SOLO GRAMPEADO

Adriano BchlingElber Filipi PereiraMaria Cristina MroczkaMaria Lucia SeboldProf Moacir RosaCentro Universitrio Leonardo da Vinci UNIASSELVIEngenharia Civil (ECV 18) Fundaes de Obras de Terra25/09/2014

RESUMOEste trabalho faz uma breve abordagem sobre a tcnica construtiva de um solo grampeado, visamos neste,descrever as principais caractersticas e processos que envolvem a construo de uma obra do tipo, apresentando desde um sucinto histrico at a etapa que envolver a manuteno deste modelo de conteno,este conjunto de procedimentos trata-se de uma tcnica prtica e certificada para a execuo de estabilizaes e escavaes de taludes atravs de um reforo feito atravs da colocao de barras de ao ancoradas ao macio, realizando a proteo superficial deste macio reforado com a aplicao de concreto projetado ou empregando o revestimento vegetal armado. Atuando como um bloco nico para suportar as cargas atuantes a montante, o macio reforado vai atuar de forma semelhante a um muro de gravidade convencional.

Palavras chave:Solo Grampeado; Talude; Chumbadores; Concreto Projetado.

1. INTRODUO

Quando o profissional encontra situaes decorrentes ao desmoronamento de taludes, ele se questiona quanto ao modelo ideal de conteno a ser aplicado, o qual apresentar mais segurana mantendo a estabilidade do mesmo? Com o avano tecnolgico, atualmente, dispomos de diferentes tipos de contenes, as quais precisam ser estudadas antes da aplicao, averiguando suas vantagens e desvantagens, para que o projeto final esteja de acordo com as necessidades e viabilizem tcnica e economia na execuo do servio. Este trabalho tem como foco o estudo do Solo Grampeado, o qual ser apresentado por etapas no decorrer do mesmo.O Solo Grampeado, tambm conhecido do ingls como Soil Nailing vem sendo empregada h algumas dcadas em diversos pases, um sistema de conteno, adotado a cortes, empregando concreto projetado, chumbadores e drenagem superficial ou profunda. Para que seja utilizado este modelo de conteno necessrio que o solo a ser preso possua coeso permanente no-desprezvel. Basicamente este sistema tem por objetivo estabilizar os taludes de forma permanente ou temporria, possuindo como caracterstica a rapidez na execuo alm de apresentar um custo inferior ao comparar com outros modelos de contenes equivalentes, como por exemplo, ao comparar a uma Cortina Atirantada.Estemtodo construtivo uma excelente opo para estabilizar escavaes e taludes, pois sua execuo rpida e simplificada alm de, como citado acima, possuir um baixo custo. Atravs do avano tecnolgico para a projeo de concreto, consegue-se um trabalho final resistente e com a aparncia superior a dos outros mtodos do gnero.No processo de execuo, o solo grampeado possui algumas limitaes que devem ser observadas, principalmente se o talude estiver muito na vertical ou apresentando problemas de instabilidade e formao de cunha de deslizamento, entre tanto pode ser perfeitamente utilizado em muitos casos, garantindo a estabilidade do corte.

2. HISTRICO E DEFINIO SOLO GRAMPEADO

O solo grampeado um mtodo de reforo in situ utilizado para a estabilizao de taludes escavados ou naturais. constitudo a partir da introduo de incluses passivas (hastes semi-flexveis) no solo e, na maioria dos casos, por uma proteo da face do talude. Nas estruturas de solo grampeado as incluses so compostas, em geral, por barras de ao (ou outro metal ou fibras sintticas), envolvidas por calda de cimento e devem resistir basicamente aos esforos de trao, cisalhamento e momentos fletores.As origens do solo grampeado, provm, em parte, das tcnicas desenvolvidas na dcada de 50, por engenheiros de minas na Europa, para estabilizao das paredes remanescentes de escavaes em rocha. Segundo NARESI:

A ideia consistia em se introduzir barras de ao no macio rochoso de modo a reduzir a possibilidade de deslocamento de pequenas lascas e a abertura de descontinuidades pr-existentes. Dessa forma, fixadas as lascas e evitada propagao das descontinuidades, o macio se comportava como um bloco de rocha nico, minimizando a possibilidade de acidentes.

As obras de conteno esto entre as construes humanas mais antigas, h registro deste tipo de obra desde 3.200 a.C., na regio sul da Mesopotmia, atual Iraque, l os sumerianos construram muros de alvenaria de argila para a conteno de aterros (RANZINI e NEGRO 1998). A primeira experincia com uma estrutura em solo grampeado em verdadeira grandeza foi realizada na Alemanha. A estrutura foi construda e levada ruptura atravs da aplicao de uma sobrecarga no seu topo. Nos Estados Unidos, SHEN (1981), sugere a existncia do solo grampeado desde a dcada de 60, porm a primeira aplicao registrada de 1976, numa escavao para as fundaes do GoodSamaritan Hospital, em Oregon.Aps estas experincias pioneiras, o solo grampeado vem sendo utilizado com bastante sucesso em diversos pases. No Brasil as obras em solo grampeado tomaram impulso apenas a partir da dcada de 80, existindo evidncias de sua utilizao desde a dcada de 70. Os primeiros resultados de estudos em solo grampeado no Brasil tiveram incio com a realizao de um projeto executado pela FUNDAO GEO-RIO em 1992. Pretendia-se conhecer o comportamento mecnico e a natureza dos esforos induzidos nos grampos em um talude natural em solo residual no saturado.Uma obra de conteno definida como:

Conteno todo elemento ou estrutura destinado a contrapor-se a empuxos ou tenses geradas em macios cujo equilbrio foi alterado por algum tipo de escavao,corte ou aterro. (RANZINI e NEGRO 1998).

Ou seja, um processo executivo utilizado para conter encostas com aplicao da introduo no solo de uma malha de ferro injetada e ancorada passivamente com calda de cimento a fim de enrijecer o macio instvel numa malha previamente calculada e definida em funo da altura e da inclinao do talude. Esta tcnica d o nome de solo grampeado. Figura 01. Processo de execuo Solo Grampeado Disponvel em: http://www.solojet.com.br/servicos.html 3. NORMA

No existe norma especfica da ABNT.

4. MTODO CONSTRUTIVO

Segundo Schlosser (1982), quando a tcnica em solo grampeado for utilizada como estrutura de conteno ou em estabilizao de escavaes, os grampos devero ser geralmente posicionados horizontalmente e, os esforos principais considerados sero, predominantemente, de trao nos grampos. Ao contrrio, quando essa tcnica for utilizada para estabilizao de taludes naturais ou no, os elementos de reforo devero ser geralmente verticais ou perpendiculares superfcie potencial de ruptura e os esforos de cisalhamento e momentos fletores no devem ser desprezados.Segundo OLIVEIRA e SAMPAIO (2007):A estrutura de reforo ser executada em fases sucessivas de corte do terreno na geometria de projeto. Trabalhando-se do p do talude em direo ao topo, a massa de solo ser gradualmente reforada durante sua construo a partir da primeira linha de chumbadores e a aplicao do revestimento.

O processo construtivo para uma obra de solo grampeado geralmente constitudo por trs etapas principais e executadas sucessivamente. A primeira a escavao do talude, que pode ser realizada por processo mecnico ou manual, sendo realizada em sucessivas fases de cima para baixo. Seguindo a sequncia realizam-se as incluses que, geralmente, so compostas por barras de ao, podendo tambm ser de outro metal ou de fibras sintticas, posicionada no solo em um ngulo que varia de 5 a 15 com a horizontal. Essas barras sero envolvidas por uma calda de cimento. A todo esse conjunto vamos dar o nome de grampo. Esses grampos so distribudos no talude aps um estudo da geometria do mesmo e dos parmetros de resistncia do solo. A distncia entre esses grampos esto entre 0,80m e 1,40m. Nesse momento tambm so criadas estruturas de drenagem, que podem variar conforme as condies do macio.A ltima etapa a aplicao de uma armadura (em tela metlica, fibras de ao ou de polipropileno), e posterior aplicao do concreto projetado, com espessura prevista em projeto para proteo do talude ou corte, j que no caso de solo grampeado a face tem uma importncia secundria.

5. CONCRETO PROJETADO

Concreto projetado a mistura de cimento, areia, pedrisco, gua e aditivos, conduzidos por ar comprimido desde o equipamento de projeo at o local de aplicao, atravs de mangote. O concreto projetado, tambm chamado gunita, um processo de aplicao de concreto utilizado sem a necessidade de formas, bastando apenas uma superfcie para o seu lanamentoNa extremidade do mangote o concreto lanado por ar comprimido de alta presso, com grande velocidade na superfcie que recebera o concreto. Esta superfcie pode receber ferragens convencionais, telas, arames conforme a necessidade do projeto.Para a execuo deste servio existem duas tcnicas Via seca e Via mida: Via seca: preparo a seco. A adio de gua feita junto ao bico de projeo, alguns instantes antes da aplicao; Via mida: preparado com gua e assim conduzido at o local da aplicao;

Para execuo de Solo Grampeado, o mtodo utilizado o via seca que utiliza-se de equipamentos especiais para executar o procedimento.

5.1 EQUIPAMENTOS:

Os equipamentos e acessrios utilizados para o servio so: Compressor de ar, bico de projeo, mangote, bomba de projeo, alimentador de concreto a seco e anel da gua. Na figura a seguir demonstra de forma ilustrativa a utilizao de cada equipamento: Alimentao do concreto a secoAnel d guaBomba de projeoMangote100% guaBico de projeoFigura 2 - Montagem de aplicao de concreto projetado Disponvel em: http://www.solotrat.com.br/ws/manual/pt_ManSoloGrampeado.pdf

5.2 APLICAO / MANGOTEIRO:

Os aplicadores de concreto tm extrema importncia na qualidade do servio. Neste trabalho usual termos dois especialistas: o mangoteiro e o bombeiro. O bombeiro est sempre junto bomba de projeo, ajustando-a conforme os desgastes ocorrem e verificando o correto fornecimento do volume de ar do compressor. O mangoteiro quem aplica o concreto, em movimentos contnuos, usualmente circulares, dirigidos ortogonalmente superfcie a uma distncia de 1 m. Alm disso, o mangoteiro regula a gua e tem sensibilidade para perceber oscilaes nas caractersticas de vazo e presso do ar.

5.3 ARMAO:

A instalao da armao feita em uma ou duas camadas, conforme especificado em projeto. Aplica-se a primeira camada com a primeira tela, a segunda camada do projetado, a segunda tela e o concreto final.Em 1992, alternativamente s telas, passou a utilizar fibras de ao adicionadas ao concreto diretamente na betoneiraou no caminho-betoneira. Em 2001, substituram-se as fibras metlicas por fibras sintticas (polietileno tereftalato),e obtiveram uma mistura perfeitamente homognea.As fibras sintticas se ajustam perfeitamente ao corte realizado no talude, aceitando superfcies irregulares, com espessura constante.O resultado um concreto extremamente tenaz. A presena das fibras produz concreto de baixa permeabilidade, pois elas agem no combate s tenses de trao durante o incio da cura, homogeneamente, em todas as regies da pea. No h cuidado especial com a cobertura da armao, pois a corroso eventual se limita quela fibra que est em contato com a atmosfera, no afetando as outras, que ficam imersas no concreto.

6. CHUMBADORESOs chumbadores so peas geralmente montadas no prprio local da obra que fazem a conteno e consolidao de uma massa de solo instvel, garantindo sua estabilizao pela fora de atrito desenvolvida no contato entre o solo e o chumbador. Os chumbadores trabalham essencialmente trao e cisalhamento,no Brasil so feitos geralmente de barras de ao entre (12 a 32 mm) dobrada na sua extremidade e envolvida com calda de cimento. Os chumbadores recebem tratamento anticorrosivos e so introduzidos no furo logo aps a perfurao e o preenchimento do furo com calda de cimento, neles contem centralizadores que garantiram a total continuidade do recobrimento e demais mangueiras de polietileno que so posteriormente injetadas com calda de cimento sobre presso para o aumento de resistncia entre o solo e o chumbador, pois regies ao lado do chumbador que tem resistncias menores sero consolidadas. Conforme explica OLIVEIRA e SAMPAIO (2007):Os grampos sero introduzidos no macio atravs de pr-furo, seguido pela introduo de elemento metlico e preenchimento do furo com material cimentante, chamado grampo injetado, sendo a injeo de calda de cimento com elevado teor de cimento por se tratar de reforo em solos. Figura 3 - Chumbador SDF Disponvel em: http://www.solotrat.com.br/ws/manual/pt_ManSoloGrampeado.pdf

7. PERFURAOA perfurao feita na profundidade e ngulos definidos em projeto, a gua utilizada como fluido de perfurao e limpeza do furo, o dimetro de perfurao em media de 75 mm a 100 mm e feito geralmente com equipamentos de fcil manuseio, dependendo da profundidade do furo, dimetro ou ate mesmo produtividade e capacidade de execuo pode-se ser utilizadas carretas perfuratrizes tipo sonda ou perfuratrizes manuais. Deve ser observado na perfurao pelo profissional que estar executando a perda de gua ao longo do furo, a resistncia das camadas e a estabilidade da cavidade. 8. DRENAGEM

8.1 DEFINIO

O sistema de drenagem do Solo Grampeado objetiva oferecer um fluxo organizado para as guas internas ou externas que a ele convergem. Durante a execuo devem ser conferidas e ajustadas as posies dos drenos previstos na fase do projeto. Desta forma haver um correto sistema de drenagem. Para a drenagem profunda usa-se o Dreno Sub-Horizontal Profundo, DHP. Para a drenagem de superfcie aplicam-se os drenos de paramento e as canaletas.

8.2 DRENO PROFUNDO

So elementos que captam as guas profundas e distantes da face do talude antes que nele aflorem. Ao capt-las, so conduzidas ao paramento e despejadas nas canaletas. Tem comprimentos variveis normalmente, entre 6 e 24 metros. Segundo a SOLO TRAT:

So tubos plsticos drenantes, de 1 a 2, instalados em perfuraes no solo, de 2 a 4. Estes tubos so perfurados e recobertos por manta geotxtil ou por tela de nylon, no entanto, podem ter somente microrranhuras ( Acesso em 25 set. 2014

RANZINI, S.M.T.: NEGRO, A.J.; Obras de conteno: tipos, mtodos construtivos, dificuldades executivas. Fundaes: Teoria e prtica. So Paulo: PINI, 1998, p.497-515, cap. 13.

SOLOJET. Produtos e servios. Disponvel em: < http://www.solojet.com.br/servicos.html> Acesso em 24 set. 2014OLIVEIRA, Felipe de P. N.; SAMPAIO, Marconi N. Projeto de estrutura de conteno em solo reforado e em solo grampeado na cidade de So Fidlis. Disponvel em: < http://uenf.br/Uenf/Downloads/LECIV_1712_1209042877.pdf > Acesso em 23 set. 2014

SOLO TRAT. Solo Grampeado. Disponvel em: Acesso em 24 set. 2014

ALONSO, Simone P. Solo Grampeado Interferncias durante a execuo. Disponvel em: < http://engenharia.anhembi.br/tcc-09/civil-50.pdf> Acesso em 25 set. 2014