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Estruturas de Contenção 1

Estruturas de Contenção Muros de Arrimo

1. D efinição2
2. Tipos de Muros2
2.1. Muros de Gravidade2
2.1.1. Muros de alvenaria de pedra2
2.1.2. Muros de concreto ciclópico ou concreto gravidade3
2.1.3. Muros de gabião4
2.1.3.1. Muros em fogueira (“crib wall”)5
2.1.4. Muros de sacos de solo-cimento6
2.1.5. Muros de pneus8
2.1.6. Muros de Flexao9
3. Influência da Água1
3.1. Siste mas de Drenagem12
4. Estabilidade de Muros de Arrimo19
4.1. Cálculo dos esforços Rankine x Coulomb20
4.2. Método construtivo23
4.3. Parâ metros de resistência23
4.4. Segurança contra o Tombamento24
4.5. Segurança contra o Deslizamento25
4.6. Capacidade de Carga da Fundação29
4.7. Segurança contra a Ruptura Global31
4.7.1. Método das Fatias - Fellenius32
5. Exemplos de Dimensionamento34
6. Apendice I – detalhes construtivos para muros de pneus41
6.1. Materiais41
6.2. Di mensionamento43

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1. DEFINIÇÃO

Muros são estruturas corridas de contenção de parede vertical ou quase vertical, apoiadas em uma fundação rasa ou profunda. Podem ser construídos em alvenaria (tijolos ou pedras) ou em concreto (simples ou armado), ou ainda, de elementos especiais.

Os muros de arrimo podem ser de vários tipos: gravidade (construídos de alvenaria, concreto, gabiões ou pneus), de flexão (com ou sem contraforte) e com ou sem tirantes.

Terrapleno ou reaterro fundaçao dente corpo tardoz base crista

Figura 1 Terminologia

2. TIPOS DE MUROS1 2.1. Muros de Gravidade

Muros de Gravidade são estruturas corridas que se opõem aos empuxos horizontais pelo peso próprio. Geralmente, são utilizadas para conter desníveis pequenos ou médios, inferiores a cerca de 5m. Os muros de gravidade podem ser construídos de pedra ou concreto (simples ou armado), gabiões ou ainda, pneus usados.

2.1.1. Muros de alvenaria de pedra

Os muros de alvenaria de pedra são os mais antigos e numerosos. Atualmente, devido ao custo elevado, o emprego da alvenaria é menos freqüente, principalmente em muros com maior altura (Figura 2).

1 Manual da Geo-Rio – Capítulo 3

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Estruturas de Contenção 3

No caso de muro de pedras arrumadas manualmente, a resistência do muro resulta unicamente do embricamento dos blocos de pedras. Este muro apresenta como vantagens a simplicidade de construção e a dispensa de dispositivos de drenagem, pois o material do muro é drenante. Outra vantagem é o custo reduzido, especialmente quando os blocos de pedras são disponíveis no local. No entanto, a estabilidade interna do muro requer que os blocos tenham dimensões aproximadamente regulares, o que causa um valor menor do atrito entre as pedras.

Muros de pedra sem argamassa devem ser recomendados unicamente para a contenção de taludes com alturas de até 2m. A base do muro deve ter largura mínima de 0,5 a 1,0m e deve ser apoiada em uma cota inferior à da superfície do terreno, de modo a reduzir o risco de ruptura por deslizamento no contato muro-fundação.

Quanto a taludes de maior altura (cerca de uns 3m), deve-se empregar argamassa de cimento e areia para preencher os vazios dos blocos de pedras. Neste caso, podem ser utilizados blocos de dimensões variadas. A argamassa provoca uma maior rigidez no muro, porém elimina a sua capacidade drenante. É necessário então implementar os dispositivos usuais de drenagem de muros impermeáveis, tais como dreno de areia ou geossintético no tardoz e tubos barbacãs para alívio de poropressões na estrutura de contenção.

Figura 2 Muros de alvenaria de pedra

2.1.2. Muros de concreto ciclópico ou concreto gravidade

Estes muros (Figura 3) são em geral economicamente viáveis apenas quando a altura não é superior a cerca de 4 metros. O muro de concreto ciclópico é uma estrutura construída mediante o preenchimento de uma fôrma com concreto e blocos de rocha de dimensões variadas. Devido à

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Estruturas de Contenção 4 impermeabilidade deste muro, é imprescindível a execução de um sistema adequado de drenagem.

A sessão transversal é usualmente trapezoidal, com largura da base da ordem de 50% da altura do muro (Figura 20). A especificação do muro com faces inclinadas ou em degraus pode causar uma economia significativa de material. Para muros com face frontal plana e vertical, devese recomendar uma inclinação para trás (em direção ao retroaterro) de pelo menos 1:30 (cerca de 2 graus com a vertical), de modo a evitar a sensação ótica de uma inclinação do muro na direção do tombamento para a frente.

Os furos de drenagem devem ser posicionados de modo a minimizar o impacto visual devido às manchas que o fluxo de água causa na face frontal do muro. Alternativamente, pode-se realizar a drenagem na face posterior (tardoz) do muro através de uma manta de material geossintético (tipo geotêxtil). Neste caso, a água é recolhida através de tubos de drenagem adequadamente posicionados.

Figura 3 Muros de concreto ciclópico (ou concreto gravidade)

2.1.3. Muros de gabião

Os muros de gabiões (Figura 4) são constituídos por gaiolas metálicas preenchidas com pedras arrumadas manualmente e construídas com fios de aço galvanizado em malha hexagonal com dupla torção. As dimensões usuais dos gabiões são: comprimento de 2m e seção transversal quadrada com 1m de aresta. No caso de muros de grande altura, gabiões mais baixos (altura = 0,5m), que apresentam maior rigidez e resistência, devem ser posicionados nas camadas inferiores, onde as tensões de compressão são mais significativas. Para muros muito longos,

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Estruturas de Contenção 5 gabiões com comprimento de até 4m podem ser utilizados para agilizar a construção. A Figura 21 apresenta ilustrações de gabiões.

A rede metálica que compõe os gabiões apresenta resistência mecânica elevada. No caso da ruptura de um dos arames, a dupla torção dos elementos preserva a forma e a flexibilidade da malha, absorvendo as deformações excessivas. O arame dos gabiões é protegido por uma galvanização dupla e, em alguns casos, por revestimento com uma camada de PVC. Esta proteção é eficiente contra a ação das intempéries e de águas e solos agressivos (Maccaferri, 1990).

As principais características dos muros de gabiões são a flexibilidade, que permite que a estrutura se acomode a recalques diferenciais e a permeabilidade.

Figura 4. Muro Gabião 2.1.3.1. Muros em fogueira (“crib wall”)

“Crib Walls” (Figura 5) são estruturas formadas por elementos pré-moldados de concreto armado, madeira ou aço, que são montados no local, em forma de “fogueiras” justapostas e interligadas longitudinalmente, cujo espaço interno é preenchido com material granular graúdo. São estruturas capazes de se acomodarem a recalques das fundações e funcionam como muros de gravidade.

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Figura 5. Muro Crib wall

2.1.4. Muros de sacos de solo-cimento

Os muros (Figura 6, Figura 7) são constituídos por camadas formadas por sacos de poliéster ou similares, preenchidos por uma mistura cimento-solo da ordem de 1:10 a 1:15 (em volume).

O solo utilizado é inicialmente submetido a um peneiramento em uma malha de 9mm, para a retirada dos pedregulhos. Em seguida, o cimento é espalhado e misturado, adicionando-se água em quantidade 1% acima da correspondente à umidade ótima de compactação proctor normal. Após a homogeneização, a mistura é colocada em sacos, com preenchimento até cerca de dois terços do volume útil do saco. Procede-se então o fechamento mediante costura manual. O ensacamento do material facilita o transporte para o local da obra e torna dispensável a utilização de fôrmas para a execução do muro.

realizada manualmente com soquetes

No local de construção, os sacos de solo-cimento são arrumados em camadas posicionadas horizontalmente e, a seguir, cada camada do material é compactada de modo a reduzir o volume de vazios. O posicionamento dos sacos de uma camada é propositalmente desencontrado em relação à camada imediatamente inferior, de modo a garantir um maior intertravamento e, em conseqüência, uma maior densidade do muro. A compactação é em geral

As faces externas do muro podem receber uma proteção superficial de argamassa de concreto magro, para prevenir contra a ação erosiva de ventos e águas superficiais.

Esta técnica tem se mostrado promissora devido ao baixo custo e pelo fato de não requerer mão de obra ou equipamentos especializados. Um muro de arrimo de solo-cimento com altura entre 2 e 5 metros tem custo da ordem de 60% do custo de um muro de igual altura executado em concreto armado (Marangon, 1992). Como vantagens adicionais, pode-se citar a facilidade de execução do muro com forma curva (adaptada à topografia local) e a adequabilidade do uso de solos residuais.

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Figura 6. Muro de contenção com sacos de solo-cimento

Figura 7. Ilustração de muro com sacos de solo-cimento

Resultados típicos de ensaios de laboratório com misturas de solo-cimento estão resumidos na Tabela 1. Nestes ensaios, foram utilizados solos residuais jovens gnáissicos (70 a 90% de areia). A variação do teor de cimento pouco afeta os resultados de compactação; no entanto, a rigidez e a resistência crescem significativamente. Deve-se ainda ressaltar que, após um mês de cura, foram observados valores de σr cerca de 50 a 100% superiores aos obtidos aos sete dias. Como conclusão recomenda-se um teor de cimento (C/S) da ordem de 7 a 8% em peso para a estabilização dos solos em obras de contenção de encostas.

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