MUROS DE SUPORTE ESPECIAIS

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1 MUROS DE SUPORTE ESPECIAIS Jorge de Brito, Professor Associado IST 1. Introdução Esta edição da coluna incide sobre os muros de suporte especiais (três soluções tipo [1]: muros de terra armada, as contenções com geotêxtil e os muros engradados), muitas vezes associados a grandes empreendimentos e aqui entendidos como soluções não tradicionais de suporte de terras. 2. Muros de terra armada 2.1 Descrição geral A terra armada é uma técnica que consiste na associação íntima de elementos traccionados do tipo armaduras e o próprio solo, do que resulta um material compósito flexível, coesivo e muito resistente, susceptível de utilização como alternativa aos muros de suporte convencionais. O seu princípio básico é simples: as forças de atrito que se desenvolvem no contacto terra - armadura são suficientes para resistir aos impulsos das terras sustidas. Os muros de terra armada (Fig. 1) apresentam como componentes principais o material de aterro (solo seleccionado), as armaduras (metálicas ou poliméricas, em bandas ou malhas) e os painéis de revestimento (de betão ou metálicos). Armadura de alta aderência em aço galvanizado 2 3 Painéis pré-fabricados de betão (Paramento) Aterro de Terra Armada > H/20 Soleira L>0.7H Figura 1 - Representação esquemática de uma contenção com terra armada 2.2 Vantagens e desvantagens Em relação às soluções convencionais de contenção de terras, a terra armada apresenta as seguintes vantagens: permite estabelecer taludes com grandes inclinações (importante em zonas urbanas); admite a construção de paramentos curvos sem custo adicional; quando executada junto a vias viárias, minimiza as perturbações nestas;

2 construção rápida e económica (pré-fabricação do revestimento e simplicidade de processos); boa integração paisagística / urbanística dos muros; permite suportar grandes sobrecargas no tardoz; por ser flexível, tem uma certa tolerância a assentamentos diferenciais e permite eliminar, na maioria dos casos, as fundações profundas. Não obstante as vantagens, também são de registar algumas desvantagens deste processo [2]: não pode ser utilizado em terrenos argilosos por este tipo de solo mobilizar pouco atrito; maior facilidade de ocorrência de patologias. 2.3 Campo de aplicação É alargado o âmbito de aplicação desta solução: em terrenos acidentados (Fig. 2, à esquerda); em regiões urbanas (obras rodoviárias e ferroviárias) (Fig. 2, à direita); em obras fluviais e marítimas (Fig. 12); em áreas de actividade sísmica apreciável; em taludes sujeitos a vibrações intensas. Figura 2 - Terra armada em zona montanhosa (à esquerda) e encontro de viaduto (à direita) 2.4 Processo construtivo Estes muros são construídos de baixo para cima de acordo com as seguintes etapas: fabrico dos painéis; carga, descarga, transporte e armazenamento dos painéis; pré-nivelamento do solo em toda a zona do aterro; abertura de uma pequena vala; execução de uma pequena soleira de betão (sem armadura); colocação do 1º nível de painéis, em 2 fases, com estabilização dos painéis (Fig. 3, à esquerda); nivelamento e compactação do solo até ao primeiro nível de ganchos de amarração;

3 colocação do primeiro nível de armaduras e sua amarração (Fig. 3, à direita); lançamento, espalhamento e compactação do material de aterro sobre as armaduras; colocação do segundo nível de painéis; repetição do processo até à cota prevista no projecto para o coroamento; execução do coroamento do muro e vala de drenagem; melhoria do aspecto final do muro. Figura 3 - À esquerda, escoramento exterior provisório dos painéis pré-fabricados [3] e, à direita, colocação do primeiro nível de bandas metálicas 2.5 Variantes à técnica Entre outras variantes a esta técnica, realçam-se as seguintes: terramesh (Fig. 4, à esquerda) - muros de gabiões com elementos traccionados (a própria rede dos gabiões) que ligam o paramento do muro ao maciço fora da cunha de rotura; terramur (Fig. 4, ao centro) - utilização de uma malha de aço com ângulo com a horizontal de 70º a 80º, na qual se encosta uma rede de geogrelhas amarrada no tardoz; geogreen (Fig. 4, à direita) - os gabiões são preenchidos com solos locais. Figura 4 - À esquerda, muro terramesh, ao centro, muro terramur e, à direita, muro geogreen

4 3. Contenções com geotêxtil 3.1 Descrição geral Esta solução de contenção (Fig. 5) tem um princípio de funcionamento semelhante ao da terra armada assumindo os geotêxteis o papel que naquela técnica era assumido pelas armaduras e opcionalmente pelo revestimento. Superfície de corte Revestimento Tapetes de reforço e revestimento N N Tapetes de reforço N N Figura 5 - Contenções com geotêxtil funcionando apenas como amarração ao maciço (à esquerda) ou acumulando a função de revestimento (à direita) [3] 3.2 Vantagens e desvantagens Em relação às soluções convencionais de contenção de terras e taludes, as contenções com geotêxtil apresentam as seguintes vantagens, algumas comuns à terra armada: podem ser aplicadas em solos de menos boa qualidade, onde outras soluções são inadequadas; devido à flexibilidade e ao baixo peso do geotêxtil, são de fácil transporte e instalação e resistem bem aos danos mecânicos que poderão ocorrer durante a construção; permitem inclinações de até 90; muito rápida; não é necessária mão-de-obra especializada; boa relação preço - eficácia; possibilita várias opções de revestimento com vista a uma boa integração paisagística. As principais desvantagens dos geotêxteis estão relacionadas com as causas da degradação em materiais poliméricos: os raios ultravioletas; efeitos de termo-oxidação e de foto-oxidação; poluentes existentes no solo ou na atmosfera.

5 3.3 Campo de aplicação Tirando partido das principais funções do geotêxtil (filtro, separação, reforço e protecção), esta técnica é aplicada sobretudo na estabilização de taludes de solos de menor qualidade, provisórios ou definitivos, em locais com limitações de espaço (junto a ferrovias, em zonas urbanas ou na base de aterros) e entremeando camadas de aterro, para consolidação e reforço destes. 3.4 Processo construtivo Estas contenções também são executadas de baixo para cima, de acordo com as seguintes fases: escavação, nivelamento e limpeza na zona do aterro; colocação de cofragem temporária; colocação da primeira camada de geotêxtil; lançamento do material de aterro e compactação, em duas fases (Fig. 6); dobragem do geotêxtil para o interior do maciço com conclusão do aterro e compactação; mudança da cofragem anterior do topo da camada; aplicação do revestimento. Figura 6 - Colocação da primeira camada de terreno ( 60 cm) 3.5 Variantes à técnica As variantes a esta técnica passam pelo recurso a revestimentos do paramento exterior (painéis ou blocos modulares pré-fabricados de betão - Fig. 7, à esquerda, betão projectado, gabiões, terra vegetal ou têxtil semeado com relva), pelo recurso a sacos de material sintético com cofragem temporária e sobretudo pelo recurso a geogrelhas (Fig. 7, à direita) 4. Muros engradados 4.1 Descrição geral Os muros engradados (Fig. 8) consistem numa grade aberta (em madeira, tratada ou não, ou betão) que é preenchida com terra seleccionada (ou outro material de aterro) e funciona como muro de gravidade no paramento de um talude de terras, podendo receber acabamentos diversos

6 (blocos split, cantaria, painéis de madeira, a própria vegetação). Figura 7 - À esquerda, muro com revestimento de blocos modulares de betão e, à direita, geogrelha uniaxial Figura 8 - Geometrias típicas de muros engradados 4.2 Vantagens e desvantagens São as seguintes as vantagens dos muros engradados em relação a soluções mais correntes: versatilidade dimensional; integração paisagística; excelente capacidade de drenagem; boa capacidade de absorção sonora; admitem deformações; facilidade e rapidez de execução com recurso a equipamentos low tech; economia nos materiais de construção e no estaleiro e baixo impacte ambiental; possibilidade de recuperação e reutilização; indicados em zonas relativamente inacessíveis e para reparações de emergência; facilmente compatibilizados com infraestruturas nas proximidades.

7 Apresentam as seguintes desvantagens / limitações: não recomendados para zonas urbanas acessíveis; pressão destrutiva das raízes dos ramos; limitação de alturas até cerca de 15 m; elevada permeabilidade; dificuldades em manter a integridade dos elementos da grade na compactação do tardoz; não adequados para retenção de taludes passíveis de atingir rotura por deslizamento; limitados a solos de fundação com resistência ao deslizamento; limitados a zonas onde não existam cargas significativas; pouco divulgados em Portugal. 4.3 Campo de aplicação Estes muros tanto têm um carácter provisório (geralmente em madeira não tratada), em taludes nas margens de cursos de água (Fig. 9, à esquerda), como definitivo (em madeira tratada ou betão), em taludes de terras e em encontros de obras de arte (Fig. 9, à direita). Figura 9 - À esquerda, muro provisório junto a curso de água e, à direita, muro definitivo em encontro de obra de arte 4.4 Processo construtivo Estas contenções, também executadas de baixo para cima, são-no com o seguinte faseamento: aprovisionamento de material para formação das grades; limpeza e preparação de terreno na zona de intervenção e preparação de percursos de circulação de equipamentos e peões; escavação do terreno existente para formação de talude provisório e depósito de terras; execução de elementos de fundação, constituídos por sapata de betão (Fig. 10, à esquerda), betão de limpeza ou simplesmente solo compactado; implantação de sistemas de drenagem adequados; disposição, empilhamento e acoplagem das peças que constituem a grade no local definitivo; enchimento do interior do engradado e tardoz do muro com solos de empréstimos ou materiais

8 seleccionados (Fig. 10, à direita); introdução de matéria vegetal seleccionada; opcionalmente, cobrir com terra vegetal e colocar plantas de crescimento rápido. Fig À esquerda, execução de primeira fiada de elementos do muro engradado aplicados sobre sapata de betão e, à direita, execução de aterro de material no tardoz do paramento e no interior dos cestos 4.5 Variantes à técnica A única variante relevante a esta técnica é a sua combinação com pregagens (elementos de aço introduzidos no tardoz e amarrados às grades), permitindo aumentar a inclinação e a altura dos muros. 5. Referências [1] Brito J. de, Flores Colen, I.; Almeida, N., Muros de suporte especiais, Folhas da disciplina de Tecnologia de Contenções e Fundações, Mestrado em Construção, IST, Lisboa, [2] Barata, João, Estruturas de Contenção de Terra Armada, Dissertação para a Obtenção do Grau de Mestre em Georrecursos, IST, Lisboa, [3] Coelho, Silvério, Tecnologia de Fundações, Edições E.P.G.E., Lisboa, 1996.