Solo grampeado Solo grampeado Solo grampeado Solo grampeado

Solo grampeado

Índice:

Histórico

Solo grampeado é uma técnica empregada para a estabilização e contenção de taludes escavados ou naturais. O processo construtivo consiste na introdução de inclusões passivas “chumbadores” no maciço a ser estabilizado. Estas inclusões são compostas por barras de aço envolvidas por calda de cimento e trabalham essencialmente à tração e são aliadas a um revestimento de concreto projetado combinada a drenos horizontais profundos “DHP’s” e barbacãs instalados à face.

As origens do solo grampeado provêm das técnicas desenvolvidas na década de 50 por engenheiros de minas na Europa, para estabilização das paredes remanescentes de escavações em rocha.

A idéia consistia em se introduzir barras de aço no maciço rochoso de modo a reduzir as possibilidades de desplacamento de pequenas lascas e a abertura de descontinuidades pré-existentes. Desta forma, fixadas as lascas e evitada a propagação das descontinuidades, o maciço se comportava como um bloco de rocha único minimizando a possibilidade de acidentes.

A primeira obra documentada em solo grampeado foi executada na França, em 1972 e 1973, em um talude ferroviário próximo à cidade de Versailles. Trata-se de uma contenção temporária construída em areia com alta densidade de grampos curtos.

Em 1986 teve início um grande projeto de pesquisa francês sobre solo grampeado, o Projeto CLOUTERRE, com a participação da iniciativa privada e do governo francês. O objetivo deste programa era promover o uso do solo grampeado através de recomendações, incrementando o conhecimento do comportamento e para o desenvolvimento de projetos com este tipo de estrutura. O projeto abrangeu estudos experimentais com muros-modelo além da análise de dados dos ensaios realizados pelas empresas participantes e resultou na produção de um volume com diversas recomendações em 1991.

No Brasil as obras de solo grampeado tomaram impulso apenas a partir da década de 80. No entanto existem evidências de sua primeira utilização em 1970, de forma intuitiva, para estabilização do emboque do túnel de adução do sistema Cantareiras. A partir de 1972, chumbadores perfurados e injetados com calda de cimento ou somente cravados foram utilizados nos túneis e taludes da Rodovia dos Imigrantes em São Paulo.

Seqüência executiva

O sistema de contenção em solo grampeado é realizado em etapas sucessivas e descendentes representadas de forma resumida nas fotos abaixo:

Etapas da contenção do solo grampeado Etapas da contenção do solo grampeado Etapas da contenção do solo grampeado Etapas da contenção do solo grampeado Etapas da contenção do solo grampeado Etapas da contenção do solo grampeado Etapas da contenção do solo grampeado Etapas da contenção do solo grampeado Etapas da contenção do solo grampeado
  • Escavação em estágios e alternados, fotos 1 e 2;
  • Proteção da área escavada com concreto projetado, foto 3;
  • Perfuração do chumbadores, foto 4;
  • Instalação do chumbador, foto 5;
  • Injeções dos chumbadores, foto 6;
  • Aplicação do concreto projetado até a espessura determinada, foto 7;
  • Acabamento da superfície de concreto projeto, foto 8;
  • Produto acabado, foto 9.

 

1. Escavação

A primeira etapa na seqüência executiva do solo grampeado é a escavação, que é realizada em estágios, comumente com profundidades de 1,0 a 2,0 m e em trechos horizontais intercalados.

É recomendado que nas faces recém-escavadas (trechos intercalados) deve-se realizar o pré-jateamento com concreto projetado para proteção provisória contra erosão ou desplacamento do solo, evitando sobressaltos em solos de comportamento geotécnico difícil.

Escavação Escavação

 

2. Perfuração e instalação dos chumbadores

Este procedimento é realizado com perfuratrizes manuais elétricas ou mecânicas hidráulicas e facilitado com o uso de fluídos como água, ar comprimido ou lama bentonítica. Os furos comumente empregados são de Ø 75 e 100 mm.

Após a perfuração o furo deve ser preenchido com calda de cimento de forma ascendente, e em seguida, o chumbador provido de centralizadores e demais mangueiras de injeção deve ser introduzido.

Os centralizadores servem para garantir a continuidade e a regularidade do recobrimento com a calda de cimento e as demais mangueiras são posteriormente injetadas com calda de cimento sob pressão, tal operação resulta o aumento da resistência de interface (grampo-solo).

É comum utilização de barras de aço de 12,5 à 32 mm de diâmetro para os chumbadores. Os mesmos necessitam de proteção contra corrosão quando instalados em ambientes agressivos e, como não existe uma norma específica para a técnica de solo grampeado, recomenda-se adotar a proposta da norma NBR-5629 – Execução de Tirantes Ancorados no Terreno, esta norma traz a classificação para determinar o tipo de proteção a ser utilizada em cortinas atirantadas.

Perfuração Perfuração Perfuração Perfuração

 

3. Revestimento da face

O revestimento da face é feito, em geral, com concreto projetado armado com malha de aço eletrosoldada ou substituída por fibras de aço ou fibras sintéticas que tem a vantagem de reduzir o tempo de execução e o volume de concreto. Embora não possua função estrutural, pois absorvem apenas pequenos carregamentos, a face deve evitar rupturas localizadas e processos erosivos.

O concreto projetado pode ser aplicado por via seca ou úmida. A aplicação por via seca é mais utilizada devido sua praticidade, pois é possível interromper e reiniciar os serviços sem perdas de material e tempo de limpeza do equipamento. A aplicação por via úmida é mais apropriada para trabalhos maiores devido ao tamanho dos equipamentos necessários.

A espessura do revestimento varia entre 50 e 150 mm, onde faces mais esbeltas podem ser utilizadas em superfícies inclinadas enquanto que as contenções permanentes verticais possuem faces com espessura maior.

Revestimento Revestimento

 

4. Drenagem

Uma regra geral para a execução do solo grampeado é evitar que a percolação de água de outras fontes, como chuva ou vazamentos em tubulação, ocorra na direção do paramento.

A proteção consiste basicamente na execução de drenos profundos e de aparatos para drenagem superficial. Devem ser utilizados também drenos de paramento com a função de promover a drenagem das águas vindas todo talude, que chegam ao paramento.

A drenagem profunda é feita com drenos subhorizontais profundo. Estes consistem de tubos plásticos ranhurados (diâmetro de 40 mm), inseridos em furos no solo de aproximadamente 75 mm de diâmetro. Os tubos são recobertos por geotêxtil ou tela de nylon com a função de filtração.

A drenagem de paramento é feita com barbaças ou com dreno linear contínuo. Os barbacãs são executados com a escavação de uma cavidade (aproximadamente 20 x 20 x 20 cm) preenchida com material arenoso. Nessa cavidade é instalada uma saída com tubo drenante, partindo do seu interior para fora do re vestimento, com inclinação descendente. É um procedimento de drenagem pontual que deve ser projetado para abranger toda a superfície do paramento, respeitando espaçamentos especificados em projeto.

A drenagem do paramento também pode ser feita com drenos lineares contínuos. Estes são encontrados em produto específico no mercado (exemplo: Macdrain V – Maccaferri). O dreno se estende na vertical do paramento, desde sua crista até o pé do talude onde aflora na canaleta de pé.

Por fim, é necessário atentar para a drenagem superficial. Canaletas de crista e de pé cumprem seu papel. Em geral são moldadas no local e cobertas com concreto projetado.

Com estas medidas, a água é conduzida corretamente por toda a obra e é importante que elas sejam instaladas antes da execução do revestimento da face. Ressalta-se a necessidade de uma correta manutenção do sistema de drenagem. Trincas, sujeiras e obstruções em tubos devem ser evitadas.

Drenagem Drenagem

 

Referências e indicação de alguns trabalhos sobre solo grampeado, chumbadores e concreto projetado.

- ABEF – Associação Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundações e Geotecnia. Manual de especificações de produtos e procedimentos ABEF. Pini. São Paulo. 2004.

- ABMS – Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia. Solo grampeado – Projeto, execução, Instrumentação e comportamento. Wokshop. São Paulo. 2003.

- CAMARGO, VICTOR ENRIQUE LEÓN BUENO DE. Comparação de métodos de análise de estruturas de solo grampeado. Dissertação de Mestrado. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. 2005.

- FEIJÓ, ROGÉRIO LUIZ. Monitoração de uma escavação experimental grampeada em solo residual gnáissico não saturado. Tese de Doutorado. Universidade Federal do Rio de Janeiro. 2007.

- FRANÇA, FAGNER ALEXANDRE NUNES DE. Ensaios de arrancamento em solo grampeado executados em laboratório. Dissertação de Mestrado. Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. 2007.

- FRENCH NATIONAL RESEARCH PROJECT CLOUTERRE. Recommendations CLOUTERE – 1991 for designing, calculating, constructing and inspecting earth support systems using soil naling.

- GEORIO. Manual técnico de encostas – ancoragens e grampos. Fundação Instituto de Geotécnica do Município do Rio de Janeiro. 2000.

- ORTIGÃO, J.A.R. Ensaio de arrancamento em obras de solo grampeado. Revista Solos e Rochas. Abril 2007.