços geossintéticos, assim como o revestimento do arame das telas em malha hexagonal de dupla torção são produzidos a partir de polímeros altamente resistentes a reações químicas diversas e inertes aos ambientes previstos para aplicação. 06

7 Simplicidade construtiva Todas as soluções Maccaferri para reforço de solo visam a otimização dos processos construtivos sem comprometer sua eficácia estrutural. De toda maneira, cuidados especiais e procedimentos de execução próprios de cada solução devem ser considerados, previstos em projeto e devidamente realizados. Brasil A instalação dos reforços em geral é simples, rápida e não requer mão-de-obra especializada ou equipamentos especiais. O processo de instalação consiste basicamente em aplicá-los na horizontal, sem ondulações ou irregularidades no terreno de apoio, e proceder o aterro sobre os mesmos de forma a não movimentá-los de sua posição original. MAIOR VIABILIDADE ECONÔMICA NA OBRA Econômicas A viabilidade econômica das soluções Maccaferri é conferida principalmente por unir todas as características anteriormente apresentadas à experiência centenária da empresa, disponibilizada através de suas ferramentas técnicas (softwares, manuais e literatura técnica) e serviços de suporte e assessoramento. Outro importante fator que contribui para a otimização de custos é a ampla gama de soluções disponibilizada. Para cada circunstância pode-se optar pela que melhor se adequa tecnicamente e economicamente à situação, permitindo inclusive a combinação entre soluções. Assessoramento em projetos Software MacStars Catálogos e manuais Palestras técnicas Visitas técnicas às obras 07

8 Contenção em Solo reforçado Terramesh System O Terramesh System é fomado por um paramento externo de um metro de espessura, em forma de gabião caixa, preenchido na obra com pedras e utiliza, em sua interface com solo, um geotêxtil cuja função é impedir a fuga dos finos do aterro estrutural. frente costura realizada na obra espiral Elemento de reforço O elemento é composto por um pano contínuo de malha hexagonal de dupla torção que forma tampa, painel frontal, base da caixa e elemento de reforço de comprimento segundo especificação em projeto. O Terramesh System permite a construção de paramentos externos escalonados (levemente inclinados em 6º) ou totalmente verticais. Elemento Terramesh System A aparência final da estrutura é a de um muro de gabiões e, como este, pode permitir o desenvolvimento de vegetação na face externa, além de ser drenante em todo paramento frontal. Brasil Brasil Argentina 08

9 Contenção em Solo reforçado Terramesh Verde O Terramesh Verde é formado por um paramento externo devidamente inclinado (geralmente 20º) para facilitar o desenvolvimento da vegetação. Sua face frontal é constituída por, além de outros elementos, um painel em geomanta MacMat (sintético) ou biomanta BioMac (biodegradável), para evitar a fuga dos finos do solo e, ao mesmo tempo, ajudar o crescimento da vegetação. É principalmente indicado por seu mínimo impacto ambiental e utilizado quando se deseja um paramento externo com cobertura vegetal, idêntico a um talude natural, ou quando há escassez de pedras no local. Brasil Brasil MÍNIMO IMPACTO AMBIENTAL malha hexagonal biomanta ou geomanta painel de reforço frente tampa vareta de reforço vareta de reforço triângulo de suporte biomanta ou geomanta Elemento de reforço Elemento Terramesh Verde 09

10 Contenção em Solo reforçado Terramesh Grid No caso de estruturas de grande porte, o Terramesh Grid demonstra-se uma solução tecnicamente eficaz e economicamente viável, pois mescla as vantagens do Terramesh System e do Terramesh Verde ao uso das geogrelhas MacGrid, que exercem a função de reforço principal do aterro estrutural. reforço primário (geogrelhas) paramento frontal reforço secundário Sistema Terramesh Grid Brasil UMA AMPLA GAMA DE SOLUÇÕES Portugal 10

11 Contenção em Solo reforçado MacWall O sistema é composto por blocos estruturais de concreto, intertravados (segmental blocks retaining walls), que dispensam qualquer tipo de cimentação. Estas estruturas, resultam em excelentes alternativas arquitetônicas. Brasil Quando somente o peso das unidades não é suficiente para resistir aos esforços gerados pelas sobrecargas adicionais, camadas horizontais de reforços geossintéticos MacGrid devem ser utilizados ao tardoz do paramento de blocos. Brasil MacWall 11

12 Contenção em Solo reforçado MacForce O MacForce é um sistema de contenção em solo reforçado composto por um paramento frontal, totalmente vertical, em painéis pré-moldados de concreto e, ao tardoz, um aterro reforçado com fitas sintéticas. As fitas sintéticas não são susceptíveis à corrosão e agregam outras vantagens à solução como rapidez e praticidade construtiva, além de ótima interação solo/reforço. Itália Itália Brasil Índia Itália MacForce 12

13 Aterro sobre Solo mole MacGrid e MacDrain V O uso de reforços geossintéticos na construção de aterros sobre solos de baixa capacidade de suporte promove uma uniformização de eventuais recalques. Nesse tipo de solução, juntamente com o uso dos reforços, é comum a necessidade de aceleração do adensamento do solo de fundação através do uso de geocompostos para drenagem vertical. Brasil CONFIANÇA E TECNOLOGIA INOVADORA geogrelha MacGrid geogrelha MacGrid s n Redução de esforços horizontais devido a presença de geogrelha MacGrid. P fill geocomposto para drenagem MacDrain V Aceleração de adensamento de solo devido a presença de geocompostos para drenagem MacDrain V. 13

14 Aterro Estaqueado MacGrid Aterros estabilizados através de estacas consistem na transferência do carregamento gerado pelo aterro à solos profundos de maior resistência. geogrelha MacGrid A uso de reforços, como as geogrelhas, promove uma ótima transferência de tensões do aterro às estacas, permite a eliminação de recalques diferenciais e garante uma maior estabilidade do maciço. Outro benefício alcançado com a correta especificação dos reforços geossintéticos é o aumento da distância entre as estacas e conseqüente diminuição da quantidade destas, resultando em maior economia. Aterro sobre Cavidades Inglaterra MacGrid No caso de aterros executados sobre áreas sujeitas ao surgimento de subsidências (cavidades), por processo de deterioração ou sobrecarga, pode-se utilizar geogrelhas MacGrid para evitar ou atenuar o efeito de recalques diferenciais e eventuais rupturas. deformação na superfície aterro deformação no geossintético ângulo de abertura H geogrelha MacGrid cavidade 14

15 Reforço de Base de pavimentos MacGrid e MacTex O uso de reforços geossintéticos permite uma significativa redução da base granular e evita eventuais deformações no subleito que podem prejudicar o desempenho do pavimento. geogrelha MacGrid e/ou geotêxtil MacTex Estes fatores contribuem para uma considerável redução de custos na execução e manutenção das vias, pavimentadas ou não. Juntamente com o uso de reforços, é indicada a separação de camadas de solos através do uso de geotêxteis. Tal solução evita a contaminação entre diferentes tipos de solos que podem resultar em sérios problemas estruturais ao pavimento. Base de pavimento sem reforço. Base de pavimento com reforço geossintético. Brasil Brasil Nicarágua Reforço de Solo Sob Fundação Reforço de fundação com geossintéticos. geogrelha MacGrid MacGrid Na execução de fundações diretas (rasas) sobre solo cuja capacidade de suporte não é ideal, pode-se melhorar as características mecânicas do mesmo através da adição de reforços geossintéticos evitando-se onerosas trocas de solo ou a utilização de fundações profundas. Essa técnica oferece na maioria dos casos um significativo ganho econômico em função da escolha do tipo de fundação. 15

16 Obras 0,1 aterro compactado Extensão Altura Porto - Portugal m 24m Estrutura de solo reforçado em Terramesh Grid 24,0 2,0 solo natural geogrelhas MacGrid Elementos Terramesh System 1,0 Seção tipo 3,0 15,0 16

17 Simplicidade construtiva Todas as soluções Maccaferri para reforço de solo visam a otimização dos processos construtivos sem comprometer sua eficácia estrutural. De toda maneira, cuidados especiais e procedimentos de execução próprios de cada solução devem ser considerados, previstos em projeto e devidamente realizados. Brasil A instalação dos reforços em geral é simples, rápida e não requer mão-de-obra especializada ou equipamentos especiais. O processo de instalação consiste basicamente em aplicá-los na horizontal, sem ondulações ou irregularidades no terreno de apoio, e proceder o aterro sobre os mesmos de forma a não movimentá-los de sua posição original. MAIOR VIABILIDADE ECONÔMICA NA OBRA Econômicas A viabilidade econômica das soluções Maccaferri é conferida principalmente por unir todas as características anteriormente apresentadas à experiência centenária da empresa, disponibilizada através de suas ferramentas técnicas (softwares, manuais e literatura técnica) e serviços de suporte e assessoramento. Outro importante fator que contribui para a otimização de custos é a ampla gama de soluções disponibilizada. Para cada circunstância pode-se optar pela que melhor se adequa tecnicamente e economicamente à situação, permitindo inclusive a combinação entre soluções. Assessoramento em projetos Software MacStars Catálogos e manuais Palestras técnicas Visitas técnicas às obras 07

18 Obras Extensão Altura Alto Chicama - La Libertad - Peru m 23m Estrutura de solo reforçado em Terramesh Grid 5,0 1,5 Elementos Terramesh System 2,0 solo natural 20,5 geogrelhas MacGrid aterro compactado 8,0 Seção tipo Obras Extensão Altura São Paulo - SP - Brasil m 5,40m Estrutura de solo reforçado em Terramesh Verde Elementos Terramesh Verde 4,4 aterro compactado solo natural 20º 0,6 Seção tipo 3,0 18

19 Obras Extensão Altura Eseme - USAK - Canada m 22m Estrutura de solo reforçado em MacForce Obras Extensão Altura São Paulo - SP - Brasil m 5m Estrutura de solo reforçado com geogrelha MacGrid geogrelhas MacGrid 0,6 concreto projetado 0,6 0,6 sacos de ráfia preenchidos com solo 19

20 Obras Extensão Altura São Paulo - SP - Brasil m 6m Estrutura de solo reforçado em MacWall 3º 6,0 MacWall geogrelhas MacGrid Solo natural 3,0 Obras 1,0 4,0 4,0 1,0 Extensão Altura Guanacaste - Costa Rica m 10m Estrutura de solo reforçado em Terramesh Grid geogrelhas MacGrid elementos Terramesh System aterro compactado 20

21 Obras pavimento em concreto Área São Paulo - SP - Brasil m 2 Reforço de base de piso industrial com geogrelha MacGrid BGS geogrelhas MacGrid WG subleito Obras Área Puntarenas - Costa Rica m 2 Reforço de base de fundação com geogrelha MacGrid geogrelhas MacGrid 21

22 Obras Área Curitiba - PR - Brasil m 2 Reforço de base de pavimento com geogrelha MacGrid Obras Área Goianinha - RN - Brasil m 2 Aceleração de adensamento com geocomposto MacDrain V e reforço de aterro sobre solo mole com geogrelha MacGrid 22

23 Obras Seção tipo Área Maceió - AL - Brasil m 2 Reforço de aterro estaqueado com geogrelhas MacGrid geogrelha MacGrid Obras Extensão Altura Golfo Papagayo - Guanacaste - Costa Rica m 13m Estrutura de solo refroçado em Terramesh Grid 0,1 geogrelha MacGrid 10,0 Elementos Terramesh System Seção tipo 1,0 23

24