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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
(ÁREA DE CONCENTRAÇÃO – GEOTECNIA)
PROPOSTA PARA ESTABILIZAÇÃO DE UMA ENCOSTA
OCUPADA EM CAMARAGIBE - PE COM A
CONSIDERAÇÃO DE UM TRATAMENTO GLOBAL
AUTORA: RENATA REGINA DA SILVA
ORIENTADOR: ROBERTO QUENTAL COUTINHO
CO-ORIENTADOR: WILLY ALVARENGA LACERDA
RECIFE, FEVEREIRO DE 2010
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S586p Silva, Renata Regina da
Proposta para estabilização de uma encosta ocupada em Camaragibe –
PE com a consideração de um tratamento global / Renata Regina da Silva. –
Recife: O Autor, 2010.
xxii, 213 f.; il., gráfs., tabs.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Pernambuco. CTG.
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, 2010.
Inclui Referências Bibliográficas.
1. Engenharia civil. 2. Estudo Geológico-Geotécnico. 3. Obras de
Estabilização de Encostas. 4. Ações Estruturais. I. Título.
UFPE
624
CDD (22.
ed.)
BCTG/20
10
-
1
71
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iii
Aos meus pais, pela dedicação e por todo o
ensinamento de vida.
Ao meu esposo, pelo incentivo, carinho e compreensão.
iv
AGRADECIMENTOS
Primeiramente agradeço a Deus por ter me dado força e perseverança para concluir esta
pesquisa.
Ao Professor Roberto Coutinho, pela orientação segura e responsável, além da sua
paciência. E ao professor Willy Lacerda pela grande contribuição como co-orientador.
Ao meu esposo, meus pais, familiares e amigos, por entenderem aceitarem a minha
ausência em diversos momentos.
Aos amigos do grupo GEGEP, Karina Dourado, Isabela Belo, Ricardo Severo e Frankslale
Diniz, entre outros.
Aos amigos da Pós-Graduação em Engenharia Civil Tatiane, Gerson e Jean.
Agradecimento especial a Ana Patrícia e Bruno Castro pela grande colaboração nesta
pesquisa.
Aos funcionários da Secretaria de Pós-Graduação, em especial Andréa, e os funcionários
do laboratório de Solos do Departamento de Engenharia Civil.
A Defesa Civil de Camaragibe, Kátia Marsol, Luis Carlos e Sônia e a todos os seus
funcionários, por todo o apoio prestado.
Ao CNPq, e ao projeto Pronex / CNPq / FACEPE, pelo apoio financeiro.
.
v
RESUMO
A presente dissertação tem como objetivos gerais contribuir para a base de dados sobre
escorregamentos, incluindo as informações de parâmetros geológico-geotécnicos, e
pesquisas no tema de soluções de engenharia para estabilização de taludes, através de
ações estruturais integradas, em área urbana do município de Camaragibe-PE. A área de
estudo localiza-se na subida do Vale das Pedreiras, onde houve, em fevereiro de 2003, um
movimento rotacional múltiplo em um de seus taludes. A área é considerada de risco muito
alto, onde algumas famílias já foram removidas do local. Nesta pesquisa foi realizado um
levantamento de dados existente dos quais podemos citar: a Tese de Doutorado de SILVA
(2007) e o Plano Municipal de Redução de Riscos do município (2006). Para
complementação das informações necessárias ao desenvolvimento deste estudo, foi
realizada uma campanha geológico-geotécnica complementar, consistindo de sondagens
SPT, obtenção de amostras deformadas e indeformadas (blocos) e realização de ensaios de
laboratório (ensaios de caracterização, resistência ao cisalhamento e permeabilidade).
Também foi realizado um levantamento dos principais problemas indutores de
deslizamentos (descarte de água servida, cortes inadequados nos taludes, aterro mal
compactado e sobrecarga no topo dos taludes). Como produto, temos uma proposta de
estabilização da área que leva em consideração a integração de obras de contenção,
proteção superficial, obras de drenagem e vias de acesso, que inclui a apresentação de
exemplos de soluções para alguns taludes existentes na área. O conhecimento das
características de diversos tipos de obras para estabilização e das condições geotécnicas da
área permitem que sejam adotadas intervenções integradas que atuam combatendo
princípios de instabilização diferentes e específicas para cada problema de instabilidade
encontrado.
PALAVRAS-CHAVE: Estudo Geológico-Geotécnico, Obras de Estabilização de Encostas,
Ações Estruturais.
v
i
ABSTRACT
The present master thesis has as objective generalities to contribute for the database on
slippings, being included the information of parameters geological- geotechnical and
research in the subject of solutions of engineering for slope stabilization, through
integrated structural actions, in urban area of the municipality of Camaragibe –PE. The
study area bes situated in the ascent of the Vale das Pedreiras, where it had, in February of
2003, a multiple rotational movement in one of its slopes. The area is considered of very
high risk, where some families already had been removed of the place. In this research an
existing data-collecting was carried through of which we can cite: the Thesis of Silva
(2007) and the Municipal Plan of Reduction of Risks of the city (2006). For
complementation of the necessary information to the development of this study, a
complementary geological- geotechnical campaign, consisting of SPT borings was carried
through, attainment of deformed samples and blocks and accomplishment of laboratory test
(characterization, shear strenght and permeability). Also a survey of the main inductive
problems of landslides was carried through (served water discarding, inadequate cuts in
slopes, I badly fill with earth compact and overload in the top of slopes). As product, we
have a proposal of stabilization of the area that takes in consideration the integration of
containment workmanships, superficial protection, workmanships of draining and ways of
access, that includes the presentation of examples of solutions for some existing slopes in
the area.
Key works: Geologic study, Stabilization works, Actions Structural
vi
i
ÍNDICE
1. INTRODUÇÃO.......................................................................................................... 1
1.1 Considerações Iniciais ............................................................................................... 1
1.2 Importância do Estudo do Tema................................................................................ 2
1.3 Objetivos da Dissertação ........................................................................................... 5
1.4 Conteúdo dos Capítulos ............................................................................................. 5
2. OBRAS DE ESTABILIZAÇÃO DE ENCOSTAS OCUPADAS ......................... 7
2.1 Introdução ................................................................................................................. 7
2.2 Obras sem Estrutura de Contenção............................................................................ 9
2.2.1 Retaludamento ............................................................................................ 9
2.2.2 Drenagem .................................................................................................. 11
2.2.3 Proteção Superficial .................................................................................. 19
2.3 Obras com Estrutura de Contenção ......................................................................... 22
2.3.1 Muros de Gravidade.................................................................................. 23
2.3.1.1 Muro de Pedra Rachão ............................................................... 24
2.3.1.2 Muro Gabião .............................................................................. 24
2.3.1.3 Muro de Concreto Ciclópico...................................................... 26
2.3.1.4 Muro de Concreto Armado ........................................................ 26
2.3.1.5 Muro de Solo Cimento Ensacado............................................... 27
2.3.1 Outras Estruturas de Contenção ................................................................ 28
2.3.1.1 Tirantes....................................................................................... 28
2.3.1.2 Solo Reforçado........................................................................... 31
2.4 Ações Estruturais para Estabilização de Taludes .................................................... 36
2.4.1 Região Metropolitana do Recife - RMR (PE) .......................................... 38
2.4.2 Fundação Georio – RJ............................................................................... 41
2.4.3 São Paulo (SP) ......................................................................................... 46
2.4.3 Petrópolis (RJ) .......................................................................................... 51
3. DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ................................................................ 56
3.1 Introdução ................................................................................................................ 56
3.2 Características Gerais do Município de Camaragibe............................................... 56
3.2.1 Informações Territoriais............................................................................ 56
viii
3.2.2 Aspectos Fisiográficos .............................................................................. 58
3.2.3 Características Geológicas ........................................................................ 60
3.3 Características da Área de Estudo ........................................................................... 63
3.3.1 Problemas de Instabilidade Encontrados na Área .................................... 68
3.3.2 Exemplos de Casos de Instabilidade ......................................................... 82
4. CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA ................................................................ 86
4.1 Introdução ................................................................................................................ 86
4.2 Atividades e Ensaios de Campo .............................................................................. 93
4.3 Ensaios de Laboratório .......................................................................................... 109
4.3.1 Ensaios de Caracterização....................................................................... 111
4.3.2 Ensaios de Permeabilidade ..................................................................... 117
4.3.3 Ensaios de Cisalhamento Direto ............................................................. 121
4.4 Instrumentação....................................................................................................... 130
4.5 Síntese das Características Geotécnicas ................................................................ 138
5. PROPOSTA DE SOLUÇÃO PARA O TRATAMENTO
GLOBAL DA ENCOSTA ..................................................................................... 142
5.1 Introdução .............................................................................................................. 142
5.2 Critérios para Escolha de Obras de Estabilização ................................................. 142
5.3 Drenagem e Vias de Acesso .................................................................................. 154
5.4 Retaludamento e Proteção Superficial................................................................... 158
5.5 Obras de Contenção ............................................................................................... 163
5.6 Proposta Geral ....................................................................................................... 167
6. EXEMPLOS DE ESTUDO PARA ESCOLHA DE INTERVENÇÕES........... 172
6.1 Introdução ............................................................................................................. 172
6.2 Caso 01: Talude SETOR I (Rua Topázio / Rua Gilberto Viegas) ........................ 172
6.2.1 Análise das Soluções............................................................................... 174
6.2.2 Análise da Estabilidade Global ............................................................... 186
6.2.3 Estimativa de Custo das Soluções Analisadas ........................................ 191
6.2.4 Escolha da Solução para Estabilização do Talude .................................. 193
6.3 Caso 02: Talude SETOR II (Rua Gilberto Viegas / Rua Cassimiro de Abreu)..... 194
6.3.1 Análise da Solução.................................................................................. 196
ix
6.3.2 Estimativa de Custo da Solução Analisada............................................. 198
7. CONCLUSÕES E SUGESTÕES ......................................................................... 200
REFERÊNCIA B IB LIO GRÁF ICA ......................................................................... 205
x
LISTA DE FIGURAS
CAP
Í
TULO 1 - INTRODUÇ
Ã
O
Figura 1.1: Histórico de Mortes por Escorregamentos de Encostas na RM-Recife
(Fonte: ALHEIROS, 1998; BANDEIRA, 2003; JORNAL DO
COMMERCIO, A PARTIR DE BANDEIRA, 2010)
Figura 1.2: Medidas de atuação em relação a áreas de risco de deslizamentos
(CARVALHO ET. AL., 2007).
CAPÍTULO 2 – OBRAS DE ESTABILIZAÇÃO DE ENCOSTAS OCUPADAS
Figura 2.1: Esquema de estabilização com a implantação de aterro na base do talude
(ALHEIROS ET AL, 2003).
Figura 2.2: Esquema de estabilização com a implantação de aterro na base do talude e
a execução de corte na crista (ALHEIROS ET AL, 2003).
Figura 2.3: Esquema do emprego de dispositivos de drenagem superficial em um
talude rodoviário (COUTINHO et al, 2008)
Figura 2.4: Elementos constituintes de um dreno sub-horizontal (GEORIO, 2000
)
Figura 2.5: Exemplo de dreno vertical na face de obra de contenção (DNIT, 2006b)
Figura 2.6: Exemplo de dreno inclinado na face de obra de contenção (DNIT, 2006b
)
Figura 2.7: Detalhe da instalação de um barbac
ã
(CUNHA, 1991
)
Figura 2.8: Utilização de gramíneas como proteção superficial no município de
Camaragibe (SANTANA, 2006).
Figura 2.9: Proteção superficial utilizando material artificial. (a) Revestimento com
cimentado; (b) Revestimento com tela argamassada (ALHEIROS et al,
2003).
Figura 2.10: (a) e (b) Vista de taludes protegidos com lona sintética na área de estudo
–
Jardim Primavera (Camaragibe)
Figura 2.11: Vista lateral de um muro de gravidade executado com pedra rachão
(SANTANA, 2006).
Figura 2.12: Representação básica de um muro de contenção
à
gravidade em gabiões
(BARROS et al, 2005).
Figura 2.13: Vista lateral de um muro de contenção em gabião (BARRO
S
et al, 2005).
x
i
Figura 2.14: Vista de um muro executado com concreto ciclópico (SANTANA, 2006)
.
Figura 2.15: Exemplo de Seção Transversal de um muro concreto armado. (a) muro
com base em L; (b) Muro com contraforte (ALHEIROS et al, 2003).
Figura 2.16: Vista de um muro executado com solo-cimento ensacado (Santana, 2006).
Figura 2.17: Elementos constituintes de um tirante (GEORIO, 2000
)
Figura 2.18: Seção transversal de uma cortina ancorada (GEORIO, 2000)
Figura 2.19: Fases de execução da contenção com tirantes em Santos Dumont (DIA
S
et
al, 2006)
Figura 2.20: Fases de execução da contenção com solo grampeado (GEORIO, 2000)
Figura 2.21: Vista de Obra de contenção com solo grampeado. (a) Início da execução
da obra; (b) Final da execução da obra. (DIAS et al, 2006)
Figura 2.22: Vista lateral das 3 obras de reforço. E
m
p
rimeiro plano, os cortes com solo
grampeado (DIAS et al, 2006).
Figura 2.23: Seção transversal de solo reforçado com geossintético (GEORIO, 2000)
Figura 2.24: Tratamento pontual da encosta no município do Cabo de Santo Agostinh
o
(SANTANA, 2006).
Figura 2.25: Tratamento global da encosta no município do Cabo de Santo Agostinho
(SANTANA, 2006).
Figura 2.26: Proposta de Tratamento Global de uma encosta (GUSM
Ã
O FILHO et al,
1993 a partir ALHEIROS, 1998).
Figura 2.27: Problemas encontrados no Levantamento de Obras de estabilização na
RM R: (a) Muro de pedra rachão com barbacãs posicionados no topo; (b)
Barbacãs posicionados para cima e no topo de um muro de pedra rachão;
(c) Tela argamassada danificada; (d) Morador retirando a proteção
superficial no talude de sua residência (SANTANA, 2006).
Figura 2.28: Vigas e contrafortes em concreto armado, com chumbadores
–
Av. São
Sebastião, RJ – 1968 (BRITO FILHO & VIEIRA, 2009)
Figura 2.29: Cortina com ancoragens protendidas
–
Rua Paranaguá, RJ
–
1968 (BRITO
FILHO & VIEIRA, 2009)
Figura 2.30: Solo grampeado e cortinas ancoradas
–
Rua Loureiro Nunes, Vitória, ES
–
2008. (BRITO FILHO & VIEIRA, 2009)
Figura 2.31: Tela de alta resistência (TECCO) fixada com grampos, em solo, sobre
geomanta (Tecmat 400) para estabilização e controle de erosão – Horto
xi
i
Municipal, Vitória, ES
–
2009. (BRITO FILHO & VIEIRA, 2009)
Figura 2.32: Situação inicial: barracos em risco, lançamento de esgoto na encosta;
presença de mato, lixo, águas pluviais, terra solta de deslizamentos
(FIGUEIREDO, 1995).
Figura 2.33: Situação final: criação de bermas, execução do dreno de brita ligado à
galeria de águas pluviais, unidades habitacionais sobrepostas escalonadas
para reassentamento (FIGUEIREDO, 1995).
Figura 2.34: Vista área do início das obras na encosta e mapeamento dos setores de
risco (E - Encosta e B - Baixada; I - grave e II - menos grave)
(FIGUEIREDO, 1995).
Figura 2.35: Vista área após a conclusão das obras na encosta (Figueiredo, 1995).
Figura 2.36: Complexo Barracos da Pedreira - Situação Inicial: Talude e matacão
instáveis (FIGUEIREDO, 1995)
Figura 2.37: Complexo Barracos da Pedreira - Situação Final: Talude retaludado
contido por cortina ancorada e com proteção superficial (grama) e
execução de alambrado para proteção contra massas movimentadas
(FIGUEIREDO, 1995)
Figura 2.38: Rua Queriqueri
–
Situação Inicial: Talude com taludes em risco e zona de
solapamento na base (FIGUEIREDO, 1995)
Figura 2.39: Rua Queriqueri
–
Situação Final: Remoção das moradias, retaludamento
do talude através da execução de corte escalonado e aterro e execução de
muro de gabião no pé do talude. (FIGUEIREDO, 1995).
Figura 2.40: Parede de concreto com ancoragem sobre estaca trado (DANZIGE
R
et al,
1992)
Figura 2.41: Proteção contra erosão com muro de sacos de solo-cimento (DANZIGE
R
et al, 1992)
Figura 2.42: Recomposição de rua com plataforma de concreto (DANZIGER et al,
1992).
Figura 2.43: Muro de solo reforçado com geotextil (DANZIGE
R
et al, 1992
)
Figura 2.44: Estabilização de taludes com solo grampeado e proteção superficial com
concreto projetado e revestimento vegetal (DANZIGER et al, 1992)
xii
i
CAP
Í
TULO 3: DESCR
I
Ç
Ã
O DA
Á
REA DE ESTUDO
Figura 3.1: Mapa de localização da cidade de Camaragibe - PE
Figura 3.2: Precipitação mensal média e mensal máxima (Período 2000 a 2009).
Figura 3.3: Afloramento de rocha granítico-gnássico no Vale das Pedreiras
–
Camaragibe (BANDEIRA, 2003)
Figura 3.4: Solo residual maduro de granito (Jardim Primavera
–
Camaragibe)
Figura 3.5: Detalhe da Fáceis Leque Aluvial
–
Ostracil, Camaragibe (BANDEIRA,
2003)
Figura 3.6: Detalhe da Fáceis Leque Aluvial / Planície Aluvial
–
Bairro dos Estados,
Camaragibe (BANDEIRA, 2003)
Figura 3.7: Representação gráfica da área de estudo
Figura 3.8: Vista geral da área de estudo (SILVA, 2007)
Figura 3.9: Vista geral da área de estudo (SILVA, 2007)
Figura 3.10: Vista geral da encosta estudada por SILVA (2007)
Figura 3.11: Setor PM
V
-4 - Risco Muito Alto, Rua Gilberto Viegas
–
Primavera
(GUSMÃO et al, 2005)
Figura 3.12: Setor PM
V
-5 - Risco Alto, Rua Gilberto Viegas
–
Primavera
(GUSMÃO et al, 2005)
Figura 3.13: Setor PM
V
-6 - Risco Alto, Rua Gilberto Viegas
–
Primavera
(GUSMÃO et al, 2005)
Figura 3.14: Problemas relacionados à falta de dispositivos de drenagem nos taludes.
Figura 3.15: Sistema de Drenagem (Canaletas) executado pela prefeitura.
Figura 3.16: Problemas relacionados à execução incompleta de dispositivos de
drenagem nos taludes.
Figura 3.17: (a) Talude com inclinação suave; (b) talude com altura aproximada de 3
metros coberto com lona plástica.
Figura 3.18: Exemplos de taludes íngremes encontrados na área de estudo
Figura 3.19: Lançamento de água servida em um talude onde já houve deslizamento
Figura 3.20: (a) Lançamento de água servida no talude (b) Tubo de água com
vazamento.
Figura 3.21: Problemas de instabilidade devido a sumidouros (ALHEIRO
S
et al, 2003).
Figura 3.22: (a) Construção exercendo sobrecarga no talude; (b) presença de bananeira
no talude.
xi
v
Figura 3.23: Documentação Fotográfica
–
Parte 01
Figura 3.24: Documentação Fotográfica
–
Parte 02
Figura 3.25: (a) Talude com indícios de movimentos anteriores; (b) vista lateral do
talude (topo) protegido por lona plástica.
Figura 3.26: (a) Vista lateral do talude (base) protegido por lona plástica.
Figura 3.27: Vista de frente do talude em 2005 (BANDEIRA, 2005)
Figura 3.28: (a) Deslocamento da escadaria de acesso à porta dos fundos da casa (cerca
de 2m); (b) Fenda na encosta; (c) Patamares formados; (d) Detalhe do
deslizamento e da demolição das casas. (SILVA, 2007)
CAPÍTULO 4: CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
Figura 4.1: Etapas de investigação geológico-geotécnica (AUGUSTO FILHO &
VIRGILI, 1998)
Figura 4.2: Localização dos setores na área de estudo
Figura 4.3: Levantamento topográfico, locação dos furos de sondagens e
equipamentos instalados no programa de instrumentação para o SETOR II
(SILVA, 2007).
Figura 4.4: Locação das sondagens a percussão (SPT) e
d
a coleta de amostras
indeformadas (blocos) e deformadas.
Figura 4.5: Realização da sondagem a percussão (SPT)
–
Furo SP-A1 (a) vista geral
do tripé instalado; (b) escavação do furo por circulação de água; (c)
cravação do amostrador padrão através da queda do peso; (d) amostrador
padrão contendo solo residual maduro de granito.
Figura 4.6: Furo de sondagem SP-A1, resultado de ensaio (Nº golpes/30 cm), perfil de
umidade de campo, descrição tátil-visual do material e formação
geológica.
Figura 4.7: Furo de sondagem SP-A2, resultado de ensaio (Nº golpes/30 cm), perfil de
umidade de campo, descrição tátil-visual do material e formação
geológica.
Figura 4.8: Furo de sondagem SP-A3, resultado de ensaio (Nº go
l
p
es/30 cm), perfil de
umidade de campo, descrição tátil-visual do material e formação
geológica.
x
v
Figura 4.9: Coleta de amostras indeformadas (bloco): (a) escavação e moldagem do
bloco; (b) proteção do bloco com papel alumínio; (c) proteção do bloco
com tecido de algodão; (d) aplicação de camada de parafina.
Figura 4.10: Aparência dos solos encontrados nas encostas onde foram coletadas
amostras. (a) Camada superior onde foi coletada a Amostra A1; (b)
camada inferior onde foi coletada a amostra A2; (c) Base do talude entre a
Rua Gilberto Viegas e Rua Topázio; (d) camada onde foi coletada a
amostra A3.
Figura 4.11: Perfil topográfico e geotécnico representativo na encosta compreendida
entre a Rua Topázio (topo) e Rua Gilberto Viegas (base).
Figura 4.12: Furo de sondagem SM-02, com geologia e indicação das frações
granulométricas dos solos (SILVA, 2007)
Figura 4.13: Furo de sondagem SP-02, com geologia e indicação das frações
granulométricas dos solos (SILVA, 2007)
Figura 4.14: Perfil geotécnico da encosta estudada (SETOR I) - seção 1 (SILVA, 2007)
Figura 4.15: Perfil geotécnico da encosta estudada (SETOR I) - seção 2 (SILVA, 2007)
Figura 4.16: Perfis de umidade ao longo da encosta estudada. (a) Furo SM-01; (b) Furo
SM-02; (c) Furo SP-01. (SILVA, 2007)
Figura 4.17: Realização de ensaio com permeâmetro Guelph para determinar a
condutividade hidráulica “in situ”. (SILVA, 2007)
Figura 4.18: Resultados do ensaio “guelph” do Furo SP-01. Permeabilidade (K
fs
),
potencial mátrico de fluxo (φ
m
), umidades e frações do solo. Perfil de solos
da Formação Barreiras. (SILVA, 2007)
Figura 4.19: Resultados do ensaio “guelph” do Furo SP-02. Permeabilidade (K
fs
),
potencial mátrico de fluxo (φ
m
), umidades e frações do solo. Perfil de solo
residual de granito. (SILVA, 2007).
Figura 4.20: Curvas granulométricas com e sem o uso de defloculante - Amostra A1
Figura 4.21: Curvas granulométricas com e sem o uso de defloculante - Amostra A2
Figura 4.22: Curvas granulométricas com e sem o uso de defloculante - Amostra A3.
Figura 4.23: (a)Equipamento Triflex 2; (b) corpo de prova no equipamento Triflex 2
(c) Célula do equipamento Triflex 2
xv
i
Figura 4.24: Permeabilidades saturadas típicas em solos residuais, colúvio e Formação
Barreiras (SCHNAID et al., 2004; COUTINHO & SILVA, 2006 a partir de
COUTINHO & SEVERO, 2009) com a inclusão de solos residuais do
Brasil e residuais de granito do Porto.
Figura 4.25: Curvas tensão deformação
–
Cisalhamento direto na condição inundada
–
Amostra A1.
Figura 4.26: Curvas tensão deformação
–
Cisalhamento direto na condição inundada -
Amostra A2
Figura 4.27: Envoltória de resistência obtida dos ensaios de cisalhamento direto na
condição inundada – Amostra A1
Figura 4.28: Envoltória de resistência obtida dos ensaios de cisalhamento direto na
condição inundada – Amostra A2.
Figura 4.28: Pluviometria, chuva acumulada de 25 dias, níveis piezométricos e níveis
d'água referente ao Furo SM-01 (cota 51,5m). (SILVA, 2007)
Figura 4.29: Pluviometria, chuva acumulada de 25 dias, níveis piezométricos e níveis
d'água referente ao Furo SP-02 (cota 37,75m). (SILVA, 2007)
Figura 4.30: Perfil
–
seção 2 - com indicações dos níveis piezométricos e níveis d'água
máximos e mínimos e provável direção do fluxo subterrâneo. (SILVA,
2007)
Figura 4.31: Perfil
–
seção 1 - com indicações dos níveis piezométricos e níveis d'água
máximos e mínimos e provável direção do fluxo subterrâneo. (SILVA,
2007)
Figura 4.32: Perfil
–
seção 2 - com indicações dos níveis piezométricos e níveis d'água
máximos e mínimos e provável direção do fluxo subterrâneo. (SILVA,
2007)
Figura 4.33: Deslocamentos horizontais referentes as vertical dos furo SP-01 e SP-02
(SILVA, 2008).
CAPÍTULO 5: PROPOSTA DE SOLUÇÃO PARA O TRATAMENTO GLOBAL
DA ENCOSTA
Figura 5.1: Viabilidade econômica em relação à altura (SUPAM , 1983 a partir de
SANTANA, 2006).
xvi
i
Figura 5.2: Comparação de custos dos diversos sistemas (SUPAM , 1983 a partir de
SANTANA, 2006).
Figura 5.3: Vista geral do escoamento superficial da área de estudo (SILVA, 2007).
Figura 5.4: Esquema de escadaria proposta para a área de estudo (ALHEIRO
S
et al,
2003).
Figura 5.5: Recuos mínimos entre a edificação e os taludes (ALHEIROS et al, 2003).
Figura 5.6: Esquema de execução de tela argamassada
Figura 5.7: (a) Seção Transversal tipo de muro de solo pedra rachão argamassada; (b)
Taludes onde devem executadas obras de contenção utilizando muro de
contenção em pedra rachão argamassada.
Figura 5.8: Obra de contenção utilizando solo-cimento ensacado (Rip-rap): (a) e (b)
Seção transversal e seção longitudinal (COUTINHO, 2008b); (c) taludes
onde serão executados muros de solo- cimento.
Figura 5.9: Proposta para estabilização da área de estudo
CAPÍTULO 6: EXEMPLOS DE ES TUDO PARA ES COLHA D E
INTERVENÇÕES
Figura 6.1: Planta sem
i
-cadastral plan
i
-altimétrica do Talude compreendido entre a
Rua Gilberto Viegas e a Rua Topázio (SETOR I).
Figura 6.2: Seção Principal do Talude compreendido entre a Rua Gilberto Viegas e a
Rua Topázio (SETOR I).
Figura 6.3: Seção Principal do Talude considerando a adoção de retaludamento
–
Bermas com largura de 3,0m.
Figura 6.4: Seção Principal do Talude considerando a adoção de retaludamento
–
Bermas com largura de 2,0m
Figura 6.5: Seção Principal do Talude considerando a adoção de muro de
p
roteção em
alvenaria de pedra rachão e retaludamento - Bermas com largura de 2,0m.
Figura 6.6: Seção Principal do Talude considerando a execução de muro de solo-
cimento ensacado.
Figura 6.7: Condições de estabilidade a considerar numa estrutura de contenção
(COUTINHO, 2008 a partir de COUTINHO et al., 2008).
Figura 6.8: Método de Rankine: Cálculo do empuxo ativo para retroaterro inclinado
(GEORIO, 2000).
xvii
i
Figura 6.9: Seção Principal do Talude considerando a execução de muro de pedra
rachão argamassada.
Figura 6.10: Detalhe solução para aumentar o atrito solo-muro e o empuxo passivo
(CUNHA, 2010).
Figura 6.11: Resultado de ensaios de arrancamento no Brasil (ORTIG
Ã
O &
PALMEIRA, 1997 a partir de Georio, 2000).
Figura 6.12:
Á
baco de estabilidade Solo grampeado para L/H =0,6 (CLOUTERR
E
,
1991 a partir de GEORIO, 2000).
Figura 6.13: Seção transversal de contenção com o uso de solo grampeado.
Figura 6.14: Análise de estabilidade (presenç
a
do nível de água)
–
Solução:
retaludamento com bermas de 2m (Método de Spencer).
Figura 6.15: Análise de estabilidade (presença do nível de água)
–
Solução: muro de
proteção associado à retaludamento com bermas de 2m (M étodo de
Spencer).
Figura 6.16: Análise de estabilidade (presença do nível de água)
–
Solução: muro de
contenção em pedra rachão (Método de Spencer).
Figura 6.17: Análise de estabilidade (presença do nível de água)
–
Solução: muro de
contenção em solo cimento ensacado (Método de Spencer).
Figura 6.18: Gráfico com a estimativa de custo das soluções propostas (data base:
jan/2008).
Figura 6.19: Análise de estabilidade
–
estágio de reativação considerando nível d'água
subterrâneo mínimo. Método de Spencer (SILVA, 2007).
Figura 6.20: Análise de estabilidade
–
estágio de reativação considerando nível d'água
subterrâneo máximo. Método de Spencer (SILVA, 2007).
Figura 6.21: Planta de locação dreno horizontal profundo
–
DHP (a partir de SILVA,
2007)
Figura 6.22: Perfil longitudinal da intervenção com dreno horizontal profundo
–
DHP e
os níveis de água / piezométricos existentes no talude (a partir de SILVA,
2007)
Figura 6.23: Análise de estabilidade
–
retaludamento e nível de água mínimo. Método
de Spencer.
xi
x
LISTA DE QUADROS
CAP
Í
TULO 2: OBRAS DE ESTABILIZAÇ
Ã
O DE ENCOSTAS OCUPADAS
Quadro 2.1: Tipos de obras de estabilização de encostas (SANTANA, 2006
modificada de ALHEIROS et al., 2003).
Quadro 2.2: Dispositivos de Drenagem utilizados em taludes
Quadro 2.3: Vantagens e Desvantagens do Emprego de Solo Grampeado (a partir de
COUTINHO, 2008)
Quadro 2.4: Formas de deslizamentos
–
Medidas preventivas e corretivas. (BRITO
FILHO & VIEIRA, 2009)
Quadro 2.5: Características de Estruturas de Contenção (BRITO FILHO & VIEIRA,
2009)
CAPÍTULO 3: DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
Quadro 3.1: Tipos Dominantes de Ocupação Urbana por Regiões (BANDEIRA,
2003)
Quadro 3.2: Ocupações em Patamares
–
Vantagens e Desvantagens (ALHEIRO
S
et
al., 2003)
Quadro 3.3: Critérios para hierarquia dos setores de risco (GUSM
Ã
O et al, 2006
)
Quadro 3.4: Síntese dos Dados do Mapeamento de Risco
–
PMRR (GUSM
Ã
O et al,
2005)
Quadro 3.5: Síntese dos Dados do Mapeamento de Risco
–
PMRR considerando as
moradias (GUSMÃO et al, 2005)
Quadro 3.6: Dados do Mapeamento de Risco para a Localidade de Jardim Primavera
– (a partir de GUSMÃO FILHO et al, 2005)
CAPÍTULO 4: CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
Quadro 4.1: Ensaios realizados no SETOR II (SILVA, 2007)
Quadro 4.2: Local das amostras coletadas
–
SETOR I.
Quadro 4.3: Ensaios de laboratório para caracterização de argilas (DEGROOT &
LANDON, 2007 a partir de COUTINHO & SEVERO, 2009)
x
x
Quadro 4.4: Principais tipos de instrumentos utilizados nos estudos de taludes e
encostas (AUGUSTO FILHO & VIRGILI, 1998).
CAPÍTULO 5: PROPOSTA DE SOLUÇÃO PARA O TRATAMENTO GLOBAL
DA ENCOSTA
Quadro 5.1: Escolha do método de estabilização de acordo com o agente atuante
(COUTINHO, 2008).
Quadro: 5.2: Causas de movimentos de massa (CRUDEN & VARNE
S
, 1996, a
partir de COUTINHO & SEVERO, 2009).
Quadro 5.3: Fatores deflagradores dos movimentos de encosta (VARNES, 1978
a
partir de AUGUSTO FILHO & VIRGILI (1998).
Quadro 5.4: Principais fatores agravantes ou acionantes
–
estágio de pré-ruptura
(LEROUEIL, 2004, a partir de COUTINHO & SEVERO, 2009).
Quadro 5. 5: Tratamento de Encostas Ocupadas (GUSM
Ã
O FILHO, 1997
)
Quadro 5.6: Tipologia de Intervenções Voltadas à Redução de Riscos Associados a
e Escorregamentos em Encostas Ocupadas e a Solopamentos de
Margens de Córregos (ALHEIROS, 2006)
Quadro 5.7: Influência da inclinação do talude no estabelecimento da cobertura
vegetal (GCO, 1984 a partir de GEORIO, 2000).
6. EXEMPLOS DE ESTUDO PARA ESCOLHA DE INTERVENÇÕES
Quadro 6.1: Nível de segurança desejado contra a perda de vidas humanas
(ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2009).
Quadro 6.2: Nível de segurança desejado contra danos materiais e ambientais
(ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2009).
xx
i
LISTA DE TABELAS
2. OBRAS DE ESTABILIZAÇ
Ã
O DE ENCOSTAS OCUPADAS
Tabela 2.1: Porcentagens das
S
o
l
uções de Contenção Adotadas por Município
na RMR (SANTANA &COUTINHO, 2006)
Tabela 2.2: Obras realizadas em São Paulo
–
Programa Trabalho em
Á
reas de
Risco (FIGUEIREDO, 1995)
CAP
Í
TULO 3: DESCRIÇ
Ã
O DA
Á
REA DE ESTUDO
Tabela 3.1: Evolução da população de Camaragibe
–
1970 a 2008 (FIDEM,
2010)
Tabela 3.2: Precipitações Mensais registradas no Município de Camaragibe
(2000 a 2009)
CAPÍTULO 4: CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
Tabela 4.1: Resumo dos resultados dos ensaios de caracterização física
–
ensaios com defloculante (SETOR I).
Tabela 4.2: Resumo dos resultados dos ensaios de caracterização física
–
ensaios sem defloculante (SETOR I).
Tabela 4.3: Caracterização dos solos do Setor II (SILVA, 2007)
Tabela 4.4: Resultados dos ensaios de permeabilidade utilizando o
equipamento Triflex (a partir de SILVA, 2007)
Tabela 4.5: Condições iniciais dos corpos de prova referentes aos ensaios
de cisalhamento direto convencional na condição inundada
Tabela 4.6: Condições dos corpos de prova na ruptura referentes aos
ensaios de cisalhamento direto convencional na condição
inundada.
Tabela 4.7: Parâmetros de resistência obtidos nos ensaios de cisalhamento
direto (SILVA, 2007).
Tabela 4.8: Comparação dos resultados obtidos nos ensaios de
caracterização do solo residual maduro de granito (a partir de
SILVA, 2007).
Tabela 4.9: Resultados de ensaios de permeabilidade das amostras de solo
residual maduro de granito (a partir de SILVA, 2007).
xxi
i
Tabela 4.10: Resultados de ensaio de cisalhamento direto na condição
inundada para solo residual de granito (a partir de SILVA,
2007).
CAPÍTULO 6: EXEMPLOS DE ES TUDO PARA ES COLHA D E
INTERVENÇÕES
Tabela 6.1: Resultados da análise de estabilidade de um muro de contenção
em solo cimento ensacado considerando o empuxo hidrostático.
Tabela 6.2: Resultados da análise de estabilidade de um muro de contenção
em solo-cimento ensacado sem considerar o empuxo
hidrostático.
Tabela 6.3: Resultados da análise de estabilidade de um muro de contenção
em pedra rachão argamassada considerando o empuxo
hidrostático.
Tabela 6.4: Resultados da análise de estabilidade de um muro de contenção
em pedra rachão argamassada sem considerar o empuxo
hidrostático.
Tabela 6.5: Resultado do Pré-dimensionamento de contenção com o
emprego solo grampeado.
Tabela 6.6: Fatores de Segurança obtidos na análise de estabilidade global.
Tabela 6.7: Fatores de segurança mínimos para deslizamentos
(ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS,
2009).
Tabela 6.8: Estimativa de Custo
–
Solução com Dreno Subhorizontal
–
DHP
1
1. INTRODUÇÃO
1.1 Considerações Iniciais
O tema abordado neste trabalho trata de uma proposta para promover a estabilização de
taludes em uma área localizada no bairro de Jardim Primavera, no município de
Camaragibe-PE. O local é caracterizado por um adensamento urbano espontâneo,
composto por moradias precárias e apresenta inúmeros problemas de instabilização de
encostas devido aos problemas antrópicos identificados e a não observância de
parâmetros urbanísticos de parcelamento do solo.
A área escolhida para o desenvolvimento do trabalho já foi objeto de pesquisas
anteriores, na Área de Geotecnia - DEC / UFPE, como o trabalho desenvolvido por
SILVA (2007) denominado de Estudo Geológico - Geotécnico de uma Encosta com
Problemas de Instabilidade no M unicípio de Camaragibe – PE; e, BANDEIRA (2003)
denominado de Mapa de Risco de Erosão e Escorregamento das Encostas com
Ocupações Desordenadas do M unicípio de Camaragibe-PE ambos sob a Orientação do
Professor Roberto Quental Coutinho. Diversos outros trabalhos também foram
realizados tendo em vista a importância do tema Estabilidade de Taludes os quais
podemos citar alguns dos mais recentes: COUTINHO & SILVA (2006), MELO NETO
(2005), GUSMÃO FILHO ET AL. (2004), SILVA (2003) que tratam de uma maneira
geral os movimentos de massa, além de trabalhos anteriores, como COUTINHO et al.
(2000), SOUZA NETO (1998), GUSMÃO FILHO (1997), GUSMÃO FILHO et al.
(1997), COSTA (1996), GUSMÃO FILHO et al. (1993), GUSMÃO FILHO et al.
(1986).
Os estudos realizados estão inseridos na linha de pesquisa: “Estabilidade e Erosão de
Encostas e Comportamentos de Solos/Rochas Associados” que faz parte do Projeto
PRONEX – CNPq / FACEPE (Processo No APQ-0459-3.01/06), Núcleo para
Prevenção e Controle de Riscos Geológico-Geotécnicos e Hidrológicos na Região
Metropolitana do Recife, que deu continuidade ao projeto anterior PRONEX – CNPq /
FACEPE EDT-0007-05.03/04 (2004-2007) coordenados pelo Grupo de Engenharia
Geotécnica de Planícies e Encostas – GEGEP, através do Prof. Roberto Quental
Coutinho.
2
A realização desta pesquisa também contou com o auxilio financeiro do CNPq através
do Projeto CNPq Universal: Ações para redução de risco em encostas na Região
Metropolitana do Recife (Processo 472384 / 2007-4) sob a coordenação do professor
Roberto Quental Coutinho além da concessão de bolsa na modalidade Mestrado (GM -
Processo nº: 134740/2008-4).
Para a área de estudo estão sendo elaborados projetos de estabilização de taludes através
de convênio firmado entre a Prefeitura Municipal de Camaragibe-PE e a Fundação de
Apoio a Universidade Federal de Pernambuco – FADE (Convênio Nº 200/07), através
do Grupo GEGEP (Grupo de Engenharia Geotécnica de Encostas e Planície) e
coordenado pelo Prof. Roberto Quental Coutinho. Este projeto contempla também
outras localidades e é denominado de “Projetos Básico de Engenharia para execução de
obras de contenção e drenagem nas localidades de: Córrego da Andorinha, Vale das
Pedreiras, Jardim Primavera, Ostracil e Tabatinga.”
A aluna de mestrado desta pesquisa juntamente com a Engenheira Ana Patrícia
Bandeira fazem parte da equipe de projetistas. Já foram concluídos os projetos para duas
localidades: Vale das Pedreiras e Córrego da Andorinha. Nesta última localidade foram
propostas obras considerando o tratamento global dos taludes.
1.2 Importância do Estudo do Tema
Os registros de acidentes por deslizamentos de encostas mostram um número elevado na
Região Metropolitana do Recife, embora em diferentes momentos, tenham sido feitos
investimentos para a estabilização de encostas. Os escorregamentos, nos últimos dez
anos, mataram mais de 150 pessoas na Região Metropolitana do Recife (RMR) durante
períodos chuvosos. De acordo com BANDEIRA (2010) no período compreendido entre
1984 a 2009 ocorreram cerca de 200 mortes devido a escorregamentos. No período de
2001 a 2008, o número de mortes reduziu para 23 na RMR (Figura 1.1).
3
Figura 1.1: Histórico de Mortes por Escorregamentos de Encostas na RM-Recife (Fonte:
ALHEIROS, 1998; BANDEIRA, 2003; JORNAL DO COMMERCIO, a partir de
BANDEIRA, 2010)
A redução do número de mortes na RMR é devido às intervenções de obras de
engenharia e ações não estruturais realizadas. Com a criação do M inistério das Cidades
e de seu Programa Urbanização, Regularização e Integração de Assentamentos
Precários, surge a oportunidade de financiamento para elaboração de projetos para
estabilização de encostas em municípios brasileiros.
O modelo de abordagem da UNDRO (1991, a partir de COUTINHO, 2008) para o
gerenciamento de áreas de risco está formulado em quatro estratégias:
Identificação e análise de riscos;
Adoção de medidas estruturais para prevenção de acidentes e a redução dos
riscos;
Adoção de medidas não-estruturais com implantação de planos preventivos de
gestão de riscos para os períodos das chuvas mais intensas, monitoramento e
atendimento das situações de emergência;
Informação pública e capacitação para prevenção e autodefesa.
As ações estruturais dizem respeito à execução de um plano voltado para a redução de
riscos, através da implantação de obras de engenharia de forma planejada (muros de
arrimo, sistema de drenagem, revegetação, remoção de moradias, etc.). A figura 1.2
ilustra um esquema das medidas de prevenção de acidentes.
4
Figura 1.2: Medidas de atuação em relação a áreas de risco de deslizamentos
(CARVALHO et. al., 2007).
A figura mostra que a Urbanização e Obras de Estabilização são uma das formas de
atuação sobre os processos visando à redução de risco sócio-ambientais, através de
medidas que impeçam a sua ocorrência ou através da sua redução.
Segundo CARVALHO & GALVÃO (2006), nas cidades brasileiras, marcadas pela
exclusão sócio-espacial que lhes é característica, a ocupação das encostas por
assentamentos precários, favelas, vilas e loteamentos irregulares aumenta ainda mais a
freqüência dos deslizamentos. A remoção da vegetação, a execução de cortes e aterros
instáveis para construção de moradia e vias de acesso, a deposição de lixo nas encostas,
a ausência de sistemas de drenagem de águas pluviais e coleta de esgotos, a elevada
densidade populacional e a fragilidade das moradias aumentam tanto a freqüência das
ocorrências com a magnitude dos acidentes.
Em um cenário como este uma das formas de sanar ou minimizar os riscos e/ou
prejuízos sócio-econômicos é a adoção de ações estruturais integradas visando a
estabilização das encostas.
5
1.3 Objetivos da Dissertação
Os objetivos que nortearam a formulação deste trabalho foram separados em Objetivos
Gerais e Objetivos Específicos e estão apresentados a seguir.
OBJETIVOS GERAIS:
Contribuir para a base de dados sobre escorregamentos, incluindo as
informações de parâmetros geológico-geotécnicos;
Contribuir com as pesquisas no tema de soluções de engenharia para
estabilização de taludes para área de estudo.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Dar continuidade a pesquisa da tese de doutorado, denominada de “Estudo
Geológico - Geotécnico de uma Encosta com Problemas de Instabilidade no
M unicípio de Camaragibe – PE” desenvolvida pela aluna M arília M ary da Silva
sob orientação do professor Roberto Coutinho (UFPE) e co-orientação do
professor Willy Alvarenga Lacerda (COPPE-UFRJ);
Estudar o conhecimento sobre as características geológico-geotécnicas dos solos
presentes nas encostas da área de estudo;
Determinar parâmetros geotécnicos dos solos para área de estudo;
Estudar soluções visando ações estruturais integradas para estabilização da
encosta através da adoção de obras de contenção, proteção superficial e
drenagem.
1.4 Conteúdos dos Capítulos
O capítulo 1 apresentou o tema estudado, bem como os projetos no qual está inserido.
Também foram apresentados a justificativa e os objetivos da pesquisa.
O capítulo 2 apresenta uma breve revisão bibliográfica relativa a obras de estabilização
e exemplos de ações estruturais para estabilização de taludes encontrados na literatura.
No capítulo 3, serão apresentadas inicialmente as Características Gerais do M unicípio
de Camaragibe e em seguida as Características da Área de Estudo abordando o
6
levantamento dos problemas indutores de instabilização das encostas encontrados no
local.
O capítulo 4 apresentará as características geotécnicas dos materiais presentes nas
encostas da área de estudo, obtidas através de ensaios de campo, laboratório e
instrumentação. Neste item serão ilustrados de forma sintética os resultados obtidos
durante a pesquisa de SILVA (2007).
O capítulo 5 tem como objetivo a apresentação de uma proposta para a estabilização das
encostas da área de estudo através da adoção de ações estruturais integradas utilizando
retaludamento, sistema de drenagem, proteção superficial, obras de contenção.
No capítulo 6, serão exemplificados dois estudos para a escolha de obras de
estabilização, compreendendo a adoção de drenagem profunda em um talude que
apresenta movimentação em forma de bloco que ocorre durante as chuvas e outro
através da adoção de obras consagradas na região.
O capítulo 7 apresentará as conclusões obtidas durante a pesquisa e propostas para
futuras pesquisas.
E por fim, a apresentação das referências bibliográficas utilizadas na pesquisa.
7
2. OBRAS DE ESTABILIZAÇÃO DE ENCOSTAS OCUPADAS
2.1 Introdução
Este capítulo apresentará inicialmente exemplos de tipos de obras utilizadas para
estabilização de taludes e em seguida, serão abordadas de forma sucinta, as
características básicas de algumas obras passíveis de utilização na área de estudo,
dividas através da classificação que leva em consideração a adoção de estrutura de
contenção, Obra sem Estrutura de Contenção e Obras com Estrutura de Contenção. Por
fim, serão apresentadas algumas experiência brasileiras relacionadas a Ações Estruturais
para Estabilização de Taludes.
As obras de estabilização fazem parte das ações estruturais para prevenção de acidentes
e redução de risco, e de acordo com COUTINHO (2008) são compostas da seguinte
abordagem:
Elaboração de planos de intervenções estruturais integradas considerando os
aspectos técnicos, econômicos e sócio-culturais;
Inclusão de obras de contenção em programas de reurbanização ou consolidação
geotécnica;
Avaliação de reuso da área de risco para fins habitacionais voltados à população
de baixa renda, utilizando técnicas construtivas adequadas às condições
geotécnicas das encostas.
O quadro 2.1 ilustra os tipos de obras de estabilização que podem ser aplicados a uma
encosta com assentamentos precários. Estas soluções estão classificadas de acordo com
o grupo a que pertencem considerando a inclusão ou não de dispositivo de contenção e
o subgrupo a qual pertencem.
8
Quadro 2.1: Tipos de obras de estabilização de encostas (SANTANA, 2006 modificada
de ALHEIROS et al., 2003).
Grupos Subgrupos Tipos de Obras
Obras sem estrutura de
contenção
Retaludamento
Cortes Talude Contínuo e escalonado
Aterro
Compactado
Carga de fase de talude (muro de terra)
Proteção
Superficial
Materiais naturais
Gramíneas
Grama arm ada com geossintético
Vegetação Arbó rea (mat a)
Selagem de Fendas com solo argiloso
Materiais
arti ficiais
Cimentado
Geomantas e gramíneas
Geocélula e solo compactado
Tela argamassada
Pano de pedra ou lajota
Alvenaria armada
Asfalto ou polietileno
Lonas sintéticas
Drenag em
Interna
Drenos sub-horizontais, trincheiras,
etc.
Externa
Canais, canaleta de borda, de
p
é e de
descida.
Estabilização de
Blocos
Retenção Tela metálica e tirante
Remoção Desmonte
Obras com estrutura de
contenção
Muro de arrimo
Solo-Cimento Solo-cimento ensacado
Pedra-Rachão
Pedra seca
Alvenaria de pedra
Concreto
Concreto armado
Concreto ciclópico
Gabião Gabião-caixa
Bloco de concreto
articulado
Bloco de concreto articulado
(
p
r
é
-
fabricado, encaixado sem rejunte)
Solo-Pneu Solo-pneu
Outras soluções
de contenção
Terra armada
Placa
p
r
é
-fabri cada de con creto,
ancoragem metálica ou geossintéticos.
Micro-an corag em
Placa e montante de concreto,
ancoragem metálica ou geossintéticos.
Solo Compactado
e reforçado
Geossintético
Paramento com pré-fabricados
Cortina Atirantada
Solo Grampeado
Parede de estacas
justapostas
Parede diafragma
Obras de proteção para
massas movimentadas
Contenção de
massas
movimentadas
Materiais naturais Barreira Vegetal
Materiais
arti ficiais
Muro de espera
9
Detalhes sobre obras de estabilização de taludes podem ser consultados nos trabalhos
realizados por COUTINHO (2008), ALHEIROS et al. (2003), GEORIO (2000),
RANZINI & NEGRO JR. (1998) e CUNHA (1991). Este tema também é abordado em
larga escala em anais de eventos científicos, destacando-se o COBRAE - Conferência
Brasileira sobre Estabilidade de Encostas e o COBRAMSEG - Congresso Brasileiro de
mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica.
2.2 Obras sem Estrutura de Contenção
As obras sem estrutura de contenção, como visto anteriormente no quadro 2.1, são
compostas por retaludamento, drenagem e proteção superficial. Nestes tipos de
intervenções a estabilização do talude é obtida através da diminuição das forças
indutoras de movimentos de massa ou através do aumento das forças que impedem este
movimento. Na maioria dos casos de estabilização dos processos de movimentos de
massa, executam-se diversos tipos de obras combinadas. As obras de drenagem e de
proteção superficial não devem ser encaradas apenas como obras auxiliares ou
complementares no projeto de estabilização. Uma correta execução destas obras pode
ser o principal instrumento na contenção de diversos problemas de instabilização.
Retaludamentos, aterros e mesmo obras com estrutura de contenção podem ser
danificados ou destruídos, quando seus projetos não prevêem sistemas de drenagem
eficientes (COUTINHO, 2008).
Algumas características das obras sem estruturas de contenção serão apresentadas
abaixo:
2.2.1 Retaludamento:
O retaludamento consiste em um processo de terraplenagem, realizado com a adoção de
cortes e/ou aterros em taludes, com o objetivo de estabilizá-los. Neste tipo de
intervenção ocorre a diminuição das forças atuantes sobre o talude favoráveis a
deslizamentos e/ou o aumento das forças resistentes que se opõem ao movimento. Deste
modo há o aumento do Fator de segurança. Os cortes são realizados para obter uma
10
inclinação mais suave ou retirar material da crista os aterros por sua vez proporcionam a
acumulação de material na base do talude.
A remoção de parte do material do talude é um dos processos mais antigos e mais
simples de estabilizar talude, pois a suavização de sua inclinação resulta na alteração do
estado de tensões atuantes no maciço, ou seja, há uma redução das tensões de
cisalhamento (WOLLE, 1980).
Segundo AUGUSTO FILHO & VIRGILI (1998), a execução deficiente de aterro é uma
forma de ação antrópica importante na deflagração de movimentos de massa. Onde as
principais instabilizações observadas podem ser associadas a:
Problemas de fundação:
o Recalques e rupturas, principalmente na fase de execução, devido à
existência de solos com baixa capacidade de suporte;
o Assentamento direto sobre maciços rochosos inclinados;
o Surgências d’água não-tratadas no terreno da fundação;
o Não-remoção da vegetação e do solo orgânico, causando a formação e
caminhos preferenciais de percolação na base do aterro;
Problemas no corpo do aterro: má compactação, materiais inadequados,
geometria inadequada e deficiência de drenagem superficial;
Problemas em travessia de linhas de drenagem;
Problemas no sistema de drenagem e de proteção superficial.
As figuras 2.1 e 2.2 ilustram situações onde a estabilização de taludes é feita através da
implantação de aterro na base do talude e com a execução de aterro na base e corte na
crista do talude, respectivamente.
11
Figura 2.1: Esquema de estabilização com a implantação de aterro na base do talude
(ALHEIROS et al, 2003).
Figura 2.2: Esquema de estabilização com a implantação de aterro na base do talude e a
execução de corte na crista (ALHEIROS et al, 2003).
2.2.2 Drenagem
A execução de obras de drenagem, tanto as de captação e direcionamento das águas do
escoamento superficial, quanto aquelas de retirada d’água e alivio de pressões neutras
do fluxo intersticial, representam um dos procedimentos mais eficientes e de mais larga
utilização, na estabilização de todos os tipos de taludes (WOLLE, 1980).
O sistema de drenagem utilizado em talude pode ser dividido em drenagem superficial,
drenagem subsuperficial ou profunda e drenagem de estruturas de contenção, e é
composto dos seguintes dispositivos (Quadro 2.2):
12
Quadro 2.2: Dispositivos de Drenagem utilizados em taludes
Tipo de Drenagem Dispositivo
s
Drenagem Superficial
Canaletas longitudinais e transversais
Sarjetas
Descidas de água (Escadas d”água)
Dissipadores
Caixas de transição
Galerias
Drenagem subsuperficial
ou profunda
Dreno Horizontal Profundo
–
DHP
(
Dreno
subhorizontal)
Drenos
Trincheiras drenantes
Drenagem de Estruturas de
Contenção
Barbacãs
A figura 2.3 ilustra o emprego de alguns dispositivos de drenagem superficial em um
talude rodoviário escalonado. Nesta figura podemos observa a integração dos diversos
dispositivos para possibilitar a condução da água para fora do talude.
Figura 2.3: Esquema do emprego de dispositivos de drenagem superficial em um talude
rodoviário (COUTINHO et al, 2008)
13
A drenagem superficial realizada pelos seus dispositivos faz a captação do escoamento
das águas superficiais e a condução desta água para um local conveniente ou sistema de
macro-drenagem. Este tipo de drenagem tem a finalidade de evitar os fenômenos de
erosão superficial e reduzir a infiltração da água no solo, o que ajuda na estabilização de
taludes através do combate a erosão, devido a manutenção das características
geométricas e o combate aos deslizamentos, devido a redução das pressões de
percolação e diminuição da saturação do solo.
De acordo com SANTANA (2006), os projetos de drenagem superficial têm o objetivo
de melhorar as condições de estabilidade, considerando não só a área estudada como
toda a bacia de drenagem. Um sistema eficiente para os morros deve ser planejado para
a micro-bacia em questão, para evitar transbordamento nas ocorrências de chuvas
intensas. A drenagem superficial se faz pelas linhas d'água naturais e pelo sistema
formal construído, que deve obedecer à forma do relevo para que o escoamento das
águas seja efetivo.
Na elaboração de um projeto de drenagem superficial deverão ser utilizadas as seguintes
considerações gerais (GEORIO, 2000):
Poderão ser adotados diversos tipos de dispositivos com objetivos específicos a
fim de tornar o sistema mais eficiente;
A condução da água deverá ser feita de forma mais linear possível;
Deverão ser adotados dissipadores de energia quando a velocidade de
escoamento for elevada;
Nas mudanças de geometria, dimensões das canaletas ou junção de diferentes
dispositivos deverão ser empregadas caixas de passagem;
Na presença de bermas deverão ser utilizadas canaletas longitudinais para evitar
o armazenamento e infiltração da água. Caso estas bermas apresentem superfície
erodível o espaçamento vertical entre as mesmas deverá ser de no máximo 7 m
evitando a ação erosiva da água que escoa sobre o talude. No caso de taludes
impermeáveis pode ser adotado espaçamento de 12 m.
Deverão ser evitadas mudanças bruscas de direção (planta e perfil) devido às
perdas de carga localizadas e o desgaste do revestimento dos dispositivos;
As canaletas devem ter seção aberta, sem preenchimento, evitando deste modo o
acúmulo de material sólido transportado que torna o sistema ineficaz;
14
O Sistema de drenagem deverá ter elementos que permitam o acesso dos
dispositivos para manutenção (escadas por exemplos);
O dimensionamento das canaletas deverá ser efetuado considerando a relação
entre a velocidade e escoamento/declividade das mesmas, possibilitando que em
épocas de precipitação intensa haja o carreamento do material depositado
durante precipitações de menor intensidade;
Em taludes não naturais é recomendada a limitação de canaletas longitudinais
com comprimento máximo de 80m e estabelecimento de uma declividade
mínima da ordem de 2% a 3%. Quanto às canaletas transversais de descida,
recomenda-se a instalação de um único dispositivo, na seção extrema do talude
mais próxima do corpo coletor;
No caso de taludes naturais as canaletas de descida devem ser implantadas sobre
os talvegues e sempre que possível a área do talude deverá ser dividida em
bacias aproximadamente iguais, impondo-se declividades altas, superiores a 3%.
Deverá ser prevista a execução simultânea de uma proteção lateral impermeável,
com inclinação direcionada à canaleta, de forma a retornar, para este sistema, as
águas que eventualmente ultrapassam as alturas de projeto quando houver o
contato da canaleta com o solo.
Um projeto de sistema de drenagem superficial deverá sempre compatibilizar os
requisitos operacionais dos dispositivos e seus custos de execução e
manutenção;
Deverá ser adotada a distância mínima de 1m da borda do talude quando
empregadas canaletas longitudinais de proteção de crista e quando utilizadas
canaletas de proteção de pé deverão estar afastadas de 0,30m do pé do talude.
A drenagem profunda consiste em retirar a água da percolação interna do maciço (do
fluxo através dos poros, fendas e/ou fissuras) reduzindo a vazão de percolação e as
pressões neutras intersticiais. Os processos de infiltração oriundos da precipitação de
chuva podem alterar as condições hidrológicas do talude, ocasionando a redução das
sucções e/ou o aumento da magnitude das poropressões. Nestes casos, há uma redução
na tensão efetiva e, por conseqüência, uma diminuição da resistência ao cisalhamento
do material, tendendo a causar instabilidade.
15
Deve-se lembrar que em áreas urbanas esta alteração das condições hidrológicas dos
taludes também pode ser ocasionada através de fatores antrópicos tais como: presença
de fossas, lançamento de águas servidas e de esgoto e vazamentos de tubulação de água.
Esta situação deverá ser levada em consideração quando da elaboração de projetos para
estabilização de taludes.
Segundo a GEORIO (2000), a função dos sistemas de drenagem subsuperficial consiste
no controle das magnitudes de pressões de água e/ou captação de fluxos que ocorrem no
interior dos taludes. Estes sistemas tendem a causar rebaixamento do nível
piezométrico, sendo o volume de água que flui através dos drenos diretamente
proporcional ao coeficiente de permeabilidade e ao gradiente hidráulico. Com o
rebaixamento do nível piezométrico, o gradiente hidráulico diminui e o fluxo então vai
se reduzindo progressivamente até se restabelecer uma condição de regime permanente.
Em solos de baixa condutividade hidráulica, esta redução pode significar a inexistência
de um volume de drenagem visível a olho nu, a qual não deve, entretanto, ser associada
à deterioração do dreno. Este tipo de comportamento muitas vezes gera dúvidas quanto
a eficácia do sistema de drenagem, sugerindo a possibilidade de colmatação. Neste
sentido, recomenda-se a monitoração continua através da instalação de piezômetros,
comparando-se registros antes, durante e após a construção.
Os drenos sub-horizontais também conhecidos como drenos horizontais profundos, são
aplicados para a prevenção e correção de escorregamentos nos quais a causa
determinante da instabilidade é a elevação do lençol freático ou do nível piezométrico
de lençóis confinados. No caso de escorregamentos de grandes proporções, geralmente
trata-se da única solução econômica a se recorrer (DNIT, 2006a). Estes drenos são
formados por tubos que apresentam um trecho perfurado ou com ranhuras, envolto em
geotextil e são introduzidos por perfurações na parede do talude com inclinação
próxima a horizontal. No final deste tubo deverá ser colocado um tampão para evitar a
entrada de solo. A figura 2.4 representa a disposição de um dreno sub-horizontal em um
talude e os seus elementos constituintes.
16
Figura 2.4: Elementos constituintes de um dreno sub-horizontal (a partir de GEORIO,
2000).
Algumas considerações deverão ser levadas em conta quando do dimensionamento dos
drenos sub-horizontais (GEORIO, 2000):
Em relação ao comprimento, os drenos mais longos mais espaçados são mais
eficientes do que os drenos mais curtos com espaçamento menor;
Quanto mais suave for o talude, maior deverá ser o comprimento do dreno;
Quando forem utilizados tubos de PVC a extensão dos drenos não deverá
ultrapassar 40m. Para extensões maiores recomenda-se o uso de materiais mais
resistentes como ferro galvanizado ou inoxidável;
Os furos deverão ser executados com equipamento rotativo, com lavagem caso o
solo não seja erodível, caso contrário deverá ser utilizado ar comprimido.
A inclinação sugerida é de 5º em relação à horizontal, mas nos projetos podem
ser definidas outras inclinações conforme a necessidade;
Em projetos de contenção, atenção especial deverá ser dada ao sistema de drenagem,
uma vez que a maior parte das rupturas observadas em estruturas de arrimo ocorre
devido à falta ou à execução inadequada destes sistemas. Para isto pode-se adotar
drenos na face interna dos muros e barbacãs.
O dreno é instalado na face de montante do muro com o objetivo de captar as águas
devido à infiltração na superfície do terreno que geram poropressões. Quando instalados
17
na vertical, o empuxo resultante da água deverá ser incorporado ao dimensionamento da
estrutura de contenção (figura 2.5). Quando os drenos são instalados inclinados (figura
2.6), o empuxo de água se anula, resultando na condição mais eficiente. Neste caso, as
linhas de fluxo junto à estrutura são essencialmente verticais e, portanto, as
poropressões são nulas. A escolha da inclinação do dreno geralmente é feita tendo em
vista as dificuldades apresentadas para a sua execução.
Figura 2.5: Exemplo de dreno vertical na face de obra de contenção (DNIT, 2006b)
Figura 2.6: Exemplo de dreno inclinado na face de obra de contenção (DNIT, 2006b)
O cálculo da vazão do sistema de drenagem deverá levar em consideração a
condutividade hidráulica do maciço a drenar, determinada através de ensaios de
permeabilidade no laboratório ou através de ensaios de infiltração e/ou recuperação em
furos de sondagem. A recomendação é que a condutividade hidráulica do material
18
drenante seja no mínimo 100 vezes maior do que a do solo a ser drenado, para garantir
uma condição de drenagem livre, isto é:
K
d
≥ 100 x K
s
Onde:
K
d
: condutividade hidráulica do dreno
K
s
: condutividade hidráulica do solo.
A camada de materiais granulares filtrantes pode ser substituída por materiais sintéticos
(geotêxteis), desde que seja realizada uma análise técnico-econômica em função de suas
facilidades de instalação e características de desempenho em confronto com eventuais
dificuldades de instalação e não disponibilidade dos materiais granulares filtrantes.
Os barbacãs consistem em tubos horizontais curtos instalados em estruturas de
contenção com o objetivo de coletar águas subterrâneas dos maciços situados a
montante, proporcionando o rebaixamento do nível do lençol freático e a diminuição do
empuxo hidrostático sobre a estrutura. O diâmetro recomendado dos tubos é de 7,5 cm
ou 10 cm que deverão ser espaçados de até 1,5 m na horizontal e 1,0 m na vertical,
formando arranjo em posições alternadas. A linha inferior deve ser posicionada
aproximadamente 30 cm acima da base do muro. Este dispositivo também é comumente
instalado obras de proteção superficial que utilizam material artificial, neste caso o
diâmetro do tubo é de 4 cm. Durante a implantação o tubo deverá ser envolvido com por
um geotextil e na colocação do tubo deverá ser deixada uma ponta de pelo menos 10 cm
para fora do muro. A figura 2.7 ilustra um barbacã instalado em uma obra de contenção.
Figura 2.7: Detalhe da instalação de um barbacã (CUNHA, 1991)
19
2.2.3 Proteção Superficial
A proteção superficial dos taludes tem como objetivo impedir a formação de processos
erosivos e diminuir a infiltração de água no maciço. Os terrenos expostos a erosão e a
infiltração devido à remoção da vegetação e das camadas superficiais são uma das
principais causas dos deslizamentos que ocorrem nos morros.
Para proteger os taludes pode se utilizar materiais naturais ou artificiais. A escolha do
tipo de material deverá ser feita em relação aos critérios técnico-econômicos, em função
das características dos solos, topografia do local, disponibilidade de material e
qualificação da mão de obra.
A proteção com materiais naturais inclui a própria cobertura vegetal (devendo ser, de
preferência, semelhante à cobertura vegetal natural da área), a cobertura com gramíneas,
o uso de solo argiloso para preenchimento de trincas, fissuras e sulcos erosivos e o uso
de blocos de rocha, tanto assentados sobre o talude, como na forma de gabião
(CARVALHO et al, 2007).
O uso de revestimento vegetal deverá ser feito com espécies nativas e com o
acompanhamento de um profissional qualificado, Engenheiro Agrônomo ou Florestal,
onde deverão ser utilizada vegetação de pequeno porte. O revestimento vegetal
apresenta as seguintes funções:
Atenuação do choque das chuvas sobre o solo;
Redução da infiltração das águas;
Proteção da parte superficial do solo contra a erosão;
Amenização da temperatura local;
Criação de um ambiente visualmente mais agradável.
Na figura 2.8 é ilustrado um talude no município de Camaragibe, com proteção
superficial utilizando gramínea.
20
Figura 2.8: Utilização de gramíneas como proteção superficial no município de
Camaragibe (SANTANA, 2006).
De acordo com ALHEIROS et al (2003), não se observa por parte da população dos
morros, os cuidados necessários para a manutenção da vegetação nos taludes, alegando
que, em razão da grande proximidade da moradia para com a barreira, a vegetação traz,
para dentro das casas, insetos e ratos.
No caso de proteção com materiais artificiais poderão ser utilizadas técnicas como a
impermeabilização asfáltica, a aplicação de solo-cimento, de argamassa, de tela
argamassada, lajotas e aplicação de telas metálicas sobre a superfície, principalmente
para a contenção de blocos de rocha, geomantas, geocélulas, alvenaria armada e lonas
sintéticas. A seguir são apresentadas algumas características da proteção superficial
utilizada regionalmente (ALHEIROS et al, 2003 a partir de BANDEIRA, 2003):
Impermeabilização com cimentado: constitui de uma mistura de cimento
Portland e areia, no traço 1:3, aplicada sobre o talude a partir do pé até a crista.
A superfície deve ser preparada, limpa e aplainada. No final, executa-se uma
compactação da mistura. Esse tipo de revestimento deve ser acompanhado por
barbacãs (Figura 2.9(a)).
Impermeabilização com tela argamassada: consiste no preenchimento e
revestimento de uma tela galvanizada ou tela de galinheiro, com argamassa de
cimento Portland e areia no traço 1:3. A tela galvanizada é fixa no solo com
21
ganchos de ferro instalados a cada 1,0 m, nas duas direções, sendo necessário
colocar drenos de PVC com filtro de geotêxtil na parte interna (Figura 2.9(b)).
(a) (b)
Figura 2.9: Proteção superficial utilizando material artificial. (a) Revestimento com
cimentado; (b) Revestimento com tela argamassada (ALHEIROS et al, 2003).
Impermeabilização com pedra ou lajotas: Neste revestimento, os blocos de
pedra rachão são arrumados sobre o talude, com maior travamento na interface
pedra / solo natural, e rejuntados com argamassa de cimento e areia (1:3). Pode-
se também utilizar lajotas pré-moldadas (40 cm x 40 cm) aplicadas com
argamassa. Neste caso deve-se realizar o retaludamento para reduzir a
declividade do talude, já que este material apresenta menor condição de
travamento no solo. Qualquer que seja o material deve-se executar os barbacãs e
o sistema de microdrenagem superficial.
Impermeabilização asfáltica ou com polietileno: Este tipo de revestimento
tem caráter emergencial. Consiste na aplicação de uma camada delgada de
asfalto diluído a quente. Exige manutenção constante pois a película sofre
deterioração por calor solar e por não resistir a impactos ou cargas. O polietileno
é aplicado por jatos e mostra boa aderência com os solos areno-argiloso,
suportando cargas de até 1,8 kg/m
2
.
Impermeabilização com lonas plásticas: utilizadas no inverno, em caráter
emergencial, nos morros da Região M etropolitana do Recife. Elas devem ser
aplicadas antes da saturação total da encosta e corretamente colocadas, devendo
ser retiradas quando as condições de segurança forem adequadas. A encosta
22
deve ser preparada com roçagem, remoção de arbustos e destocamento,
deixando apenas gramíneas e vegetação rasteira. Na crista da encosta deve-se
escavar uma valeta, servindo de canaleta e de fixação superior da lona. A lona
deve ser fixa com estacas de madeira a cada 2,0 m, no máximo, na parte superior
e em suas laterais (Figura 2.10).
(a) (b)
Figura 2.10: (a) e (b) Vista de taludes protegidos com lona sintética na área de estudo –
Jardim Primavera (Camaragibe)
Outra técnica que está sendo utilizada de forma experimental no município de Recife é a
impermeabilização com um gel, composto por bio-óleo vegetal e polímero acrílico, em
substituição as lonas plásticas. As principais funções são evitar a degradação do solo e
protegê-lo da erosão. O produto tem a capacidade de agregar as partículas do solo
impedindo a desfragmentação e evitar que haja infiltração de água no talude. Como
vantagens esta solução apresenta aparência mais agradável, maior custo-benefício
devido ao tempo de duração e impede que os taludes sejam esconderijo para roedores e
insetos (DIÁRIO DE PERNAMBUCO, 2010).
2.3 Obras com Estrutura de Contenção
Obras de contenção são todas aquelas estruturas que, uma vez implantadas numa
encosta ou talude, oferecem resistência à movimentação deste ou à sua ruptura, ou ainda
23
reforçando parte do maciço (WOLLE, 1980). Em geral essas obras são mais caras que
as obras sem estrutura de contenção. No quadro 2.1, foram apresentados diversos tipos
de obras com estruturas de contenção, porém localmente as mais utilizadas são os muros
de gravidade, destacando-se o muro com pedra argamassada e o muro com solo cimento
ensacado. A seguir serão apresentadas as características de alguns tipos de obras com
estruturas de contenção.
2.3.1 Muros de Gravidade
Os muros de gravidade também conhecidos com muro de arrimo, têm como principal
característica a utilização do seu peso próprio para assegurar a estabilidade de um
talude. Podem ser executados com o emprego de diversos tipos de material tais como:
pedra, concreto, gabião, pneus, sacos com solo-cimento ensacado. São utilizados
quando as solicitações são reduzidas tendo em vista que para solicitações maiores há
necessidade de maior espaço para implantação o que eleva o custo da sua execução.
A escolha de um muro depende dos seguintes fatores (ALHEIROS et al, 2003):
Condição da fundação;
Tipo de solo do aterro;
Disponibilidade de espaço e acessos;
Sobrecarga;
Altura do muro;
Custo dos materiais disponíveis;
Qualificação da mão-de-obra.
Sua altura pode chegar até 8 m de acordo com o tipo de material empregado. A base
apresenta dimensão da ordem de 30 a 40% da altura do muro que deve ser embutida
(mínimo de 50 cm) para evitar descalçamento por erosão. Com o objetivo de se evitar o
surgimento de pressões hidrostáticas deverão ser instalado sistema de drenagem
(barbacãs e drenos). A seguir serão apresentados alguns dos tipos de muro de gravidade
utilizado na região para contenção de taludes:
24
2.3.1.1 Muro de pedra rachão:
O muro de pedra rachão apresenta uma estrutura rígida e é de fácil execução. Portanto
não são adequados a terrenos com baixa capacidade de suporte, pois não suportam
deformações. Na região é uma das técnicas bem difundidas e que necessita de mão de
obra pouco especializada.
São executados com o emprego de alvenaria com argamassa de cimento e areia (1:4) e
de pedras graníticas, que apresentam diâmetro médio superior a 0,30m e que
possibilitem um bom acabamento da face externa do muro. Os espaços internos da
estrutura devem ser preenchidos com argamassa e a superfície do topo deverá receber
um revestimento de argamassa, com espessura mínima de 2 cm. A figura 2.11 apresenta
uma foto com de obra de contenção executada com este tipo de material.
Figura 2.11: Vista lateral de um muro de gravidade executado com pedra rachão
(SANTANA, 2006).
2.3.1.2 Muro Gabião
As principais características dos muros de gabiões são: flexibilidade elevada,
permitindo deformações diferenciais do retroaterro e do terreno de fundação do muro;
resistência elevada, em razão do peso dos gabiões e do coeficiente de atrito dos blocos
de rocha sã; e permeabilidade elevada, em virtude da granulometria uniforme dos
blocos, que garante a drenagem da encosta e a ausência de empuxo hidrostático no
tardoz do muro.
25
São indicados para terrenos com baixa capacidade suporte e pode ser executado com
mão de obra com um mínimo de treinamento. Podem se tornar inviáveis quando as
solicitações são elevadas por demandar de maior espaço para a implantação da base e do
custo associado a este fato. A sua utilização em áreas urbanas deverá estar associada ao
desenvolvimento de campanhas sociais, a fim de evitar que as pedras sejam retiradas
pelos moradores e que o muro receba conservação adequada, evitando deste modo a
proliferação de insetos e roedores. As figuras 2.12 e 2.13 ilustram uma seção transversal
de um muro executado em gabião e uma foto de um muro utilizando este tipo de
material, respectivamente.
Figura 2.12: Representação básica de um muro de contenção à gravidade em gabiões
(BARROS et al, 2005).
Figura 2.13: Vista lateral de um muro de contenção em gabião (BARROS et al, 2005).
26
2.3.1.3 Muro de Concreto Ciclópico:
Estes muros são recomendáveis para contenção de taludes com altura máxima entre 4 e
5m. A mão-de-obra para sua execução exige alguma qualificação devido à utilização de
formas. O concreto ciclópico utilizado na estrutura deve ser constituído por 70% de
concreto estrutural e 30% de pedra rachão granítica, não intemperizada (Figura 2.14). O
concreto, seus componentes e formas devem atender as especificações do projeto. A
pedra rachão deve ser limpa e isenta de impurezas, para não prejudicar a sua aderência
ao concreto (FIDEM, 2001 a partir de ALHEIROS, 2003).
Figura 2.14: Vista de um muro executado com concreto ciclópico (SANTANA, 2006).
2.3.1.4 Muro de Concreto Armado
Os muros de concreto armado podem ser de vários tipos e tem como principal vantagem
diminuir o volume da estrutura de arrimo, embora tenham como fator limitante o seu
custo, bem mais elevado que as demais modalidades de muros de gravidade. A sua
estabilidade é garantida pelo peso do retroaterro, que age sobre a laje da base fazendo
com que o conjunto muro-aterro funcione como uma estrutura de gravidade
(ALHEIROS et al, 2003).
Os principais muros de concreto armado são (GEORIO, 2000):
Muro em L (ou T invertido): usualmente considerado para alturas inferiores a
6m (figura 2.15 (a));
27
Muro com contrafortes no interior do retroaterro: Os contrafortes trabalham à
tração e são usados para minimizar a seção transversal de muros com alturas
acima de 6m (figura 2.15 (b));
Muros com gigantes em sua face externa: os gigantes trabalham à compressão,
porém este tipo de muro tem sido bem menos usado que os dois tipos anteriores.
(a) (b)
Figura 2.15: Exemplo de Seção Transversal de um muro concreto armado. (a) muro
com base em L; (b) Muro com contraforte (ALHEIROS et al, 2003).
2.3.1.5 Muro de Solo Cimento Ensacado
Na região este tipo de muro é conhecido com rip-rap e utiliza para a contenção de
encostas sacos de solo estabilizado com cimento (solo-cimento). São indicados para
solos que apresentam baixa capacidade de carga, pois a sua estrutura é flexível.
Também são utilizados para recomposição de taludes degradados por erosão. A mão de
obra necessária para a sua execução precisa de um treinamento mínimo. Podem se
tornar inviáveis caso seja necessário o emprego em grandes solicitações devido a
necessidade de uma área maior para a sua implantação e aumento no custo.
Como vantagens adicionais desta técnica, pode-se citar a facilidade de execução do
muro com forma curva (adaptada à topografia local) e adequabilidade do uso de solos
residuais de rocha granítico-gnássica. Nestes casos, a presença de argilomineriais
(caulinita), em um solo arenoso bem graduado, é benéfica para o processo de
estabilização do solo com cimento. No caso de solos residuais maduros,
28
predominantemente argilosos, a estabilização com cal pode ser mais eficiente do que a
com cimento (GEORIO, 2000). No caso de execução com solos finos (argilosos)
poderá ser feita uma mistura com solo arenoso com o objetivo de atender os requisitos
de economia, durabilidade e resistência mecânica. Na figura 2.16 pode ser visualizada
uma obra de contenção executada com sacos de solo-cimento.
Figura 2.16: Vista de um muro executado com solo-cimento ensacado (SANTANA,
2006).
2.3.2 Outras Estruturas de Contenção
Outras estruturas de contenção se destacam no meio geotécnico, neste item serão
apresentadas as informações a respeito de tirantes, solo reforçado com geotextil ou solo
grampeado, tendo em vista que estas soluções não são usais em nossa região. A seguir
serão apresentadas algumas características das soluções citadas acima:
2.3.2.1 Tirantes
De acordo com GEORIO (2000), tirantes ou ancoragens é um elemento semi-rígido ou
flexível instalado no solo ou rocha capaz de transmitir esforços de tração entre as suas
extremidades. É constituído dos seguintes elementos (Figura 2.17):
29
Cabeça: é a extremidade que fica fora do terreno;
Trecho ancorado ou injetado: é a extremidade entre a cabeça e o trecho
enterrado, que transmite as cargas de tração entre as extremidades;
Trecho livre: é o trecho intermediário entre a cabeça e o trecho enterrado, que
transmite as cargas de tração entre as extremidades.
Figura 2.17: Elementos constituintes de um tirante (GEORIO, 2000)
Por sua vez, uma cortina ancorada consiste em uma parede de concreto armado, com
espessura entre 20cm e 30cm, fixada no terreno através de tirantes (Figura 2.18). Com o
objetivo de se obter uma estrutura com rigidez suficiente para minimizar deslocamentos
do terreno.
Figura 2.18: Seção transversal de uma cortina ancorada (GEORIO, 2000)
O uso de estruturas de contenção atirantadas exige uma única premissa básica, a
presença de horizontes suficientemente resistentes e estáveis para ancoragem dos
tirantes, a profundidades compatíveis. De resto, qualquer situação geométrica e
30
quaisquer materiais e condições hidrológicas podem, em princípio, ser subjugadas com
o uso desta técnica (WOLLE, 1980)
A execução de cortinas ancoradas pode ser ascendente ou descendente, em cortes e
aterros, consistindo nas seguintes atividades:
Execução dos tirantes;
Escavação ou reaterro;
A execução da parede (forma, armadura);
Testes de protensão nas ancoragens até a carga de trabalho.
A figura 2.19 ilustra fases de execução de uma cortina atiranda em uma obra de
contenção da Ferrovia da MRS - Santos Dumont – MG, emprega devido a alta
solicitação imposta ao talude (DIAS et al, 2006).
31
Figura 2.19: Fases de execução da contenção com tirantes em Santos Dumont (DIAS et
al, 2006)
2.3.1.2 Solo Reforçado
Genericamente, se pode dizer que os solos reforçados são a combinação de dois
materiais que se juntam, dotando o material resultante da capacidade de resistência a
compressão de um (solo), com a capacidade de resistência a tração do outro (reforço)
(SILVA & EHRLICH, 1992).
32
O Principio de funcionamento deste tipo de solução é feito através da inclusão de
elementos com elevada resistência à tração para restringirem as deformações que se
desenvolvem no maciço devido ao peso próprio do solo, associado ou não à aplicação
de carregamento externo.
De acordo com EHRLICH & SILVA (1992 a), a técnica de reforço do solo tem um
potencial de utilização bastante extenso. Atualmente é amplamente empregada em
sistemas de contenção. A principal vantagem dos sistemas de solo-reforçado
relativamente aos convencionais está no baixo custo e nas facilidades executivas.
Este sistema apresenta como vantagens não necessitar de equipamentos pesados para a
sua execução; há boa tolerância em relação às deformações; o revestimento da face não
tem função estrutural; e a estabilidade é feita localmente. Entre as formas de reforço de
solo destacam-se as seguintes técnicas:
a) Solo Grampeado
O grampeamento do solo consiste em um reforço obtido através da inclusão de
elementos resistentes á flexão composta, denominado grampos, que podem ser barras de
aço, barras sintéticas de seção cilíndrica ou retangular, microestacas ou, em casos
especiais, estacas. Os grampos são instalados subhorizontalmente, de forma a introduzir
esforços resistentes de tração e cisalhamento (GEORIO, 2000). A figura 2.20 apresenta
aplicações típicas para estabilização de taludes e escoramento de escavações.
O método construtivo consiste das seguintes atividades: escavação, instalação do
grampo e aplicação de concreto projetado. A escavação e instalação do grampo são
executadas em etapas, em geral com 1 a 2m de profundidade. Esta altura depende do
tipo de terreno e da inclinação da face de escavação. A figura 2.20 ilustra as fases do
processo executivo. Na figura 2.21 pode-se observa a fase inicial e final de uma obra de
contenção em área urbana onde foi feito um corte subvertical, necessário para a
construção de uma estrutura vertical para abrigar um elevador externo ao prédio à
montante do terreno. A figura 2.22 mostra outro caso de aplicação de solo grampeado.
33
Figura 2.20: Fases de execução da contenção com solo grampeado (GEORIO, 2000)
(a) (b)
2.21: Vista de Obra de contenção com solo grampeado. (a) Início da execução da obra;
(b) Final da execução da obra. (DIAS et al, 2006)
Figura 2.22: Vista lateral das 3 obras de reforço. Em primeiro plano, os cortes com solo
grampeado (DIAS et al, 2006).
O emprego de solo grampeado apresenta vantagens e desvantagens que são descritas no
quadro 2.3 apresentado a seguir.
34
Quadro 2.3: Vantagens e Desvantagens do Emprego de Solo Grampeado (a partir de
COUTINHO, 2008)
Aspecto Descriçã
o
Vantagens Apresenta baixo custo devido o uso de grampos como elemento
estrutural;
Utiliza equipamento leves na sua execução;
Apresenta processo executivo que o que permite adaptações as
condições geométricas do talude e inclinação da face;
Apresenta estrutura deformável;
O tempo de execução é menor que as demais soluções convencionais.
Desvantagens
Necessidade de um sistema de rebaixamento do lençol freático quando
houve presença de água no talude;
Em solos argilosos com elevado grau de saturação a massa de solo
grampeado pode chegar a situações críticas;
As deformações podem causar danos a estruturas adjacentes.
De acordo com a GEORIO (2000) o material a ser escavado deve apresentar uma
resistência aparente não drenada ao cisalhamento mínima de 10kPa, para que possa se
executar a escavação. Este tipo de resistência é possível obter na maioria na maioria dos
solos argilosos e arenosos, mesmos em areias puras úmidas, devido ao efeito da
capilaridade. Somente em areias e sem nenhuma cimentação entre grãos, ou em solos
argilosos muito moles, este processo dificilmente terá sucesso.
Uma comparação crítica entre as soluções de estabilização de taludes com tirantes e
grampos é apresentada em DIAS et al (2006). Neste trabalho, encontram-se
apresentadas informações referentes a conceitos de projeto: comportamento global,
aplicação de cargas, distância de ruptura, deformações, distribuição das tensões nos
reforços. E também os aspectos construtivos tendo em vista que cada uma das soluções
pode mostrar-se mais conveniente para uma determinada situação de estabilização.
35
b) Solo reforçado com geossintético
Os muros de solo reforçado com geotextil são executados em camadas de solo
compactadas entremeadas por geossintético. Normalmente apresentam espessura que
variam de 0,20 m a 0,80m. Os geossintéticos utilizados são geotextil (tecido ou não
tecido), geogrelhas, tiras, fios, fibras, microtelas, geocélulas e geocompostos. A figura
2.23 apresenta uma seção de solo reforçado com geossintético.
Figura 2.23: Seção transversal de solo reforçado com geossintético (GEORIO, 2000)
De acordo com PALMEIRA (1992), o geossintético quando utilizado em uma
estabilização de encosta deverá cumprir os seguintes requisitos:
Ter resistência à tração e módulo de deformações compatíveis com as
características da obra;
Ser resistente aos esforços de instalação decorrentes da construção da obra
(tráfego de operários, máquinas, etc.);
Apresentar elevado grau de interação com os solos em contato;
Apresentar baixa susceptibilidade a fluência;
Apresentar durabilidade compatível com a vida útil da obra;
Ter capacidade de descarga suficiente e ser filtro do solo envolvente no caso de
sua utilização com elemento filtrante e drenante em maciços de terra;
Ter permeabilidade muito baixa, nos casos de sua utilização como elemento de
impermeabilização.
36
SILVA & EHRLICH (1992) relata casos de diversas obras rodoviárias que utilizaram
solo reforçado com geotextil, tecido e não tecido, durante os anos de 1979 a 1987, em
países como Brasil, África, França e Estados Unidos. Resumidamente, estas soluções
apresentaram as seguintes características:
Altura variando entre 3,3m e 11m;
Extensão variando entre 15m a 300m;
Revestimento da face utilizado: blocos de alvenaria, laje pré-moldada, concreto
projetado; rip-rap; gunitagem (argamassa de cimento e areia), emulsão asfáltica,
mistura betuminosa com areia, alvenaria de pedra e sistema especial inflável.
2.4 Ações Estruturais para Estabilização de Encostas
As soluções estruturadoras para os morros são aquelas que possibilitam condições de
estabilidade, que só se viabilizam quando a encosta é tratada como um todo, com
soluções combinadas de retaludamento, de proteção superficial com materiais naturais e
artificiais e de drenagem adequada à microbacia em questão, além de obras de estrutura
de contenção, tais como muros de arrimo, quando necessários (ALHEIROS et al.,
2003).
A execução de obras localizadas, mesmo quando utilizam estruturas de contenção,
podem perder sua eficácia em pouco tempo, chegando até serem destruídas, pela falta
de integração com o entorno. Após a conclusão da obra surgem rapidamente indícios de
erosão e/ou infiltração na descontinuidade da obra / solo o que pode reiniciar ou agravar
o processo de instabilização.
A figura 2.24 ilustra um talude que recebeu tratamento pontualmente com a execução de
proteção superficial o que futuramente poderá prejudicar a eficiência da obra executada.
Na figura 2.25 é apresentado um talude que recebeu um tratamento global, integrado
com obras de proteção superficial, vias de acesso e drenagem.
37
Figura 2.24: Tratamento pontual da encosta
no município do Cabo de Santo Agostinho
(SANTANA, 2006).
Figura 2.25: T
r
atamento global da encosta
no município do Cabo de Santo Agostinho
(SANTANA, 2006).
Outro fato que deve ser considerado na adoção do tratamento global para estabilização
de uma encosta, é a dinâmica que caracteriza o processo de ocupação, com constantes
transformações dos condicionantes geotécnicos e da abrangência física do problema.
Visa-se analisar a encosta de forma abrangente, priorizando a segurança de áreas
ocupadas por conjuntos de moradias, de logradouros e de estruturas públicas, ao invés
de intervenções de cunho restrito. Não obstante a necessidade de tratamento de pontos
isolados, as intervenções de engenharia nesses pontos podem ter efeitos não
consideráveis na encosta como um todo. Busca-se assim a minimização da relação custo
benefício (MENDONÇA et al, 1998) .
A figura 2.26 ilustra a concepção de tratamento global apresentada por GUSMÃO
FILHO et al (1993 a partir ALHEIROS, 1998) para uma encosta ocupada. As casas são
dispostas nos patamares pavimentados dos taludes protegidos por proteção superficial
com o uso de vegetação e dotados de sistema de drenagem superficial que coleta a água
e a conduz até um canal de drenagem localizado na base da encosta. As vias de acesso
são formadas escadarias perpendiculares as curvas de nível e uma rua na base do talude.
Quando necessários são empregadas obras de contenção (muro de arrimo). Um detalhe
importante nesta proposta é a oferta do serviço de coleta de lixo para a comunidade.
38
Figura 2.26: Proposta de Tratamento Global de uma encosta (GUSMÃO FILHO et al,
1993 a partir ALHEIROS, 1998).
A seguir são apresentados alguns casos de ações estruturais encontrados na bibliografia,
realizados em diversos locais do país. O primeiro exemplo consiste nos estudos
realizados na Região Metropolitana do Recife – RMR (PE) sobre obras de contenção
para estabilização de taludes. A seguir serão apresentados exemplos de Obras realizadas
pela Fundação Geotécnica – Georio e experiências realizadas em São Paulo – SP e
Petrópolis- RJ. Experiências realizadas no Rio Grande do Sul – RS, Salvador – BA e
Belo Horizonte – MG são relatadas por SANTANA (2006).
2.4.1 Região Metropolitana do Recife –RMR (PE)
A partir de um convênio firmado entre o Departamento de Engenharia Civil da
Universidade Federal de Pernambuco (DEC / UFPE) e a Agência CONDEPE – FIDEM,
foi firmado um contrato de serviço para a realização do levantamento cadastral e
posicionamento terrestre, espacialização ou georreferenciamento, de 1.105 (mil cento e
cinco) obras de contenção de encostas e drenagem associada à vias de acessibilidade,
realizadas com os recursos do Orçamento Geral da União, exercícios de 2001 e 2003
(SANTANA & COUTINHO, 2006).
Como produto deste trabalho foi elaborado um banco de dados de contenção. O
levantamento foi efetuado em 10 municípios da RMR (1. Abreu e Lima, Araçoiaba,
39
Cabo de Santo Agostinho, Camaragibe, Ilha de Itamaracá, Igarassu, Ipojuca, Itapissuma,
Moreno, São Lourenço da Mata) que possuíam uma população inferior a 200.000
habitantes e o município de Recife como objetivo de tornar o banco de dados mais
representativo.
A partir do levantamento realizado nos municípios abrangidos pela pesquisa foram
formuladas as seguintes conclusões (SANTANA & COUTINHO, 2006):
Apenas 3 municípios utilizam solução diferente do muro de pedra rachão, sendo
eles: Cabo de Sto. Agostinho, Camaragibe e Recife;
A única solução de contenção adotada por estes municípios é muro de sacos de
solo-cimento com exceção do emprego de “pedra rachão;
Em Recife, foram encontrados diversos casos de ambas as soluções, inclusive
alguns muros “híbridos”, construídos utilizando os dois métodos construtivos;
A tabela 2.1 apresenta o resultado do levantamento realizado, em termos percentuais.
Tendo em vista que o levantamento das obras no município do Recife foi feito de forma
aleatória, não são apresentados dados quantitativos.
Tabela 2.1: Porcentagens das Soluções de Contenção Adotadas por Município na RMR
(SANTANA &COUTINHO, 2006)
Município
Tipo de obra de contenção (%)
Rachão Solo-cimento M ista
s
Abreu e Lima 100 0 0
Araçoiaba 0 0 100
Cabo de Sto. Agostinho 60 40 0
Camaragibe 91 0 9
Ilha de Itamaracá 100 0 0
Igarassu 100 0 0
Ipojuc
a
100 0 0
Itapissum
a
100 0 0
Moren
o
100 0 0
São da Lourenço Mat
a
100 0 0
Recife Sim Sim Sim
40
Nas vistorias realizadas foram também observadas outras obras tais como: canais,
escadarias, pavimentação, pontes/pontilhões, além das obras de contenção. Os
problemas identificados são resumidos abaixo (SANTANA & COUTINHO, 2006):
Erosão em muros de sacos de solo-cimento. Este problema provavelmente está
associado ao não cumprimento do traço especificado no projeto, além de
deficiência (ou ausência) da proteção superficial dos sacos;
Telas argamassadas quebradas, na maioria dos casos, por deficiência na
drenagem ou má execução;
Barbacãs mal instalados: tubos-dreno inclinados para cima ou instalados em
locais errados como, por exemplo, no topo do muro.
Muros de pedra rachão apresentando trincas, rachaduras ou até mesmo já
rompidos;
Drenos apresentando sinais de perfuração do geotêxtil (com perda de material
drenante – areia), obstruídos pelos moradores ou até mesmo ausentes;
Descalçamento da base de muros devido ao escoamento / lançamento indevido
de águas superficiais.
A figura 2.27 ilustra os problemas detectados durante o levantamento realizado na
Região Metropolitana do Recife. A figura 2.26 (d) ilustra uma situação típica
encontrada na região, que é a retirada da proteção vegetal por parte dos moradores.
41
(a) (b)
(c) (d)
Figura 2.27: Problemas encontrados no Levantamento de Obras de estabilização na
RM R: (a) Muro de pedra rachão com barbacãs posicionados no topo; (b) Barbacãs
posicionados para cima e no topo de um muro de pedra rachão; (c) Tela argamassada
danificada; (d) Morador retirando a proteção superficial no talude de sua residência
(SANTANA, 2006).
2.4.2 Fundação Georio - RJ
A Fundação GEORIO é um órgão subordinado a Secretaria Municipal de Obras
Públicas da Prefeitura Municipal do Rio de Janeiro. Foi criada em 1966 após chuvas
intensas e catastróficas que atingiram o então estado da Guanabara e provocaram graves
e inúmeros deslizamentos. Diversos trabalhos pioneiros em contenção de encostas em
locais de difícil acesso foram desenvolvidos contando com a colaboração das empresas
executoras que se especializaram neste tipo de serviço e das Universidades em
pesquisas (BRITO FILHO & VIEIRA, 2009).
42
O quadro 2.4 apresenta as principais formas de deslizamento e as respectivas medidas
de prevenção e também as medidas corretivas utilizadas comumente.
As soluções de contenção utilizadas desde 1968 permaneceram conceitualmente
inalteradas, podendo ser observadas hoje, as mesmas soluções empregadas a mais de 40
anos, obviamente variando a geometria e o grau de dificuldade executiva devido ao
acesso, em cada situação. Observa-se, entretanto, que a evolução se deu principalmente
no tocante aos materiais utilizados e equipamentos (BRITO FILHO & VIEIRA, 2009).
No quadro 2.5 podem ser observadas as Características das Estruturas de Contenção
utilizadas.
A técnica de “solo grampeado” com grampos e concreto projetado sobre tela metálica
comum constituiu também um marco na contenção de encostas, tendo surgido na
GEORIO em 1992 em caráter experimental no Morro da Formiga e a primeira obra
realizada em 1996, na Av. Automóvel Club, no subúrbio do Rio de Janeiro. Desde
então, este tipo de solução tem sido bastante empregada com sucesso, trazendo
vantagens de custo e rapidez (BRITO FILHO & VIEIRA, 2009).
43
Quadro 2.4: Formas de deslizamentos – Medidas preventivas e corretivas. (BRITO
FILHO & VIEIRA, 2009)
Ti
p
os de
deslizamentos
Prevenção em Situações de risco Medidas corretivas
Quedas de roch a Proteção contra a erosão na base;
Desmonte a frio ou fogo, controlado;
Fixação – Chumbadores, an corag ens,
cabos;
Apoios em concreto armado para
grandes volumes;
Remoção de blocos soltos;
Concreto projetado e grampos nas
partes alteradas;
Utilização de red es de aço e grampos.
Permitir a
q
ueda e remoção d
e
detritos;
Fixação – Chumbadores, an corag ens,
cabos;
Apoio de concreto armado;
Remoção de blocos soltos;
Prover áreas para impacto, muros e
barreiras para impacto rígidas ou
fl exíveis.
Quedas em solo Proteção contra a erosão na base; Contenção
Planar em rocha Pe
q
ueno volume
–
remoção ou
chumbamento;
Volume moderado – Prover inclinação
estável ou chumbamento;
Grande volume – drenagem interna ou
relocação para prev enir
Permite o deslizamento, lim
p
eza dos
detritos;
Remoção para uma inclinação estável
ou chumbamento
Rotacional em
rocha
Prover inclinação estável e sistema de
drenag em superficial;
Instalar dren agem interna;
Remoção
p
ara inclinação estáv el;
Prover drenagem superficial;
Instalar drenos profundos;
Contenção com an coragens, tela de alta
resistência e/ou grampos.
Detritos,
p
lanar
(debris)
Prover inclinação e controle da
drenag em superficial;
Retenção para pequenos e moderados
volumes com barreiras rígidas ou
fl exíveis;
Grandes volumes: relocação.
Permitir o deslizamento e remover;
Usar as medidas preventivas;
Rotacional em
solo
Prover inclinação est ável e controle da
drenag em superficial;
Permitir o deslizamento, remover
detritos;
Remoção para um a inclinação estáv el,
prover sistema de drenagem superficial,
interno e/ou contenção.
Ru
p
tura
p
or
desconfinamento
lateral
Pe
q
uena escala: contenção;
Grande escala: Evitar e relocar,
prevenção difícil;
Em lar
g
a escala: evitar
Avalanch e d e
detritos
Previsão e
p
reven ção di fíceis;
Tratar como deslizamento de detritos;
Evitar áreas de alto risco.
Relocar;
Pequena escala: remover ou conter com
estruturas flexíveis.
Fluxo
s
Previsão e
p
reven ção di fíceis;
Evitar áreas suscetíveis.
Pe
q
uena escala: remover ou conte
r
com
estruturas flexíveis e drenag em;
Grande es cala: relo car.
44
Quadro 2.5: Características de Estruturas de Contenção (BRITO FILHO & VIEIRA,
2009)
TIP
O
DESCRIÇÃO COMENTÁRIOS
Enrocam ento Fra
g
mentos rochosos não de
g
radáveis com
50% entre 30 e 100 cm.
A
g
raduação dos fra
g
mentos é im
p
ortant
e
para a dren agem.
Necessita de espaço para construção.
Gabiões Caixas de arame
g
alvanizado,
p
reen chido
com pedras de mão entre 10 e 15 cm. As
estruturas são montadas com as caixas.
N
ecessita de transição filtrante
p
ara
a
drenag em. Alturas típicas de 2m a 8m.
Solo armado Aterro com
p
actado selecionado reforçado
com tiras de aço galvanizadas.
Drena
g
em em camadas horizont ais no
aterro e junto à face. Boa tolerância a
recalques diferenciais. Necessita espaço
para construção. Alturas típicas de 2 a 18
m.
Geralmente utilizam face com elementos
de concreto armado pré-moldados ou de
outro material.
Solo reforçado Aterro com
p
actado selecionado reforçado
com: geossintéticos:
Geogrelhas, geomalhas, mantas.
Concreto
ciclópico
Massa de concreto e
p
edras de mão. Pod
e
ser também reforçado com armadura leve.
Drena
g
em no tardoz. Necessita de
g
randes
escav açõ es. Alturas típicas de 1m a 4m;
acima é pouco econômico, principalmente
em locais de difícil acesso.Os refo rçados
podem ter maiores alturas.
Concreto
armado em
fo rm a d e L
Em concreto armado
p
odendo te
r
contrafortes. O peso do solo agindo na
base aumenta a resistência. A fundação
pode ter estacas.
Bastante utilizados. Drena
g
em horizontal
no aterro e na face. Alturas típicas de 2m a
5m.
Quando com contrafortes, as alturas
podem ser de 5m a 10 m.
Cortinas
ancoradas
Estrutura del
g
ada, entre 20 e 40 cm, em
concreto armado e mais flexível do que os
muros. Utiliza tirantes protendidos de aço,
instalados no terreno.
Processo executivo es
p
ecial: descendente
e ascend ente em nichos. Alta capacidade
de carg a. Adapta-se vari adas geometrias
Alturas da ordem de 5m de 4 a 25 m.
Utilizam drenos simples e profundos.
Podem ser associadas a estacas raiz para
fund ação.
Contrafortes Em concreto armado. Com barras de aço
(chumbadores) e com ancoragens
protendidas ou não.
Utilizados
p
ara a
p
oio de blocos rochosos.
Adaptáveis às condições da face do
maciço rochoso. Alturas entre 2m e 20 m.
Vi
g
as em forma
de grelha
Em concreto armado com anco r
a
g
ens
protendidas.
Para estabilização de maciços rochosos
fraturados. Adaptam-se à face rochos a.
Muretas
chumbadas na
rocha
Em concreto armado com barras de aço
(chumbadores) na base com ou sem
ancoragens.
Para estabilização de ca
p
as de solo ou
rocha muito alterada sobre ro cha sã.
Telas metálicas T elas de aço de alta resistência, associadas
a grampos ou ancoragens.
Para a
p
licação na face de taludes rochosos
fraturados, ou em solo com associação de
geomanta.
Colunas d
e
solo-cimento
Jet-grountig
Colunas de solo-cimento moldadas in situ
com diâmetros ente 70 e 300 cm,
dependendo do terreno.
Alto consumo de cimento. E
q
ui
p
amento
especial de injeção a altas pressões.
Estacas raiz Utilização das estacas com diâmetro entr
e
10 e 20 cm, em forma de reticulado e
solidarizadas a viga de concreto armado.
Grande número de estacas raiz.
Solo
g
ram
p
eado Estruturas moldadas in situ com concreto
projetado, com espessura entre 6 cm e 12
cm e grampos passivos.
Bastante ada
p
tável, não utiliza formas,
rapidez ex ecutiva e custo menor do que as
cortinas ancoradas. Alturas compatíveis
com as cortinas ou maiores.
Estruturas
p
ara
impacto
Barreiras constituídas de redes de aço
e
perfis metálicos. Recentemente são
utilizados aços de alta resistência em
Podem ser dimensionadas
p
ara vários
níveis de energia de impacto. De simples
execu ção.
45
Quadro 2.5: Características de Estruturas de Contenção (BRITO FILHO & VIEIRA,
2009)
TIP
O
DESCRIÇÃO COMENTÁRIOS
forma de malha constituída de anéis
estando associados a postes metálicos,
cabos de aço e anco ragens.
Moderna solução contra im
p
actos
e
avalan ches. Alturas típicas entre 1,5 a 6 m.
Paredes d
e
estacas hélice
contínua ou raiz
Moldadas in situ, secantes, com diâmetro
entre 20 e 40 cm. Associadas ou não com
ancoragens.
O
p
rocesso executivo
p
ermite a su
a
utilização com rapidez e de fo rma segura.
Evitam deslocamentos significativos.
Paredes
diafragmas
Em concreto armado com escavação
p
ar
a
concretagem in situ, escavação da cav a e
atirantamento.
Escavação com ma
q
uinas de
g
rande
p
orte.
Utilização de lama bentonítica. Utilizada
geralmente para cavas onde os
deslocamentos devem ser muito pequenos.
Nas figuras 2.28 e 2.29 podem ser observadas obras realizadas nos primeiros anos da
criação da Georio. Na figura 2.30 ilustra um caso de utilização de contenção com
emprego de solo-grampeado. O sistema de estabilização com malhas de aço de alta
resistência associadas a grampos e placas especiais de aço (Sistema TECCO –
Geobrugg) que possibilita o tratamento de faces rochosas com risco de desprendimento
surgiu no Brasil em 2002 (Figura 2.31).
Figura 2.28: Cortina com
ancoragens protendidas – Rua
Paranaguá, RJ – 1968 (BRITO
FILHO & VIEIRA, 2009)
Figura 2.29: Cortinas ancoradas
–
Estrada
Grajaú Jacarepaguá, RJ – 1979 (BRITO
FILHO & VIEIRA, 2009)
.
46
Figura 2.30: Solo grampeado e cortinas
ancoradas – Rua Loureiro Nunes, Vitória,
ES – 2008. (BRITO FILHO & VIEIRA,
2009)
Figura 2.31: Tela de alta resistência
(TECCO) fixada com grampos, em solo,
sobre geomanta (Tecmat 400) para
estabilização e controle de erosão – Horto
Municipal, Vitória, ES – 2009. (BRITO
FILHO & VIEIRA, 2009)
2.4.3 São Paulo (SP)
A prefeitura do Município de São Paulo, por meio do Programa de Trabalho em Áreas
de Risco implantado a partir de 1989, desenvolveu uma metodologia para a solução
destes problemas. Em um universo de cerca de 1.600 assentamentos espontâneos
(favelas) do município foram selecionados 240 considerados mais críticos, a partir de
um histórico de ocorrências de acidentes ao longo de 10 anos. (FIGUEIREDO, 1995).
Foram realizados diagnósticos em cada favela (laudos geológico-geotécnicos) com o
objetivo de fornecer subsídios para as demais ações. Foram levantados os seguintes
dados: número de pessoas a remover; quantidade de alojamentos provisórios a construir;
quantidade de unidades habitacionais definitivas a construir; valores do projeto e das
obras necessárias; análise do custo x benefício dos tipos de intervenção a serem
executadas (FIGUEIREDO, 1997).
O plano gerencial foi elaborado levando em consideração as prioridades, qualidade a ser
alcançada, segurança, prazos, custos e principalmente consenso entre todas as parte
envolvidas – Prefeitura, população, empresas contratadas. As soluções propostas, que
47
procuraram o emprego de soluções de pequeno e médio porte, muitas vezes foram
modificadas ao longo de sua execução devido aos problemas encontrados na área.
O trabalho de FIGUEIREDO (1995) relata diversos casos de obras em encostas e
baixada realizados no Programa de Trabalho em Áreas de Risco. A figura 2.32 ilustra a
situação inicial encontrada nesta favela do Jaguaré. Inicialmente havia a previsão de
remoção da população e do lixo depositado na encosta e posterior retaludamento com
bermas de 4m de largura, drenagem superficial e proteção superficial. Tendo em vista as
dificuldades encontradas para relocação dos moradores houve a necessidade de
readequação do projeto. Foram concebidos retaludamentos mais profundos e execução
de um aterro, para permitir a construção de casas para os moradores relocados (Figura
2.33).
Figura 2.32: Situação inicial: barracos em risco, lançamento de esgoto na encosta;
presença de mato, lixo, águas pluviais, terra solta de deslizamentos (FIGUEIREDO,
1995).
48
Figura 2.33: Situação final: criação de bermas, execução do dreno de brita ligado à
galeria de águas pluviais, unidades habitacionais sobrepostas escalonadas para
reassentamento (FIGUEIREDO, 1995).
As figuras 2.34 e 2.35 ilustram a situação antes e após a intervenção realizada na favela
do Jaguaré.
Figura 2.34: Vista área do início das obras na encosta e mapeamento dos setores de
risco (E - Encosta e B - Baixada; I - grave e II - menos grave) (FIGUEIREDO, 1995).
49
Figura 2.35: Vista área após a conclusão das obras na encosta (FIGUEIREDO, 1995).
Cerca de 100.000 pessoas foram beneficiadas com a realização de 91 obras realizadas.
A maioria destas obras foram obras de terra, seguidas de obras em concreto e gabião.
Também foram realizadas cercas de arame, placas de advertência, escadas para
pedestres, que neste trabalho são denominadas de outros. Os tipos de obras realizados e
a classe de custo podem ser visualizados na tabela 2.2 a seguir:
Tabela 2.2: Obras realizadas em São Paulo – Programa Trabalho em Áreas de Risco
(FIGUEIREDO, 1995)
Classe
de Custo
Ti
p
o de Obra
Gabião
em
En c osta
Gabião
em
Córrego
Terra Concreto Outros Cortina Total
Pequen
o
1 3 5 9 4 - 2
2
Médio
-
pequeno
11 3 7 3 6 1 31
Médio
-
grande
4 4 10 6 3 2 29
Grande - 1 5 1 - 2 9
Total 1
6
11 2
7
1
9
13 5 91
Os resultados apresentados na tabela indicam que 58% das obras foram classificadas em
pequeno ou médio porte e o uso de cortinas foi bem reduzido e classificadas com obras
de grande e médio-custo.
50
As figuras 2.36 a 2.39 apresentam outros casos de soluções para estabilização de
encostas realizados em São Paulo.
Figura 2.36: Complexo Barracos da Pedreira - Situação Inicial: Talude e matacão
instáveis (FIGUEIREDO, 1995)
Figura 2.37: Complexo Barracos da Pedreira - Situação Final: Talude retaludado
contido por cortina ancorada e com proteção superficial (grama) e execução de
alambrado para proteção contra massas movimentadas (FIGUEIREDO, 1995)
51
Figura 2.38: Rua Queriqueri – Situação Inicial: Talude com taludes em risco e zona de
solapamento na base (FIGUEIREDO, 1995)
Figura 2.39: Rua Queriqueri – Situação Final: Remoção das moradias, retaludamento do
talude através da execução de corte escalonado e aterro e execução de muro de gabião
no pé do talude. (FIGUEIREDO, 1995).
2.4.3 Petrópolis (RJ)
Na cidade de Petrópolis, em 1988, com a ocorrência de intensas precipitações, foram
registrados números casos de escorregamento de solos e rocha, o que gerou perdas de
vidas e econômicas. Os fatos mais relevantes extraídos de trabalhos de Nakazawa e
CERRI (1990) e COSTA NUNES et al (1990) (ambos a partir de DANZIGER et al,
1992):
Ocorrência de 400 a 500 processos de instabilização (escorregamentos);
Os danos resultantes dos escorregamentos foram: 171 mortos, 600 feridos, 1100
moradias interditadas e 4263 desabrigados.
52
A grande maioria dos processos de instabilização (80% a 90%) foi induzida pela
ocupação inadequada das encostas. Tendo as seguintes condições desfavoráveis:
o Platôs, criados para implantação de residências, com cortes
desprotegidos e aterros, também desprotegidos, lançados sem
compactação a meia encosta;
o Descalçamento de elementos rochosos;
o Lançamento de lixo e entulho a meia encosta;
o Sistema de drenagem deficiente par águas servidas e pluviais;
o Implantação de sistema viário em geral incompatível com as condições
físicas locais;
o Desmatamento a montante das habitações.
O processo mais comum de instabilização foi a ruptura de corpos de aterro
situado a meia encosta;
5% dos acidentes apresentaram como causa principal um condicionante
geológico-estrutural;
Cerca de 20% dos acidentes corresponderam a uma causa indireta (ou mais
remota) geológico-estrutural;
As chuvas que castigaram Petrópolis em fevereiro de 1988, embora intensas, não
foram excepcionais.
A principal premissa adotada pela Prefeitura Municipal de Petrópolis foi que os recursos
alocados, o tempo disponível, a quantidade e o próprio porte dos acidentes considerados
individualmente não permitiriam a solução de cada problema da forma clássica, ou seja,
pensando apenas no problema individual e não globalmente (DANZIGER et al, 1992).
Deste modo as ações estruturais foram concebidas tendo em vista a escolha dos locais e
das obras para estabilização que deveriam beneficiar o maior número de pessoas;
proteção dos logradouros e vias de acesso; incorporação da melhor tecnologia
disponível com a maior relação mão-de-obra a ser empregada e maio simplicidade; e
ênfase a obras de drenagem.
O sistema de drenagem foi definido considerando a incorporação das vias de acesso,
funcionamento de caixas de rua com vazões acima da capacidade da rede, não
implantação de dispositivos nos talvegues onde a vegetação natural estava preservada e
adoção de um coeficiente de escoamento de 0,80, superior ao usual.
53
Dentre as estruturas de contenção foram utilizadas soluções pouco convencionais
mescladas com as convencionais, tais como gabiões, muros de peso, chumbamento e
atirantamento de elementos rochosos, cortinas ancoradas. Entre as soluções
apresentados no trabalho de DANZIGER et al (1992) destacam-se: parede sobre estacas
a trado com ancoragem simples, muro de sacos de solo cimento, plataforma de concreto
e solo reforçado. A seguir são apresentadas algumas destas soluções nas figuras 2.40 a
2.44.
Plant
a
Perfil
Figura 2.40: Parede de concreto com ancoragem sobre estaca trado (DANZIGER et al,
1992)
Plant
a
Perfil
Figura 2.41: Proteção contra erosão com muro de sacos de solo-cimento (DANZIGER
et al, 1992)
54
Plant
a
Perfil
Figura 2.42: Recomposição de rua com plataforma de concreto (DANZIGER et al,
1992).
Plant
a
Perfil
Figura 2.43: Muro de solo reforçado com geotextil (DANZIGER et al, 1992)
Plant
a
Perfil
Figura 2.44: Estabilização de taludes com solo grampeado e proteção superficial com
concreto projetado e revestimento vegetal (DANZIGER et al, 1992)
55
No próximo capítulo serão apresentadas as características do município de Camaragibe
e as características da área de estudo.
56
3. DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
3.1 Introdução
Serão abordadas neste capítulo as características gerais do município, composta das suas
informações territoriais, aspectos fisiográficos e características geológicas, e as
características da área de estudo incluindo a descrição dos problemas de instabilidade de
taludes encontrados.
3.2 Características Gerais do Município de Camaragibe
3.2.1 Informações Territoriais
O município de Camaragibe que é um dos 14 municípios pertencentes à Mesorregião
Metropolitana do Recife do estado de Pernambuco, conforme a figura 3.1 apresentada
abaixo.
Figura 3.1: Mapa de localização da cidade de Camaragibe – PE
Pernambuco
RMR
REGIÃO METROPOLITANADO RECIFE - RMR
BRASIL
CAMARAGIBE
PERNAMBUCO
Bahia
Cea rá
Mi na s G era i s
Paraná
R.G. Sul
Maranhão
Piauí
Tocantins
Pará
Mato Grosso
Ma to Gro ss o
do Sul
Goi á s
Amapá
Rorai ma
Ama z on as
Rodônia
Acre
Recife
57
Geograficamente o município de Camaragibe está localizado na parte norte da Região
Metropolitana do Recife, compreendido entre as projeções 9.111.000 e 9.122.800 Norte
e 275.600 e 282.900 Leste do sistema de coordenada geográfico WGS-1984 fuso 25S
segundo a projeção Universal Transverse Mercator - UTM. Originalmente fazia parte do
município de São Lourenço da Mata, tendo sido emancipado em 1982, pela Lei
Estadual Nº 8.951. Pertence à Zona da Mata Norte e situa-se a 20 km do centro do
Recife tendo como principais ligações viárias a PE-05 (Avenida Belmiro Correia) e a
PE-27 (Estrada de Aldeia) (GUSMÃO et al, 2007).
De acordo com as informações constantes em FIDEM (2010) o município possui uma
área de 55,083km
2
e no ano de 2007 a população era composta por 136.381 habitantes,
distribuída 100% em área urbana, perfazendo um total de 2.476 hab/km². Em relação ao
ano de 2000, onde havia 128.702 habitantes, houve um incremento no número de
habitantes de aproximadamente 5,6%. De acordo com a Tabela 3.1 abaixo, podemos
verificar que na região é visível o crescimento da população ao longo dos anos.
Tabela 3.1: Evolução da população de Camaragibe – 1970 a 2008 (FIDEM, 2010)
Ano População
1970 41.196
1980 66.992
1991 99.407
1996 (Contagem) 111.119
2000 128.702
2007 (Contagem) 136.381
2008 (Estimativa) 141.973
No quadro 3.1, constante no trabalho de BANDEIRA (2003), estão relacionadas
informações relativas ao tipo de ocupação, área ocupada, população e densidade média
para cada uma das 5 regiões administrativas que formam o município de Camaragibe. É
possível observar que a ocupação urbana em Camaragibe é em grande parte espontânea
e posteriormente marcada por uma política habitacional voltada para loteamentos
populares, sem infra-estrutura suficiente, que serviu de modelo para outros
assentamentos informais. Observa-se também que a densidade populacional média não
58
é uniformemente distribuída no município apresentando maior taxa nas áreas onde o
tipo de Ocupação é de baixa renda.
Quadro 3.1 – Tipos Dominantes de Ocupação Urbana por Regiões (BANDEIRA, 2003)
Regiõe
s
Tipo de Ocupação
Á
rea Ocupada
(km
2
)
População
(hab)
Dens.
Média
(hab/ km
2
)
RA 1
Loteamentos de baixa renda e
ocupação espontânea
9,30 60.444 6.499
RA 2
Loteamentos de baixa renda e
ocupações por invasões
7,80 26.000 3.333
RA 3 Conjuntos habitacionais e
invasões
2,40 18.355 7.648
RA 4
Loteamentos de baixa renda e
ocupações desordenadas nas
cabeceiras de drenagem
2,10
14.376
6.846
RA 5
Assentamentos de média a alta
renda, constituídos por granjas
e clubes de campo, com
algumas invasões próximos aos
córregos
31,30
15.691
501
(fonte: SEPLAMA/PMC, in BANDEIRA, 2003)
3.2.2 Aspectos Fisiográficos
Segundo BANDEIRA (2003), no município de Camaragibe destaca-se dois conjuntos
morfológicos distintos: os morros e a planície. As áreas altas, com terrenos em sua
maioria ativos (imaturos), dominam o relevo do município (80%), sendo constituídos de
tabuleiros com vales verticalizados em forma de V, instalados preferencialmente nos
sedimentos da Formação Barreiras. A porção sul do município mostra relevos mais
maduros, sendo que as formas mais arredondadas e com vales abertos estão quase
sempre associados aos solos residuais.
59
O clima da região é classificado com As’ (tropical úmido com estação chuvosa de
outono-inverno e verão seco), de acordo com Köppen, e caracteriza-se por apresentar
períodos distintos de chuva e estiagem, com período úmido curto e período longo seco.
Na campanha de investigação geológico-geotécnica realizada durante o trabalho de
SILVA (2007) no bairro de Jardim Primavera foi instalado um pluviômetro na área de
estudo. Mesmo após a conclusão da citada pesquisa o registro das precipitações
continuou sendo efetuado pelo grupo de pesquisa GEGEP, tendo em vista a importância
da coleta de dados sobre precipitação na região.
As precipitações mensais ocorridas no Município de Camaragibe, durante o período de
2000 a 2009, registradas nos pluviômetros instalados no Posto da Prefeitura, durante os
anos de 2000 a 2004 e no posto localizado na área de estudo, durante os anos de 2005 a
2009, são apresentadas na tabela 3.2 a seguir:
Tabela 3.2: Precipitações Mensais registradas no Município de Camaragibe (2000 a
2009)
ANO Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Anual
2000* 257,5 151,3 146,5 366,5 241,2 509,0 487,0 531,0 363,2 47,7 48,0 124,4 3273,3
2001* 60,4 20,2 180,0 270,8 53,0 395,9 285,5 183,7 115,5 86,6 36,2 91,7 1779,5
2002* 256,1 189,3 355,6 118,1 261,9 448,6 289,6 127,6 38,1 47,5 88,8 30,7 2251,9
2003* 63,6 98,6 325,2 136,5 274,9 509,9 271,8 184,3 127,8 55,8 32,4 66,9 2147,7
2004* 300,5 314,6 204,0 299,4 242,7 520,1 374,6 130,9 124,0 26,1 9,6 0,0 2546,5
2005** 9,7 68,3 58,5 121,1 487,0 670,5 125,6 294,2 26,4 28,5 9,8 129,4 2029,0
2006** 14,7 47,9 148,1 317,4 225,5 469,5 181,4 168,4 77,0 8,5 62,5 117,9 1838,8
2007** 0,1 135,9 108,7 222,9 188,4 381,8 230,0 187,8 140,3 8,7 30,2 37,4 1672,2
2008** 129,6 31,9 365,3 181,7 299,5 323,0 272,3 255,5 68,4 50,5 *** *** 1977,8
2009** 97,2 289,9 117,4 345,0 517,3 282,8 341,5 245,9 90,5 17,0 30,3 26,4 2239,7
* Precipitações registradas no pluviômetro instalado no posto da prefeitura.
** Precipitações registradas na área de estudo
*** As precipitações nestes meses não foram registradas.
Os valores registrados indicam que as chuvas se concentram no período de março a
agosto. O período entre os meses de setembro a fevereiro pode ser considerado com de
baixa precipitação, apesar de terem sido registrados altos índices de precipitação nos
meses de janeiro e fevereiro nos anos de 2000, 2002, 2004 e 2009, sendo que no ano de
2004 ocorreram os índices máximos, 300,5 mm para janeiro e 314,6 mm para o mês de
60
fevereiro. No mês de junho sempre ocorre a precipitação máxima anual sendo o maior
valor registrado durante o período de monitoramente de 670,5 mm.
De acordo com o gráfico da precipitação mensal média, obtido nos registros dos anos
2000 a 2009 (figura 3.2), observa-se que durante os meses de março a agosto os valores
encontram-se variando entre 200 mm a 450 mm. E que as precipitações máximas
registradas encontram-se distribuídas entre os meses de janeiro a setembro com valores
entre 300 mm e 700 mm.
Figura 3.2: Precipitação mensal média e mensal máxima (Período 2000 a 2009).
3.2.3 Características Geológicas
A área onde o município está localizado é constituída por rochas do sedimento
cristalino, recobertas pelo seu solo residual, pelo sedimento da Formação Barreiras e
pelos depósitos aluvionares.
ALHEIROS (1998) caracterizou o embasamento cristalino como sendo formado por
rochas do Complexo Granítico-Gnássico. Estas rochas são intrusivas de idade arqueana
(1,5 a 2,1 bilhões de anos) e pertencentes ao Maciço Pernambuco – Alagoas. E que
também apresenta pelo menos quatro fases de deformação, das quais a última, associada
à falhamentos sob regime cisalhante, resultou na formação do Lineamento Pernambuco.
De acordo com a formação geológica encontrada na área, o embasamento cristalino
originou os solos residuais de granito encontrados em todo o município.
61
A espessura dos solos residuais depende da intensidade dos processos associados ao
intemperismo. Entre os fatores existentes, o clima, a rocha matriz, a topografia e tempo
transcorrido são os principais agentes atuantes no desenvolvimento dos perfis de solos
residuais encontrados no município de Camaragibe. Dependendo do grau de
intemperismo, pode se encontrar em um perfil de solo residual material decomposto e
relativamente homogêneo, como também bloco de rocha (matacões) alterada a sã,
imersos em uma matriz de solo. Nas figuras 3.3 e 3.4 estão representados alguns perfis
de solo residual encontrados na região, é possível encontrar afloramentos rochosos
como também a presença de solo residual maduro, respectivamente.
Figura 3.3: Afloramento de rocha
granítico-gnássica no Vale das Pedreiras
– Camaragibe (BANDEIRA, 2003)
Figura 3.4: Solo residual maduro de
granito (Jardim Primavera – Camaragibe)
De acordo com ALHEIROS et al (2003), o clima de altas taxas de umidade e a
temperatura elevada favorecem os processos de intemperismo químico, que decompõe
os minerais frágeis, como o feldspato e micas que são comuns nas rochas graníticas do
embasamento cristalino promovendo a sua argilização. Este fato pode está associado à
ocorrência de deslizamentos nas áreas com este tipo de formação geológica.
A Formação Barreiras teve sua deposição associada a eventos cenozóicos de natureza
climática e/ou tectônica, que permitiram durante o final do Terciário (Plioceno), há
cerca de dois milhões de anos, o extenso recobrimento das superfícies expostas do
embasamento, colmatando um relevo movimentado (ALHEIROS, 1998). É composta
por sedimentos fluviais, que dependendo do grau de oxidação do ferro, apresenta cor
62
variando de creme a avermelhada. Segundo BANDEIRA et al (2009), a Formação
Barreiras é formada pelos seguintes processos deposicionais:
Fáceis do leque aluvial: formada pela deposição de sedimentos no sopé de
regiões com relevo acentuado e sob condições climáticas variando entre semi-
árido e úmido. É um sistema deposicional desenvolvido sob um regime de fluxo
de alta energia decorrente de fortes gradientes capazes de tracionar e depositar
seixos e outros materiais provenientes dos solos do embasamento cristalino
(Figura 3.5).
Fáceis do leque aluvial / planície aluvial: corresponde aos depósitos formados
em extensas áreas que são recobertas ciclicamente por água nos períodos de
cheia e transbordamento dos canais de sistemas fluviais. Este sistema
deposicional mostra uma estratificação horizontal com intercalação de camadas
arenosas e argilosas (Figura 3.6).
Fáceis de canal fluvial entrelaçado: É caracterizada por sedimentos formados
sob regimes de fluxo superior com flutuações de descarga que permitem o
transporte de areias e cascalhos por tração, e de materiais finos por suspensão.
Os fluxos aquosos são de alta energia, fortes declives e de elevadas taxas de
suprimento sedimentar resultando no estabelecimento de múltiplos canais rasos
interligados entre si e separados por barras fluviais de areia e cascalho.
Figura 3.5: Detalhe da Fáceis Leque
Aluvial – Ostracil, Camaragibe
(BANDEIRA, 2003)
Figura 3.6: Detalhe da Fáceis Leque Aluvial /
Planície Aluvial – Bairro dos Estados,
Camaragibe (BANDEIRA, 2003)
63
3.3 Características da Área de Estudo
A área de estudo compreende uma encosta localizada no bairro de Jardim Primavera,
conhecido como subida do Vale das Pedreiras e tem como ruas limitantes a rua
Cassimiro de Abreu, rua Subida do Vale das Pedreiras e rua Topázio, perfazendo
aproximadamente de 4,8 ha. A representação gráfica da área de estudo pode ser
visualizada na figura 3.7.
Figura 3.7: Representação gráfica da área de estudo.
A área de estudo fez parte do trabalho realizado na pesquisa de dissertação de mestrado,
denominado de “Mapa de Risco de Erosão e Escorregamento das Encostas com
Ocupações Desordenadas do Município de Camaragibe-PE” desenvolvida pela
64
Engenheira Civil Ana Patrícia Nunes Bandeira no ano de 2003, sob orientação do
professor Roberto Coutinho (UFPE) e co-orientação da professora M argareth Alheiros
(UFPE).
Outro trabalho realizado na área foi a pesquisa de tese de doutorado, “Estudo Geológico
- Geotécnico de Uma Encosta com Problemas de Instabilidade no M unicípio De
Camaragibe – PE” desenvolvida pela aluna Marília Mary da Silva sob orientação do
professor Roberto Coutinho (UFPE) e co-orientação do professor Willy Alvarenga
Lacerda. Este trabalho foi concluído e dezembro de 2007 e também faz parte do
programa de Pós Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal de
Pernambuco.
O estudo de SILVA (2007) abordou a instabilidade existente na encosta e teve como
principal objetivo a identificação das causas e o entendimento dos mecanismos
envolvidos no problema em conjunto com a realização da análise de estabilidade da
encosta. Nas figuras 3.8 a 3.10 é possível ver a localização do citado estudo e a área de
pesquisa atual.
Figura 3.8: Vista geral da área de estudo (SILVA, 2007)
65
Figura 3.9: Vista geral da área de estudo (SILVA, 2007)
Figura 3.10: Vista geral da encosta estudada por SILVA (2007)
A geologia do local é caracterizada pela presença de solos da Formação Barreiras e solo
residual de granito que constitui o embasamento local.
66
O bairro de Jardim Primavera está localizado na Região Administrativa 3 do município
de Camaragibe, que de acordo com BANDEIRA (2003) é formada por conjuntos
habitacionais e invasões.
A área de estudo por sua vez é caracterizada por invasões, com casas de alvenaria e/ou
madeira construídas sem critérios técnicos evidenciando a existência do modo de
ocupação espontânea. O modo de ocupação espontânea ocorre geralmente a partir de
invasões e de ocupações consentidas e apresenta as seguintes características
predominantes (ALHEIROS et. al, 2003):
Ocupações desordenadas;
Inexistência de reserva de áreas de servidão;
Rede viária descontínua e sem hierarquização;
Corte de barreira para criar terreno;
Aumento do talude de corte para ampliação do terreno;
Lançamento de aterro não compactado (bota-fora) na borda da encosta;
Baixo padrão construtivo das habitações;
Inexistência de calhas, biqueiras e impermeabilização do entorno da casa;
Inexistência de canaletas para a drenagem das águas servidas e pluviais;
Inexistência de rede coletora e estações de tratamento de es gotos;
Fossa localizada na borda da encosta;
Deficiência do sistema de coleta do lixo domiciliar;
Obstrução da drenagem pelo lixo jogado sobre os taludes e canaletas.
Quanto ao modelo de ocupação, característica expressa pelo desenho urbano que tem
como elemento mais importante o sistema viário, a área de estudo apresenta ocupação
em patamares, onde a via de acesso se encontra entre as moradias, entre as moradias e o
pé do talude e/ou entre a crista do talude e as moradias. As diferentes situações de
acesso apresentam vantagens e desvantagens que são descritas no quadro 3.2 a seguir.
67
Quadro 3.2: Ocupações em Patamares – Vantagens e Desvantagens (ALHEIROS et al.,
2003)
Via de Acesso e Disposição
das Casas
Vantagens Desvantagens
Via entre a edificação e a
crista da barreira
A paisagem pode ser
desfrutada a partir da área
social da casa.
Expõe os quartos,
usualmente construídos na
parte posterior da casa, sob
ameaça de serem atingidos
por deslizamentos.
Via entre a edificação e o pé
da barreira
Menor risco para a
edificação; maior aeração
da casa.
Requer área de servidão
nos lotes a jusante, para
drenagem das águas de
chuva e esgotamento
sanitário;
Perda da paisagem na área
social das casas.
Via entre as edificações
Exige menor investimento
para implantação do
sistema viário e de
drenagem.
Requer maior corte na
encosta ara a criação de
patamares mais largos;
A casa próxima à borda da
barreira requer área de
servidão nos lotes a
jusante, para drenagem das
águas de chuva e
esgotamento sanitário;
A casa que fica próxima ao
pé da barreira fica mais
vulnerável a
deslizamentos;
Perda de paisagem na área
social das casas.
A população ao ocupar as encostas promove a retirada da vegetação e camada
superficial do solo, executam cortes horizontais e subverticais para a construção de suas
casas e quando necessitam de mais espaço promovem novos cortes ou lançam aterro
sem compactação na borda dos taludes. O padrão construtivo de suas moradias é baixo e
não é dotado de calçadas, calhas e biqueiras. Devido a falta de espaço entre as moradias
(área de servidão) as fossas são localizadas nas bordas dos taludes e as águas servidas
são lançadas de forma difusa nas encostas. Aliada a estes problemas a falta de infra-
estrutura intensifica os problemas gerados pelas ações antrópicas, como por exemplo, a
falta de sistema de drenagem, esgotamento sanitário e coleta de lixo.
68
Todas estas ações possibilitam a diminuição da resistência dos materiais envolvidos
e/ou elevam a magnitude das solicitações que contribuem para a deflagração de
movimentos de massa. Através do aumento da infiltração de água no solo o que
provoca a elevação do peso de solo e da poro-pressão; a contribuição das raízes na
resistência do solo é reduzida; e a ocorrência de sobrecarga do terreno natural devido a
implantação de moradias ou lançamento de detritos.
CARVALHO (1997) atenta para o problema provocado pelo lançamento de aterro sem
o tratamento da superfície de contato como terreno original da encosta. Nesta situação,
o aterro pode promover a decomposição da vegetação original formando uma interface
francamente impermeável no contato aterro/superfície original da encosta, provocando a
elevação de poropressões no corpo do aterro.
Forma-se um estrato de solo com detritos antrópicos, fofo, heterogêneo e com
elevada permeabilidade, que sofre contínuas movimentações por gravidade.
Resulta daí um material de péssimas qualidades geomecânicas.
Em épocas secas esse material pode apresentar resistência satisfatória, em
função de reforços promovidos por alguns elementos constituintes. Porém,
quando umedecidos, seu peso se eleva e ocorre um aumento de poropressões,
tendo um comportamento que se assemelha a um fluido viscoso.
corpos rochosos são descalçados;
Com os desmatamentos, são eliminados os efeitos de “muros de impacto”
promovido pelos tramos de árvores e/ou arbustos.
Obstruindo pontos de surgência natural de água na encosta, as poropressões são
elevadas.
Aumentando o escoamento superficial de água, aumenta o arraste de partículas
de solo na superfície.
Em função da retirada da camada superficial do terreno (corte), o solo
subsuperficial fica desprotegido contra processos erosivos.
3.3.1 Problemas de Instabilidade Encontrados na Área
Neste item serão apresentados os problemas de instabilidade encontrados na área de
estudo.
69
Segundo BANDEIRA (2003) ao desenvolver o mapa de risco no município de
Camaragibe, a encosta estudada foi classificada como sendo de grau de risco alto.
O Município também possui um mapeamento de risco que foi desenvolvido no contexto
da elaboração do PMRR – Plano Municipal de Redução de Riscos através de
financiamento público repassado pela Caixa Econômica Federal (GUSMÃO et al,
2005).
O Plano Municipal de Redução de Riscos – PMRR foi instituído pela Ação de Apoio à
Prevenção de Riscos em Assentamentos Precários no âmbito do Programa de
Urbanização, Regularização e Integração de Assentamentos Precários do M inistério das
Cidades, com um instrumento de planejamento para diagnóstico do risco e a proposição
de medidas estruturais para sua redução, considerando a estimativa de custos, os
critérios de priorização e a compatibilização com outros programas nas três esferas de
governo: federal, estadual e municipal (ALHEIROS, 2006).
No mapeamento de risco do município de Camaragibe foi adotada a metodologia
recomendada pelo Ministério das Cidades, ou seja, a avaliação qualitativa e o
mapeamento dos setores de risco em escala de detalhe (1:2.000), hierarquizando-os em
quatro níveis (risco baixo, risco médio, risco alto e risco muito alto) e trazendo para a
comunidade sujeita aos desastres a possibilidade de participar de todo o processo, desde
o reconhecimento das situações de risco, até a solução técnica para a sua redução; além
disso buscou-se o envolvimento direto da equipe técnica municipal, com vistas à
consolidação dos conhecimentos sobre análise e mapeamento de risco repassados aos
mesmos durante as capacitações do Programa (GUSMÃO et al, 2005).
A metodologia utilizada tem como fundamento a avaliação qualitativa do risco
considerando os fatores de suscetibilidade dos solos e a vulnerabilidade dos elementos
expostos aos acidentes. Na análise da suscetibilidade foram considerados os aspectos do
meio físico relacionados à ocorrência de acidentes: ocorrência das chuvas, os tipos de
solos e suas feições estruturais, os aspectos morfológicos (ligados à evolução do relevo
e às características topográficas) das encostas e taludes, as formas de ocupação, a
cobertura vegetal, as características hidrológicas e hidrogeológicas, entre outros.
70
Na análise da vulnerabilidade, foi considerada a população afetada, determinada pelo
número de moradias ameaçadas pelos prováveis desastres, já que o trabalho não
contemplou o cadastramento sócio-econômico detalhado da população afetada, para a
definição do seu perfil, permitindo considerações mais aprofundadas sobre a sua
vulnerabilidade. No quadro 3.3, é possível observar os critérios utilizados para a
classificação do grau de risco dos setores mapeados.
Quadro 3.3: Critérios para hierarquia dos setores de risco (GUSMÃO et al, 2006)
Risco Muito Alto
(R4)
Risco Alt
o
(R3)
Risco Médi
o
(R2)
Risco Baixo
(R1)
Os condicionantes
geológico-geotécnicos
predisponentes e a falta de
inter venção no Setor são de
muito alta potencialidade
para o desenvol vimento de
processos de deslizamentos
e erosão. As evidências de
instabilidade são
expressi vas e estão
presentes em grande
número ou magnitude.
Processo de instabilização
em avançado estágio de
desenvol vimento. É a
condição mais crític a.
Mantidas as c ondições
existentes, é muito provável
a ocorrência de eventos
destruti vos durante
episódios de chuvas
intens as e prolongadas, no
período de 1 ano.
Os condicionantes
geológico-geotécnicos
predisponentes e a falta
de intervenção no Setor
são de alta
potencialidade para o
desenvol vimento de
deslizamentos e er osão.
Obser va-se a presença
de significati vas
evi dências de
instabilidades. Proc esso
de instabilização em
pleno desenvol vimento.
Mantidas as c ondições
existentes, é possível a
ocorrência de eventos
destruti vos durante
episódios de chuvas
intens as e prolongadas,
no período de 1 ano.
Os condicionantes
geológico-geotécnicos
predisponentes e a falta de
inter venção no Setor são
de média potencialidade
para o desenvol vimento de
processos de
deslizamentos e er osão.
Obser va-se a presença de
algumas evidências de
instabilidade. Processo de
instabilização em estágio
inicial de desenvolvimento.
Mantidas as c ondições
existentes, é reduzida a
possibilidade de ocorrência
de eventos destr uti vos
durante episódios de
chuvas intensas e
prolongadas, no período
de 1 ano.
Os condicionantes
geológico-geotécnicos
predisponentes e a falta de
inter venção no Setor são
de bai xa potenci alidade
para o desenvol vimento de
processos de
escorregamentos e
erosão. Não se observa(m)
evi dência(s) de
instabilidade ou processos
de instabilização de
encostas. É a condição
menos crític a. Mantidas as
condições existentes, não
se espera a ocorrência de
eventos destrutivos no
período de 1 ano.
O mapeamento de riscos realizado durante a elaboração do PMRR – Camaragibe
apresentou cerca de 50 setores apresentando risco alto (R3) e 38 setores com risco muito
alto (R4) em um universo de 164 setores mapeados (Quadro 3.4). Isto demonstra que
cerca de 1% da área do município ou 2.193 moradias apresenta risco alto ou muito alto
(Quadro 3.5).
Quadro 3.4: Síntese dos Dados do Mapeamento de Risco – PMRR (GUSMÃO et al,
2005)
Setores de Risco R4 – Muito Alto R3 - Alto R2 - Médio R1 – Baixo Total
nº de setores de risco 38 5
2
2
2
5
2
16
4
área dos setores (ha) 21,19 ha 37,97 ha 17,97 ha 209,97 ha 287,10 ha
% em relação ao município (5.180
ha)
0,41% 0,73% 0,35% 4,05% 5,54%
71
Quadro 3.5: Síntese dos Dados do Mapeamento de Risco – PMRR considerando as
moradias (GUSMÃO et al, 2005)
Na Localidade de Primavera, onde se encontra a área de estudo foram identificados 5
setores apresentando risco alto (R3) e 4 setores com risco muito alto (R4) de um total de
13 setores de risco mapeados, estas informações estão sintetizadas no quadro 3.6
abaixo.
Quadro 3.6: Dados do Mapeamento de Risco para a Localidade de Jardim Primavera –
(a partir de GUSMÃO FILHO et al, 2005)
Região
Localidade
Código
Nº de
Setores
de Risco
Nº de Setores por
Grau de Risco
R4 R3 R2 R1
3 Primavera PM
V
13
4 5 0 4
Especificamente considerando a área de estudo encontramos um setor de risco (PMV-4)
apresentando risco muito alto (R4) e dois setores (PMV-5 e PMV-6) apresentando risco
alto de acordo com o mapeamento realizado em 2005. As figuras 3.11 a 3.13 os setores
de risco citados podem ser visualizados.
Setores (R4) (R3) (R2) (R1) Total
N
úmero de setores de
risco
38 52 22 52 164
número de moradias nos
setores
912 1.281 704 5.851 8.748
número de moradias
ameaçadas
399 349 151 307 1.206
número de moradias
p
ara
remoção
83 34 2 1 120
72
Figura 3.11: Setor PMV-4 - Risco Muito Alto, Rua Gilberto Viegas – Primavera
(GUSMÃO et al, 2005)
Figura 3.12: Setor PMV-5 - Risco Alto, Rua Gilberto Viegas – Primavera (GUSMÃO et
al, 2005)
73
Figura 3.13: Setor PMV-6 - Risco Alto, Rua Gilberto Viegas – Primavera (GUSMÃO et
al, 2005)
De uma maneira geral os problemas encontrados são comuns aos que ocorrem em áreas
ocupadas desordenadamente por população de baixa renda e sem a utilização de
critérios técnicos de construção. Na região, é possível perceber a ocorrência de cortes
com declividade acentuada, aterros lançados e sem compactação, presença de fossas nas
bordas dos taludes e principalmente o lançamento de água servida nas encostas, o que
pode contribuir de forma negativa para a instabilidade dos taludes.
A seguir os principais problemas encontrados serão listados:
a) Drenagem insuficiente ou inexistente nos taludes:
Em diversos taludes não há sistema de drenagem ou a drenagem existente é feita de
forma incompleta, o que provoca erosão nos taludes.
A figura 3.14 exemplifica um caso comum nos taludes da área, principalmente nos
taludes onde a sua base localiza-se na rua Gilberto Viegas. Estes taludes não dispõem
canaletas no topo nem no pé.
74
(a
)
(b
)
Figura 3.14: Problemas relacionados à falta de dispositivos de drenagem nos taludes.
A prefeitura com o objetivo de diminuir os problemas resultantes da ação das águas na
localidade executou um sistema de drenagem constituído por canaletas com dimensões
aproximadas de 0,40m x 0,50m (Figura 3.15). Porém estas canaletas apenas coletam
parte da água da área e fazem o lançamento no meio de encostas sem o uso de
dissipadores de energia.
(a
)
(b
)
Figura 3.15: Sistema de Drenagem (Canaletas) executado pela prefeitura.
O sistema de drenagem apresenta falta de continuidade, onde na figura 3.16 (a) é
possível perceber que a canaleta não foi construída em apenas parte da linha de
drenagem e na figura 3.16 (b) a inexistência de dissipador de energia está provocando
erosão no talude e danos no dispositivo de drenagem.
75
(a
)
(b
)
Figura 3.16: Problemas relacionados à execução incompleta de dispositivos de
drenagem nos taludes.
b) Cortes e aterros nos taludes:
Em diversos taludes há a ocorrência de cortes muito íngremes e é comum o lançamento
de material sem compactação nas bordas dos taludes. Alguns dos taludes já se
encontram com indícios de movimentação e como medida preventiva para que não
ocorram escorregamentos a prefeitura fez a proteção dos mesmos com lonas plásticas.
Outro aspecto a ser considerado é a proximidade das moradias aos taludes, tanto os
localizados acima ou abaixo das casas.
Os taludes da área apresentam inclinação suave na parte inferior da encosta
compreendida entre as ruas Gilberto Viegas e rua Cassimiro de Abreu, com ângulo de
inclinação em torno de 11º com rampa bastante comprida (Figura 3.15 (a)). Os demais
taludes possuem inclinações que variam de suaves a íngremes e com alturas que variam
de 2 a 12m aproximadamente. As figuras 3.17 e 3.18 ilustram as características dos
taludes encontrados no local.
76
(a
)
(b
)
Figura 3.17: (a) Talude com inclinação suave; (b) talude com altura aproximada de 3
metros coberto com lona plástica.
(a
)
(b
)
Figura 3.18: Exemplos de taludes íngremes encontrados na área de estudo
c) Falta de sistema de coleta de água servida e de esgotos:
O adensamento habitacional nos morros promove a concentração e aumento do volume
de água lançada no solo o que propicia a sua saturação. Este fato acaba desestabilizando
as encostas e favorecendo, mesmo sem chuvas, a ocorrência de acidentes. Durante a
ocorrência de precipitações há o agravamento desta situação tendo em vista que o solo
já se encontra saturado.
SILVA (2007) ao comparar precipitações antrópicas (descarte de água servida) e
pluviométricas diárias na área de estudo, encontrou resultados que mostram que a
77
precipitação antrópica é, na maioria dos dias do ano, superior a pluviométrica, mesmo
em anos de elevada pluviosidade.
Devido à falta de sistema de drenagem eficiente, o descarte de água servida é feito nos
taludes. Vale ressaltar que aliado ao descarte há ocorrência de vazamentos na tubulação
de água. As figuras 3.19 e 3.20 apresentam situações que evidenciam o lançamento de
água servida diretamente no solo e a ocorrência de tubulação de água com vazamento..
Figura 3.19: Lançamento de água servida em um talude onde já houve deslizamento;
(a
)
(b
)
Figura 3.20: (a) Lançamento de água servida no talude (b) Tubo de água com
vazamento.
A comunidade não dispõe de sistema de coleta e tratamento de esgoto o que contribui
para a adoção por parte dos moradores o lançamento dos esgotos nos taludes ou de
sistema de coleta e tratamento individual através da construção de fossas absorventes.
As fossas absorventes (ou sumidouros) funcionam como pontos de concentração de
78
água, de modo que quanto mais próximas e numerosas, maior o risco de deslizamentos
que trazem para as moradias próximas (ALHEIROS et al, 2003).
Na figura 3.21 é possível perceber as zonas de saturação dos taludes provocadas pela
água depositada nas fossas absorventes o que pode ocasionar surgências e rupturas dos
taludes.
Figura 3.21: Problemas de instabilidade devido a sumidouros (ALHEIROS et al, 2003).
d) Demais problemas:
Na área também é comum a presença de aterros executados a partir do lançamento de
material (solo e/ou metralha) do topo dos taludes sem compactação. Outros problemas
como sobrecarga nos taludes, ausência de proteção superficial, presença de vegetação
de grande porte e bananeiras foram identificados durante as visitas técnicas realizadas.
79
(a
)
(b
)
Figura 3.22: (a) Construção exercendo sobrecarga no talude; (b) presença de bananeira
no talude.
A seguir serão apresentados nas figuras 3.23 e 3.24 os problemas de instabilidade
encontrados aos seus locais de ocorrência.
82
3.3.2 Exemplos de Casos de Instabilidade
Neste item serão apresentados dois casos de instabilidade existentes identificados
durante a pesquisa que posteriormente serão objeto do detalhamento das soluções para
estabilização de taludes.
Caso 01: Talude SETOR I (Rua Topázio / Rua Gilberto Viegas)
O primeiro problema de instabilidade exemplificado encontra-se na encosta situada
entre a rua Gilberto Viegas e a rua Topázio. Este talude possui dimensões da ordem de
65 m x 40 m com altura de cerca de 12m. A partir das sondagens realizadas e da análise
do solo nos cortes expostos ficou evidenciada a presença de solo residual maduro de
granito.
Durante a realização das visitas técnicas este talude, por apresentar situação de risco
muito alto, encontrava-se protegido por lona plástica (Figura 3.25 (b) e 3.26). Os
moradores informaram que este talude já apresentou problemas de instabilidade
anteriormente e que o material retirado devido ao movimento de massa era lançado sem
compactação no talude a jusante.
(a
)
(b
)
Figura 3.25: (a) Talude com indícios de movimentos anteriores; (b) vista lateral do
talude (topo) protegido por lona plástica.
83
Figura 3.26: Vista lateral do talude (base) protegido por lona plástica.
O levantamento topográfico e a análise das condições de campo evidenciam que o
movimento de massa é classificado como rotacional comum em solos homogêneos.
A figura 3.27 ilustra a situação encontrada para o talude no ano de 2005 durante a
elaboração do PMRR do município de Camaragibe. Como citado anteriormente, parte
deste material que deslizou já foi removido pelos moradores.
(a
)
(b
)
Figura 3.27: Vista de frente do talude em 2005 (BANDEIRA, 2005)
Caso 02: Talude SETOR II (Rua Gilberto Viegas / Rua Cassimiro de Abreu)
O segundo caso refere-se ao problema de instabilidade descrito por SILVA et al (2005),
SILVA (2007) e SILVA et al (2009) em um dos taludes da área, próximo a subida do
84
Vale da pedreiras que apresentou problemas de instabilização tendo a evolução do
processo, de acordo com informações dos moradores e da defesa civil, descrita a seguir:
Ano de 2000: Indícios de instabilização por conta de fatores revelantes, tais
como declividade e rachaduras verificadas nos pisos das casas, situadas no topo
de deslizamento e formação de patamares no talude;
Ano de 2002: Definição visual do estágio de ruptura após precipitações intensas
(fator acionante), acarretando um aumento no desnível existente,
aproximadamente 2m, no meio da encosta (figura 3.28);
Ano de 2003: Vistoria realizada pela Defesa Civil em janeiro registrou que as
casas ofereciam riscos aos seus moradores. Os moradores permaneceram nas
casas até o mês de junho e após a desocupação as casas foram demolidas.
A encosta possui dimensões da ordem de 117 m x 130m com cotas que variam altura
em torno de 23,75m e apresenta uma inclinação de cerca de 10º. O levantamento
geológico-geotécnico identificou que o relevo encontra-se bastante movimentado e que
há a presença de camadas de solo residual maduro de granito e da Formação Barreiras.
O deslizamento ocorrido na Encosta foi classificado como um escorregamento
rotacional múltiplo; onde este tipo de deslizamento caracteriza-se por apresentar a
ocorrência de uma série de rupturas combinadas e sucessivas, fato esse, evidenciado
pela formação de patamares e fendas ao longo da encosta (SILVA, 2007).
85
Figura 3.28: (a) Deslocamento da escadaria de acesso à porta dos fundos da casa (cerca
de 2m); (b) Fenda na encosta; (c) Patamares formados; (d) Detalhe do deslizamento e da
demolição das casas. (SILVA, 2007)
A seguir serão apresentadas as características geotécnicas da área de estudo com o
objetivo de fornecer elementos necessários para a proposta de solução de estabilização
da área estudada.
86
4. CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
4.1 Introdução
O objetivo básico da caracterização geológico-geotécnica é identificar os agentes,
causas e condicionantes atuantes no processo de instabilização existente ou potencial,
através da obtenção dos seguintes dados (AUGUSTO FILHO & VIRGILI, 1998):
Geometria da instabilização;
Mecanismos da movimentação;
Natureza e o estado do material mobilizado;
Comportamento no tempo;
Identificação, caracterização e mapeamento espacial das unidades geológico-
geotécnicas (compartimentação dos maciços);
Estabelecimento de correlações entre as unidades mapeadas e o processo de
instabilização;
E, finalmente previsão dos comportamentos das unidades, ante as solicitações
impostas por alguns tipos de obras de contenção.
Para isto é necessário definir as etapas a serem seguidas de acordo com as informações
a serem obtidas necessárias aos estudos de taludes. AUGUSTO FILHO & VIRGILI
(1998) propõem que as etapas sigam um fluxograma de etapas, onde constam a fase de
planejamento, levantamento dos dados, investigação de superfície, definição do modelo
fenomenológico e avaliação. Caso após a avaliação, os dados obtidos sejam
insuficientes o ciclo de atividades é refeito. Este fluxograma pode ser visto na figura 4.1
a seguir.
Segundo SKEPTON & HUTCINSON (1969, a partir de COUTINHO & SEVERO,
2009), quaisquer que sejam os objetivos do estudo do comportamento de um talude, são
necessárias as seguintes etapas:
1. Identificação e classificação dos vários tipos de movimentos de massa que
podem ocorrer nos taludes, seus aspectos geológicos, a velocidade do
movimento e as causas da instabilização;
87
2. Classificação e descrição precisa dos materiais envolvidos no movimento,
juntamente com a quantificação das propriedades relevantes ao objetivo do
estudo;
3. Análise da estabilidade e da estabilização do talude quando for o caso;
4. M onitoração do comportamento e correlação entre observação de campo e
valores previstos.
Figura 4.1: Etapas de investigação geológico-geotécnica (AUGUSTO FILHO &
VIRGILI, 1998)
De acordo com COUTINHO & SEVERO (2009), as etapas da investigação geológico-
geotécnica destinadas à análise da estabilidade de encostas são basicamente:
planejamento/formulação do programa de investigação, levantamento de dados pré-
existentes, investigação de superfície, investigação de subsuperficie, ensaios de campo e
de laboratório, instrumentação, análise e interpretação dos resultados, relatório
técnico/comunicação dos resultados. Com base nesta metodologia, as atividades
88
necessárias para a obtenção das características geotécnicas da área de estudo foram
definidas.
Convém lembrar que riscos e incertezas são características do subsolo e nunca serão
totalmente eliminadas. O apropriado nível de sofisticação da caracterização da área e
análises deve ser baseado nos seguintes critérios (COUTINHO & SEVERO, 2009):
Experiência local e anteriores;
Objetivos do projeto;
Nível de risco geotécnico;
Potencial de redução de custos.
Com o objetivo de facilitar o entendimento da caracterização geotécnica realizada, a
área de estudo será divida em dois setores. O SETOR I corresponde a parte superior do
talude, acima da rua Gilberto Viegas (Rua da Linha) e o SETOR II corresponde ao
talude estudado por SILVA (2007), que compreende parte da rua Gilberto Viegas e o
talude abaixo desta rua, conforme figura abaixo (figura 4.2).
89
Figura 4.2: Localização dos setores na área de estudo
O levantamento geológico-geotécnico no SETOR I, realizado na presente pesquisa, foi
composto das atividades de campo e laboratório, descritas abaixo:
Investigações geotécnicas de campo: levantamento topográfico e geológico do
local, seguido pela realização sondagens à percussão com determinação do perfil
de umidade e coleta de amostras deformadas e indeformadas (blocos).
Ensaios de laboratório: Ensaios de caracterização (análise granulométrica com
e sem defloculante, limites de Atterberg, densidade real dos grãos), cisalhamento
direto (condição inundada) e ensaio de permeabilidade (Triflex).
90
O levantamento geológico-geotécnico no SETOR II, realizado por SILVA (2007), foi
composto das seguintes atividades:
Investigações geotécnicas de campo: levantamento topográfico e geológico do
local, seguido pela realização de campanha de sondagens à percussão e rotativas,
coleta de amostras deformadas e indeformadas (blocos e amostrador Denisson),
realização de perfis de umidade e ensaios de condutividade hidráulica “in situ”
(“guelph”).
Ensaios de laboratório: Os ensaios de laboratório realizados neste setor são
apresentados no quadro 4.1.
Campanha de instrumentação: instalação de piezômetros tipo Casagrande,
piezômetro de máxima, medidores de nível d’água, Inclinômetros e pluviômetro.
A localização das sondagens, da instrumentação, dos locais de coleta e amostras, dos
ensaios de permeabilidade (“Guelph”) e perfis de umidade pode ser observada na figura
4.3. (SILVA et al, 2009).
91
Quadro 4.1 Ensaios realizados no SETOR II (SILVA, 2007)
ENSAIOS AMOSTRAS EM BLOCO
Ensaios de Caracterização -Física: realizada segundo as normas da ABNT. Ensaios
granulométricos realizados com e se utilização de defloculante
(veri ficação de agreg ação dos solos); identificação e classi ficação
dos solos.
-Química: determinação do complexo sortivo e óxidos av aliação da
mineralogia e grau de intemperização dos solos.
- Mineralógica:
Fração areia – estudo morfoscópico e composicional de
grãos (através de lupa binocular);
Fração silte e argila – determinação da mineralogia dos
solos (através de difração de raio-x ).
Microestrutura - através de microscópio eletrônico de varredura (MEV).
Ensaios de permeabilidade -Utilização do equip amento T ri-flex com simulação das tensões de
campo.
Ensaios de sucção (Determinação
da Curva Característica)
-Método do papel filtro: determinação de faixa de sucçõ es do solo de
5 kPa a 29 MPa;
-Funil de Haines: determinação de faixa de sucções do solo de 0,1 a
10kPa;
-Câmara de Pressão de Richards: sucções plicadas de 34 e 1549kPa.
Ensaios Edométricos -Duplos (condições: inundada e umidade natural): det erminação e
avaliação dos parâmetros de compressibilidade e avaliação do
colapso;
- Simples:
Avaliação do colapso em amostras indeformadas;
Avaliação do efeito de estrutura em amostras remoldad as na
umidade natural e n limite de liquidez.
Ensaios de Cisalhamento Direto -Convencionais (condição inundada e umidade natural): obten ção
dos parâmetros de resistência de pico e pós-pico;
-Reversões múltiplas (condição inundada): obtenção dos parâmetros
de resistência residu al;
-Amostra remoldada com 20% acima do limite de liquidez:
avaliação do efeito da estrutura dos solos e obtenção de parâmetros
de resistên cia residual para comparação com p arâm etros de
resistência obtidos nos ensaios com reversões múltimplas;
-Sucção Controlada: obtenção dos parâmetros de resistência ao
cisalhamento não saturado dos solos estudados.
AMOSTRADOR DENISSON
Ensaios de Caracterização Idem ao des crito p ara as amostras em blo co, com exceção das
análises químicas, as quais não foram realizadas por falta de material
sufici ente para realização de todos os ensaios.
Ensaios de Cisalhamento “Ring shear”: obtenção dos parâmetros de resistência residual nos
solos presentes na superfície de ruptura da encosta.
92
Figura 4.3: Levantamento topográfico, locação dos furos de sondagens e equipamentos
instalados no programa de instrumentação para o SETOR II (SILVA, 2007).
93
4.2 Atividades e Ensaios de Campo
Neste item serão apresentadas as atividades e ensaios de campo, de acordo com o setor
(SETOR I e SETOR II).
SETOR I
O setor I, conforme citado anteriormente compreende a encosta localizada na parte
superior do talude, acima da rua Gilberto Viegas (Rua da Linha) e limitada pela rua
Topázio. A localização dos furos de sondagem a percussão SPT e dos locais onde foram
coletadas as amostras indeformadas (blocos) e deformadas são ilustradas na figura 4.4,
abaixo.
Figura 4.4: Locação das sondagens a percussão (SPT) e da coleta de amostras
indeformadas (blocos) e deformadas.
Inicialmente, estava prevista a realização de 5 (cinco) furos de sondagem a percussão
(SPT), sendo três (base, meia encosta e topo) alinhados no talude acima da rua Gilberto
94
Viegas a fim de completar a seção (Seção 1) definida no estudo de SILVA (2007).
Porém em face de inexistência de um local em que pudesse ser instalado o equipamento
para realização das sondagens, apenas a sondagem do topo do talude (Sondagem SP-A1,
rua Topázio) pode ser realizada. Este fato ocorreu tendo em vista que a área de estudo
encontra-se densamente ocupada. Por este motivo também se tem um número reduzido
de amostras coletadas na área de estudo.
(a) (b)
(c) (d)
Figura 4.5: Realização da sondagem a percussão (SPT) – Furo SP-A1 (a) vista geral do
tripé instalado; (b) escavação do furo por circulação de água; (c) cravação do
amostrador padrão através da queda do peso; (d) amostrador padrão contendo solo
residual maduro de granito.
As sondagens a percussão - SPT foram realizadas de acordo com a metodologia
padronizada para o ensaio, os detalhes da execução podem ser vistos em ABGE (1999)
e nas prescrições das Normas da ABNT: NBR- 6484/01 – Solo - Sondagem de Simples
Reconhecimento com SPT - Método de Ensaio; NBR-8036/83 – Programação de
Sondagem de Simples Reconhecimento dos Solos para Fundações de Edifícios; NBR-
95
6502/95 – Rochas e Solos – Terminologia; e NBR-6497/83 – Levantamento
Geotécnico. Na figura 4.5, são apresentadas algumas fotos da realização da sondagem
SP-A1 na rua Topázio. Observa-se na figura 4.5 (c) a amostra de solo residual maduro
de granito coleta pelo amostrador padrão.
Os furos de sondagem/ensaio SPT foram realizados de acordo com a locação ilustrada
na figura 4.4. A amostra obtida com a cravação do amostrador padrão foi utilizada para
a identificação da descrição do material através de análise tátil-visual, da formação
geológica e perfil de umidade de campo. As Amostras destinada a obtenção da umidade
de campo foram acondicionadas em cápsulas lacradas para que não fossem alterados os
teores de umidade e pesadas em laboratório. O ensaio de penetração tipo SPT foi
realizados cada 1,0m. As sondagens atingiram em média a profundidade de 12,0m, com
exceção do Furo SP-A2 que atingiu a profundidade de 8,0 m. As figuras 4.6 a 4.8
apresentam os resultados do ensaio de SPT (Nº golpes/30 cm), o perfil de umidade de
campo, a descrição do material e a formação geológica identificada, realizados nos furos
SP-A1, SP-A2 e SP-A3, respectivamente.
Figura 4.6: Furo de sondagem SP-A1, resultado de ensaio (Nº golpes/30 cm), perfil de
umidade de campo, descrição tátil-visual do material e formação geológica (29/09/09).
96
Figura 4.7: Furo de sondagem SP-A2, resultado de ensaio (Nº golpes/30 cm), perfil de
umidade de campo, descrição tátil-visual do material e formação geológica (30/09/09).
Figura 4.8: Furo de sondagem SP-A3, resultado de ensaio (Nº golpes/30 cm), perfil de
umidade de campo, descrição tátil-visual do material e formação geológica (05/10/09).
97
Os resultados indicam que o número de golpes é crescente em relação à profundidade.
Os furos SP-A1 e SP-A3 (localizados no topo da rua Topázio) apresentam valores
iniciais inferiores a 10 golpes/30cm, até a profundidade de 2,5m e 4,5 m
respectivamente. Após estas profundidades os valores apresentam-se crescentes onde no
limite da sondagem foram obtidos valores iguais a 73 golpes/30cm e 41 golpes/30cm.O
furo SP-A2 (topo da rua Gilberto Viegas) foi o que apresentou valores iniciais de
número de golpes/30cm próximos a 20 e crescentes até o valor de 58 golpes/30cm no
limite da sondagem. O nível de água não foi identificado durante a realização das
sondagens.
As sondagens foram realizadas no final do mês de setembro/09 e início do mês de
outubro/09, meses de baixa precipitação (90,5 mm e 17,0mm) de acordo com valores
registrados no pluviômetro instalado na área de estudo. Vale ressaltar que no período
compreendido entre os dias 23/09 e 05/10 os índices pluviométricos foram nulos, com
exceção do dia 02/10 com índice de 2mm.
O perfil de umidade obtido para o furo SP-A1 apresenta o maior valor de umidade
inicial em relação aos demais furos (cerca de 40%) que diminui em relação à
profundidade chegando a valores da ordem de 15%. O furo SP-A2 apresenta valor de
umidade próximo a 22% tendendo a diminuir até 16%. O furo SP-A3 é único que
apresenta comportamento diferente dos demais, apresentando valores iniciais da ordem
de 20% a 12% nos primeiros 6m e em seguida há um aumento deste valor para cerca de
30% em média. Esta diminuição nos valores de umidade dos furos SP-A1 e SP-A2
podem ser explicados devido à contribuição de água proveniente do descarte antrópico
que ocorre com freqüência na área.
Segundo a descrição tátil-visual realizada todas as amostras foram classificadas com
argila siltosa, sendo diferenciadas apenas pela sua rigidez ou coloração, com exceção da
camada inicial (0 a 0,5m) localizada no furo SP-01 que foi classificada com silte com
metralha (material de aterro). De acordo com ALHEIROS (2009) as amostras de solo
coletadas indicam que a formação geológica é de solo residual maduro de granito
mudando apenas o estado de oxidação do ferro. Não foram evidenciados materiais
pertencentes à Formação Barreiras nas amostras coletadas nem nos taludes de corte sem
proteção superficial.
98
As amostras necessárias para a realização dos demais ensaios de laboratório foram
coletadas através de blocos (amostra indeformada) e de sacos (amostras deformadas) em
meia encosta com profundidade de até 1,5 m. A localização das amostras coletas está
apresentada na figura 4.4.
As amostras indeformadas (blocos) foram obtidas a partir de escavação manual até a
cota desejada. Após a moldagem dos blocos, com dimensões de 30 x 30 x 30 cm os
mesmos foram envolvidos em papel alumínio e em um tecido de algodão. Em seguida
receberam uma camada de parafina com espessura de aproximadamente 1 cm, aplicada
com um auxilio de um pincel. Após a secção da base do bloco, eles foram
acondicionados dentro de uma caixa de madeira revestido com isopor e se procedeu ao
fechamento da caixa. Estas caixas foram etiquetadas com informações referentes ao
local, data da coleta, número do bloco e profundidade da coleta. O transporte ocorreu de
forma cuidadosa, para que a amostra não sofresse perturbações até a câmara úmida do
Laboratório de Solos e Instrumentação da UFPE. Na figura 4.9 são apresentadas fotos
que ilustram o procedimento descrito anteriormente. Após a coleta do bloco foram
coletadas amostras deformadas (sacos) para as análises de laboratório.
99
(a) (b)
(c) (d)
Figura 4.9: Coleta de amostras indeformadas (bloco): (a) escavação e moldagem do
bloco; (b) proteção do bloco com papel alumínio; (c) proteção do bloco com tecido de
algodão; (d) aplicação de camada de parafina.
No SETOR I foram coletadas 3 amostras indeformadas e 3 amostras deformadas que
foram denominadas de Amostras A1, Amostra A2 e Amostra A3. No quadro 4.2 estão
indicadas as profundidades e o local das amostras coletadas.
100
Quadro 4.2: Local das amostras coletadas – SETOR I.
Amostra Local
Profundidade
(m)
Amostra A1
Meia encosta do talude
compreendido entre a rua Topázio
(topo) e rua Gilberto Viegas (base)
próximo a 2ª Travessa Topázio
1,00
Amostra A2 1,50
Amostra A3
Meia encosta do talude
compreendido entre a rua Topázio
(topo) e rua Gilberto Viegas (base)
próximo a casa nº 40
1,50
A figura 4.10 apresenta o aspecto visual do solo presente nas encostas onde as amostras
foram coletadas. No talude compreendido entre a rua Topázio (topo) e rua Gilberto
Viegas (base) próximo a 2ª Travessa Topázio foram visualizados duas camadas de solo
Figura 4.10 (a), (b), sendo a primeira camada com coloração avermelhada uniforme e a
segunda apresentando coloração branca variegada e na base do talude Figura 4.10 (c) a
amostra apresenta coloração vermelha variegada. Na meia encosta do talude
compreendido entre a rua Topázio (topo) e rua Gilberto Viegas (base) próximo a casa nº
40 o solo apresenta coloração vermelhada variegada Figura 4.10 (d). Esta variação na
coloração pode ser atribuída a maior ou menor lixiviação do ferro.
101
(a) (b)
(c) (d)
Figura 4.10: Aparência dos solos encontrados nas encostas onde foram coletadas
amostras. (a) Camada superior onde foi coletada a Amostra A1; (b) Camada inferior
onde foi coletada a amostra A2; (c) Base do talude entre a rua Gilberto Viegas e rua
Topázio; (d) Camada onde foi coletada a amostra A3.
Neste setor apenas foi realizado levantamento topográfico no talude compreendido entre
a rua Topázio (topo) e rua Gilberto Viegas (base) próximo a 2ª Travessa Topázio.
Tendo em vista que este talude será utilizado em um exemplo de detalhamento de uma
proposta de estabilização a ser apresentada no capítulo 6, foi efetuado um levantamento
plani-altimétrico cadastral, onde consta planta com indicação das curvas de nível, casas
e demais elementos representativos do local e seções transversais a cada 10m. No
levantamento altimétrico foi utilizada uma Referência de Nível (RN) relativa a um
sistema de coordenadas local.
Na figura 4.11, está representada o perfil topográfico e geotécnico do talude. O tipo de
solo apresentado está de acordo com a descrição tátil-visual realizada durante a
execução da sondagem a percussão SPT. Como a sondagem realizada no topo do talude
102
(SP-A3) teve como limite 12 m de profundidade o perfil geotécnico foi elaborado
considerando que as camadas encontradas na sondagem SP-A2 era representativa do
talude.
Figura 4.11: Perfil topográfico e geotécnico representativo da encosta compreendida
entre a rua Topázio (topo) e rua Gilberto Viegas (base).
SETOR II
Neste setor, foram realizados 10 furos à percussão e 2 furos com utilização de
sondagem mista, perfazendo um total de 12 furos de sondagem. O ensaio de penetração
tipo SPT foi realizado cada 0,5m. As sondagens atingiram em média a profundidade de
10m a 15m, com exceção dos Furos SM-01, SM-02 e SP-02, os quais atingiram
profundidades da ordem de 20m. A Figura 4.3 apresenta os locais onde foram realizadas
as sondagens.
Nas figuras 4.12 e 4.13, temos exemplos dos perfis individuais de sondagem obtidos
durante a campanha geológico-geotécnica realizada por Silva (2007). De acordo com
FORMAÇÃO SOLO
RESIDUAL DE GRANITO
103
Silva et al (2009) no furo SM-02, observa-se uma camada de areia silto-argilosa de 7,0
m de espessura em média, com valores de SPT variando de 2 a 11 golpes,
aproximadamente crescentes com a profundidade. Em seguida, no topo da camada de
areia siltosa, verifica-se uma mudança brusca nos valores do SPT, com valores de 33
golpes/18, coincidindo aproximadamente com o contato entre as duas formações
geológicas presentes na área (Formação Barreiras e solo residual de granito). A partir da
profundidade de 7m fez-se necessária à utilização de sondagem rotativa em virtude da
impossibilidade de realização de sondagens a percussão, por conta da elevada
resistência do solo nesta profundidade.
Figura 4.12: Furo de sondagem SM-02, com geologia e indicação das frações
granulométricas dos solos (SILVA, 2007)
104
Figura 4.13: Furo de sondagem SP-02, com geologia e indicação das frações
granulométricas dos solos (SILVA, 2007)
O furo SP-02 apresenta intercalações de camadas, arenosas e argilosas, ao longo de todo
o perfil. O valor do SPT é praticamente o mesmo, cerca de 10 golpes/30 cm até a
profundidade de 13 m, em seguida cresce até profundidade de 23 m aonde chega atingir
45golpes/6cm. Neste perfil, geologicamente o solo foi classificado com solo residual
maduro de granito.
Os furos de sondagens realizados no SETOR II apresentam valores de SPT variando de
2 a 17 golpes, até atingirem a profundidade média de 7,0m, em seguida há um
crescimento dos valores, chegando à faixa de 30 golpes até atingir o impenetrável.
Geologicamente, a Formação Barreiras encontrada diz respeito à fácies de planície
aluvial, pelo alto conteúdo de areia do sedimento (ALHEIROS, 2004 a partir de SILVA,
2009).
Nas figuras 4.14 e 4.15 estão representados os perfis geotécnicos obtidos a partir das
sondagens e da caracterização geológica. Observa-se uma variação e alternância de
camadas de solos argilosos, siltosos e arenosos, de espessuras variáveis e descontínuas,
com predominância de materiais arenosos. Também fica evidenciada a variabilidade na
105
coloração dos materiais, que chegam a apresentar cor variando de amarela escura, cinza
variegado e cinza clara e vermelha escura, a depender do tipo de formação geológica e
de processos de oxidação e lixiviação do ferro.
Figura 4.14: Perfil topográfico e geotécnico da encosta do SETOR I - seção 1 (SILVA,
2007)
Nos patamares indicados na figura 4.3 foram obtidas amostras deformadas (saco) e
indeformadas (bloco e amostrador Denisson) para a realização de ensaios em
laboratório.
106
Também foi realizado para o SETOR II, um levantamento topográfico georeferenciado,
levantamento cadastral plani-altimétrico constando de planta com indicação das curvas
de nível a cada 0,25m e seções transversais (Figura 4.3).
Figura 4.15: Perfil topográfico e geotécnico da encosta do SETOR I - seção 2 (SILVA,
2007)
Com o objetivo de observar a variação de umidade ao longo do ano foram obtidos perfis
de umidade em diversas estações do ano. Eles foram determinados próximos aos furos
de sondagens, onde foram coletadas 3 amostras de solo a cada 0,5m. De acordo com a
localização do nível de água durante o período de chuva é que foram definidas as
profundidades de realização dos perfis d’água. Utilizou-se também como critério de
determinação de profundidade a profundidade máxima de 6,0m nos períodos secos. Na
figura 4.16 são apresentados alguns dos perfis de umidade obtidos ao longo da encosta.
A locação destes perfis está indicada na figura 4.3.
107
Figura 4.16: Perfis de umidade ao longo da encosta estudada. (a) Furo SM-01; (b) Furo
SM-02; (c) Furo SP-01. (SILVA, 2007)
De acordo com SILVA (2007) as umidades ao longo dos perfis variaram na faixa de 9 a
36%, tendendo a crescer com a profundidade; com valores médios encontrados, em
geral, na faixa de 20 a 30% entre 2,0 e 4,0m de profundidade. Pode-se observar que em
geral os valores são crescentes ao longo do ano, e que indicam valores máximos nos
período de precipitação intensa, meses de junho e julho. No inverno, o nível de água
chega a profundidades bem próximas da superfície, chegando a aflorar em alguns
pontos ao longo da encosta.
Também foram realizados ensaios utilizando o permeâmetro Guelph com o objetivo de
se determinar a condutividade hidráulica “in situ”. A locação dos ensaios, com o
permeâmetro Guelph está indicada na figura 4.3. O ensaio foi realizado até uma
profundidade de 2,5m em intervalos de 0,5m. A figura 4.17 está apresentada uma foto
ilustrativa da realização do ensaio.
108
Figura 4.17: Realização de ensaio com permeâmetro Guelph para determinar a
condutividade hidráulica “in situ”. (SILVA, 2007)
Os resultados indicaram que a permeabilidade (K
fs
) para os solos da Formação Barreiras
encontram- se definidas em uma faixa com variação de 1,5 a 7,3 x 10
-6
m/s. De acordo
com a granulometria destes solos, os valores tendem a aumentar para percentuais
maiores da fração areia. No caso dos solos residuais de granito, a faixa de variação está
compreendida entre 1,1 a 2,9 x 10
-7
m/s, apresentando em geral, pequena variação com a
profundidade. Nas camadas argilosas a diminuição dos valores é discreta. Alguns perfis
contendo a condutividade hidráulica podem ser visualizados nas figuras 4.18 e 4.19.
Figura 4.18: Resultados do ensaio “guelph” do Furo SP-01. Permeabilidade (K
fs
),
potencial mátrico de fluxo (φ
m
), umidades e frações do solo. Perfil de solos da
Formação Barreiras. (SILVA, 2007)
109
Figura 4.19: Resultados do ensaio “guelph” do Furo SP-02. Permeabilidade (K
fs
),
potencial mátrico de fluxo (φ
m
), umidades e frações do solo. Perfil de solo residual de
granito. (SILVA, 2007).
4.3 Ensaios de Laboratório
Os ensaios mais comumente utilizados no estudo de estabilidade de taludes buscam a
determinação das propriedades e dos parâmetros de interesse dos maciços terrosos e
rochosos em relação aos processos de instabilização (AUGUSTO FILHO & VIRGILI,
1998).
Ainda, segundo AUGUSTO FILHO & VIRGILI (1998), além dos ensaios de
laboratório de aplicação mais geral, como determinação de índices físicos, análise
granulométrica, índice de plasticidade, etc., os voltados à determinação dos parâmetros
de resistência, coesão e ângulo de atrito (em termos de tensões totais e efetivas), são os
diretamente empregados na analise de estabilidade de taludes e encostas. Entre estes dos
tipos de ensaio são mais freqüentes utilizados, quais sejam, o ensaios de cisalhamento
direto e o de compressão triaxial.
De acordo com COUTINHO & SEVERO (2009), novas técnicas e equipamentos de
ensaios avançados, incluindo técnicas experimentais vêm permitindo avanços na seleção
110
de parâmetros de projetos para a prática, junto ao avanço do conhecimento do
comportamento de solos saturados e não saturados. Entre estas técnicas destacam-se as
aplicáveis a solos não saturados (curva característica, cisalhamento direto e triaxial com
sucção controlada etc.), a medição interna do comportamento do solo - deformações,
ensaios de natureza dinâmica, determinação do módulo cisalhante em diferentes níveis
de deformação – muito pequenas a grandes (uso de “bender elements e compression
transducers”, ensaio de coluna ressonante etc.).
O quadro 4.3 apresenta as vantagens e desvantagens para ensaios de laboratórios de
classificação e de índices físicos, de resistência índices e de laboratório avançados para
caracterização de argilas.
Quadro 4.3: Ensaios de laboratório para caracterização de argilas (DEGROOT &
LANDON, 2007 a partir de COUTINHO & SEVERO, 2009)
Cate
g
oria do
En s ai o
Ti
p
o de Ensai
o
Vanta
g
ens e Desvanta
g
ens
Ensaios de
classificação e de
índices físicos
T eor de umidade
Densidade
Limites de At terberg
Análise granulométrica
Peso específico
Execução simples e relativamente rápida;
Equipamentos normalmente disponíveis;
Parte necessária de algum programa de
investigação geotécnica;
Não fornece parâmetros de projeto.
Ensaios de
resistência
Índices
Penetrômetr
o
“fall cone”
“torvane”
Palheta de laboratório
Ensaio de compressão não
confinada
Execução simples e relativamente rápida;
Equipamentos normalmente disponíveis;
Freqüentemente fornecem resultados
dispersos;
Uso adequado como parâmet ros de projeto
Requer correlações específicas para os
solos da área.
Ensaios de
laboratório
avançados
Carregamento oedométrico
incremental
Adensamento sob
velocidade const ante de
deformação
Triaxial (TC e TE)
Cisalhamento direto puro
Cisalhamento direto
Condutividade hidráulica
Fornece melhor cont role do est ado do solo
e condições do laboratório;
Fornece medidas diret as dos parâmetros de
projeto;
Equipamentos mais complexos e caros;
PC automação potencializa o aumento da
produtividade e veracidade dos resultados
dos ensaios;
Requer maior nível técnico do operador;
Cont a com amostras de boa qualidade
A seguir serão apresentados os resultados e análises dos ensaios de laboratórios
realizados na área de estudo na presente pesquisa e durante a campanha geológico-
geotécnica desenvolvida por SILVA (2007). Os ensaios apresentados são os comuns aos
dois setores (Ensaios de Caracterização, Ensaios de Permeabilidade e Ensaios de
111
Cisalhamento Direto) e que serão utilizados na elaboração da proposta de estabilização
de taludes da área de estudo.
Os resultados dos demais ensaios realizados no SETOR II (químicos, mineralógicos,
análise microestrutural do solo, sucção para determinação das curvas características,
edométricos, cisalhamento direto por torção – “ring shear” e de cisalhamento direto com
sucção controlada), podem ser vistos em SILVA (2007) onde também se pode ser
encontrados detalhes sobre a metodologia adotada e análise dos resultados
pormenorizada.
4.3.1 Ensaios de Caracterização
Os ensaios de caracterização realizados no presente estudo referem-se à determinação
da granulometria (com e sem defloculante, limites de Atterberg e densidade real dos
grãos). Para isto foram utilizadas nos procedimentos as Normas da ABNT relacionadas
abaixo:
NBR 6467/86: Preparação de Amostras;
NBR 7181/84: Análise Granulométrica (com defloculante e com agitação
mecânica);
NBR 13602/96: Análise Granulométrica (sem defloculante);
NBR 6508/84: Massa específica dos grãos dos solos;
NBR 6459/84: Limite de liquidez;
NBR 7180/84: Limite de plasticidade.
A seguir serão apresentados os resultados de ensaios utilizados para identificação e
classificação os solos da área de estudo (SETOR I e SETOR II).
SETOR I:
As figuras 4.20 a 4.22 apresentam as curvas granulométricas dos ensaios de análise
granulométrica com o uso de defloculante e sem o uso de defloculante das amostras
coletadas neste setor. As tabelas 4.1 e 4.2 apresentam uma síntese dos resultados de
112
caracterização, com e sem o uso de defloculante, respectivamente, considerando neste
caso o enquadramento das frações de solo segundo a ABNT, peso específico dos grãos,
índice de atividade e limites de Atterberg. Na tabela 4.1 também será apresentada a
classificação unificada do solo considerando os ensaios com defloculante.
Os ensaios realizados com o uso de defloculante indicam que todas as amostras
ensaiadas (A1, A2 e A3) apresentam granulometria fina, com mais de 50% (faixa de
50,9% a 93,39%) passando na peneira #200 (0,075mm). De um modo geral, a fração
argila varia de 27,5% a 44,7% e a fração silte possui uma variação de 5,7% a 38,6%. A
fração areia em duas amostras apresenta percentual elevado (52,8% e 42,6%), porém a
maior parte destes valores representa a fração de areia fina contida nestes solos (31% e
38%).
Figura 4.20: Curvas granulométricas com e sem o uso de defloculante - Amostra A1
113
Figura 4.21: Curvas granulométricas com e sem o uso de defloculante - Amostra A2
Figura 4.22: Curvas granulométricas com e sem o uso de defloculante - Amostra A3.
114
Tabela 4.1: Resumo dos resultados dos ensaios de caracterização física – ensaios com defloculante (SETOR I).
Amostra
Prof.
(m)
Composição Granulométrica (%) - ABNT
Gs
% que
passa na
peneira nº
200
Limites de
Atterberg (%)
I
a
*
Class.
Unificada
(USCS)
Descrição
Argila Silte
Areia
Pedreg. LL LP IP
Fina Média Grossa
A1 1,00 41,4 5,7 31 20,5 1,3 0,1 2,664 50,90 46 28 18 0,44 C
L
Argila arenosa
A2 1,50 27,5 29,9 38,2 4,3 0,1 - 2,585 64,29 45 33 12 0,57
M
L
Silte argiloso
A3 1,50 44,7 38,6 16,5 0,2 - - 2,626 93,39 62 37 25 0,76 CH Argila Siltos
a
* I
a
= IP/ (%≤2µ)
Tabela 4.2: Resumo dos resultados dos ensaios de caracterização física – ensaios sem defloculante (SETOR I).
Local
Prof.
(m)
Composição Granulométrica (%) - ABNT
Gs
% que
passa
na
peneira
nº 200
Relação
(Arg. SD/
(Argila CD)
(%)
Argila Silte
Areia
Pedregulho
Fina Média Grossa
A1 1,00 - 38 40,0 20,6 1,3 0,1 2,664 50,89 0
A2 1,50 - 48,7 47,5 3,7 0,1 - 2,585 63,58 0
A3 1,50 0,7 53,2 45,8 0,3 - - 2,626 93,70 0
115
Com o objetivo de se avaliar a granulometria do solo no estado natural, nas condições de
campo e também de determinar o percentual de dispersividade do solo, foi realizada a
análise granulométrica sem o uso de defloculante. Os resultados obtidos demonstram que
os percentuais de argila são praticamente nulos, com exceção de apenas uma amostra (A3)
apresentando percentual de 0,7%. Houve um aumento significativo nos percentuais de silte
(38% a 53%) e areia fina (40% a 48%). Os percentuais de areia média e grossa
permaneceram praticamente os mesmos. Nestas amostras, com o uso de defloculante, a
faixa de variação da fração argila foi de 27% a 45%, o que demonstra que a simulação da
situação de campo deixou o solo com uma estrutura porosa. Este tipo de comportamento
pode influenciar nas propriedades mecânicas e hidráulicas dos solos, tendo em vista que
materiais argilosos podem apresentar comportamento típico de um solo arenoso.
Em muitos solos residuais é comum encontrar uma estrutura porosa constituída por grumos
(aglutinados de partículas argilosas e arenosas). Este tipo de estrutura deixa o solo com um
comportamento semelhante a um solo granular (elevada permeabilidade, comportamento
colapsível, etc.) (SOUZA NETO, 1998 a partir de BANDEIRA, 2003).
Considerando a análise de dispersividade dos solos, que tem como principal aplicação o
estudo de erosão hídrica de argilas ou de outros solos que contenha mais de 12% da fração
argila, segundo a classificação obtida ao ser analisado o ensaio NBR 7181/84. Esta é uma
análise qualitativa do grau de dispersão e a porcentagem de dispersão é calculada da
seguinte maneira:
Pd = % 0,005 mm (sem defloculante) / % 0,005 mm (com defloculante)
A interpretação da dispersividade de um solo em função da porcentagem de dispersão é a
seguinte:
Solo Altamente dispersivo Pd > 50
%
Solo moderadamente dispersivo 20% < Pd < 50
%
Solo não dispersivo Pd < 20%
116
Tendo em vista que na análise granulométrica as amostras apresentaram valor igual ou
próximo à zero, a porcentagem de dispersão calculada resultou em valor nulo, sendo neste
caso as amostras consideradas com solo não dispersivo.
De acordo com a determinação da densidade real dos grãos as amostras apresentam
densidade variando entre 2,59g/cm³ a 2,66g/cm³ sugere que na fração areia exista uma
composição mineralógica composta predominantemente do mineral quartzo (2,65 g/cm³).
Em relação aos limites de liquidez (LL) encontrados, observa-se que as amostras podem
ser classificadas como em sua maioria de baixa compressibilidade (A1 e A2) e apenas a A3
como de alta compressibilidade. Considerando os índices de plasticidade encontrados, as
amostras A1 e A3 são considerados como solos altamente plásticos (IP>15) e a amostra A2
como solo medianamente plástico (7<IP<15).
Baseada na classificação Unificada de Solos, elaborada pelo Prof. Casagrande para
emprego em obras de aeroportos, as amostras A1, A2 e A3 foram classificadas como CL
(argila arenosa), ML (silte argiloso) e CH (argila siltosa) respectivamente.
Sabe-se que a Classificação Unificada (USCS) é mais bem aplicada a solos sedimentares
localizados em regiões de clima temperado, onde há boas correlações entre as propriedades
índices (limites de Atterberg) destes solos e os critérios de identificação adotados. Embora
esta classificação possua a grande vantagem de seus grupos poderem ser identificados
através de ensaios táctil-visual, quando aplicadas a solos tropicais pode-se mostrar
inadequada (SILVA, 2007).
SETOR II:
Os ensaios granulométricos, com e sem utilização de defloculante, indicaram que nos solos
estudados, as partículas de argila tendem a apresentarem-se agregadas no seu estado
natural. Os solos da Formação barreiras foram classificados no grupo SC (areias argilosas)
e os solos residuais maduros de granito, foram classificados em sua maioria no Grupo CL
(argila arenosas) (SILVA, 2007). A seguir, na tabela 4.3, serão apresentados um resumo
dos ensaios realizados no SETOR II por SILVA (2007).
117
Tabela 4.3: Caracterização dos solos do Setor II (SILVA, 2007)
Prof.
(m)
Descrição do
solo
Formação
Geológica /
Fáceis / Gênese
Granulometria
Limites de
Atterberg
Atividade
argila silte areia Pedr.
L
L
(%)
IP
(%)
1,5–6,3 Areia argilosa
FB / Planície
Aluvial
20-28 8-12 57-68 0 e 8 32-42 12-14 0,5–0,7
1,5–6,9 Areia argilosa
SR / granito -
maduro
33 11 55 0 42 15 0,58
2,5–6,9
Ar
g
ila
arenos a
40-49 12-23 28-46 0 42-54 19-22 0,5-0,6
FB: Formação Barreiras; SR: Solo Residual.
Os resultados obtidos para os Limites de Atterberg indicam que em sua maioria os solos
são de baixa compressibilidade (LL<50%) e em relação aos índices de plasticidade os
solos da Formação barreiras e parte do solo residual de granito (profundidade de 1,5 a 6,9)
são medianamente plásticos. As amostras de solo residual maduro de granito coletados nas
profundidades de 2,5 a 6,9 apresentam alta plasticidade.
Em relação ao índice de atividade, todos os solos analisados podem ser classificados como
solos inativos (I
a
<0,75).
4.3.2 Ensaios de Permeabilidade
Permeabilidade é a propriedade que o solo apresenta de permitir o escoamento da água
através dele, sendo o seu grau de permeabilidade expresso numericamente pelo
“coeficiente de permeabilidade” (CAPUTO, 1988).
O coeficiente de permeabilidade pode ser determinado diretamente através de ensaios de
campo e laboratório ou indiretamente, utilizando-se correlações empíricas. O mesmo pode
ser obtido utilizando-se amostras deformadas ou indeformadas.
A permeabilidade dos solos apresenta diferenças, que sofrem influência dos seguintes
fatores:
Estado do solo: Taylor (a partir de SOUZA PINTO, 2000) correlacionou o
coeficiente de permeabilidade com o índice de vazios. Portanto, o estado de
118
compacidade influencia na permeabilidade, ou seja, quanto mais fofo é o solo mais
permeável ele é.
Grau de saturação: O coeficiente de permeabilidade de um solo não saturado é
menor do que o que ele apresentaria se estivesse totalmente saturado. Isto é
resultado das bolhas de ar contidas no solo saturado que constituem obstáculos para
o fluxo da água.
Estrutura do solo: O arranjo entre as partículas causa influência no coeficiente de
permeabilidade. Solos que apresentam estrutura floculada apresentam maior
permeabilidade que solos com estrutura dispersa, mesmo com índices de vazios
iguais.
Anisotropia: Os solos podem apresentar, de acordo com a sua formação,
permeabilidade diferentes no sentido horizontal e vertical.
Temperatura: A temperatura tem influência direta no peso específico e na
viscosidade dos líquidos. A variação na viscosidade é mais significativa que no
peso específico.
O ensaio de permeabilidade foi realizado com a utilização do Permeâmetro Triflex. O
sistema Triflex é um equipamento laboratorial utilizado para a determinação da
permeabilidade de amostra compactada (Figura 4.23). O painel de controle principal é
capaz de testar uma amostra, enquanto funciona como um controlador para outro painel.
Esse painel aumenta a capacidade do sistema, sem duplicar as funções principais. Nesse
equipamento pode-se realizar até três ensaios simultaneamente, com pressões diferentes.
Esse tipo de ensaio, normalmente é realizado em duas etapas, uma de preparação da célula
de ensaio e a outra de execução de ensaio propriamente dito. A preparação da célula
consiste em preparar o corpo de prova (amostra indeformada ou a partir de compactação)
com dimensões de 10 cm de altura e 10 cm de diâmetro, saturá-lo e após inseri-lo em uma
célula de vidro, tendo o cuidado de colocar no topo e na base um conjunto composto por
pedra porosa, papel filtro e pedra porosa. Em seguida o corpo de prova é encamisado com
o auxilio de uma membrana a fim de evitar o seu contato lateral com a água.
119
(a)
(b) (c)
Figura 4.23: (a)Equipamento Triflex 2; (b) corpo de prova no equipamento Triflex 2 (c)
Célula do equipamento TriFlex 2
A execução do ensaio propriamente dita é realizada a partir da percolação de água através
do corpo de prova: Deixa-se a pressão de base superior à pressão de topo onde a inserção
desse gradiente permite a percolação d 'água através do corpo de prova. Em seguida é feita
a cronometragem do tempo necessário para que o volume (5cm³) leva para percolar a
amostra. Repete-se o procedimento do item anterior até a coincidência das três últimas
leituras. O coeficiente de permeabilidade (K) é calculado com a utilização da fórmula
seguinte:
)/(
)(
2,1
scm
TAP
LttV
K
B
Onde:
V(t
1
,t
2
) = Volume do fluxo entre t
1
e t
2
(5cm³);
L= Altura da amostra (10cm);
120
P
B
= Gradiente psi x 70.30cm/psi (cm-H
2
O)
A = Área da amostra (78,54 cm²)
T = Diferença do t
1
para t
2
(seg).
Na tabela 4.4 são apresentados os resultados obtidos nos ensaios de permeabilidade com a
utilização do equipamento Triflex para as amostras coletadas no SETOR I, bem com os
resultados obtidos por SILVA (2007) para o SETOR II.
Tabela 4.4 Resultados dos ensaios de permeabilidade utilizando o equipamento Triflex (a
partir de SILVA, 2007)
SETOR Amostra / Local
Permeabilidade
(m/s)
Descrição do solo / Formação
Geológica
Fração de
finos
(argila e silte)
(%)
SETOR I
Amostra A1 4,244 x 10
-6
Ar
g
ila arenosa / SR maduro de
granito
47,1
Amostra A2 1,083 x 10
-6
Silte ar
g
iloso / SR maduro de
granito
57,4
Amostra A3 2,464 x 10
-7
Ar
g
ila siltosa /SR maduro de
granito
83,3
SETOR II
Patamar SM-02
(1,5-1,8m)
4,84 x 10
-6
Areia argilosa /FB 35
Patamar SP-01
(1,5-1,8m)
1,22 x 10
-6
Areia argilosa / FB 37,5
Patamar SP-02
(1,5-1,8m)
5,05 x10
-7
Areia ar
g
ilosa / SR maduro de
granito
44
Patamar SP-02
(2,5-2,8m)
8,76 x 10
-7
Ar
g
ila arenosa / SR maduro de
granito
72
FB: Formação Barreiras; SR: Solo Residual.
No SETOR I, a permeabilidade encontrada é da ordem de 10
-6
m/s a 10
-7
m/s sendo
concordantes com os valores encontrados por SILVA (2007). Sendo possível classificá-los
como solos de permeabilidade baixa e muito baixa respectivamente. Os solos com
permeabilidade mais baixa (10
-7
m/s) são os que apresentam maior quantidade de finos
(argila e silte) quando comparados com os solos de permeabilidade baixa (10
-6
m/s).
121
Em relação aos valores apresentados em outros trabalhos, podemos observar a partir da
figura 4.24 que os valores encontrados são coerentes com tais valores de permeabilidade.
Figura 4.24: Permeabilidades saturadas típicas em solos residuais, colúvio e Formação
Barreiras (SCHNAID et al., 2004; COUTINHO & SILVA, 2006 a partir de COUTINHO
& SEVERO, 2009) com a inclusão de solos residuais do Brasil e residuais de granito do
Porto.
Nesta figura é possível observar que os valores de permeabilidade dos solos da Formação
Barreiras correspondem a uma faixa entre 10
-5
a 10
-7
m/s, onde a variação dos resultados
depende dos teores mais argilosos ou arenosos dos materiais estudados. No caso dos Solos
residuais, os valores de permeabilidade estão compreendidos em uma faixa de 10
-5
a 10
-10
m/s de acordo com a rocha matriz em questão.
4.3.3 Ensaios de Cisalhamento Direto
Este ensaio tem o objetivo de determinar a resistência ao cisalhamento em termos de
tensões efetivas utilizando o critério de ruptura de Mohr Coulomb. De acordo com HEAD
(1994, a partir de SILVA, 2003) este ensaio apresenta algumas limitações, tais como: a
existência de um plano de ruptura pré-definido na amostra de solo, a distribuição não
uniforme de tensões na sua superfície, as poro-pressões não podem ser medidas durante o
ensaio, a deformação a que é submetida o solo é restrita ao comprimento do equipamento e
a rotação dos planos das tensões principais durante o ensaio.
Em contrapartida este ensaio apresenta as seguintes vantagens:
Mecanismo de fácil operação;
Principio básico simples;
122
O tempo necessário para o adensamento da amostra é relativamente pequeno;
Pode ser aplicado a solos pedregulhosos;
Permite a determinação da resistência de pico e residual pelo processo de reversão
múltipla.
No ensaio foi utilizado um equipamento cujo fabricante é a Ronald Top S/A, com sistema
de cargas através de peso em pendural. As leituras das deformações horizontais e verticais
foram determinadas com o auxilio de extensômetros com sensibilidade de 0,01mm e anel
de carga para determinação das forças horizontais aplicadas aos corpos de prova.
Os corpos de prova foram moldados com seção quadrada de 10,16cm de lado (4”) e 4 cm
de altura. Para o SETOR I, os ensaios foram realizados apenas na condição inundada, já no
SETOR II foram realizados ensaios na condição inundada e umidade natural. Tendo em
vista que este é um ensaio rotineiro em laboratório não serão descritas as etapas de
execução dos mesmos.
Com o objetivo de comparar os dados obtidos nas análises do SETOR I e do SETOR II, a
velocidade de deformação adotada foi a mesma utilizada por SILVA (2007), tendo o seu
valor igual a 0,0025mm/min. Os deslocamentos horizontais máximos variaram de 13 a 15
mm em ambos os setores. O intervalo de tensões variou de 10kPa a 200kPa. No inicio e
final de todos os ensaios, foram coletada amostras para determinação da umidade dos
corpos de prova. Adotou-se como critério de ruptura o valor de pico da tensão cisalhante
ou o valor máximo quando a curva tensão-deformação não indicava valor de pico bem
definido.
A seguir será feita a apresentação e a análise dos resultados obtidos indicadas por setor
para melhor entendimento dos seus resultados.
SETOR I:
Como citado anteriormente, neste setor foram realizados apenas ensaio de cisalhamento
direto na condição inundada, tendo em vista que esta condição representa a condição mais
desfavorável em termos de estabilidade em encostas. De acordo com a Norma ABNT
123
11682/09 os ensaios de cisalhamento ou triaxial devem ser realizados sob saturação. A
condição de saturação também pode ser justificada tendo em vista o descarte de água
servida na comunidade.
Foram utilizadas tensões de compressão variando de 25kPa a 200kPa com objetivo de
representar melhor as tensões sofridas pelo peso das terras nos taludes estudados. As
figuras 4.25 e 4.26 apresentam as curvas τ vs. dh (tensão cisalhante vs. deslocamento
horizontal) e dv vs. dh (deslocamento vertical vs. deslocamento horizontal) na condição
inundada referentes às amostras A1 e A2, retiradas a partir de blocos nas profundidades de
1,0 m e 1,5 m respectivamente no talude localizado na 2ª travessa da rua Topázio (talude
com topo na rua Topázio e base na rua Gilberto Viegas). A tabela 4.5 apresenta as
condições iniciais dos corpos de prova utilizados nos ensaios de cisalhamento direto.
124
Figura 4.25: Curvas tensão deformação – Cisalhamento direto na condição inundada –
Amostra A1.
125
Figura 4.26: Curvas tensão deformação – Cisalhamento direto na condição inundada -
Amostra A2
126
Tabela 4.5: Condições iniciais dos corpos de prova referentes aos ensaios de cisalhamento
direto convencional na condição inundada.
Amostra
σ
n
(kPa)
CONDIÇ
Ã
O INICIAL DOS CORPOS DE PROVA
W
0
(%)
γ
Nat.
(g/cm
3
)
γ
s
(g/cm
3
)
e
0
S
0
(%)
A1
25 23,08 1,71 1,39 0,92 66,86
50 16,81 1,68 1,44 0,85 52,62
100 13,74 1,68 1,48 0,80 45,68
200 15,10 1,70 1,48 0,80 50,36
A2
25 26,72 1,58 1,24 1,08 64,01
50 22,77 1,56 1,27 1,03 57,11
100 22,64 1,74 1,42 0,82 71,00
200 23,67 1,58 1,28 1,02 59,75
Os teores de umidade são maiores na Amostra A2 em relação à amostra A1, com exceção
de apenas um dos corpos de prova (23,08%). O peso específico natural possui uma
variação de 1,56g/cm³ a 1,74 g/cm³ tendo como valor médio 1,69 g/cm³ e 1,61 g/cm³ para
as Amostras A1 e A2 respectivamente. Os índices de vazios encontrados apresentam para a
amostra A2 uma maior faixa de variação 0,82 a 1,08 em relação à faixa obtida para a
amostra A1, 0,8 a 0,92.
Com relação às curvas tensão deformação apresentadas nas figuras 4.25 e 4.26, fica
evidenciado que ambas as amostras não apresentam picos definidos para os níveis de
tensões adotados (25 a 200 kPa) ou seja apresentam rupturas plásticas. Em geral há o
crescimento das tensões cisalhantes com relação aos deslocamentos, com exceção das
amostras ensaiadas com a tensão de compressão de 200kPa onde há um aumento
significativo da tensão cisalhante porém o deslocamento horizontal é praticamente nulo. Já
nas curvas dv vs dh, para todas as amostras, observa-se um comportamento de
compressão. A tabela 4.6 apresenta as condições na ruptura dos corpos de provas
utilizados nos ensaios de cisalhamento direto convencional.
127
Tabela 4.6: Condições dos corpos de prova na ruptura referentes aos ensaios de
cisalhamento direto convencional na condição inundada.
Amostra
CONDIÇ
Ã
O DE RUPTUR
A
Valores M áximos
σ
r
(kPa)
τ
r
(kPa)
dh
(mm)
d
v
(mm)
A1
29,29 23,94 14,886 -1,062
58,54 36,30 14,827 -1,365
116,90 65,99 14,685 -1,125
232,97 130,06 14,377 -1,170
A2
29,28 28,13 14,866 -1,225
58,53 39,86 14,810 -1,580
116,92 62,86 14,700 -1,160
233,02 126,12 14,396 -1,250
As envoltórias de resistência obtidas no ensaio de cisalhamento direto na condição
inundada para as amostras A1 e A2 são apresentadas nas figuras 4.27 e 4.28, a seguir.
Figura 4.27: Envoltória de resistência obtida dos ensaios de cisalhamento direto na
condição inundada – Amostra A1
128
Figura 4.28: Envoltória de resistência obtida dos ensaios de cisalhamento direto na
condição inundada – Amostra A2.
.
Em relação aos valores encontrados, o ângulo de atrito para as duas amostras são
semelhantes (25,8º e 27,7º) sendo que a amostra A1 apresenta maior valor de intercepto de
coesão (c = 11,3kPa).
SETOR II:
No estudo de SILVA (2007), como descrito no quadro 4.1 foram realizados ensaios de
cisalhamento direto convencionais (condição inundada e na úmida natural), para
determinação da resistência de pico e de pós-pico, ensaios de cisalhamento direto com
reversões múltiplas (condição inundada) e ensaios de cisalhamento direto utilizando
amostras remoldadas, para determinação da resistência residual e avaliação do efeito de
estrutura, respectivamente.
Detalhes da metodologia utilizada e análise dos resultados podem ser observados nos
trabalhos de SILVA (2007) e SILVA et al (2009). A seguir será apresentada uma tabela
(Tabela 4.7) onde constam os parâmetros de resistência obtidos nos ensaios de
cisalhamento direto nas condições descritas no parágrafo anterior.
129
Tabela 4.7: Parâmetros de resistência obtidos nos ensaios de cisalhamento direto (SILVA,
2007).
Local / Formação /
Textura
ENSAIO
S
Cisalhamento
Direto
(Pico)
(natural)
Cisalhamento
Direto
(Pós-pico)
(natural)
Cisalhament
o
Direto
(“a grandes
deformações)
(inundado)
Cisalhamento
Direto
(Remoldado)
(LL)
Reversão
(Residual)
(inundado)
PARÂMETROS DE RESISTÊNCIA
c
(kPa)
Ø
p
(º)
c
(kPa)
Ø
pp
(º)
c
(kPa)
Ø
p
(º)
c
(kPa)
Ø
(º)
c
(kPa)
Ø
R
(º)
SM-02 (1,5-1,8m)
Formação Barreiras
Areia argilosa
47 44,2 31,8 38 0 34,6 0 35,6 0 30,3
R²=0,9720 R²=0,9943 R²=0,9999 R²=0,9889 R²=0,9933
SP-01 (1,15-1,8m)
Formação Barreiras
Areia argilosa
45,7 31,3 --- 3,7 31,2 0 26,8 ---
R²=0,9682 --- R²=0,9969 R²=0,9794 ---
SP-02 (1,5-1,8)
Solo residual de granito
Areia argilosa
42,3 43,7 17,7 41,2 3,8 29,4 0 21,9 ---
R²=0,9683 R²=0,9932 R²=0,9613 R²=0,9724 ---
SP-02 (2,5-2,8m)
Solo residual de granito
Argila arenosa
9,8 29,2 --- 9,7 26,3 0 25,3 0 26,5
R²=0,9970 --- R²=0,9957 R²=0,9486 R²=0,9957
De uma maneira geral, podemos observar que os valores de resistência de pico e pós-pico,
para as amostras ensaiadas na umidade natural, apresentam pequena variação no ângulo de
atrito e valor significativo quando comparamos os interceptos de coesão. Quando
comparamos os resultados obtidos nos ensaios realizados na condição inundada com os
realizados na umidade natural, podemos observar os valores de ângulo de atrito e
intercepto de coesão são bem menores, com exceção dos ensaios para a amostra do
patamar SP-02, que praticamente corresponde ao mesmo resultado.
De acordo com SILVA (2007) as conclusões referentes aos ensaios de cisalhamento foram:
Os ensaios de resistência ao cisalhamento convencional na condição inundada
mostraram que o comportamento tensão-deformação dos solos da Formação
Barreiras e dos solos residuais maduros de granito, apresentam comportamento
plástico, sem apresentar pico nas curvas tensão-deformação. Este comportamento
pode justificar porque a ruptura se fez de forma lenta ao longo do tempo. Os
ângulos de atrito obtidos foram de 31,2º e 34,6º para os solos da Formação
Barreiras e de 29,4º e 26,3º para solos residuais maduros de granito;
Comparando-se os resultados obtidos nos ensaios utilizando amostras remoldadas
próximas ao limite de liquidez com os ensaios de reversão múltipla, observa-se que
130
os solos estudados atingiram a condição próxima à residual quando remoldados.
Resultados mais satisfatórios foram obtidos para o solo residual de granito,
apresentando valores bastante próximos ente os parâmetros de resistência. Os
resultados indicam que a utilização de amostras remoldadas com umidade 20%
acima do limite de liquidez pode ser bastante eficiente para estimativa de
parâmetros de resistência residual.
4.4 Instrumentação
Áreas susceptíveis a ocorrência de deslizamentos normalmente exibem características de
movimentos passados e rupturas incipientes. O potencial para deslizamentos pode ser
avaliado por métodos qualitativos e/ou quantitativos. A instrumentação e a retroanálise
podem nos mostrar como prevenir ou, pelo menos minimizar, os futuros movimentos, e
podem sugerir alternativas de projeto menos sujeitas a deslizamentos (COUTINHO &
SEVERO, 2009).
A Instrumentação no estudo de encostas e taludes permite a obtenção de dados
quantitativos sobre a geometria da superfície de ruptura, deslocamentos horizontais e
recalques de áreas instáveis, comportamento hidrogeotécnico do maciço e avaliação da
resistência, deformabilidade e estado de tensões do talude o encosta. Sua instalação em
obras e contenção possibilita a confirmação das hipóteses de projeto, controle de segurança
durante a fase construtiva e subsidia a manutenção das mesmas (AUGUSTO FILHO &
VIRGILI, 1998).
Os principais instrumentos utilizados nos estudos de taludes e encostas encontram-se
apresentados no quadro 4.4, relacionados aos parâmetros que podem ser obtidos com a sua
utilização.
131
Quadro 4.4: Principais tipos de instrumentos utilizados nos estudos de taludes e encostas
(AUGUSTO FILHO & VIRGILI, 1998).
INSTRUMENTOS PARÂMETROS
Marcos superficiais
Prismas óticos
Extensômetros (haste e fio)
Fissurômetros
M edidores de recalque
Indicadores de movimentações em profundidade
Inclinômetros
Deslocamentos e recalques
Células de carga em tirantes Cargas
Células de pressão total Pressões de terra
Piezômetro (tipo Casagrande, de máxima,
hidráulicos e elétricos)
Tensiômetros (pressões negativas, de sucção)
Pressões d’água
Medidores de vazão (hidrômetros, vertedouros,
recipientes)
Vazões d’água
O acompanhamento da ocorrência de precipitações também pode ser um fator importante
na análise de estabilidade e elaboração de projetos para estabilização e podendo ser
realizada com instrumentos tipo pluviômetros e pluviografos.
A escolha do local onde os instrumentos devem ser instalados deverá levar em
consideração a representatividade nas condições do talude, encosta ou obras de contenção,
acessibilidade e proteção das intempéries climáticas e das ações de vandalismo. Em
projetos de estabilização, deve ser procurar instalar o maior número possível de
instrumentos nas fases iniciais da obras, permitindo o aproveitamento dos dados levantados
em possíveis adequações de projeto. A fim de obter melhores resultados com a
instrumentação, deverá ser definida a metodologia a utilizada durante a operação da
instrumentação, cálculos, tratamento dos dados, critérios de aceitação e rejeição de leituras.
Na área de estudo, apenas foi realizada campanha de instrumentação no SETOR II, durante
a pesquisa realizada por SILVA (2007). A campanha de instrumentação foi composta pela
instalação de 25 piezômetros tipo Casagrande, 18 piezômetros tipo M áxima, 6 medidores
de nível d’água, 5 verticais de inclinômetro e 1 pluviômetro. Este pluviômetro instalado é o
132
mesmo utilizado para registro de precipitação na presente pesquisa. A localização dos
instrumentos está apresentada na figura 4.3.
Os detalhes a respeito da instalação/funcionamento e dos dados obtidos durante a
campanha de instrumentação podem ser consultados no trabalho de SILVA (2007). Neste
item serão apresentados alguns dados relevantes a pesquisa atual.
A partir das leituras realizadas, durante o período de 2004-2007, ficou evidenciado que o
período de maior elevação do nível piezométrico coincide com o período de precipitação
pluviométrica elevada (março a agosto). No período de setembro a março (período seco),
os níveis piezométricos vão se reduzindo até permanecerem constantes no final do período.
Este fato também ficou caracterizado nas medições dos níveis d’água encontrados.
As figuras 4.29 e 4.30 apresentam a variação, da elevação do nível de água e nível
piezométrico, registrada em alguns instrumentos instalados na encosta. Nestas figuras,
também são apresentadas a pluviometria e a chuva acumulada de 25 dias.
Figura 4.29: Pluviometria, chuva acumulada de 25 dias, níveis piezométricos e níveis
d'água referente ao Furo SM-01 (cota 51,5m). (SILVA, 2007)
133
Figura 4.30: Pluviometria, chuva acumulada de 25 dias, níveis piezométricos e níveis
d’água referente ao Furo SP-02 (cota 37,75m). (SILVA, 2007)
Com os dados registrados durante a instrumentação foi possível a obtenção de perfis
indicando os níveis piezométricos e níveis d’água máximos e mínimos e provável direção
do fluxo subterrâneo. Estes perfis são apresentados nas figuras 4.31 e 4.32.
134
Figura 4.31: Perfil – seção 1 - com indicações dos níveis piezométricos e níveis d'água
máximos e mínimos e provável direção do fluxo subterrâneo. (SILVA, 2007)
135
Figura 4.32: Perfil – seção 2 - com indicações dos níveis piezométricos e níveis d'água
máximos e mínimos e provável direção do fluxo subterrâneo. (SILVA, 2007)
De acordo com SILVA (2007) foi observado o seguinte:
A elevação dos níveis piezométricos e níveis d’água do local são relacionadas a
precipitações acumuladas mínimas da ordem de aproximadamente 100 mm, ficando
evidenciado que as precipitações contribuem para elevação dos níveis
piezométricos e níveis d’água subterrâneos presentes, favorecendo os processos de
instabilidades da encosta. Pode-se concluir que mesmo em períodos secos, os
materiais presentes na base da superfície de ruptura encontram-se sempre
saturados;
As leituras piezométricas referentes ao Furo SM-01 e SM-02 indicam fluxo d’água
subterrâneo descendente. No Furo SP-01, as leituras piezométricas indicam um
fluxo ascendente, chegando a aflorar em períodos de elevadas precipitações.
Ainda de acordo com SILVA (2007), a direção do fluxo subterrâneo entre os pontos SP-01
e SP-02 ocorre em virtude da mudança de formação geológica associada à permeabilidade
dos materiais próximos a estes dois pontos. No Furo SP-02 encontra-se um perfil de solo
residual de granito desde o nível do terreno, onde os materiais apresentam permeabilidade
136
da ordem de 10 vezes menor do que os materiais encontrados próximos ao Furo SP-01
(Formação Barreiras).
O monitoramento de deslocamentos horizontais foi realizado com o auxílio de
Inclinômetros localizados na encosta. A figura 4.33 representa duas verticais localizadas na
seção principal da encosta (SETOR I). Os maiores deslocamentos ocorrem a uma
profundidade de aproximadamente 6m e que há períodos onde a diferença entre as leituras
realizadas é pequena.
137
SP-01
SP-02
Figura 4.33: Deslocamentos horizontais referentes as vertical dos furo SP-01 e SP-02
(SILVA, 2008).
138
De acordo com SILVA (2007) foi observado o seguinte:
Os deslocamentos horizontais indicam que atualmente o movimento é mais
significativo na parte central da encosta, onde se verificou deslocamentos
horizontais máximos no eixo principal do movimento variando de 107 mm a 136
mm;
Os estágios de reativação do movimento de massa foram observados nos períodos
de precipitações pluviométricas intensas, coincidindo com chuvas acumuladas da
ordem de 100 mm;
A superfície de ruptura atual localiza-se próxima ao contato entre as duas
formações geológicas do local (Formação Barreiras e solo residual de granito),
situada na camada de areia argilosa.
4.5 Síntese das Características Geológico-Geotécnicas
A área de estudo é formada por sedimentos da Formação Barreiras e Solo Residual de
Granito. Os solos da Formação Barreiras foram apenas identificados nos taludes
localizados abaixo da rua Gilberto Viegas. Sendo necessário um estudo mais detalhado
para identificar se estes sedimentos foram transportados por processos geológicos ou por
ação antrópica.
Os solos existentes nos taludes acima da rua Gilberto Viegas foram classificados com
residual maduro de granito. As sondagem a percussão realizada nesta encosta demonstra
que em geral o número de golpes é crescente com a profundidade e que apresentam valores
inferiores a 10 golpes/30cm até cerca de 4m.
Com relação aos resultados obtidos no SETOR II, há uma variação de 2 a 17 golpes, até
atingirem a profundidade média de 7,0m, em seguida há um crescimento dos valores,
chegando à faixa de 30 golpes até atingir o impenetrável.
Os ensaios granulométricos realizados, com e sem utilização de defloculante, indicaram as
partículas de argila tendem a apresentarem-se agregadas no seu estado natural. Os solos da
139
Formação Barreiras classificam-se no grupo SC (areias argilosas) e os solos residuais
maduros de granito, classificam-se em sua maioria no Grupo CL (argilas arenosas).
Tabela 4.8: Comparação dos resultados obtidos nos ensaios de caracterização do solo
residual maduro de granito (a partir de SILVA, 2007).
Estud
o
Prof.
(m)
Descrição do
solo
Granulometria
Limites de
Atterberg
Atividade
argila silte areia Pedr.
LL
(%)
IP
(%)
Silva
(2007)
1,5–6,9 Areia argilosa 33 11 55 0 42 15 0,58
2,5–6,9
Ar
g
ila
arenos a
40-49 12-23 28-46 0 42-54 19-22 0,5-0,6
atual
1,0
Ar
g
ila
arenos a
41 6 53 0,1 46 18 0,4
1,5 Silte ar
g
ilos
o
28 30 42 0 45 12 0,6
1,5 Ar
g
ila siltos
a
45 39 17 0 62 25 0,8
Na tabela 4.8 é possível observa que os solos encontrados apresentam característica
argilosa, com percentuais de argila que variam de 28 a 49 %. Não há presença de
pedregulhos. Os limites de liquidez e índices de plasticidade encontram-se com uma
variação de 42-54% e 12-25%, sendo classificados como de baixa compressibilidade e
medianamente plásticos ou altamente plásticos. Com exceção da argila siltosa no presente
estudo que apresenta limite de liquidez de 62%, considerada como solo com alta
compressibilidade.
Com relação aos resultados dos ensaios de permeabilidade utilizando o equipamento
Triflex, nas amostras de solo residual maduro de granito, coletadas no Setor I e II observa-
se que os solos com fração de finos inferiores a 50% apresentam permeabilidade cerca de
10 vezes maior no setor I com relação às amostras do setor II. E que os solos com fração de
finos superior a 70% são menos permeáveis apresentando valores da ordem de ordem de
10
-7
. Estes resultados encontram-se apresentados na tabela 4.9.
140
Tabela 4.9: Resultados de ensaios de permeabilidade das amostras de solo residual maduro
de granito (a partir de SILVA, 2007).
Estudo Amostra / Local
Permeabilidade
(m/s)
Descrição do solo
Fração de
finos
(argila e silte)
(%)
Atual
Amostra A1 4,244 x 10
-
6
Ar
g
ila arenosa 47,1
Amostra A2 1,083 x 10
-
6
Silte ar
g
iloso 57,4
Amostra A3 2,464 x 10
-
7
Ar
g
ila siltosa 83,3
Silva (2007)
Patamar SP-02
(1,5-1,8m)
5,05 x10
-7
Areia argilosa 44
Patamar SP-02
(2,5-2,8m)
8,76 x 10
-7
Argila arenosa 72
Os resultados obtidos nos ensaios de cisalhamento direto na condição inundada apresentam
valores semelhantes, quando comparados com os dados obtidos por SILVA (2007). O
intercepto de coesão é que apresentam maior dispersão tendo valores que variam de 3,8
kPa a 11,3 kPa. Os valores de ângulo de atrito encontrados encontram-se definidos entre
26º a 29º. Estes resultados podem ser vistos na tabela 4.10.
Tabela 4.10: Resultados de ensaio de cisalhamento direto na condição inundada para solo
residual de granito (a partir de SILVA, 2007).
Estudo Local / Textura
Cisalhamento Diret
o
na condição inundada
c
(kPa)
Ø
p
(º)
(Silva, 2007) SP-02 (1,5-1,8)
Areia argilosa
3,8 29,4
R²=0,961
3
SP-02 (2,5-2,8m)
Argila arenosa
9,7 26,3
R²=0,995
7
atua
l
A1 (1,0)
Argila arenosa
11,3 25,8
0,9936
A2 (1,5)
Silte argiloso
6,5 27,7
0,9985
A campanha de instrumentação realizada por SILVA (2007) indica que no talude
localizado no SETOR II, apresenta reativação do movimento gravitacional de massa
141
durante períodos de precipitação elevada. E que nestas ocasiões há surgência de água na
meia encosta do talude.
Os solos de uma maneira em geral apresentam boa capacidade suporte, quando
consideramos os resultados dos ensaios SPT. Na condição inundada os solos residuais
maduro de granito apresentam valores baixos de coesão e ângulo de atrito.
A análise de estabilidade a ser realizada no capítulo 6, utilizará os resultados de ensaio
encontrados para a amostra A2, tendo em vista que está apresenta um intercepto de coesão
menor que a amostra A1. Deste modo serão obtidos resultados mais conservadores e a
favor da segurança.
No próximo capítulo, será apresentado o estudo de solução para o tratamento global das
encostas tendo em vista os resultados obtidos com as características geotécnicas do local.
142
5. PROPOSTA DE SOLUÇÃO PARA O TRATAMENTO GLOBAL DA ENCOSTA
5.1 Introdução
Um programa de obras em morros ocupados encontra, na prática, muitas dificuldades para
ser implantado. Em geral, são muito extensas as áreas que necessitam de tratamento. As
intervenções raramente são tópicas ou localizadas, vez que devem considerar como
unidade de tratamento, a área toda que recebe contribuição hídrica em função da
conformação física (GUSMÃO FILHO, 1997).
Diante deste fato, neste capítulo serão abordados os aspectos relativos à definição de uma
proposta de solução para estabilização das encostas da área de estudo através do tratamento
global que tem como objetivo a integração entre as obras de drenagem, proteção superficial
e contenção. Tendo em vista o contexto desta pesquisa as soluções adotadas serão apenas
definidas conceitualmente, entretanto no capítulo 6, será apresentado com um maior nível
de detalhamento o estudo realizado para a definição de obras em dois taludes que
apresentam instabilidade.
Inicialmente serão apresentados alguns questionamentos a serem utilizados durante a
escolha do tipo de solução. Em seguida, serão apresentados comentários a respeito das
obras de retaludamento, drenagem, proteção superficial, vias de acesso e contenção. E por
fim será apresentada uma proposta para a estabilização da encosta.
5.2 Critérios para Escolha de Obras de Estabilização.
Diversos aspectos devem ser considerados durante a escolha de um tipo de solução para
estabilização de taludes. Neste contexto, a seguir serão apresentadas algumas
considerações que são definidas para esta escolha.
De acordo com AUGUSTO FILHO & VIRGILI (1998) e COUTINHO & SILVA (2006), a
escolha de uma determinada obra de estabilização deve considerar os principais tipos de
obras existentes, a sua forma de atuação, as solicitações que impõem ao terreno e a relação
custo-benefício. A adoção de um determinado tipo de obra de estabilização deve ser o
143
resultado final do estudo de caracterização geológico-geotécnica do talude ou da encosta e
do estudo da viabilidade financeira. Uma obra de estabilização deverá atuar diretamente
nos agentes e causas da instabilização investigada, e as alternativas de projeto deverão
sempre partir das soluções mais simples e baratas. O quadro 5.1 a seguir relaciona os
agentes atuantes na instabilização de encostas com as obras que podem ser utilizadas para
proporcionar a sua estabilização.
Quadro 5.1: Escolha do método de estabilização de acordo com o agente atuante
(COUTINHO, 2008).
PRINCÍPIOS OBRAS
Redução da poro-pressão
(drenagem)
a) Superficial:
• Valetas de crista de talude ou de plataforma
• Canaletas, canais com ou sem revestimento
b) Profunda:
• Trincheira (galerias/drenantes)
• Drenos sub-horizontais
• Poços de drenagem vertical
c) Revestimento superficial do talude:
• Vegetação
• Asfalto
• Cimentado
Redução das forças
desestabilizadoras (atuantes)
a) Redução da declividade do talude
b) Plataforma horizontal / banquetas
Aumento das forças
estabilizadoras
a) Bermas de equilíbrio (no pé do talude)
Suporte de uma área instável
(estruturas de contenção)
a) Reforço do solo
• Solo grampeado
• M icro estacas
• Colunas de brita / estacas de areia
• Estrutura solo reforçado
b) Estruturas de contenção
• Muros de arrimo
• Estruturas de terra e concreto, estrutura solo
reforçado
c) Métodos adicionais
• Instalação de estacas de cal
• Instalação de trincheiras de pedregulhos ou colunas
de pedras (brita)
• Tratamento químico
• Electro - osmose
• Tratamento pelo calor
144
Para a estabilização de diversos casos de processos de movimentos gravitacionais de massa
são executadas obras combinadas tendo em vista que a adoção de apenas um tipo de obra
pode não ser eficaz na estabilização. A estabilização de encostas através de
retaludamentos, aterros e obras com estrutura de contenção pode apresentar desempenho
insatisfatório quando seus projetos não prevêem sistemas de drenagem e proteção
superficial eficientes. Tendo em vista este aspecto as obras de drenagem e proteção
superficial não devem ser concebidas apenas como obras auxiliares ou complementares,
pois a sua execução pode ser o principal instrumento na contenção de diversos problemas
de instabilização.
Projetos de obras de contenção mal-elaborados ou de execução deficiente podem
potencializar a magnitude das instabilizações, resultando em danos sociais e econômicos
de grande monta, principalmente em áreas urbanas. Entre as principais causas específicas
para o insucesso das obras de estabilização, destacam-se drenagem insuficiente, remoção
parcial da massa rompida, problemas de fundação de muros e aterros, atirantamento dentro
da massa instabilizada, etc. (AUGUSTO FILHO & VIRGILI, 1998).
Para a escolha do tipo de obra o perfeito entendimento dos agentes envolvidos no processo
de estabilização, as causas dos escorregamentos, os fatores deflagradores dos movimentos
de encostas e as principais interferências antrópicas são de grande importância.
De acordo com CRUDEN & VARNES (1996, a partir de COUTINHO & SEVERO, 2009),
as causas e características que contribuem para os movimentos de massa estão agrupados
em quatro grupos (geológicos, morfológicos, físicos e antrópicos), conforme ilustrado no
quadro 5.2 a seguir.
145
Quadro 5.2: Causas de movimentos de massa (CRUDEN & VARNES, 1996, a partir de
COUTINHO & SEVERO, 2009).
1. Causas Geoló
g
icas
a. Materiais Fracos
b. Materiais sensíveis
c. Materiais desgastados (intemperizados)
d. Materiais cisalhados
e. Materiais fissurados
f. Massa com descontinuidade orientada
adversamente (estratificação, xistosidade, etc.)
g. Est rutura com descontinuidade orient ada
adversamente (falha, contato, sem conformidade)
h. Contraste na permeabilidade
i. Contraste na rigidez (duro, material denso sobre
material plástico)
2. Causas Morfoló
g
icas
a. Subpressão tectônica ou vulcânica
b. Reação glacial
c. Erosão fluvial de pé de talude
d. Erosão de onda de pé de talude
e. Erosão glacial de pé de talude
f. Erosão de margens laterais
g. Erosão subterrânea (dissolução, “piping”)
h. Deposição de carga no talude ou na sua crista
i. Remoção da vegetação (por fogo na floresta,
seca)
3. Causas Físicas
a. Chuvas intensas
b. Derret imento rápido de neve
c. Precipitação excepcional prolongada
d. Rebaixamento rápido (de inundações e marés)
e. Terremoto
f. Erupção vulcânica
g. Descongelamento
h.Intemperismo/desgaste devido ao congelamento-
edescongelamento
i. Intemperismo/desgaste devido à contração-
expansão
4. Causas humanas
a. Escavação de t alude ou do seu pé
b. Carregamento de t alude ou de sua crist a
c. Rebaixamento (de reservatórios)
d. Desmatamento
e. Irrigação
f. Mineração
g. Vibração artificial
h. Vazamentos de águas servidas ou de
abastecimento
Os fatores deflagradores dos movimentos de encostas foram descritos por VARNES (1978
a partir de AUGUSTO FILHO & VIRGILI, 1998) que os relacionam com a ação e os
fenômenos naturais e antrópicos. Estes fatores podem ser vistos no quadro 5.3 a seguir.
146
Quadro 5.3: Fatores deflagradores dos movimentos de encosta (VARNES, 1978 a partir de
AUGUSTO FILHO & VIRGILI (1998).
AÇÃO FATORES FENÔMENOS NATURAIS / ANTRÓPICOS
Aumento da
solicitação
Remoção de massa (lateral ou da base)
Erosão, escorregamentos
Cortes
Sobrecarga
Peso da água de chuva, neve granizo, etc.
Acúmulo natural de material (depósitos)
Peso da vegetação
Construção de estruturas, aterros, etc.
Solicitações dinâmicas
Terremotos, ondas, vulcões, etc.
Explosões, tráfego, sismos induzidos
Pressões laterais
Água em trincas, congelamento, material
expansivo, etc.
Redução da
resistência
Características
inerentes ao
ma t e ri al
Textura, estrutura, etc.
Características geomecânicas do material, estado
de tensões iniciais
Mudanças ou
fatores variáveis
Mudanças nas
características do material
Intemperismo, redução da coesão, ângulo de atrito
Elevação do nível d’água
Outras causas
Enfraquecimento devido ao rastejo progressivo
Ação das raízes das árvores e buracos de animais
De acordo com LEROUEIL (2004, a partir de COUTINHO & SEVERO, 2009) os
principais fatores agravantes ou acionantes de movimentos de massa terrestres e
submarinos, no estágio de pré-ruptura, são divididos em três grupos: (a) os que aumentam
as solicitações (b) os que diminuem a resistência (c) os que possivelmente aumentam as
solicitações e diminuem a resistência. Estes fatores estão apresentados no quadro 5.4 a
seguir.
147
Quadro 5.4: Principais fatores agravantes ou acionantes – estágio de pré-ruptura
(LEROUEIL, 2004, a partir de COUTINHO & SEVERO, 2009).
TERRESTRES
SUBMARINOS
Aumento das solicitações
Erosão e escavação no pé x x
Sobrecarga na crista, sedimentação
x
x
Rebaixamento rápido x
Terremoto x
Atividade vulcânica x x
Queda de rocha x x
Diminuição da resistência
Infiltração devido a chuva,
derretimento de neve, irrigação por
vazamento de águas servidas
x
Intemperismo x
M udanças fisico-químicas x
Cravação de estacas x x
Fadiga devido a carregamento
cíclico e creep
x x
Possível aumento das solicitações e decréscimo na resistência
Vibrações e terremotos que podem
gerar excesso de poro pressão
x x
Balanço de árvores devido a rajadas
de ventos
x
Ondas de tormenta e mudanças no
nível do mar
x
Em relação às interferências antrópicas indutoras de escorregamentos as principais causas
são apresentadas a seguir:
Remoção a cobertura vegetal;
Lançamento e concentração de águas servidas;
Vazamentos na rede de abastecimento, esgoto e presença de fossas;
Execução de cortes com geometria inadequada (altura e inclinação);
148
Execução deficiente de aterros (compactação, geometria, fundação);
Lançamento de entulho e lixo nas encostas;
Vibrações produzidas por tráfego pesado, explosões, etc.
De acordo com GUSMÃO FILHO (1997), os condicionantes do risco são classificados em
naturais (geologia e morfologia) e antrópicos e relaciona-se com o tipo de intervenção, que
de acordo com o objetivo a ser alcançado. O quadro 5.5 apresenta a relação entre os
condicionantes do risco e as intervenções para o tratamento de encostas ocupadas.
Quadro 5.5: Tratamento de Encostas Ocupadas (GUSMÃO FILHO, 1997)
Condicionante do Risc
o
Objetivo Intervenção
Natura
l
Geologia Ação fora do maciço,
para impedir mudanças,
em suas propriedades
Impermeabilização com vários
tipos de revestimento.
Drenagem superficial.
Coletor de água da chuva no
telhado das casas.
Ação dentro do maciço,
para melhorar as suas
propriedades.
Drenagem subterrânea.
Injeção.
Armação do solo.
Ancoragem profunda.
Morfologia Mudar a geometria do
relevo
Retaludamento, com mudança na
declividade ou altura.
Não perder área na crista
ou no pé do talude
Obra de contenção, em muro de
arrimo ou cortina.
Antrópico Ambiente Urbanização Obras de drenagem, escadari
a
-
calha, cobertura vegetal,
pavimentação de patamares, etc.
Saneamento básico
Limpeza urbana
Manutenção da obras.
No trabalho realizado por GUSMÃO FILHO et al. (1997), com base em estudos realizados
em encostas ocupadas do Recife, ficou comprovado que os fatores topográficos (dimensões
e geometria das encostas, altura, declividade, extensão, perfil transversal e morfologia em
planta) são reconhecidamente fatores potenciais para a deflagração dos processos de erosão
e deslizamento em uma encosta e citam os seguintes aspectos a serem considerados:
A altura e a declividade influem na energia do movimento das águas, no fator de
energia do movimento das águas, no fator de segurança das encostas e em
conseqüência no volume de massa de terra mobilizado nestes fenômenos, influindo
no alcance dos prejuízos.
149
A extensão da encosta propicia maior oportunidade daqueles eventos se
manifestarem;
O perfil da encosta influi na aceleração / frenação do movimento descendente das
águas e no fator de segurança à estabilidade dos taludes.
A morfologia em planta pode favorecer a concentração dos fluxos d’água, como
por exemplo, a forma côncava, em anfiteatro ou cabeceira de drenagem, ou podem
proporcionar a dispersão dos fluxos, como exemplo na forma convexa.
ALHEIROS (2006) descreve no Quadro 5.6 tipos de intervenções, seqüenciadas em função
da complexidade de execução e do custo, voltadas à redução de riscos associados a e
escorregamentos em encostas ocupadas e a solapamentos de margens de córregos. A
hierarquização proposta considera os serviços de limpeza e recuperação como o primeiro
item da lista e a remoção de moradias como o último tipo de intervenção a ser considerada.
150
Quadro 5.6: Tipologia de Intervenções Voltadas à Redução de Riscos Associados a e
Escorregamentos em Encostas Ocupadas e a Solopamentos de Margens de Córregos
(ALHEIROS, 2006)
TIPO DE
INTERVENÇÃO
DESCRIÇÃO
Serviços de Limpeza e
Recuperação
Remoção de entulho, lixo, etc.;
Corte de árvores;
Remoção de bananeiras;
Recuperação e/ou limpeza de sistemas de drenagem, esgotos e
acessos;
Limpeza de canais de drenagem;
Proteção vegetal Proteção superficial vegetal (gramíneas) em taludes co
m
solo
exposto;
Proteção vegetal de margens de canais de drenagem;
Barreiras vegetais para massas escorregadas ou acumuladas
por erosão.
Drenagem Superficial e
Acessos
Sistema de drenagem superficial (canaletas, rápidos, caixas de
transição, escadas d’água);
Acessos para pedestres (escadarias, rampas, etc.), integrados
ao sistema de drenagem;
Revestimento de
Taludes
Revestimento com materiais artificiais: cimentado, ca
l
-jet, tela
argamassada, alvenaria de tijolos cerâmicos; solo-cimento
ensacado;
Desmonte de Blocos e
M atacões
Desmonte de concreções e grande porte, blocos rochosos e
matacões
Obras de Drenagem de
Subsuperfície
Sistema de drenagem de subsuperfície (trincheiras drenantes,
DHP, poços de rebaixamento);
Estruturas de
Contenção
(Localizadas)
Mu
r
os de contenção de pequeno porte (solo-cimento ensacado,
alvenaria de pedra rachão, concreto armado);
Estruturas de contenção localizadas (chumbadores, tirantes,
microestacas);
Contenção e proteção de margens de canais (gabiões, muros de
concreto, etc.).
Estrutura de Contenção
(médio e grande porte)
Implantação de estruturas de contenção de médio e grande
porte, envolvendo obras de contenção passivas e ativas (muros
de gravidade, cortinas, etc.).
Terraplenagem Execução de serviços de terraplenagem, combinados a obras
de drenagem superficial e proteção vegetal;
Desvio e canalização de córregos.
Remoção de M oradias Remoções definitivas para implantação de obras ou devido à
localização imprópria da edificação;
(priorizar as relocações dentro da própria área, em local
seguro).
De um modo geral os motivos quem levam à escolha de um determinado método,
geralmente são (SANTANA, 2006):
Custo final: geralmente o principal fator que determina o projeto final;
151
Prazo de execução;
Adequabilidade da solução ao local / problema: determinadas soluções de
contenção podem ser inadequadas para o tipo de problema (ex.: contenção em solo-
pneu para suporte de linha ferroviária = problemas com deformações do maciço
contido);
Conhecimento da técnica: por desconhecer um determinado método (ex.: solo
reforçado), este pode não ser considerado como uma das possíveis soluções;
Disponibilidade de material: a falta de um determinado componente (ex.: geotêxtil,
bloco pré-fabricado) próximo à obra pode inviabilizar sua utilização pelo custo
excessivo de transporte;
Requisitos estéticos;
Aceitação da população beneficiada;
Entre todas as considerações citadas pelos diversos autores, o custo final da obra é um dos
itens sempre presente durante a análise de soluções para estabilização de taludes e um dos
principais requisitos a serem atendidos durante a escolha do tipo de obra.
O estudo realizado pelo Centro de Programas Urbanos – CPU, da Superintendência de
Articulação com os Municípios – SUPAM / SEPLAM (Belo Horizonte – M G) e da
Sociedade Alemã de Cooperação Técnica apresentou sugestões de estabilização de taludes,
a viabilidade econômica e os custos por metro linear de alguns tipos de contenção
utilizados na região (SANTANA, 2006).
A figura 5.1 apresenta a viabilidade econômica da utilização de 8 diferentes soluções na
região do estudo e os custos associados de execução. A figura indica que obras de
contenção formadas por muro de gravidade são em geral viável até uma altura de 4 m para
estruturas de solo cimento e pedra argamassada e de 5m para os muros em gabião. No caso
de cortina atirantada a sua viabilidade é para obras com altura acima de 6m. Os muros de
concreto armado são o tipo de obra que apresenta viabilidade para uma maior faixa de
variação de altura 1m a 8m.
152
Figura 5.1: Viabilidade econômica em relação à altura (SUPAM, 1983 a partir de
SANTANA, 2006).
A figura 5.2 apresenta um gráfico que correlaciona a altura da estrutura de contenção com
o custo da obra. Pode-se observar que os maiores custos são apresentados pelas obras de
crib-wall seguidas do muro de concreto armado. Os muros de gravidade, gabião, solo-
cimento ou pedra argamassada, apresentam custo menor que as cortinas atirantadas e
quando relacionados à terra armada inicialmente apresentam custos inferiores até a altura
de 4m e em seguida o custo torna-se superior.
153
Figura 5.2: Comparação de custos dos diversos sistemas (SUPAM , 1983 a partir de
SANTANA, 2006).
Considerando a engenharia social, o tipo de obra a ser executado deverá ter a aceitação da
população beneficiada, sendo neste caso, importante o trabalho de mobilização social
realizado junto à comunidade durante a fase de concepção do projeto. Um determinado
tipo de solução pode apresentar baixo custo, execução simples e rápida, adequação ao local
e material/mão de obra disponível na região, porém pode não ser bem recebida pela
população.
Como exemplo deste fato, pode-se citar a dificuldade encontrada para convencer
moradores que a construção muros de solo-pneus ou gabiões pode ser utilizada como obras
de contenção, em uma região onde há prática rotineira de muros de pedra argamassada. Ou
que simplesmente uma obra de drenagem associada à proteção superficial é suficiente para
promover a estabilização de um talude.
Outro aspecto a ser considerado, tendo em vista a engenharia social, é a remoção de
moradias. Em princípio as famílias a serem relocadas deverão ser assentadas na própria
154
comunidade com o objetivo de manter o vínculo com a vizinhança ou em áreas que
disponham de infra-estrutura básica.
Segundo GUSMÃO FILHO (1997), após a remoção de casas em situação de alto risco,
deve-se evitar a ocupação do espaço por um novo morador. Com isto não é fácil de se
manter, a diretriz melhor é dar uso coletivo ao espaço, construindo praças de lazer ou um
campo de futebol, nas áreas desimpedidas.
O espaço ocupado pela casa do morador no morro precisa também de tratamento, com
vistas especialmente ao encaminhamento das águas para o sistema de drenagem. Implica
em ações de impermeabilização superficial, cobertura vegetal dos taludes, canaletas,
eliminação de vazamentos das águas usadas, biqueiras, revisão da fossa, etc. (GUSMÃO
FILHO, 1997).
A seguir serão apresentadas as características das soluções propostas dividas em: drenagem
e vias de acesso; retaludamento e proteção superficial; e obras de contenção.
5.3 Drenagem e Vias de Acesso
Tendo em vista que o escoamento superficial (água ou esgoto) é um dos principais fatores
deflagradores dos processos geodinâmicos em encostas, as intervenções que promovem o
seu disciplinamento são de grande importância. As vias podem ser utilizadas como calhas
de drenagem e servir como dispositivo para o disciplinamento do escoamento superficial
contribuindo para a estabilização de taludes.
O bom funcionamento de um sistema viário é fundamental em uma comunidade, devido às
funções que exerce, tais como (ALHEIROS et al, 2003):
Circulação de veículos e de pedestres;
Acesso aos lotes e edificações;
Estacionamento de veículos;
Espaço para implantação de infra-estrutura urbana e equipamentos públicos;
Comércio local;
Espaço livre público de recreação e convívio social.
155
A água como visto anteriormente, encontra-se classificada como agente preparatório e/ou
deflagrador de deslizamentos, que ocorrem com maior freqüência em períodos chuvosos.
Estes tipos de acidentes estão associados à saturação generalizada das encostas e são
potencializados pela concentração de águas servidas (banheiro, cozinha e lavanderia), ou
de vazamentos das tubulações da rede de abastecimento d’água.
De acordo com WOLLE (1980) a listagem dos modos de atuação da água como elemento
deflagrador de processo de instabilidade de taludes são:
O fluxo de água nos meios terrosos provoca a ocorrência das “forças de
percolação” que podem provocar rupturas ou movimentações dos taludes. A
ocorrência destes fenômenos está então associada às pressões neutras
(piezométricas) no talude;
O fluxo d’água nos meios rochosos, através de seu sistema de fissuras e trincas,
provoca também o aparecimento de “forças de percolação” que podem originar
fenômenos de instabilização.
A ocorrência de água em trincas e fissuras, tanto em meios rochosos quanto
terrosos provoca o aparecimento de pressões hidrostáticas (no caso de água
“parada”) ou hidrodinâmicas (no caso de água em movimento) que podem provocar
abertura das descontinuidades e também rupturas nos taludes;
A erosão interna nos meios terrosos (“piping”) pode instabilizar um talude pela
alteração da sua geometria, provocando escorregamentos ou subsidências;
A saturação do solo pela água de infiltração das chuvas pode provocar a diminuição
da resistência deste material, dando origem a instabilizações.
A proposta de estabilização considerando o uso de obras de drenagem e vias de acessos
foram concebidas de acordo com as seguintes diretrizes (ALHEIROS et al., 2003):
Observar a microbacia e a drenagem natural;
Integrar o sistema viário e o de drenagem;
Criar elementos para o escoamento das águas pluviais e servidas, de modo a evitar
a sua infiltração nas encostas;
Hierarquizar o sistema viário criando vias locais para circulação de veículos,
possibilitando o acesso dos moradores a todos os lotes;
Pavimentar as vias de maior declividade para evitar erosão.
156
No trabalho desenvolvido por SILVA (2007), foi observado um considerável volume de
águas residuárias descartadas diretamente na encosta, decorrente da falta de um sistema de
drenagem de condução destas águas. Com objetivo de quantificar estas o ciclo hidrológico
existente no local, foi adotada uma metodologia baseada na proposta de ASSUNÇÃO
(2005, a partir de SILVA (2007)) onde foram utilizados como fonte de informação bases
cartográficas, fotos aéreas, dados pluviométricos e uma pesquisa de campo. Como
resultado obteve-se a determinação da precipitação antrópica e o direcionamento do fluxo
de água. A figura 5.3 apresenta a direção do fluxo das águas residuárias (setas) e o ponto
de concentração de água (círculo vazado). Observa-se pela figura que de um modo geral o
descarte de águas residuárias é direcionado para o eixo principal do movimento de massa
ocorrido no SETOR II, o que em conjunto com as precipitações pluviométricas podem ter
contribuído para a instabilidade do talude.
Figura 5.3: Vista geral do escoamento superficial da área de estudo (SILVA, 2007).
Nas visitas técnicas realizadas na área de estudo, durante o desenvolvimento desta
pesquisa, foi encontrado um sistema de drenagem, executado pela prefeitura do município.
Os dispositivos utilizados são basicamente formados por valetas que fazem a captação e o
direcionamento da água concentrada na encosta, de acordo com a figura 5.3. O grande
157
problema encontrado é que estes dispositivos não foram construídos até a base da encosta e
não dispõe de dissipadores de energia.
Considerando as obras de drenagem e vias de acesso a proposta de solução apresenta as
seguintes características:
Os telhados das casas deverão ser dotados de calhas ou biqueiras que conduziram a
água até as canaletas principais mais próximas com o objetivo de diminuir o
escoamento superficial na área de estudo;
Limpeza e desobstrução dos dispositivos de drenagem existentes tendo em vista
que o lixo entulhado nas valetas torna o sistema de drenagem ineficiente, provoca
transbordamento e erosão localizada, além de promover infiltração;
O sistema de drenagem a ser executado deverá ser definido considerando as linhas
d’águas naturais e dimensionado em função das vazões e do potencial hidráulico;
Na ausência de rede coletora de esgotos, as fossas sépticas deverão ser localizas
atrás das casas e as canaletas deverão coletar as servidas (banho, lavanderia e
cozinha);
As tubulações do sistema de abastecimento de água deverão ser inspecionadas para
que ocorra a eliminação de vazamentos;
As escadas e rampas deverão ser construídas conjuntamente com canetas laterais;
Os muros de contenção e as obras de proteção superficial deverão ser dotados de
canaletas no pé e no topo de talude;
Execução de Drenos Horizontais Profundos – DHP no Setor II para promover o
rebaixamento do nível de água promovendo a estabilização da encosta;
Execução de canaletas para coleta e condução de água na meia encosta do talude do
setor I (ver figura 5.8);
As canaletas e galerias existentes deverão ser providas de escadas de água até a
base do talude e dissipador de energia a jusante, ambos os dispositivos são
utilizados para diminuir a velocidade do escoamento;
Construção de 2 escadarias na área, sendo uma conjugada com a execução de
passeio;
As escadarias deverão ser providas de corrimão e quando possível deverão
apresentar rampa central possibilitando o tráfego de bicicletas ou carro de mão
(Figura 5.4).
158
Figura 5.4: Esquema de escadaria proposta para a área de estudo (ALHEIROS et al, 2003).
Pavimentação de parte da rua Topázio com o objetivo de diminuir a infiltração das
águas de chuvas e servidas.
Com base no estudo realizado por SILVA (2007), das informações obtidas durante as
visitas técnicas e do sistema de drenagem existente, o sistema de drenagem proposto foi
definido e encontra-se apresentado na figura 5.8, onde é visualizada a locação de canaletas,
escadas de água e dissipadores de energia bem como o sistema de drenagem existente.
Tendo em vista que área de estudo é de ocupação densa e desordenada, apresentando
complexidade dos acessos, irregularidade dos lotes e diferenças de cotas e que esta
pesquisa tem apenas o objetivo de propor discussão a respeito de obras de estabilização
não foi definido em detalhe o sistema de drenagem proposto.
5.4 Retaludamento e Proteção Superficial
Em áreas ocupadas desordenadamente é comum a presença de lixo e entulhos nos taludes.
Sendo necessária durante a execução de retaludamentos e proteção superficial a remoção
deste tipo de material.
159
O lixo devido as suas características possui grande capacidade de absorção de água, o que
pode ocasionar instabilidade de um talude à medida que o seu volume aumenta. A massa
de lixo ao perder o equilíbrio pode se deslocar e arrastar um grande volume de solo.
Dependendo do seu volume este material pode provocar acidentes consideráveis ou induzir
deslizamentos de encostas. Outro aspecto também relacionado ao acúmulo de lixo, diz
respeito à obstrução dos dispositivos de drenagem podendo provocar extravasamentos e o
aumento de infiltração no solo.
Para qualificar o ambiente urbano, eliminando a presença dos tradicionais pontos de
acúmulo de lixo, é necessário estimular a população a mudar seus hábitos de higiene, para
evitar o descarte do lixo em locais inadequados. Várias experiências têm sido levadas a
efeito pelas administrações públicas, algumas até por iniciativa das comunidades. Todas
elas partem de campanhas de mobilização da comunidade, no intuito de sensibilizar os
moradores para a adoção de práticas corretas de destinação do lixo, gerando assim
impactos positivos à saúde das pessoas e reduzindo o risco de acidentes nos morros
(ALHEIROS et al, 2003).
A minimização das conseqüências provocadas pelo acúmulo do lixo pode ser obtida
através das seguintes ações:
• Serviços de limpeza de entulho, lixo, etc.;
• Recuperação e/ou limpeza de sistemas de microdrenagem, esgotos e acessos;
• Limpeza de canais de drenagem (macrodrenagem) através de serviços manuais e/ou
utilizando maquinário de pequeno porte.
A proposta de estabilização para a área de estudo prevê obras de retaludamento em alguns
taludes para diminuir as forças desestabilizadoras. Este retaludamento será composto por
cortes e aterros para recompor o talude. Segundo o acervo técnico consultado, de um modo
geral deverão ser seguidos os seguintes limites (ALHEIROS et al, 2003):
Declividade máxima do talude de corte: 1V:1,5H;
Declividade máxima do talude de aterro: 1V:2H;
Distância mínima entre a casa e o talude superior: 3m;
Distância mínima entre a fossa e a borda do talude inferior: 5m;
Distância mínima da moradia para a borda do talude inferior: 3m;
160
A execução do retaludamento deverá proporcionar uma superfície plana, sem ressaltos nem
cavidades e os sulcos de erosão provocados pelas águas pluviais, deverão ser preenchidos
com solos e compactados com soquetes.
Tendo em vista que a encosta apresenta uma ocupação densa, no caso de taludes com
pequena altura (2 a 3m) onde são propostas obras de contenção ou proteção superficial não
será possível o total atendimento da distância mínima entre o talude e a moradia. Nestes
casos, estas moradias deverão ser objeto de monitoramento. A figura 5.5 apresenta os
recuos mínimos entre a edificação e os taludes.
Figura 5.5: Recuos mínimos entre a edificação e os taludes (ALHEIROS et al, 2003).
Os taludes ao serem cortados ficam frágeis em virtude da exposição de uma camada de
solo que estava inicialmente “protegida” das ações dinâmicas existentes na superfície.
Neste caso é necessária a proteção do talude alterado através de proteção superficial
(natural ou artificial) associado a um sistema de drenagem.
Os taludes que apresentam inclinação elevada ou que se encontram na parte superior dos
muros de contenção serão protegidos por tela argamassada, tendo em vista os seguintes
aspectos:
Limitação técnica do uso de gramíneas em taludes com inclinação elevada;
Necessidade de maior impermeabilização nos taludes;
Maior aceitação por parte da comunidade para este tipo de solução.
161
De acordo com a GEORIO (2000) a inclinação do talude no estabelecimento da cobertura
vegetal apresenta as características ilustradas no quadro 5.7.
Quadro 5.7: Influência da inclinação do talude no estabelecimento da cobertura vegetal
(GCO, 1984 a partir de GEORIO, 2000).
Inclinaçã
o
Grama Arbusto/árvore
0º - 30º
Dificuldade baixa
Técnicas usuais de plantio
Dificuldade baixa
Técnicas usuais de plantio
30º - 45º
Dificuldade média
Recomenda-se hidrossemeadura
Dificuldade elevada
> 45
º
Dificuldade elevada Recomend
a
-se plantio em bermas
Na figura 5.6 encontra-se ilustrada uma seção tipo de tela argamassada utilizada na
proposta de estabilização. Esta solução será executada em toda a superfície a ser protegida,
estendendo-a para além do topo do talude até o sistema de drenagem implantado na crista.
E também será dotado de drenos (barbacãs) para permitir a dissipação de excessos de poro-
pressão que possam ocorrer no interior da placa de impermeabilização. Esta integração
entre diversos tipos de soluções é para garantir um melhor rendimento e vida útil da
proteção artificial e tratar o talude de modo completo.
Entre o topo dos taludes e as moradias deverá ser executada proteção superficial com
cimentado para impermeabilizar o solo e diminuir a infiltração de água nos taludes.
162
Figura 5.6: Esquema de execução de tela argamassada
Para o talude existente no SETOR I, entre a rua Gilberto Viegas (base) e rua Topázio
(topo) que foi considerado como Caso 01 de instabilidade no capítulo 3, propõe-se muro de
proteção associado a um retaludamento, com bermas de equilíbrio de 2m de largura e
proteção superficial com gramíneas associado a um sistema de drenagem superficial.
Devido à necessidade de área para o retaludamento haverá remoção de moradias. Esta
solução será detalhada no capítulo 6.
No talude existente no SETOR II, estudado por SILVA (2007), será feito um pequeno
retaludamento no topo, no local onde algumas edificações foram removidas, e a
implantação de drenagem profunda com o uso de drenos subhorizontais - DHP. Este talude
já se apresenta protegido por vegetação. Esta solução também será detalhada no capítulo 6.
Recomenda-se evitar o plantio de bananeiras na área, principalmente em taludes devido ao
fato que este plantio foi associado um aumento na infiltração da água no terreno por causa
do seu sistema foliar característico. Outro aspecto, a ser considerado é a formação de
buracos no solo, nos locais dos caules apodrecidos que permitem uma infiltração bem
163
maior a água no terreno, além de armazenarem água permitindo que esta infiltração
continue ocorrendo durante algum tempo após o término das chuvas (WOLLE, 1980).
5.5 Obras de Contenção
As obras de contenção proposta terão como finalidade promover o suporte de áreas
instáveis. Os tipos de soluções a propostas são muros de contenção com pedra rachão
argamassada. Neste item será apresenta comentários gerais a respeito de soluções com
emprego de muro de gravidade.
A escolha do tipo de muro foi baseada nos seguintes fatores (ALHEIROS et al, 2003):
Condição da fundação;
Tipo de solo do aterro;
Disponibilidade de espaço e acessos;
Sobrecarga;
Altura do muro;
Custo dos materiais disponíveis;
Qualificação da mão-de-obra.
A área apresenta, de acordo com os resultados das sondagens e ensaios de laboratório
realizados por SILVA (2007) e na presente pesquisa, boa capacidade suporte para
implantação de fundação direta. Como aterro pode ser utilizado material das jazidas
próximas, como por exemplo, o solo arenoso da formação Barreiras encontrado nas jazidas
do Bairro dos Estados.
A localidade possui vias de acesso o que facilita o transporte de material até a obra. Em
relação ao espaço disponível, tendo em vista tratar-se de ocupação urbana densa e
desordenada, existe em alguns taludes limitações de espaço para execução de obras. Em
geral a sobrecarga dos taludes é pequena, relativa apenas a uma edificação em alvenaria de
tijolos com um pavimento.
No município há a disponibilidade de materiais tais como pedra rachão, areia e solo
arenoso para a execução de muros de gravidade. O município também possui comercio
164
desenvolvido e encontra-se inserido na Região Metropolitana do Recife, o que facilita a
aquisição de materiais de construção industrializados como cimento, tubos de PVC,
ferragens em geral e geossintéticos.
Diante dos aspectos analisados anteriormente, a adoção de muros de contenção com pedra
rachão argamassada e solo cimento ensacado, com alturas variando de 3m a 5m, torna-se
viável. Outro fato considerado para a escolha destas soluções é que estes tipos de obras não
necessitam de mão de obra com elevada qualificação e sua execução é consagrada no
município.
Os muros de pedra argamassada foram escolhidos para alguns taludes, por necessitar de
menor espaço para execução quando comparados ao muro com solo-cimento ensacado,
tendo em vista possuir peso especifico do seu material maior. Estes muros apresentam
seção trapezoidal e são dotados de barbacãs, sendo a primeira linha de drenos localizada a
0,50m da base do muro. No contato entre o muro e o terrapleno, será executada uma
camada com material drenante para diminuir o empuxo hidrostático que poderá ocorrer nas
encostas. Recomenda-se a execução de um selo de argila com 0,50m de profundidade no
topo do muro para evitar a infiltração de água. Em relação à drenagem superficial, será
necessária a execução de canaletas no topo e na base dos muros. A figura 5.7 apresenta
uma seção transversal tipo de um muro de pedra rachão argamassada e vistas de taludes
onde este tipo de solução é proposta.
Os muros de contenção com solo-cimento ensacado apesar de apresentar método
construtivo diferente quando comparado ao muro de pedra rachão, possui semelhanças
relacionadas à necessidade de colchão drenante, selo de argila e canaletas no topo e na
base. A figura 5.8 apresenta seção transversal tipo e seção longitudinal tipo e fotos dos
locais onde será proposto.
165
(a) (b)
Figura 5.7: (a) Seção Transversal tipo de muro de solo pedra rachão argamassada; (b)
Taludes onde devem executadas obras de contenção utilizando muro de contenção em
pedra rachão argamassada.
166
(a)
(b)
(c)
Figura 5.8: Obra de contenção utilizando solo-cimento ensacado (Rip-rap): (a) e (b) Seção
transversal e seção longitudinal (COUTINHO, 2008b); (c) taludes onde serão executados
muros de solo- cimento.
167
5.6 Proposta Geral
As intervenções sugeridas para a área de estudo, localizada no bairro de Jardim Primavera,
levaram em consideração a investigação de superfície e de subsuperfície, ou seja, foram
determinadas a partir do resultado final do estudo de caracterização geológico-geotécnico
da área em estudo.
Durante visitas de campo foi verificado que a prefeitura realizou obras de drenagem e
proteção superficial, através da execução de tela argamassada no talude existente na subida
do Vale das Pedreiras e a colocação de lonas plásticas em taludes que apresentam risco de
deslizamento. A indicação das soluções teve como objetivo a utilização de obras já
existentes, promovendo o tratamento global da encosta, ou seja, completando o tratamento
que foi realizado no local. As intervenções realizadas de forma pontual podem perder sua
eficácia em pouco tempo, chegando até ao colapso, pela falta de atuação global,
manutenção, harmonia com o restante da área, por isso a preocupação de realizar projetos
integrados para toda área de risco.
As ações estruturais foram concebidas de forma integrada, considerando os aspectos
técnicos, econômicos e sócio-culturais da região, e considerando as técnicas construtivas
adequadas às condições geotécnicas das encostas e as técnicas de intervenção utilizadas
pela prefeitura.
As intervenções serão precedidas de limpeza do terreno visando a remoção de lixo e
entulhos existentes nas encostas. Em seguida quando necessário serão realizadas obras de
retaludamento através de cortes ou aterros para recompor os taludes. As fendas e sulcos
encontrados deverão ser selados para evitar a infiltração de água.
Por se tratar de uma área com grande concentração de água, a qual recebe contribuição de
águas pluviais e servidas da localidade, teve-se a preocupação com as obras de drenagem
na área. Atualmente existe uma macro-drenagem em condições satisfatórias, por isso só foi
indicada obras de micro-drenagem para completar o tratamento no que diz respeito às
drenagens superficiais. As obras de micro-drenagem são importantes para a estabilização
das encostas e não devem ser encaradas apenas como obras auxiliares ou complementares
168
no projeto de estabilização. Uma correta execução destas obras pode ser o principal
instrumento de estabilização do talude e reduzir o custo de uma obra de contenção.
A complementação do sistema de drenagem proposta é composta de:
Biqueiras e calhas para coletas águas de chuva;
Canaletas para captação e condução de águas pluviais e servidas;
Canaletas de borda e pé de taludes.
Drenos horizontais profundos – DHP;
Descidas de água e dissipadores.
As obras realizadas nas vias de acesso deverão estar associadas ao sistema de drenagem
através da execução de canaletas laterais. Observa-se a necessidade de pavimentação de
parte da rua Topázio para diminuir a infiltração de água no topo da encosta.
Está proposta também a execução de obras de contenção através da execução de muros de
gravidade (pedra rachão argamassada e solo-cimento ensacado). Estas obras encontram-se
sempre associadas a realização de retaludamentos, proteção superficial e drenagem.
A planta com a localização das intervenções relativas a Obras de Estabilização encontram-
se apresentadas na figura 5.9.
170
A escolha das intervenções também visou o atendimento de algumas das diretrizes
sugeridas por ALHEIROS et al (2003) para o ordenamento da ocupação e a requalificação
urbana. Estas diretrizes são:
Preservar a tipicidade da área ocupada, minimizando a remoção de famílias, nas
ações de requalificação.
Relocar famílias situadas em áreas de risco para áreas mais seguras, na própria
localidade ou nas proximidades, mantendo, ao máximo, as suas relações de
vizinhança.
Na proposta de estabilização, considerando o levantamento e as obras propostas realizado
na presente pesquisa, há a necessidade de remoção de 06 (seis) casas devido ao fato destas
se encontrarem em área com alto risco de deslizamento. Recomenda-se que estas remoções
sejam realizadas dentro da própria localidade para que os moradores não percam o vínculo
com a comunidade.
Foram detectadas duas áreas consideradas “non aedificandi”, áreas onde não é permitida
construção. A primeira delas está localizada na encosta do SETOR II, palco do estudo de
SILVA (2007), onde ocorreram diversos deslizamentos e surgimento de patamares.
Verifica-se que durante a elaboração do Mapeamento de Risco do município de
Camaragibe em 2005 está área não foi incluída como área de risco, tendo em vista a
metodologia adotada, mesmo já apresentando indícios de movimento gravitacional de
massa. Casos como estes deveriam ser incluídos nos mapeamentos devido a sua
importância para a elaboração de medidas preventivas de redução de risco.
A segunda área considerada como “non aedificandi”, encontra-se localizada no talude
abaixo da rua Topázio, próximo aos imóveis de número 329. Neste local foi realizado um
aterro sem a utilização de critérios técnicos. O solo proveniente de deslizamentos na região
simplesmente foi lançado do topo do talude sem nenhuma compactação.
Estas áreas receberam tal classificação devido ao fato de não oferecerem segurança,
mesmo para construções simples e necessitarem de dispendiosos tratamentos de
estabilização o que não é viável tendo em vista o tipo de ocupação.
171
No próximo capítulo serão apresentados detalhes do estudo para escolha das intervenções
propostas em dois taludes da área de estudo.
172
6. EXEMPLOS DE ESTUDO PARA ESCOLHA DE INTERVENÇÕES
6.1 Introdução
Existem, no meio técnico, diversos métodos para estabilização de encostas. Inicialmente o
critério de escolha utilizado foi o de optar por soluções convencionais bastante utilizadas
na RMR e a seguir o estudo de soluções que ainda não tem aplicação rotineira na
estabilização de encostas ocupadas em nossa região. Deste modo, podem-se comparar seus
aspectos básicos, vantagens, desvantagens, além de uma estimativa de custos aproximados
para sua implantação.
De uma maneira geral, os critérios a serem considerados durante a escolha de uma solução
para estabilização de encostas são o custo, mão de obra e material disponível,
características técnicas do tipo de intervenção e características geológico-geotécnicas.
No capítulo anterior foram citados diversos trabalhos que apresentam os critérios a serem
considerados durante a escolha de uma solução. Neste capítulo, serão apresentados dois
exemplos de estudos realizados para a escolha do tipo de intervenção a ser utilizado em
taludes da área onde foi realizada a pesquisa.
6.2 Caso 01: Talude SETOR I (Rua Topázio / Rua Gilberto Viegas)
Um dos taludes encontrados entre a Rua Topázio (topo) e a Rua Gilberto Vigas (base)
apresenta indícios de instabilidade que foram identificados por Bandeira (2003), pelo
mapeamento de riscos realizado pela prefeitura (GUSMÃO et al, 2005) e durante as visitas
técnicas na área da pesquisa.
Neste local foram realizadas sondagens a percussão, retirada de blocos para realização de
ensaios de laboratório e um levantamento topográfico plani-altimétrico semi-cadastral
composto por 6 seções transversais com espaçamento de 10m. A figura 4.4 é possível
visualizar a locação das sondagens e onde foram retirados os blocos a figura 6.1 apresenta
a planta plani-altimétrica deste talude.
173
Algumas informações não foram levantadas durante o estudo topográfico sendo necessária
a extrapolação de dados referentes à altimetria. A localização da Rua Topázio foi feita de
acordo com a planta da unibase.
Das seis seções transversais executadas, a seção da estaca 0+20,00 foi escolhida como
seção principal por apresentar a situação mais crítica em relação à estabilidade da encosta.
Esta seção encontra-se apresentada na figura 6.2.
Figura 6.1: Planta semi-cadastral plani-altimétrica do Talude compreendido entre a Rua
Gilberto Viegas e a rua Topázio (SETOR I).
A seguir será apresentada a análise realizada para diferentes tipos de obras visando à
estabilização de taludes. Por simplificação, em alguns casos foram adotados critérios de
dimensionamento usais no meio geotécnico, como por exemplo, declividades máximas de
taludes, coeficientes de atrito solo muro. Vale destacar a importância de uma completa
análise no caso de Projetos Executivos, onde deverão ser determinados os Fatores de
Segurança, principalmente o referente à análise de estabilidade global do talude com a
intervenção a ser adotada.
174
Figura 6.2: Seção Principal do Talude compreendido entre a rua Gilberto Viegas e a rua
Topázio (SETOR I).
6.2.1 Análise das Soluções
A primeira solução estudada é o retaludamento de todo o talude considerando os seguintes
critérios:
Distância do talude e moradias mínima de 3m;
Declividade máxima do talude de corte 1V:1,5H.
Execução de bermas com 3 m de largura a cada 5 metros de altura.
Esta solução apresenta como inconveniente a remoção das moradias localizadas no topo do
talude, supressão da calçada e parte da via devido à extensa área necessária para a
execução do corte (Figura 6.3).
Figura 6.3: Seção Principal do Talude considerando a adoção de retaludamento – Bermas
com largura de 3,0m.
175
Visando não suprimir a calçada e parte da via de acesso, a largura da berma foi reduzida
para 2,0m. A figura 6.4 apresenta a seção transversal com o novo lay-out de retaludamento.
Figura 6.4: Seção Principal do Talude considerando a adoção de retaludamento – Bermas
com largura de 2,0m.
A segunda solução estudada é a realização de retaludamento e a execução de um muro de
proteção, em alvenaria de pedra rachão, na base do talude visando diminuir a escavação e
aumentar a distância entre o topo do talude e a via. A figura 6.5, a seguir apresenta esta
solução.
Figura 6.5: Seção Principal do Talude considerando a adoção de muro de proteção em
alvenaria de pedra rachão e retaludamento - Bermas com largura de 2,0m.
A terceira solução estudada é a realização de muro de contenção utilizando solo-cimento
ensacado devido ao baixo custo, a disponibilidade de material e por ser considerado de
prática rotineira na região.
176
Para minimizar o corte do talude, o muro pré-dimensionado possui 5 m de altura, que de
acordo com as informações técnicas encontradas é uma altura viável. A base, com largura
de 2,00m, foi obtida de acordo com os critérios de pré-dimensionamento proposto por
MOLITERNO (1980) considerando um muro com seção retangular. O embutimento da
base utilizado foi de 1,0m. Este muro tem a face externa inclinada contra o talude,
formando com a vertical um ângulo de 10º. A figura 6.6 apresenta a seção transversal
considerando o muro pré-dimensionado.
Após o pré-dimensionamento segue-se com a análise de estabilidade do talude. Em uma
análise de estabilidade de uma contenção devem-se conhecer as características dos
materiais constituintes do maciço e da estrutura de contenção. Porém, há dificuldade para
determinação do grande número de parâmetros envolvidos na análise de estabilidade o que
evidencia a impossibilidade de uma avaliação precisa da estabilidade de uma estrutura de
contenção. Entre as dificuldades encontradas cita-se: variação do nível de água, anisotropia
ou heterogeneidade do solo, interferências antrópicas e incertezas relacionadas aos
parâmetros obtidos em campo e laboratório.
Figura 6.6: Seção Principal do Talude considerando a execução de muro de solo-cimento
ensacado.
De acordo com COUTINHO (2008), a adoção de um determinado valor do fator de
segurança (FS) num projeto visando estabilização de um talude depende de vários fatores,
entre os quais se destacam: as conseqüências potenciais associadas à instabilização do
talude (área urbana, mineração, estrada, etc.), a dimensão do talude, a heterogeneidade do
maciço investigado, a base de dados utilizada, etc. Um aspecto básico de uma análise de
177
estabilidade reside na seleção adequada dos valores dos parâmetros envolvidos no cálculo
do FS (pressões neutras, ângulo de atrito, coesão, peso específico).
A análise para verificar a estabilidade de muros de contenção deverá ser executada tendo
em vista os seguintes mecanismos potenciais de ruptura (figura 6.7):
Tombamento em relação ao pé do muro;
Deslizamento ao longo da base do muro;
Capacidade de suporte do solo de fundação do muro;
Instabilidade global do talude.
Figura 6.7: Condições de estabilidade a considerar numa estrutura de contenção
(COUTINHO, 2008 a partir de COUTINHO et al., 2008).
A análise de estabilidade solo-muro foi elaborada considerando os seguintes aspectos:
Fatores de Segurança (GEORIO, 2000):
o Segurança ao Tombamento: FS
tom b
≥ 2,0
o Segurança ao Deslizamento: FS
desl
≥ 1,5
o Segurança a Ruptura do Solo de Fundação: FS
rupt
≥ 3,0
Empuxos calculados de acordo com a teoria de Rankine para terrapleno inclinado,
conforme ilustrado na figura 6.8 a seguir (GEORIO, 2000);
Os parâmetros do solo utilizados nos cálculos foram os encontrados para a amostra
A2:
178
o Peso especifico: g = 1,79 t/m³
o Coesão: c = 0,65 t/m²
o Ângulo de Atrito: Ø = 27,7º
O peso do muro de solo-cimento utilizado foi de 1,8t/m³;
Admitiu-se que o nível de água encontrava-se na metade da altura do muro de
contenção, neste caso sendo considerado um empuxo hidrostático;
O empuxo passivo também foi considerado nos cálculos, porém foi minorado tendo
em vista as recomendações da GEORIO (2000) devido a possibilidade de erosão ou
escavação no pé do muro e a diferença ente os deslocamentos necessários pra
mobilizar os empuxos passivo e ativo. Coeficiente de Minoração = 0,33;
O coeficiente de atrito entre o muro e o solo da fundação foi considerado igual a m
= tg (0,75Ø) =0,38 (CRAIG, 2007);
A declividade do talude do terrapleno adotada foi de 2H:1V (24,6º).
'
sen
sen
arcsen
2
'
2
'
45
A
'coscoscos
'coscoscos
.cos
22
22
A
k
AAA
KcHkp '.2..
2
.
H
P
E
A
A
γ, c’, Ø’ = parâmetros efetivos do retroaterr
o
ε = fator angular do retroaterro (β< ε<90º)
Figura 6.8: Método de Rankine: Cálculo do empuxo ativo para retroaterro inclinado
(GEORIO, 2000).
179
Realizada a análise (SC-1) para a geometria proposta, observa-se que os fatores de
segurança ao tombamento e deslizamento ficaram abaixo do mínimo recomendado sendo
necessário o redimensionamento do muro de contenção. Foram realizadas mais 3 análises
considerando as seguintes geometrias: altura de 5,0 m e o aumento da base (SC-2) até
atender todos os fatores de segurança; altura de 4,0 m e base de 2,0m (SC-3); 4m e
aumentando e base que atenda todos os fatores de segurança (SC-4). A tabela 6.1 apresenta
as dimensões utilizadas na análise de estabilidade e os fatores de segurança obtidos.
Tabela 6.1: Resultados da análise de estabilidade de um muro de contenção em solo
cimento ensacado considerando o empuxo hidrostático.
Características
Análise
SC
-
1 SC
-
2 SC
-
3 SC
-
4
Dimensões
Altura
(
m
)
5,
0
5,
0
4,
0
4,
0
Base (m
)
2,
0
5,
0
2,
0
3,8
Embut imento (m
)
1,
0
1,
0
1,
0
1,
0
Fatores de Segurança
Tombamento - F
S
tomb
1,1
9
5,9
2
1,7
2
5,3
6
Deslizamento - F
S
desl
0,7
4
1,51 0,93 1,53
Rupt ura do solo de
fundação - FS
rup
3,2 7,44 4,39 7,63
Considerando que durante a realização das sondagens não foi detectada a presença do nível
de água e que o sistema de drenagem do muro seja 100% eficaz, foi realizada nova análise,
desta vez sem considerar o empuxo hidrostático. Os resultados encontrados estão
apresentados na tabela 6.2.
Tabela 6.2: Resultados da análise de estabilidade de um muro de contenção em solo-
cimento ensacado sem considerar o empuxo hidrostático.
Características
Análise
SC
-
1 SC
-
2 SC
-
3 SC
-
4
Dimensões
Altura
(
m
)
5,
0
5,
0
4,
0
4,
0
Base (m
)
2,
0
3,
4
2,
0
2,
4
Embut imento (m
)
1,
0
1,
0
1,
0
1,
0
Fatores de Segurança
Tombamento - F
S
tomb
1,43 3,5
4
2,1
0
2,8
7
Deslizamento - F
S
desl
1,03 1,53 1,3
4
1,53
Rupt ura do solo de
fundação - FS
rup
3,16 5,18 4,39 5,13
Observa-se em todos os casos analisados, considerando ou não o empuxo hidrostático que
o fator de segurança mais difícil de ser atendido é o contra deslizamento da base. Este fato
deve-se a minoração do empuxo passivo e ao baixo valor do coeficiente de atrito utilizado
180
na análise o que leva a muros com dimensões incompatíveis com área existente para sua
execução.
Comparando os resultados obtidos na análise com empuxo hidrostático e sem empuxo
hidrostático é visível o aumento no fator de segurança considerando o último cenário. O
que leva a muros com dimensões menores quando a presença de água não é considerada.
Apesar deste fato, a presença de água deve ser considerada na análise de estabilidade visto
que seria necessária a realização de uma campanha de instrumentação para identificar a
presença do nível de água ao longo das diversas estações do ano. Outro fato que impede
esta simplificação é o tipo de ocupação da área, onde há descarte de águas servidas e
tubulações de abastecimento de água em que podem ocorrer vazamentos.
Com o objetivo de diminuir as dimensões do muro de contenção, foi realizada nova análise
desta vez considerando o uso de estrutura de contenção com pedra rachão argamassada,
por possuir maior peso próprio (2,2 t/m³) quando comparado ao solo-cimento ensacado. A
figura 6.9 apresenta a seção transversal do muro a ser analisado. As dimensões iniciais
foram utilizadas considerando o pré-dimensionamento proposto por MOLITERNO (1980)
para muro com seção trapezoidal. As considerações utilizadas na análise de estabilidade
foram às mesmas do muro com solo-cimento ensacado.
Figura 6.9: Seção Principal do Talude considerando a execução de muro de contenção em
pedra rachão argamassada.
Realizada a análise (PR-1) para a geometria proposta, observa-se que os fatores de
segurança ao tombamento e deslizamento ficaram abaixo do mínimo recomendado sendo
181
necessário o redimensionamento do muro de contenção. Foram realizadas mais 3 análises
considerando as seguintes geometrias: altura de 5,0 m e o aumento da base (PR-2) até
atender todos os fatores de segurança; altura de 4,0 m e base de 2,0m (PR-3); 4m e
aumentando e base que atenda todos os fatores de segurança (PR-4).
A tabela 6.3 apresenta as dimensões utilizadas na análise de estabilidade e os fatores de
segurança obtidos. A título de verificação também foi realizada a análise sem considerar a
presença de água no talude (tabela 6.4).
Tabela 6.3: Resultados da análise de estabilidade de um muro de contenção em pedra
rachão argamassada considerando o empuxo hidrostático.
Características
Análise
P
R
-1 P
R
-2 P
R
-3 P
R
-4
Dimensões
Altura
(
m
)
5,
0
5,
0
4,
0
4,
0
Base maior (m
)
2,
4
4,8 2,
2
4,1
Base menor
(
m
)
0,
7
3,1 0,8 2,
7
Embut imento (m
)
1,
0
1,
0
1,
0
1,
0
Fatores de Segurança
Tombamento - F
S
tomb
1,6
7
5,5 2,
2
6,3
Deslizamento - F
S
desl
0,7
6
1,5 0,
9
1,5
Rupt ura do solo de
fundação - FS
rup
2,77 5,05 3,5 5,7
Tabela 6.4: Resultados da análise de estabilidade de um muro de contenção em pedra
rachão argamassada sem considerar o empuxo hidrostático.
Características
Análise
P
R
-1 P
R
-2 P
R
-3 P
R
-4
Dimensões
Altura
(
m
)
5,
0
5,
0
4,
0
4,
0
Base maior (m
)
2,
4
3,5 2,
2
2,5
Base menor
(
m
)
0,
7
1,8 0,8 1,1
Embut imento (m
)
1,
0
1,
0
1,
0
1,
0
Fatores de Segurança
Tombamento - F
S
tom
b
2,
0
4,1 2,
6
3,
4
Deslizamento - F
S
desl
1,05 1,5 1,3 1,5
Rupt ura do solo de
fundação - FS
ru
p
2,73 3,7 3,4 3,8
Como descrito anteriormente, a inclusão do empuxo hidrostático na análise diminui os
fatores de segurança sendo necessários muros com dimensões maiores. Mesmo
considerando uma estrutura de contenção com pedra rachão argamassa há necessidade de
dimensões não compatíveis com a área disponível a execução de obras de estabilização de
taludes.
182
A partir dos resultados obtidos na análise de soluções muros de contenção com solo-
cimento ensacado e pedra rachão argamassada, observa-se que também não é viável a
realização de muros de gabião tão pouco muros de concreto armado, já que o atendimento
do fator de segurança contra deslizamento leva a adoção de estruturas com grandes
dimensões.
De acordo com CUNHA (2010), o fator de segurança poderia ser maximizado através do
aumento do coeficiente de atrito e do empuxo passivo na base do muro. Este objetivo
poderia ser alcançado através da execução de uma base em concreto ciclópico ou pedra
lançada argamassada, uma recomposição com solo cimento compactado na frente da base
do muro e o uso de pontaletes a cada 2m proporcionando uma ancoragem do muro a base.
Esta solução pode ser observada na figura 6.10 abaixo.
Figura 6.10: Detalhe solução para aumentar o atrito solo-muro e o empuxo passivo
(CUNHA, 2010).
183
O corte do talude, tanto na solução de retaludamento como nas soluções com muros de
contenção, apresenta o inconveniente de necessitar de remoção das moradias no topo da
encosta. Aliado ao fato da ausência de área suficiente para execução de muros de
contenção foi estudada uma solução que não é usual na região metropolitana do Recife
diferentemente do que ocorre em outras regiões, principalmente no Rio de Janeiro.
O uso de solo-grampeado apresenta custo relativamente menor quando comparada a
contenções ancoradas e possibilita menor movimento de terra para a sua execução. O pré-
dimensionamento da estrutura foi definido de acordo com a metodologia apresentada por
GEORIO (2000) que utiliza ábacos que relacionam a densidade de grampeamento (d) com
a relação de estabilidade (N) e o ângulo de atrito (Ø) do solo.
hv
s
SS
D
q
D
(GEORIO, 2000)
Onde:
D = diâmetro do grampo;
q
s
= atrito unitário solo grampo;
γ = peso especifico do solo;
S
h
= Espaçamento horizontal;
S
v
= Espaçamento vertical.
O coeficiente de atrito unitário solo grampo pode ser obtido através de correlações
empíricas apresentadas na figura 6.11. Utilizando um valor médio de 10 golpes/30cm,
obtido a partir dos resultados das sondagens a percussão realizadas, obtém-se um
coeficiente de atrito unitário q
s
= 120 KPa.
184
Figura 6.11: Resultado de ensaios de arrancamento no Brasil (ORTIGÃO & PALMEIRA,
1997 a partir de GEORIO, 2000).
Considerou-se para este tipo de solução o emprego de contenção de 12m de altura e
grampos com 6 m de comprimento (L/H = 0,5) com inclinação de 5º com a horizontal. A
partir destas informações é possível com a utilização do ábaco apresentado na figura 6.12 o
pré-dimensionamento do solo reforçado com solo grampeado. O diâmetro do grampo
considerado foi de 75mm, valor usual de acordo com DIAS et al (2006).
O dimensionamento do grampo, no caso de projetos executivos, deve ser verificado através
da análise de estabilidade global do talude grampeado. O comprimento do grampo deverá
ultrapassar as superfícies de ruptura prováveis do talude.
Figura 6.12: Ábaco de estabilidade Solo grampeado para L/H =0,6 (CLOUTERRE, 1991 a
partir de GEORIO, 2000).
185
Tendo em vista que este é apenas um pré-dimensionamento foi utilizado o ábaco para
L/H=0,6. Com o uso do Ábaco, diversas situações de densidade foram analisadas inclusive
relacionando ao seu fator de segurança. A tabela 6.5 apresenta os resultados obtidos
durante o pré-dimensionamento.
Tabela 6.5: Resultado do Pré-dimensionamento de contenção com o emprego solo
grampeado.
Densidade de grampeamento (
d
) S
h
x S
v
Fator de Segurança
1,0 1,66 1,50
0,75 2,21 1,23
Observa-se que quanto maior o espaçamento entre os grampos, S
h
x S
v
(espaçamento
horizontal x espaçamento vertical), menor o fator de segurança. Considerando satisfatório
um fator de segurança acima de 1,50, será utilizada uma relação máxima de S
h
x S
V
de
1,66. Neste caso a adoção de um espaçamento de 1,0 x 1,5, horizontal e vertical
respectivamente é aceitável. Na figura 6.13 encontra-se apresentada a solução utilizando
solo grampeado.
Figura 6.13: Seção transversal de contenção com o uso de solo grampeado.
Esta solução tem como vantagens: diminuição do movimento de terra; remoção apenas
parcial das moradias; tempo de execução relativamente menor quando considerado as
demais soluções; e menor necessidade de material de jazidas e pedreiras, o que é
extremamente importante do ponto de vista ambiental.
186
Como desvantagem, esta solução necessitará de mão de obra especializada e necessidade
de realização de ensaio de arrancamento do grampo durante a fase de execução para
validação do projeto.
6.2.2 Análise da Estabilidade Global.
A análise de Estabilidade Global do talude foi realizada utilizando o software
GEOSTUDIO 2007 através do SLOPE/W. Foram analisadas as seções do talude
considerando o emprego das soluções: retaludamento com bermas, muro de proteção
assocciado a retaludamento com bermas, muro de conteção em pedra rachão e muro de
contenção em solo cimento. A análise considerando o emprego de solo grampeado não foi
realizada nesta pesquisa.
Para cada solução, foi realizada uma análise considerando a ausência de água no talude e
outra considerando que o nível de água encontrava-se a 1/2 da altura da obra de
contenção/proteção. A seguir na tabela 6.6 encontram-se apresentados os resultados
obtidos, através do método de Spencer e de Bishop.
Tabela 6.6: Fatores de Segurança obtidos na análise de estabilidade global.
SOLUÇÕES
FATOR DE SEGURANÇA
COM NÍVEL DE ÁGUA SEM NÍVEL DE ÁGUA
SPENCE
R
BISHOP SPENCE
R
BISHOP
Ret aludament
o
(Bermas 2,0m)
1,331 1,328 1,481 1,483
Muro Proteção /
Ret aludament o
1,370 1,372 1,482 1,486
Muro Pedra Rachã
o
1,36
7
1,36
7
1,54
9
1,55
4
Muro Solo ciment
o
1,363 1,36
2
1,565 1,57
0
As figuras 6.14 a 6.17 ilustram os resultados obtidos na análise de estabilidade global
considerando a presença de água no talude.
187
Figura 6.14: Análise de estabilidade (presença do nível de água) – Solução: retaludamento
com bermas de 2m (Método de Spencer).
Figura 6.15: Análise de estabilidade (presença do nível de água) – Solução: muro de
proteção associado a retaludamento com bermas de 2m (M étodo de Spencer).
188
Figura 6.16: Análise de estabilidade (presença do nível de água) – Solução: muro de
contenção em pedra rachão (Método de Spencer).
Figura 6.17: Análise de estabilidade (presença do nível de água) – Solução: muro de
contenção em solo cimento ensacado (Método de Spencer).
189
Observa-se na tabela 6.6, que na hipótese de ausência do nível de água, os fatores de
segurança apresentam valores maiores que quando considerado a presença do nível de
água, para todas as soluções. De uma forma geral, os fatores de segurança encontrados
apresentam valores semelhantes, considerado o método de Spencer e a presença do nível
de água, variando de 1,331 a 1,37, sendo a solução que utiliza um muro de proteção
associado ao retaludamento com bermas o que apresenta um maior fator de segurança
(FS=1,37).
A NBR 11682 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2009), adota
uma metodologia que admite a variação do fator de segurança FS em função da situação
potencial de ruptura do talude, relacionando o seu valor ao perigo de perda de vidas
humanas e à possibilidade de danos materiais e de danos ao meio ambiente. Os quadros 6.1
e 6.2, respectivamente, apresentam os critérios estabelecidos para a definição dos níveis de
segurança desejado contra a perda de vidas humanas e quanto a danos materiais e
ambientais.
Quadro 6.1: Nível de segurança desejado contra a perda de vidas humanas
(ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2009).
Nível de Segurança Critério
s
Alto
Á
reas com intensa movimentação e permanência de pessoas,
como edificações públicas, residenciais ou industriais,
estádios, praças e demais locais, urbanos ou não, com
possibilidade de elevada concentração de pessoas.
Ferrovias e rodovias de tráfego intenso.
Médio
Á
reas e edificações com movimentação e permanência restrita
de pessoas.
Ferrovias e rodovias de tráfego moderado.
Baixo
Á
reas e edificações com movimentação e permanência
eventual de pessoas.
Ferrovias e rodovias de tráfego reduzido.
190
Quadro 6.2: Nível de segurança desejado contra danos materiais e ambientais
(ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2009).
Nível de Segurança Critério
s
Alto
Danos materiais: Locais próximos a propriedades de alto valor
histórico, social ou patrimonial, obras de grande porte e áreas
que afetem serviços essenciais.
Danos ambientais: Locais sujeitos a acidentes ambientais
graves, tais como nas proximidades de oleodutos, barragens de
rejeito e fábricas de produtos tóxicos.
Médio
Danos materiais: Locais próximos a propriedades de valor
moderado.
Danos ambientais: Locais sujeitos a acidentes ambientais
moderados.
Baixo
Danos materiais: Locais próximos a propriedade de valor
reduzido.
Danos ambientais: Locais sujeitos a acidentes ambientais
reduzidos.
Para obtenção do Fator de Segurança mínimo para deslizamentos utiliza-se a tabela 6.7, a
partir da classificação dos riscos relativos às perdas de vidas humanas e as perdas materiais
e ambientais.
Tabela 6.7: Fatores de segurança mínimos para deslizamentos (ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2009).
Nível de segurança contra
danos a vidas
humanas
Alto Médio Baixo
Nível de
segurança contra
danos materiais e ambientais
Alt
o
1,5 1,5 1,4
Médi
o
1,5 1,4 1,3
Baixo 1,4 1,3 1,2
191
Considerando que o talude está localizado em uma área com movimentação e permanência
restrita de pessoas, o nível de segurança desejado contra a perda de vidas humanas pode ser
classificado como médio. Em relação ao nível de segurança desejado contra danos
materiais e ambientais, pode ser classificado como baixo, tendo em vista as moradias
apresentam valor reduzido e na área os acidentes ambientais são reduzidos. Deste modo o
Fator de Segurança Mínimo a ser encontrado nas análises de estabilidade global de
qualquer solução deverá ser superior a FS=1,3, portanto todas as soluções analisadas, que
apresentaram fator de segurança acima de 1,3 são viáveis.
6.2.3 Estimativa de Custo das Soluções Analisadas.
Com o objetivo de fazer uma análise financeira das soluções estudadas foram realizadas
estimativas de custo considerando a combinação de soluções de contenção e proteção
superficial. Os custos originados do sistema de drenagem não foram computados por
motivo de simplificação. Para a estimativa de custos foi utilizado como referência à tabela
de preços para contratação de obras e serviços de engenharia da EM LURB - Recife (data-
base: janeiro de 2008) e o trabalho realizado por COUTINHO (2008). Como o item solo
grampeado não é um serviço realizado na região, utilizou-se como referência valores
encontrados no estado da Paraíba (SOARES, 2010). A figura 6.18 apresenta os resultados
da estimativa de custo realizada.
192
Figura 6.18: Gráfico com a estimativa de custo das soluções propostas (data base:
jan/2008).
De acordo com a estimativa de custo realizada, a solução utilizando um muro de solo
cimento ensacado, foi a que apresentou menor valor em relação seguido da solução com o
muro de proteção associada a um retaludamento. Os muros de solo-cimento ensacado
apesar de terem dimensões superiores ao de pedra rachão argamassada apresentam valores
menores devido ao seu custo reduzido. A solução considerando o emprego de solo
grampeado apresentou o maior valor da estimativa. Vale ressaltar que nos quantitativos dos
muros não foram computados os custos relativos ao transporte de material das
jazidas/pedreiras para o local da obra o que pode tornar o custo de retaludamento inferior
ao de execução de muros de contenção e o do solo grampeado mais atrativo.
193
6.2.4 Escolha da Solução para Estabilização do Talude
Devido ao grande número de tipos de obras disponíveis para a estabilização de taludes é
possível a uma grande quantidade de combinações entre elas. Partindo das soluções
comumente encontradas na região foram realizadas análises técnicas e de custo para pautar
a escolha de uma intervenção para estabilizar o talude em questão. Com o objetivo de
verificar a viabilidade de uma prática não rotineira na região, foi realizada uma análise
considerando o uso de solo grampeado.
A análise de retaludamento, com diferentes larguras de bermas, e a execução de muros de
contenção com diferentes materiais (solo-cimento ensacado e pedra rachão argamassada)
necessita de remoção de moradias, o que de acordo com
ALHEIROS (2006) é o último tipop de intervenção a ser considerada devido a sua
complexidade e custo.
O emprego de solo grampeado para contenção da encosta proporciona o “congelamento”
da situação permitindo que não haja remoção de moradias. Porém o custo estimado é
elevado, tendo em vista o padrão das moradias existentes no local, o que não justifica a sua
adoção. Além da desvantagem técnica, pois este tipo de solução não é usual na região,
necessitando de mão de obra especializada e realização de ensaios durante a fase de
execução para estimativa do coeficiente de atrito entre o solo e o grampo.
Os muros de contenção com solo cimento ensacado apresentam valores inferiores ao da
solução com muro de proteção e retaludamento, porém não foram computados os custos
relativos a transporte de material proveniente das jazidas / pedreiras para a obra. O que
deve elevar o custo final da solução.
Tendo em vista os aspectos analisados, a solução proposta é a execução de muro de
proteção e retaludamento com bermas de 2,0m de largura com integração de proteção
superficial natural (gramíneas) e drenagem. Este tipo de solução promove na encosta uma
redução da poro-pressão e redução das forças desestabilizadoras.
Optou-se pela proteção natural, apesar de necessitar de manutenção, devido ao fato desta
solução proporcionar:
194
Atenuação do choque das chuvas sobre o solo;
Redução da infiltração das águas;
Proteção da parte superficial do solo contra a erosão;
Amenização da temperatura local;
Criação de um ambiente visualmente mais agradável.
6.3 Caso 02: Talude SETOR II (Rua Gilberto Viegas / Rua Cassimiro de Abreu)
A instabilidade deste talude foi descrita nos trabalhos de SILVA et al (2005), SILVA
(2007) e SILVA et al (2009). O talude apresenta indícios de instabilidade desde o ano de
2000. Os estudos realizados na área revelaram que durante os períodos chuvosos há
reativação do movimento gravitacional de massa. Suas dimensões são da ordem de 117 m
x 130m com cotas que variam altura em torno de 23,75m e apresenta uma inclinação de
cerca de 10º. O levantamento geológico-geotécnico identificou que a presença de camadas
de solo residual maduro de granito e da Formação Barreiras.
A partir dos resultados obtidos com a campanha de instrumentação, foram definidos os
níveis de água no talude (figuras 4.41 e 4.42). Observa-se que a elevação dos níveis
piezométricos estão associadas a precipitações da ordem de 100mm e que as leituras
realizadas no furo SM-01 e SM-02 indicam fluxo de água subterrâneo ascendente enquanto
no furo SP-01 o fluxo é ascendente chegando a aflorar durante ocorrência de precipitações
elevadas.
Os inclinômetros instalados na área indicaram: que o movimento é mais significativo na
parte central da encosta; em períodos de precipitações intensas há estágios de reativação; e
que a superfície de ruptura atual encontra-se próxima ao contato dos solos da Formação
Barreiras com Solo Residual de granito.
SILVA (2007) realizou análises de estabilidade no talude, considerando a seção principal,
para o estágio de reativação. Foram simuladas duas situações, sendo a primeira delas com a
utilização do nível de água mínimo na encosta. A segunda refere-se à situação em que o
talude encontra-se com o nível de água máximo. As figuras 6.19 e 6.20 ilustram os
resultados das análises de estabilidade realizados.
195
Figura 6.19: Análise de estabilidade – estágio de reativação considerando nível d'água
subterrâneo mínimo. Método de Spencer (SILVA, 2007).
Figura 6.20: Análise de estabilidade – estágio de reativação considerando nível d'água
subterrâneo máximo. Método de Spencer (SILVA, 2007).
196
6.3.1 Análise da Solução
Como ficou evidenciado que uma das causas da movimentação é a elevação do nível de
água, que promove o aumento da solicitação no talude, a solução proposta tem como
finalidade a redução da poro-pressão através da execução de drenagem profunda com o
emprego de drenos horizontais profundos – DHP também conhecidos como drenos sub-
horizontais.
Nos trabalhos consultados, GEORIO (2000) e DNIT (2006a), encontram-se apenas ábacos
para pré-dimensionamento de dreno horizontal profundo – DHP considerando camadas de
homogêneas de solo. A intervenção proposta deverá ser reavaliada considerando as
características geológico-geotécnicas encontradas no local.
Os comprimentos dos drenos foram definidos considerando a posição do nível de água
mínimo e a conclusão que drenos mais longos e mais espaçados são mais eficientes do que
os drenos mais curtos com espaçamento menor (DNIT, 2006 a e Georio, 2000). O
comprimento dos drenos foi estimado 40 m de modo a permitir o rebaixamento do nível de
água do lado direito da Rua Gilberto Viegas e a possibilidade do emprego de tubos de
PVC. A inclinação utilizada é de 5º em relação à horizontal.
A figura 6.21 apresenta planta contendo a solução proposta. Os drenos DHP serão
integrados a um sistema de drenagem superficial com o objetivo de coletar e conduzir a
água para fora do talude. O perfil longitudinal contendo a intervenção proposta encontra-se
apresentado na figura 6.22 juntamente com a indicação dos níveis de água e piezométricos.
Neste setor, também será necessária a execução de um pequeno retaludamento no topo do
talude com o objetivo de diminuir as forças desestabilizadoras. Como área apresenta
indícios de movimentação, será necessária a remoção de uma moradia que se encontra
próxima aos locais instáveis do talude.
197
Figura 6.21: Planta de locação dreno horizontal profundo – DHP (a partir de SILVA, 2007)
Figura 6.22: Perfil longitudinal da intervenção com dreno horizontal profundo – DHP e os
níveis de água / piezométricos existentes no talude (a partir de Silva, 2007)
198
Com o emprego do software Geostudio (Versão 7.17) foi realizada a análise de
estabilidade global do talude após o retaludamento. O Fator de Segurança mínimo obtido,
considerando o nível de água mínimo no talude através do método de Spencer foi de
FS=1,622, conforme ilustrado na figura 6.23 a seguir.
Figura 6.23: Análise de estabilidade – retaludamento (M étodo de Spencer).
6.3.2 Estimativa de Custo da Solução Analisada.
Foi estimado apenas o custo relativo à execução do dreno, compreendendo os serviços de
perfuração e implantação do dreno, inclusive com a sua boca. Para esta estimativa utilizou-
se a tabela de referência do DNIT denominada de SICRO II (Sistema de Custos
Rodoviários) para o estado de Pernambuco com database de janeiro de 2010. A tabela 6.8
apresenta os quantitativos e a estimativa de custo encontrada.
199
Tabela 6.8: Estimativa de Custo – Solução com Dreno Subhorizontal - DHP
Item Serviços Unidade Quantidade
Custo
Unitário
(R$)
Custo
(R$)
1
Perfuração para dreno sub-
horizontal mat. 1a cat. m m 440 120,67
53.094,80
2 Dreno subhorizontal
m 440 46,26
20.354,40
3 Boca de saída para dreno
und 11 12,30
135,30
Total
73.584,50
A solução aparentemente apresenta um custo reduzido quando comparado a execução de
muros contenção para estabilização de taludes.
No próximo capítulo serão apresentadas as conclusões e sugestões para futuras pesquisas.
200
7. CONCLUS ÕES E S UGES TÕES
O problema resultante da ocupação desordenada de encostas envolve questões
multidisciplinares, em principio áreas de engenharia, urbanismo, meio-ambiente, sócio-
econômicas e políticas. Deste modo as intervenções para estabilização de taludes devem
consistir de um conjunto de ações que tenha por objetivo reordenar e regularizar a
ocupação com a adoção de diferentes tipos de obras que se integram proporcionando
soluções com características sinérgicas.
Considerando este aspecto ações estruturais foram concebidas de forma integrada,
considerando os aspectos técnicos, econômicos e sócio-culturais da região, e as técnicas
construtivas adequadas às condições geotécnicas das encostas e as técnicas de intervenção
utilizadas pela prefeitura. As intervenções realizadas de forma pontual podem perder sua
eficácia em pouco tempo, chegando até ao colapso, pela falta de atuação global,
manutenção, harmonia com o restante da área, por isso a preocupação de realizar projetos
integrados para toda área de risco.
Durante visitas de campo foi verificado que a prefeitura realizou obras de drenagem e
proteção superficial, através da execução de tela argamassada no talude existente na subida
do Vale das Pedreiras e a colocação de lonas plásticas em taludes que apresentam risco de
deslizamento. A indicação das soluções teve como objetivo a utilização de obras já
existentes completando o tratamento que foi realizado no local.
Muitas das medidas que normalmente são adotadas para tratar o problema das encostas
focaliza somente o aspecto técnico, geralmente com intervenções corretiva de engenharia
para a estabilização dos taludes. Como é de se esperar, após a realização de obras, o
processo de ocupação se intensifica e conseqüentemente, suas ações antrópicas nocivas.
Verifica-se que a execução somente desse tipo de intervenção corretiva tem um efeito
mitigador bastante limitado, pois, com o tempo, a intensificação de ações antrópicas reduz
consideravelmente o beneficio proporcionado por essas medidas (MENDONÇA et al,
1998).
201
As moradias identificadas em locais de risco ou que se constituem em agentes
instabilizadores devem ser removidas, restabelecendo condicionantes favoráveis à
estabilidade da encosta. Estas remoções deverão ser feitas prioritariamente na própria
localidade para permitir a continuidade do vinculo com a comunidade.
Tendo em vista o estudo de soluções, para estabilização de encostas, realizado na presente
pesquisa, referente aos problemas de instabilidade encontrados em uma área no bairro de
Jardim Primavera, município de Camaragibe - PE, as principais conclusões obtidas foram:
O conhecimento das características de diversos tipos de obras para estabilização
permite que sejam adotadas soluções que agregam intervenções que atuam
combatendo princípios de instabilização diferentes e específicas para cada
problema de instabilidade encontrado;
As ações de caráter pontual apresentam inconvenientes, pois podem apenas
transferir os problemas de instabilidade. Devem-se adotar ações estruturais de
forma integrada, tratando os taludes de forma global, com o uso de soluções de
drenagem, proteção superficial, retaludamentos e obras de contenção. Deste modo
há um melhor aproveitamento dos benefícios proporcionados por cada tipo de obra;
A água sob diferentes formas (precipitação ou descarte antrópico) é um dos agentes
que mais interferem na estabilidade de um talude, sendo necessários para mitigar os
seus efeitos obras de drenagem e proteção superficial;
A manutenção de obras de engenharia, realizado pelo município ou pelos
moradores, principalmente de dispositivos de drenagem, é muito importante, sob o
risco de ter sua função comprometida ou, até, de se tornar um agente nocivo.
A área de estudo apresenta diversos problemas de instabilidade decorrentes dos
fatores antrópicos tais como: descarte de água servida; vazamentos de tubulações
de água; presença de fossas nos taludes; desconhecimento ou não utilização dos
aspectos técnicos para construção de moradias e obras de retaludamento, onde é
possível encontrar corte subverticais e aterros realizados com lançamento de
material sem compactação; lançamento de lixo nas encostas, etc.
Com relação às características geológico-geotécnicas a área é formada por
sedimentos da Formação Barreiras e Solos Residuais de Granito. Os solos da
Formação Barreiras foram apenas identificados nos taludes localizados abaixo da
rua Gilberto Viegas. Sendo necessário um estudo mais detalhado para identificar se
202
estes sedimentos foram transportados por processos geológicos ou por ação
antrópica. De uma maneira geral estes solos apresentam as seguintes
características:
o Os solos existentes nos taludes acima da rua Gilberto Viegas (SETOR I)
foram classificados com residual maduro de granito. As sondagem a
percussão realizada nesta encosta demonstra que em geral o número de
golpes é crescente com a profundidade e que apresentam valores inferiores
a 10 golpes/30cm até cerca de 4m;
o Com relação aos resultados obtidos no SETOR II, há uma variação de 2 a
17 golpes, até atingirem a profundidade média de 7,0m, em seguida há um
crescimento dos valores, chegando à faixa de 30 golpes até atingir o
impenetrável;
o Os ensaios granulométricos realizados, com e sem utilização de
defloculante, indicaram as partículas de argila tendem a apresentarem-se
agregadas no seu estado natural. Os solos da Formação Barreiras
classificam-se no grupo SC (areias argilosas) e os solos residuais maduros
de granito, classificam-se em sua maioria no Grupo CL (argilas arenosas);
o Os ensaios de permeabilidade apresentaram resultados da ordem de 10
-6
a
10
-7
coerentes com a permeabilidade de solos residuais de granito;
o Os ensaios de cisalhamento direto na condição inundada apresentam valores
semelhantes, quando comparados com os dados obtidos por SILVA (2007).
O intercepto de coesão é que apresentam maior dispersão tendo valores que
variam de 3,8 kPa a 11,3 kPa. Os valores de ângulo de atrito encontrados
encontram-se definidos entre 26º a 29º.
A escolha de soluções deverá levar em consideração não apenas o aspecto
financeiro, também deverá ser considerado os aspectos técnicos, ambientais, sócio-
culturais da região, disponibilidade de material e mão de obra qualificada;
O perfeito entendimento dos processos de estabilização é fundamental para a
análise e proposta de soluções. Também é necessária a obtenção de parâmetros
geotécnicos confiáveis de modo a diminuir as incertezas inerentes as análises;
O uso de técnicas de pré-dimensionamento deverá ser utilizado apenas durante
estudos de viabilidade ou anteprojetos. Os resultados encontrados deverão ser
analisados para verificar a estabilidade dos taludes com relação aos mecanismos
potenciais de ruptura;
203
A solução proposta para estabilização da área de estudo, prevê a adoção de muros
de contenção associados a obras de retaludamento, drenagem superficial e profunda
e proteção superficial com o uso de telas argamassadas e gramíneas. Para diminuir
o risco em algumas encontradas será necessária a remoção de moradias;
A determinação de duas áreas “Non aedificandi” foi necessária tendo em vista que
nestes locais o risco classifica-se como alto devido a ocorrência de indícios de
movimento gravitacional de massa e a presença de aterro com grande altura,
construído sem consideração dos aspectos técnicos. Esta medida foi utilizada pelo
fato de não ser viável a adoção de obras para estabilização destes taludes;
Em relação à análise dos mecanismos de ruptura e escolha de soluções, realizada no
Capítulo 6, pode-se observar:
o A necessidade de determinação dos parâmetros a serem utilizados no estudo
não é tarefa simples. Porém, o uso de parâmetros conservadores tendo em
vista as incertezas, pode levar a concepção de estruturas
superdimensionadas;
o O empuxo hidrostático tem grande contribuição em relação à solicitação do
talude. Este deverá ser considerado quando não resultados de
instrumentação / ensaios que descartem a sua presença no talude ou quando
há garantias que as ações antrópicas não alterem o fluxo de água no talude;
o A metodologia e os parâmetros utilizados levaram a concepção de muros de
gravidade de grandes dimensões. O atendimento do fator de segurança
contra deslizamento da base foi o responsável pela definição das geometrias
dos muros. Tendo em vista este aspecto, tais soluções não foram
consideradas viáveis neste estudo.
o O emprego de solo grampeado permitiria que as moradias existentes no
topo do talude estudado não fossem removidas totalmente, porém torna-se
inviável tendo em vista o padrão construtivo das mesmas;
o A estabilização do talude do Caso 01 deve ser feita através da execução de
um muro de proteção, em alvenaria de pedra rachão argamassada, associada
a um retaludamento associado com proteção superficial (gramíneas) e
drenagem superficial mesmo tendo que promover a remoção das moradias
do topo do talude.
o Para o talude estudado no Caso 02, ficou evidenciado que uma das causas
da movimentação é a elevação do nível de água, que promove o aumento da
204
solicitação no talude. A solução proposta tem como finalidade a redução da
poro-pressão através da execução de drenagem profunda com o emprego de
drenos horizontais profundos – DHP.
O planejamento de intervenções deverá ser realizado conjuntamente com a
comunidade através de ações de mobilização. É de grande importância a apreensão
pela população de informações sobre fatores antrópicos prejudiciais à estabilidade
das encostas, os sinais que indicam processos de instabilização, métodos
construtivos para prevenir ou remediar o problema, manutenção das obras de
engenharia e noções de valores sócio-ambientais.
As sugestões para futuras pesquisas são:
Analisar detalhadamente as soluções empregadas na região metropolitana do
Recife, considerando a fase de projeto e execução da obra;
Determinar parâmetros e recomendações para serem utilizados na análise de
estabilidade representativos das características geológico-geotécnicas e práticas
construtivas da região;
Análise 3D para entendimento do problema, em função das sondagens, fluxo,
mecanismos de movimentação, etc;
Estudar novas tecnologias para estabilização de taludes considerando a relação
custo / benefício.
205
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