Objetivo
Esta Norma prescreve as condições exigíveis no estudo e controle da estabilidade de encostas e de taludes resultantes de cortes e aterros realizados em encostas (ver fig. 1 no anexo A). Abrange, também, as condições para estudos, projeto, execução, controle e observação de obras de estabilização. Não estão incluídas nesta Norma as condições específicas
aplicáveis a taludes de cavas de mineração e a taludes de barragens, de subsolos de prédios e de cavas de metrô, a aterros sobre solos moles e de encontro de pontes, bem como qualquer outra situação distinta que não envolva encostas.
Referências normativas
As normas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas neste texto, constituem prescrições para esta Norma. A edição indicada estava em vigor no momento desta publicação. Como toda norma está sujeita a revisão, recomenda-se àqueles que realizam acordos com base nesta, que verifiquem a conveniência de se usar a edição mais recente da norma citada a seguir. A ABNT possui a informação das normas em vigor em um dado momento.
a) Normas ABNT
NBR-6118:2004 - Projeto de estruturas de concreto – Procedimento
NBR-14931:2004 - Execução de estruturas de concreto - Procedimento
NBR-6122:1996 - Projeto e execução de fundações
NBR-6497:1983 - Levantamento geotécnico
NBR-8044: 1983 - Projeto geotécnico
NBR-9288: 1986 - Emprego de terrenos reforçados
NBR-9286: 1986 - Terra armada
NBR-9285: 1986 - Microancoragem
NBR-6502: 1995 - Rochas e solos
NBR-9604:1986 - Abertura de poço e trincheira de inspeção em solo, com retirada de amostras deformadas e indeformadas
NBR-9820:1997 - Coleta de amostras indeformadas de solos de baixa consistência em furos de sondagem
NBR-6484: 2001 - Solo - Sondagens de simples reconhecimento com SPT - Método de ensaio
NBR-9061:1985 - Segurança de escavação a céu aberto
NBR-5629:2006 - Execução de tirantes ancorados no terreno
NBR-9653:2005 - Guia para avaliação dos efeitos provocados pelo uso de explosivos nas minerações em áreas urbanas
NBR-12553:2003 - Geotêxteis - Terminologia
Definições
Aplicam-se as seguintes definições, para efeito desta Norma:
alongâmetro (ou do inglês “tell-tales”): Dispositivo para medição de deslocamentos, constando de haste ou fio tensionado protegido por revestimento, instalado em qualquer direção, fixado em profundidade, cuja extremidade serve de referência de medição de deslocamentos relativos entre a parte fixada em profundidade e o local de instalação da extremidade oposta.
BM (do inglês “bench mark”): Sigla para designar referência fixa, constituída por haste vertical chumbada no terreno em profundidade, em região livre de movimentos, e protegida por tubo ao longo de todo o seu comprimento. Na extremidade superior, da haste, é instalado dispositivo para referência de nível topográfico de precisão.
chumbador: Elemento estrutural, em geral uma barra de aço, introduzido em furo aberto no maciço rochoso, ao qual se fixa por calda e/ou argamassa de cimento, e/ou epoxi, e/ou por dispositivo mecânico. A extremidade externa da barra é fixada ao elemento (por exemplo: muro de concreto, lasca de rocha, etc.) que se pretende fixar à superfície rochosa. O chumbador não é protendido, sendo assim um elemento passivo. É restrito à aplicação em rocha.
DHP: Sigla para designar dreno subhorizontal profundo.
encosta: Talude de origem natural.
fator de segurança (em relação à resistência ao cisalhamento do solo): Valor pelo qual a resistência ao cisalhamento (ou os parâmetros de resistência) deve ser reduzida para que o talude atinja a condição de equilíbrio limite.
geossintético: Produto sintético aplicado a obras geotécnicas e de proteção ambiental.
geotêxteis: Produto têxtil permeável utilizado predominantemente em engenharia geotécnica exercendo funções de drenagem, filtração, reforço, separação e proteção.
grampo: Elemento de reforço do terreno constituído de perfuração preenchida com calda de cimento, ou argamassa, compósito ou outro aglutinante e elemento resistente à tração/cisalhamento. Tem a finalidade de distribuir cargas ao longo de todo o seu comprimento interagindo com o terreno circunvizinho, podendo parte da carga mobilizada ser absorvida pela cabeça. A mobilização de carga no grampo é induzida pela deformação do terreno por ou pequena carga aplicada na extremidade externa. Diferem dos tirantes conforme descrito na NBR-5629 por não apresentarem trecho livre e serem passivos.
Inclinômetro: Instrumento que serve para medir deslocamentos horizontais dentro do terreno, em profundidade, e a progressão de movimentos de uma encosta.
medidor de nível d'água: Dispositivo para medição do nível do lençol freático. O local de medição deve estar em contato com a pressão atmosférica.
modelo geológico-geotécnico: Representação, por meio de seções, de vistas e/ou de blocos-diagramas, das características geológicas e geotécnicas básicas do subsolo, assim como da superfície do trecho que interessa ao estudo de estabilidade do talude ou da encosta.
piezômetro: Dispositivo de medição de pressão hidrostática (ou poro-pressão) no interior do terreno. O local de medição deve ser isolado de qualquer possibilidade de contato com a pressão atmosférica ou com outra camada do terreno diferente daquela onde se deseja fazer a medição.
retaludamento: Obra de mudança da inclinação e/ou da altura de um talude, objetivando melhorar suas condições de estabilidade.
ruptura de um talude: Modificação da geometria do talude ocasionada por escorregamento ao longo de uma superfície ou zona de concentração de deformações cisalhantes ou por deformações excessivas que afetem obras de engenharia.
subhorizontal: Plano ou reta pouco inclinados em relação à horizontal.
subvertical: Plano ou reta pouco inclinados em relação à vertical.
subsidência: Afundamento de uma área ou superfície do terreno em relação à sua situação original.
talude: Terreno inclinado.
tirante injetado: De acordo com a Norma NBR-5629, “tirantes injetados são peças especialmente montadas, tendo como componente principal um ou mais elementos resistentes à tração, que são introduzidos no terreno em perfuração própria, nas quais por meio de injeção de calda de cimento (ou outro aglutinante) em parte dos elementos, forma um bulbo de ancoragem que é ligado à estrutura através do elemento resistente à tração e da cabeça do tirante”.
velocidade residual: Velocidade dos deslocamentos do talude ou de partes do mesmo após a implantação de obras de estabilização.
retro-análise: Análise de estabilidade elaborada com o conhecimento da geometria da superfície de ruptura ocorrida e outros fatores que estavam presentes no momento da ruptura, como sobrecargas, posição do nível de água, sismos, e outros, visando determinar os parâmetros de resistência e poro-pressão coerentes com o problema.
terminologia: A definição dos tipos de movimentos de massa, elementos de caracterização e dimensões envolvidas nas situações de escorregamento estão indicados no Anexo A – Terminologia.
Condições gerais
Esta norma especifica os estudos relativos à estabilidade de encostas e às minorações dos efeitos de sua instabilidade em áreas específicas, pré-definidas, objetivando a definição das intervenções a serem analisadas e discriminando os procedimentos indicados a seguir na elaboração de estudos e projetos, na execução de obras ou serviços de implantação, no acompanhamento dos mesmos e na manutenção de tais obras ou serviços.
Tendo em vista que a área de estudo pode ser influenciada por fatores externos e mais abrangentes e/ou legais, tais condicionantes devem ser considerados e analisados, antes do estudo específico para o local.
Esta norma define, segundo uma organização cronológica, as etapas e as prescrições relativas à estabilidade de encostas em áreas específicas, conforme a seguir itemizado.
Esta norma prescreve condições específicas, para estudos e para obras em talude individuais. No caso de obras lineares, tais como estradas, ferrovias, dutovias e outras, os estudos e projetos devem levar em conta a geologia e geomorfologia ao longo do traçado, direção e mergulho das rochas, presença de colúvios e outras situações críticas. As investigações deverão ser definidas pelo projetista caracterizando os taludes específicos nos quais deverão ser realizados os estudos individualizados prescritos nesta norma. Os projetos deverão obrigatoriamente prever drenagem e proteção contra erosão em todos os taludes de corte e aterro.
Procedimentos Preliminares
Os procedimentos preliminares indicados nesta Norma são de caráter obrigatório e visam ao conhecimento das características do local, à consulta a mapas e levantamentos disponíveis, à verificação de restrições legais e ambientais, à elaboração de laudo de vistoria (Anexo C), à avaliação da necessidade de implantação de medidas emergenciais e à
programação de investigações geológicas e geotécnicas. O detalhamento dos procedimentos preliminares obrigatórios é apresentado na seção 5.
Investigações
Incluem investigações geológicas, geotécnicas, geomorfológicas, topográficas , geo-hidrológicas,e outras.
Abrangem levantamentos locais, coleta de dados, ensaios “in situ” e em laboratório, bem como o uso de instrumentação adequada para estabelecer um modelo geológico-geotécnico.
As investigações de cunho obrigatório são definidas na seção 6.
Projeto
Esta etapa corresponde à caracterização do perfil geológico-geotécnico (uma seção ou mais), incluindo caracterização do tipo de instabilização, definição do modelo de cálculo com os respectivos parâmetros, diagnóstico e concepção do projeto (com possíveis alternativas) e detalhamento da obra com as respectivas fases de execução.
Na seção 7 são apresentados os estudos obrigatórios, os critérios a serem adotados e os elementos a serem apresentados no projeto.
Numa fase preliminar pode ser elaborado um Anteprojeto, com a finalidade de avaliação de orçamentos, concepção de alternativas de projeto, programação da obra futura ou de qualquer outra finalidade que se mostre justificável. Neste caso, é obrigatória a definição clara de todos os elementos avaliados e utilizados na concepção e no detalhamento do Anteprojeto, sendo necessária a execução de sondagens suficientes para definição do perfil geológico-geotécnico com no mínimo 3 sondagens por seção e levantamento topográfico. A quantidade de seções deve representar o conjunto em análise.
No caso de local com instabilidade já ocorrida ou com indícios de instabilidade iminente, deverão ser estudados os processos indutores da instabilidade, bem como de todas as demais possibilidades de instabilização, incluindo recomendações para possíveis ações emergenciais.
Execução de Obra
Abrange as considerações básicas de técnicas de execução, seqüência executiva, detalhes de acabamentos, segurança e controle de qualidade, bem como a documentação necessária para arquivo, incluindo os ajustes executados no projeto durante as obras, reunidos em documento de revisão do projeto como construído (“as built”).
As prescrições para execução de obras estão detalhadas na seção 8.
Acompanhamento
São definidos no item 9 os critérios de acompanhamento das obras durante a execução, de forma a garantir o fiel cumprimento do projeto, incluindo as adaptações necessárias para manutenção de sua concepção.
Manutenção
Esta norma caracteriza e define, na seção 10, as necessidades de manutenção das obras em encostas, pós construção. Tem como objetivo a durabilidade das obras e a manutenção da estabilidade da encosta ao longo do tempo, de acordo com o “Manual do Usuário”.
Monitoramento
O acompanhamento dos deslocamentos e das pressões de água no interior do maciço, das cargas nas ancoragens ,com a finalidade de acompanhar o comportamento de uma encosta ,é prescrito na seção 11.
Procedimentos preliminares
Os procedimentos preliminares a seguir descritos são obrigatórios para a elaboração de projetos de estabilização de encostas e/ou de obras de engenharia em regiões de encostas.
Levantamento de informações disponíveis
Deverão ser pesquisados os dados históricos disponíveis e relativos à topografia, geologia e dados geotécnicos locais, além de informações sobre ocupações, condições de vizinhança, cursos de água, históricos de deslizamentos e demais características que permitam a visualização da encosta em questão, inclusive sob o aspecto de inserção no ambiente. O levantamento inclui consulta a mapas regionais ou setoriais de risco e de susceptibilidade de escorregamentos, bem como a mapas geológicos e geotécnicos, fotos aéreas e imagens de satélite, quando disponíveis. A consulta a esses mapas deverá ser feita junto aos órgãos Federais, Estaduais e Municipais competentes, podendo ser complementada por estudos disponíveis em universidades e centros de pesquisa, através de teses e relatórios de pesquisa.
Verificação das restrições legais e ambientais à execução de obras e quanto a interferências com edificações e instalações presentes
A legislação específica aplicável deverá ser consultada, nas esferas Federal, Estadual e Municipal, visando à verificação das restrições legais e ambientais, assim como das interferências com edificações, dutos, cabos e outros elementos, enterrados ou não.
Vistoria da área por engenheiro civil geotécnico e/ou geólogo de engenharia
Deverá ser feita inspeção detalhada ao local em estudo, por engenheiro civil geotécnico e/ou geólogo de engenharia, após a qual deverá ser emitido um laudo de vistoria com informações básicas sobre o local, data da vistoria, tipo de ocupação, tipo de vegetação, condições de drenagem, tipo de relevo e natureza da encosta, geometria, existência de obras de contenção (com indicativo do seu estado atual), condições de saturação, indícios de artesianismo, natureza dos solos e outros materiais, possibilidade de movimentação, grau de risco, tipologia de possíveis movimentos, indicação de elementos em risco (vidas e propriedades), tipo provável de superfície de deslizamento ou de outro mecanismo de instabilização e possíveis conseqüências. Também deverão ser obtidas informações de moradores locais. Essas informações deverão ser indicadas em uma planilha específica, para a qual é recomendado o modelo indicado no Anexo C. O laudo deverá ser complementado por uma descrição detalhada da vistoria, incluindo obrigatoriamente um documentário fotográfico e um croqui indicativo dos aspectos e pontos mais relevantes observados. Deverá ainda ser indicado, se possível, o diagnóstico preliminar sobre as causas de instabilidades já ocorridas e/ou a possibilidade de instabilizações iminentes. No laudo de vistoria deverá constar, em local de destaque, a identificação do profissional responsável pela vistoria.
Avaliação da necessidade de implantação de medidas emergenciais
A partir no laudo de vistoria, deverá ser avaliada a necessidade de implantação de medidas emergenciais para a proteção de vidas e de propriedades, em situações de risco iminente. As medidas emergenciais poderão constar de indicação da evacuação e interdição de prédios públicos, residenciais e comerciais, interrupções ao tráfego de veículos e pedestres, drenagem superficial e profunda, escoramentos, remoção de sobrecargas, pequenos retaludamentos, lançamento de aterro ao pé de taludes (diminuindo sua altura e aumentando a resistência passiva), proteção superficial de taludes expostos por lona, ou por geomanta, ou qualquer outra medida emergencial julgada cabível. As medidas emergenciais poderão ser apresentadas em relatório específico ou incorporadas no laudo de vistoria.
Programação de investigações geotécnicas e de instrumentação geotécnica preliminares
Investigações geotécnicas e/ou instrumentação preliminares, para consolidação do laudo de vistoria, poderão ser programadas com base nas informações disponíveis nas subseções 5.1 a 5.4 anteriores. Os detalhamentos das investigações geológicas e geotécnicas, bem como da instrumentação de campo, estão descritos na seção 6.
Investigações do terreno
O objetivo principal das investigações é definir seções transversais e longitudinais à encosta que representem, com a maior fidelidade possível, as características topográficas e geológico-geotécnicas do talude em estudo, ressaltando a estratigrafia e as propriedades geomecânicas e permitindo o diagnóstico do mecanismo de instabilização existente.
As investigações e levantamentos de caráter genérico, necessários para o desenvolvimento de um projeto geotécnico encontram-se relacionados na norma NBR 8044.
O perfil geológico-geotécnico obtido a partir das investigações do terreno e compreendendo as camadas do solo e/ou rochas, com suas características físicas e mecânicas, constitui um elemento obrigatório para o estudo/projeto de estabilização da encosta.
Dados cartográficos
As informações preliminares , referidas no item 4.1, deverão ser complementadas através da pesquisa e obtenção de dados cartográficos, caso disponíveis, em mapas e restituições aerofotogramétricas da região em estudo.
Levantamento topográfico
O levantamento topográfico deverá ser orientado por engenheiro civil geotécnico ou geólogo de engenharia, que indicará seções e pontos obrigatórios de interesse geotécnico, bem como a abrangência da área levantada.
Deverá ser realizado levantamento topográfico plani-altimétrico, com curvas de níve em escala compatível com as dimensões da encosta e a natureza do problema em questão, visando à elaboração do estudo. O levantamento deverá indicar claramente o contorno da área do material escorregado (se for o caso), a locação das investigações geológico-geotécnicas, se disponíveis, construções eventualmente existentes e quaisquer outras estruturas, vias públicas, cursos e surgências de água, afloramentos e blocos de rocha, bem como fendas, trincas e abatimentos no terreno.
Dados hidrológicos
Devem ser levantadas informações sobre a pluviometria local e o regime hidráulico de cursos d’água (vazão e velocidade) existentes na encosta em estudo. Surgências permanentes de água, ou sujeitas a variações sazonais, também deverão ser investigadas e registradas no decorrer do levantamento topográfico, visando a identificação de caminhos de drenagem subterrânea.
Dados geológicos e geomorfológicos
As informações sobre a geologia e geomorfologia da área, obtidas com base em mapeamentos e trabalhos de amplitude regional, deverão ser complementadas por levantamentos locais de subsuperfície, de modo a determinar as principais características litológicas, estruturais, estratigráficas e hidrogeológicas, relevantes para o local em estudo. O levantamento destes dados deve gerar subsídios para o plano de investigações geotécnicas de campo e em laboratório.
Investigações geológico-geotécnicas
6.5.1 Planejamento
O plano de investigações, no que se refere ao tipo, quantidade e profundidade, devidamente detalhado, deve ser elaborado pelo engenheiro civil geotécnico responsável.
Poderão ser utilizados quaisquer tipos de investigação que forneçam elementos confiáveis para a montagem do modelo de análise, tanto sob o ponto de vista geométrico como paramétrico.
Deverá ser determinada a superfície de escorregamento, para fins de retro-análise, no caso de taludes em que já ocorreram ou estão ocorrendo escorregamentos
A terminologia a ser adotada na classificação dos materiais deve serguir a NBR-6501 – Rochas e solos, e os procedimentos da NBR-6497:1983 - Levantamento geotécnico
6.5.2 Investigações de campo
As investigações geotécnicas de campo devem ser direcionadas para obtenção do perfil geotécnico que orientará o modelo de cálculo de estabilidade. O perfil geotécnico constitui um elemento obrigatório para o estudo de estabilidade da encosta.
Os tipos de investigação deverão ser escolhidos de forma a caracterizar um perfil que abranja todas as regiões possíveis de movimentação, bem como condicionantes influentes, tais como superfícies potenciais de ruptura, níveis d’água, descontinuidades geológicas e outros interesses.
As investigações de campo são caracterizadas por dois métodos básicos, conforme se segue:
6.5.2.1 Diretos
Correspondem aos processos com acesso direto ao terreno em estudo, tais como poços de inspeção, sondagens a trado, sondagens à percussão (NBR 6484), sondagens rotativas ou mistas, penetrômetros, medidores de torque, medidores de poro-pressão ou de sucção.
A execução de sondagens para caracterização da encosta e determinação da estratigrafia do terreno é obrigatória para estudos e projetos de estabilização de encostas.
Deve-se prever um número mínimo de 3 sondagens por seção para permitir a identificação da estratigrafia e das características das camadas detectadas. A profundidade dos furos deverá atingir o substrato mais resistente do terreno (solo residual jovem/rocha), com a finalidade de caracterizar a zona de interesse ao estudo de estabilidade, devendo-se, caso necessário, utilizar sondagem rotativa. Atenção especial deverá ser dada para o caso de ocorrência de camadas mais resistentes ou de blocos de rocha intermediários, que deverão ser inteiramente ultrapassados.
A não realização de sondagens somente será admitida em situações muito simples a serem justificadas pelo engenheiro civil geotécnico, envolvendo taludes com até 3 m de altura, de solo homogêneo, sem influência do nível d´ãgua, sem sobrecarga e com superfícies planas tanto a montante como a jusante, com extensão mínima, normal a face do talude, correspondente a 5 vezes a altura do talude.
No caso de processo com coleta de amostras, estas deverão ser armazenadas e mantidas pelo executor, com a respectiva identificação de sua locação em planta e profundidade, à disposição do solicitante, por pelo menos 6 meses.
Os testemunhos de rocha obtidos através das sondagens rotativas deverão ser classificados por geólogo, identificando-se o tipo da rocha, grau de alteração e fraturamento (por exemplo RQD).
O monitoramento do nível d’água deve ser rigoroso durante a sondagem. É recomendável a instalação de um medidor de nível d’água (tubo de PVC perfurado envolvido por elemento drenante e areia) no interior do furo, após a conclusão do mesmo, visando a medições posteriores para subsídio ao projeto.
6.5.2.2 Geofísicos
Correspondem aos processos que identificam os terrenos e/ou suas propriedades a partir de correlações físicas , como velocidade de propagação, refração e reflexão de ondas , resistividade elétrica e outras.
6.5.3 Amostragem
6.5.3.1 Planejamento
Deve definir o planejamento da amostragem, no que se refere ao tipo, quantidade, locação e profundidade das amostras, de forma a permitir a realização da campanha de ensaios de laboratório para o estudo/projeto.
As amostras coletadas deverão ser representativas das camadas de solo envolvidas nas proximidades das superfícies potenciais de ruptura. Atenção especial deve ser dada a situações que envolvam anisotropia de resistência e feições geológicas tais como falhas, juntas, intrusões, veios alterados, etc.
6.5.3.2 Coleta
As amostras poderão ser coletadas nas condições designadas como apenas representativas ou indeformadas, dependendo do programa de ensaios laboratoriais previsto.
No caso de amostras coletadas em profundidade, quando acima do nível d’água, poderão ser executados poços para retirada de blocos indeformados (NBR 9604). Quando não for possível a coleta direta por intermédio de poços, deverá ser prevista a utilização de amostradores especiais, tipo “Shelby” (NBR 9820), tipo “Denison”, a partir de barriletes triplos de sondagem rotativa, ou outros.
Todas as amostras deverão ser igualmente representativas da camada em estudo, levando em conta possível efeito de anisotropia, de xistosidade e de outros planos de menor resistência, com a respectiva orientação.
Em qualquer caso, as amostras devem ser embaladas e manuseadas de forma a preservar as condições de umidade natural, bem como evitar a contaminação por outros materiais.
6.5.3.3 Tipos
As amostras deformadas são aquelas que admitem a destruição total ou parcial da estrutura original do terreno. São obtidas por coleta simples com pá ou picareta, em sondagens a trado ou em sondagens à percussão, e poderão servir apenas para caracterização física dos solos.
As amostras indeformadas são aquelas que procuram preservar a estrutura intergranular e a umidade original do terreno. São coletadas em blocos, anéis biselados ou com amostradores especiais tipo “Shelby”, “Denison” ou outros. Cuidados especiais devem ser tomados para evitar a violação da embalagem.
Nos casos definidos nasubseção 6.5.4, deverá ser executada uma quantidade mínima de (12) doze ensaios (corpos de prova), para cada camada de solo idealizada para o perfil geotécnico e em amostras coletadas em 3 locais do mesmo tipo de solo.
6.5.3.4 Acondicionamento e transporte
Todas as amostras deverão ser devidamente identificadas, com a data da amostragem, locação e profundidade da amostra, e devidamente acondicionadas.
O transporte requer atenção especial , de forma a serem evitadas trepidações, quedas ou acidentes que possam vir a alterar as características originais da amostra, particularmente das indeformadas. As eventuais anomalias constatadas no acondicionamento ou no transporte deverão ser anotadas na própria embalagem da amostra e comunicadas ao laboratório.
6.5.4 Investigações em laboratório
As investigações em laboratório objetivam a caracterização física e mecânica dos diversos solos que compõem a estratigrafia da encosta e terrenos envolvidos (empréstimos e/ou aterros, quando for o caso). Ensaios de granulometria, limites de liquidez e plasticidade, e ensaios de determinação da resistência ao cisalhamento são obrigatórios, para os estudos de estabilização de encostas, no caso de terrenos não rompidos. No caso de taludes rompidos as amostras deverão ser representativas da zona de ruptura.
A não realização desses ensaios somente será admitida para as situações citadas a seguir e deve ser justificada pelo engenheiro civil geotécnico, que assumirá a responsabilidade pela escolha dos parâmetros de cálculo para o projeto:
a) Existência prévia de resultados de ensaios em quantidade suficiente na área de estudo, permitindo então adotar parâmetros que estejam baseados em ampla experiência local;
b) Rupturas no local de estudo que permitam estimar com segurança os parâmetros por retroanálise;
c) Predominância de situações nas quais a realização de ensaios pouco acrescentará na quantificação de parâmetros de cálculo, tais como encostas com preponderância de blocos de rocha, determinados tipos de depósitos de tálus, encostas com predominância rochosa, etc.
d) Situações muito simples a serem justificadas, em taludes com até 3m de altura, envolvendo solo homogêneo, sem influência do nível d’água, sem sobrecarga e com superfícies planas tanto a montante como a jusante, com extensão mínima, normal a face do talude, correspondente a 5 vezes a altura do talude.
Deverão ser previstos ensaios triaxiais ou de cisalhamento direto, sob condições de saturação, tensões, drenagem e velocidade de carregamento pré-estabelecidas pelo engenheiro civil geotécnico, para a determinação da resistência ao cisalhamento do solo.
No caso de solos rompidos, a envoltória de resistência deverá ser obtida para tensões residuais, preferencialmente por ensaios de cisalhamento torcional a grandes deformações. Alternativamente, a envoltória residual poderá ser obtida por reversão múltipla em ensaios de cisalhamente direto. As amostras deverão ser representativas da zona de ruptura.
6.6 Levantamento de taludes rochosos
No caso de taludes rochosos ou encostas com blocos de rocha, deverá ser feito um levantamento contendo:
a) aerofotografia ou foto convencional de todo o conjunto, obtida através de montagem, objetivando visualizar toda a área em estudo;
b) registro minucioso dos elementos instáveis, com fotos, e indicação em planta da localização de cada foto;
c) Perfis esquemáticos indicando as dimensões dos elementos instáveis, de eventuais intrusões (diques), orientação dos planos de fratura da rocha e das xistosidades, assim como as condições de apoio (declividade, rugosidade e tipo de material), de forma a permitir a elaboração do modelo geomecânico;
d) outros processos, como ortofotografia vertical ou “scanner” podem ser utilizados em substituição à fotografia convencional.
Os procedimentos acima aplicam-se também aos taludes em material saprolítico nos quais predominam feições herdadas da rocha matriz (“estrutura reliquiar”).
6.7 Monitoramento
O monitoramento de uma encosta em uma fase preliminar, ou durante o próprio desenvolvimento do projeto, pode, em certos casos, ser um dado importante de investigação do terreno. Neste caso, a instalação de instrumentos para controle do nível piezométrico e dos movimentos (horizontais e verticais) da encosta deverá ser programada juntamente com as investigações geotécnicas.
Projeto
Introdução
São requisitoas obrigatórios, para elaboração do projeto, aqueles indicados nas seções 5 e 6.
A escolha da solução a ser adotada no projeto de estabilização deverá levar em conta:
a) caracterização do mecanismo de instabilização.
b) elaboração de modelo geológico-geotécnico representativo das condições locais, caracterizado por planta de situação e seções transversais representativas, incluindo análise crítica e definição dos parâmetros aplicáveis ao mesmo.
c) estudo de alternativas de projeto considerando:
• acessos;
• condições de operação de equipamentos;
• disponibilidade de materiais;
• local adequado para “bota-fora”, se for o caso;
• dificuldades construtivas;
• interferências com instalações existentes, enterradas ou não, e propriedades de terceiros;
• implicações ambientais;
• dificuldades de manutenção;
• segurança da equipe/equipamentos envolvidos na construção;
• custos;
• prazos.
Um projeto de estabilização pode ser subdividido em duas fases: Projeto Básico (ou Anteprojeto) e Projeto Executivo.
Projeto básico ou anteprojeto
Entende-se por Projeto Básico (ou Anteprojeto) a definição da concepção da solução, incluindo avaliação preliminar de quantidades, análise de custos e prazos envolvidos.
Quando a solução de um problema de estabilidade oferecer a possibilidade de mais de uma opção, cada solução pode ser desenvolvida em seus aspectos básicos, incluindo uma avaliação preliminar das quantidades e custos de serviço e de materiais de modo a permitir uma análise comparativa entre elas, buscando uma melhor relação custo/benefício. Após a escolha da solução que será desenvolvida, elaborar-se-á o Projeto Executivo.
São partes integrantes do Projeto Básico:
a) memória de cálculo da estabilidade da encosta, com pesquisa de superfície crítica, incluindo parâmetros de resistência do terreno, nível d´água, sobrecargas adotadas e eventuais situações de sismo;
b) planta com locação da obra;
c) vista e seções com as dimensões básicas da obra de contenção, se houver;
d) seção ou seções transversais do modelo geotécnico com indicação da solução concebida;
e) planilha de quantidades;
f) relatório sucinto, incluindo as hipóteses de cálculo adotadas e as considerações executivas;
g) em casos mais simples a serem justificados pelo engenheiro civil geotécnico, o Projeto Básico pode ser incorporado ao Projeto Executivo.
Projeto executivo
7.3.1 Considerações Iniciais
O Projeto Executivo deve conter todos os elementos do projeto básico suficientemente detalhados e com todas a informações necessárias para que possa ser perfeitamente entendido por parte do Executor e da Fiscalização.
Levando em consideração a natureza do terreno envolvido, situação específica e/ou interferências, poderá haver casos de necessidade, ou conveniência, de definição de detalhes ou de ajustes no projeto, na medida em que as obras avançam (desenvolvimento de projetos evolutivos ou “as you built”).
Os seguintes elementos devem constar obrigatoriamente de um Projeto Executivo de Estabilização:
a) todos os elementos do Projeto Básico, devidamente verificados e revistos;
b) detalhamento da seqüência executiva, incluindo cálculos de estabilidade e fatores de segurança para todas as fases da obra, principalmente nas etapas de escavação e localização de sobrecargas eventuais;
c) detalhamento, dimensionamento e especificações dos elementos individuais componentes da obra de estabilização do talude, detalhamento das condições de controle e da metodologia de construção e futura manutenção (seção10). No caso de solos compactados, o projeto deverá apresentar, claramente, as especificações relativas ao material a ser compactado, bem como os critérios para controle e aprovação da compactação no campo;
d) os projetos deverão obrigatoriamente prever drenagem e proteção contra erosão em todos os taludes de corte e de aterro;
e) detalhamento dos elementos de drenagem superficial, que deverão ser projetados a partir do levantamento hidrológico da área em estudo. Deverá ser levantada a área da(s) bacia(s) de contribuição, assim como a(s) declividade(es) da encosta, o coeficiente de escoamento superficial (“run-off”) de acordo com a cobertura da encosta, o tempo de concentração da(s) bacia(s), o período de recorrência de projeto e o tempo de concentração, todos devidamente justificados. O período de recorrência mínimo para dimensionamento do sistema de drenagem superficial será de (10) dez anos. Nos casos mais complexos de estabilidade da encosta ou quando a estabilidade geral da encosta possa vir a ser afetada por um funcionamento inadequado do sistema de drenagem, o tempo de recorrência deverá ser mais elevado, cabendo ao engenheiro civil geotécnico a justificativa dos valores adotados. Os elementos de drenagem interna (valas drenantes, drenos profundos, poços drenantes, túneis de drenagem, etc.) devem ser detalhados quanto a: dimensões, materiais, características de drenagem, declividade, selagem, condições de saída de água e outras. Os casos de obras de proteção contra erosões superficiais e voçorocas deverão ser detalhados de acordo com as etapas do projeto e da sequência executiva;
f) Relatório consolidado, elaborado de acordo com a seção 7.6, incluindo as respectivas análises de estabilidade, que devem atender aos fatores de segurança indicados na seção 7.5.
O dimensionamento dos elementos estruturais de concreto armado deverá obedecer a NBR-6118:2004 - Projeto de estruturas de concreto – Procedimento; e suas fundações seguir a NBR-6122 – Projeto e execução de fundações.
7.3.2 Projetos envolvendo apenas terraplenagem e elementos de drenagem
Um projeto pode ser concebido apenas com mudança da geometria do terreno, sem elementos de contenção estrutural. Neste caso o levantamento topográfico do terreno original deve ser apresentado juntamente com a topografia final. Seções representativas das obras de terraplenagem devem mostrar claramente as etapas de execução juntamente com todos os elementos de controle de erosão (canaletas, banquetas, escadas de drenagem, dissipadores de energia e proteção superficial contra erosão de terrenos escavados e de aterros compactados), ao longo de todas as etapas.
As análises de estabilidade, baseadas nos parâmetros de resistência e de caracterização dos terrenos envolvidos, determinados de acordo com a seção 6 desta Norma, deverão ser apresentadas como parte do projeto.
Caso seja prevista a execução de uma ou mais bermas de estabilização, estas deverão estar assentes em camada drenante granular (filtros granulares ou de geotêxteis adequados - NBR-12.553), sempre que o lençol freático possa vir a aflorar, no contato com o solo natural, cortado ou não. Deverá ser prevista a saída da água recolhida por estas camadas drenantes de modo a não haver erosão interna do aterro.
7.3.3 Projetos envolvendo obras de contenção em solo
São aqueles com elementos destinados a contrapor-se aos esforços estáticos provenientes do terreno e de sobrecargas acidentais e/ou permanentes. Todas as estruturas de contenção deverão ser projetadas para suportar, além dos esforços provenientes do solo, uma sobrecarga acidental mínima de 20 kPa, uniformemente distribuída sobre a superfície do terreno arrimado. A utilização de valores inferiores para a sobrecarga acidental deverá ser devidamente justificada pelo engenheiro civil geotécnico.
As estruturas de contenção podem ser de diversos tipos, conforme segue:
Muros de gravidade
São aqueles que formam uma estrutura monolítica, cuja estabilidade é garantida através do peso próprio da estrutura. Podem ser de concreto simples, concreto ciclópico, gabiões, alvenaria de pedra argamassada ou de pedra seca, tijolos ou elementos especiais. O dimensionamento deve atender à verificação da estabilidade quanto ao tombamento, deslizamento e capacidade de carga da fundação. A linha de ação da resultante dos esforços envolvidos deverá interceptar o terço central da base. Casos contrários devem ser justificados.
Muros de flexão
São aqueles que resistem aos esforços por flexão, geralmente utilizando parte do peso próprio do maciço arrimado que se apóia sobre sua base para manter o equilíbrio, sem caracterizar uma estrutura monolítica.
O dimensionamento deve atender aos mesmos critérios do muro de gravidade, acrescido das verificações de estabilidade estrutural das peças do material constituinte, geralmente concreto armado.
Estruturas ancoradas
São aquelas cuja estabilidade é garantida através de tirantes ancorados no terreno ou de estruturas específicas de ancoragem (“mortos”). A estrutura pode ser contínua, em grelha, em placas ou em contrafortes. O dimensionamento deve atender à verificação estrutural das peças constituintes da estrutura, aos critérios preconizados pela NBR-5629 para os tirantes injetados no terreno e aos Fatores de Segurança indicados na seção 7.5 para a estabilidade do maciço.
Estruturas de solo reforçado
São aquelas cuja estabilidade é garantida através do reforço do terreno com elementos resistentes introduzidos no seu interior. Os elementos resistentes podem ser grampos, fitas, geossintéticos (NBR-12.553), colunas de solo-cimento ou estacas de qualquer tipo, que trabalham conjuntamente com o terreno. O projeto deve demonstrar que os esforços atuantes nos elementos resistentes utilizados situam-se na faixa de trabalho dos mesmos. É obrigatória a apresentação das características físicas de resistência, deformabilidade e durabilidade dos materiais empregados, que devem ser coerentes com a dos produtos fabricados e existentes no mercado.
No caso de utilização de peças de aço enterradas devem ser atendidas as mesmas condições de tensão de trabalho, para a condição definitiva ou provisória, e de proteção anticorrosiva, indicadas na norma NBR-5629 – Execução de tirantes ancorados no terreno.
O projeto de estruturas de solo reforçado deve seguir as recomendações de normas específicas sobre o assunto disponíveis na ABNT, a saber: NBR 9288 – Emprego de terrenos reforçados; NBR 9286 - Terra Armada; NBR 9285- Microancoragem.
Projetos envolvendo obras de contenção em rocha
A adoção da solução deve ser precedida da caracterização do problema, abordando-se os aspectos topográficos e geológicos, com especial atenção à inclinação e à altura do talude, além do estudo da litologia, das descontinuidades, do grau de intemperização da rocha, das condições de contato e da possibilidade de sismos e demais riscos envolvidos.
É necessário o levantamento das descontinuidades com a representação estereográfica e definição do mecanismo de ruptura. A resistência ao cisalhamento das descontinuidades (se preenchidas ou não) deve ser pesquisada adotando-se critérios de ruptura consagrados ,considerando-se a rugosidade e a resistência à compressão através de gráficos e tabelas também de uso consagrado.
Os elementos introduzidos no talude rochoso para aumentar a sua estabilidade podem ser divididos em cinco grupos conforme se segue:
7.3.4.1 Grupo 1 – Introdução de ancoragens e chumbadores
A utilização de ancoragens e chumbadores pode estar ou não associada à estrutura, geralmente de concreto armado ou telas metálicas. As definições constantes na NBR 5629 são válidas para as ancoragens As estruturas mais usuais correspondem aos tipos seguintes:
7.3.4.1.1 Grelhas ancoradas
São estruturas constituídas, em geral, de vigas horizontais e verticais de concreto armado, adaptadas às irregularidades da face do talude rochoso, tendo ancoragens protendidas posicionadas na interseção das vigas. As grelhas são aplicadas em taludes rochosos fraturados, quando se pretende consolidar uma determinada região potencialmente instável.
7.3.4.1.2 Contrafortes de concreto armado
São estruturas adaptadas às irregularidades da face do talude rochoso, associadas ou não a ancoragens, chumbadores ou grampos, trabalhando predominantemente à compressão. Aplicam-se como apoio ou calçamento de blocos rochosos instáveis.
7.3.4.1.3 Placas de concreto armado
São estruturas utilizadas quando se pretende distribuir as tensões introduzidas no maciço por ancoragens protendidas.
7.3.4.1.4 Telas metálicas
São estruturas utilizadas para estabilização de taludes rochosos muito fraturados ou mesmo de solo saprolítico, estando sempre posicionadas junto à face do talude e fixadas por meio de ancoragens, tirantes ou chumbadores. A contenção com telas metálicas deve ser verificada quanto à possibilidade da ruptura do sistema formado pela tela, pelas placas metálicas de distribuição de tensões e pelos elementos de fixação. O sistema e todos os seus componentes devem ser comprovados quanto à sua resistência, durabilidade, proteção anticorrosiva e desempenho. O comprimento, espaçamento e diâmetro do elemento de fixação devem ser determinados por cálculo da ruptura global do maciço, ante a possibilidade de queda de porção rochosa, com superfície planar ou em cunha, condicionada pela geologia local.
Grupo 2 – Alterações na geometria do talude – Implantação de banquetas.
As banquetas podem ser concebidas de acordo com os seguintes tipos de utilização seguintes:
7.3.4.2.1 Banquetas para diminuição do ângulo médio do talude
Tem por objetivo a aumentar o fator de segurança e permitir a implantação da drenagem superficial, dividindo a vazão em cada trecho do sistema drenante. A altura de talude entre cada banqueta e sua largura deve ser calculada visando atender a estabilidade geral da encosta e a de cada talude entre banquetas. A altura de talude, entre as banquetas, não deve exceder 15 m.
7.3.4.2.2 Banquetas para a redução de energia
Tem por objetivo criar espaços para possibilitar a redução da energia cinética de blocos rochosos em queda. A largura e a altura das banquetas devem ser determinadas por métodos numéricos que simulem a energia e a trajetória de rolamento de blocos rochosos em queda.
7.3.4.3 Grupo 3 – Drenagem.
Os sistemas de drenagem podem abranger os seguintes tipos seguintes:
7.3.4.3.1 Drenagem superficial
Os elementos de drenagem superficial devem ser preferencialmente moldados no local e calculados por métodos consagrados, considerando-se as mesmas considerações contidas nas subseções 7.3.1-d e 7.3.1-e. Deverá ser verificado o local final de descarga do sistema de drenagem da encosta, evitando-se pontos de concentração não protegidos contra a erosão, devendo ser adotadas bacias de amortecimento quando necessário.
7.3.4.3.2 Drenos profundos
São utilizados para manter rebaixado o lençol freático e devem ser dimensionados através de estudos geológicos e hidrogeológicos para permitir a passagem de água e não a de partículas sólidas. No caso de maciços rochosos fraturados, devem interceptar o maior numero possível de fraturas. São geralmente constituídos de tubos perfurados protegidos por materiais granulares ou sintéticos, que atendam aos critérios granulométricos de filtro. Para permitir avaliar a eficiência dos drenos as vazões devem ser medidas em intervalos definidos no Projeto, a fim de avaliação da eficiência dos drenos.
7.3.4.4 Grupo 4 – Barreiras e estruturas de impacto.
As barreiras e estruturas de impacto visam à desaceleração de blocos de rocha ou de massas de solo em movimento, podendo abranger os seguintes tipos:
7.3.4.4.1 Muros rígidos ou semi-rígidos de impacto
são estruturas metálicas ou de concreto armado associadas a uma área plana, atrás da face interna do muro, destinada ao amortecimento do impacto. A largura da área de amortecimento e a altura do muro devem ser determinadas por métodos numéricos que simulem a energia e a trajetória de blocos rochosos e de massas de terra em movimento.
7.3.4.4.2 Barreiras flexíveis
São constituídas de postes de aço, telas de aço, rede de anéis de aço, cabos de aço e dispositivos de frenagem. Servem para a desaceleração de blocos rochosos ou de massas de solo em movimento. O numero de elementos, o posicionamento da barreira na encosta, a altura e o tipo de barreira devem ser dimensionados por métodos numéricos que simulem a energia e a trajetória de rolamento de blocos rochosos ou de massas de terreno em movimento. O sistema constituinte da barreira e todos os seus componentes deverão ser comprovados quanto à sua resistência, durabilidade, proteção anticorrosiva e desempenho.
7.3.4.4.3 Implantação de trincheiras de amortecimento
São posicionadas no pé da encosta e servem de área de impacto para queda e coleta de blocos rochosos e de massas de solo. A largura e a profundidade das trincheiras devem ser determinadas por métodos numéricos que simulem a energia e trajetória de rolamento de blocos rochosos em queda.
7.3.4.5 Grupo 5 – Túnel falso
São estruturas metálicas ou em concreto armado utilizadas como cobertura para trechos de estrada e destinadas a receber e/ou a desviar avalanches e quedas de blocos rochosos e/ou de detritos. A largura e a extensão do túnel devem ser determinadas por métodos numéricos que simulem a energia e a trajetória de rolamento de blocos rochosos e/ou de massas de solo. Deverá também ser comprovada a estabilidade interna da estrutura em função da energia e do impacto esperados.
7.3.5 Projetos envolvendo soluções mistas
São aquelas envolvendo simultaneamente duas ou mais soluções acima, ou com elementos de estabilização diferentes daqueles listados nas subseções 7.3.3.1 a 7.3.3.4, tais como “jet grouting”, reticulado de estacas tipo raiz, cortinas de tubulões, muros de terra ou outras. O dimensionamento dessas estruturas deverá atender ao estabelecido na presente Norma, quando couber. Em caso contrário, todos os critérios e cálculos adotados deverão ser demonstrados pelo engenheiro civil geotécnico responsável.
7.3.6 Critérios de cálculo
Os elementops que se seguem defem ser claramente definidos, para qualquer situação de cálculo de estabilidade de encosta ou de elemento constituinte de obra de contenção:
a) a seção ou as seções geológico-geotécnicas consideradas;
b) os parâmetros geotécnicos do terreno e os respectivos critérios para obtenção dos valores adotados,considerando-se adequadamente os parâmetros de resistência para os casos de terreno intacto e rompido. No caso de terreno rompido deve ser adotada coesão igual a zero.
c) o método de cálculo, com indicação das fórmulas consideradas, programas utilizados ou bibliografia de consulta;
d) As situações do nível d´água, poro-pressões, atuação de sobrecargas, eventuais sismos e fases executivas.
7.3.7 Fatores de segurança
7.3.7.1 Conceito
Esta norma considera que as análises usuais de segurança desprezam as deformações que ocorrem naturalmente no talude ou na encosta e que o valor do Fator de Segurança (FS) tem relação direta com a resistência ao cisalhamento do material do talude, conforme definido no item 3.6. Admite-se, portanto, que um maior valor de FS corresponde a uma segurança maior contra a ruptura. Entretanto, no caso de encostas, a variabilidade dos materiais naturais pode reduzir significativamente a segurança, aumentando a probabilidade de ocorrência de uma ruptura da encosta.
Na metodologia recomendada a seguir, admite-se que o valor de FS pode variar em função da situação potencial de ruptura do talude, no que diz respeito ao perigo de vidas humanas e à possibilidade de danos materiais e de danos ao meio ambiente. Devem ser consideradas as situações atuais e futuras, previstas ao longo da vida útil do talude estudado.
Os valores de FS indicados a seguir são válidos para todos os casos de carregamento definidos pelo engenheiro civil responsável pelo projeto, incluindo hipóteses sobre a situação do nível de água, sobrecargas, alterações previstas na geometria, ação de sismos e outros.
Situações e metodologias especiais são abordadas na seção 7.3.7.3, adiante.
7.3.7.2 Metodologia
Os Fatores de Segurança (FS) considerados nesta norma têm a finalidade de cobrir as incertezas naturais das diversas etapas de projeto e construção. Dependendo dos riscos envolvidos, deve-se inicialmente enquadrar o projeto em uma das seguintes classificações de Nível de Segurança, definidas a partir da possibilidade de perdas de vidas humanas (Tabela 1) e de danos materiais e ambientais (Tabela 2):
Tabela 1 – Nível de segurança desejado contra a perda de vidas humanas
Nível de segurança
Critérios
Alto
- Áreas com intensa movimentação e permanência de pessoas, como edifícações 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
- Áreas e edificações com movimentação e permanência restrita de pessoas.
- Ferrovias e rodovias de tráfego moderado.
Baixo
- Áreas e edificações com movimentação e permanência eventual de pessoas.
- Ferrovias e rodovias de tráfego reduzido.
Tabela 2 – Nível de segurança desejado contra danos materiais e ambientais
Nível de segurança
Critérios
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 propriedades de valor reduzido.
- Danos ambientais: Locais sujeitos a acidentes ambientais reduzidos.
O enquadramento nos casos previstos nas Tabelas 1 e 2 deverá ser justificado pelo engenheiro civil geotécnico, sempre de comum acordo com o contratante do projeto e atendendo às exigências dos órgãos públicos competentes. O fator de segurança mínimo a ser adotado no projeto, levando-se em conta os níveis de segurança preconizados nas Tabelas 1 e 2, deverá ser estipulado de acordo com a Tabela 3.
Os fatores de segurança indicados na Tabela 3 referem-se às análises de estabilidade interna e externa do maciço, sendo independentes de outros fatores de segurança recomendados por normas de dimensionamento dos elementos estruturais de obras de contenção, como por exemplo do concreto armado e de tirantes injetados no terreno.
Entende-se por estabilidade interna aquela que envolve superfícies potenciais de escorregamento localizadas, a serem estabilizadas pela estrutura de contenção, como no caso de uma cunha de empuxo ativo. Por outro lado, a estabilidade externa é aquela que envolve superfícies de escorregamento globais. No caso de estruturas de arrimo reforçadas por tirantes, tiras, grampos ou geossintéticos, por exemplo, as superfícies localizadas interceptam os elementos de reforço (estabilidade interna), enquanto que as superfícies globais não interceptam estes elementos (estabilidade externa).
7.3.7.3 Situações especiais
Para encostas com colúvios permanentemente saturados, em casos de investigação adequada, o valor mínimo de FS, após as obras de estabilização, deverá ser definido por um engenheiro civil geotécnico responsável. Entende-se por investigação adequada as situações em que os parâmetros de resistência e as poro-pressões do material possam ser estabelecidos de maneira confiável, com base em ensaios de campo, de laboratório, instrumentação e retroanálises,
Em casos de elevado potencial de perda de vidas e de danos ambientais, a critério do engenheiro civil geotécnico responsável, poderá ser quantificada a probabilidade de ruptura (PR) correspondente ao fator de segurança adotado. Valores reduzidos de fator de segurança correspondem a probabilidades de ruptura elevadas. O valor de PR deverá ser estimado por um engenheiro civil geotécnico e comparado com os valores máximos aceitáveis, em acordo com os critérios disponíveis na literatura especializada.
Considerando que os menores valores de FS correspondem a maiores deformações do material da encosta, o monitoramento com instrumentação geotécnica durante e após a obra, a ser especificado pelo engenheiro civil geotécnico responsável, é obrigatório nas seguintes situações:
a) casos em que um critério de deformações é determinante ao bom desempenho da obra de estabilização. Nestes casos, a critério do engenheiro civil geotécnico responsável, poderão ser elaborados estudos numéricos de deformabilidade com base em um programa adequado de ensaios geotécnicos;
b) casos de escavações onde a região de influência das deformações possa atingir obras existentes, particularmente envolvendo taludes íngremes ou de grande altura;
c) casos de obras de estabilização de taludes com mais de 30 m de altura, em área urbana.
7.4 APRESENTAÇÃO DE PROJETO
Os projetos devem ser apresentados em relatório consolidado contendo memória de cálculo com indicação dos itens abaixo, mas não necessariamente se limitando a estes:
7.4.1 Introdução
Contendo descrição do local, histórico e condições gerais
7.4.2 Obtenção de Dados
Contendo a caracterização e a forma de obtenção de todos os dados utilizados nos cálculos, incluindo dados geométricos, sobrecargas, níveis de água, parâmetros do terreno e fatores de segurança, todos com a devida interpretação e justificativa dos valores adotados.
7.4.3 Cálculo de estabilidade
Contendo a descrição do método de estabilidade aplicado e a justificativa dos respectivos fatores de segurança
7.4.4 Instrumentação geotécnica
Conforme descrição apresentada na seção 11, se for o caso.
7.4.5 Especificações
Contendo as características dos materiais e procedimentos a serem adotados na execução, incluindo seqüência executiva e cuidados especiais com escavações e sobrecargas.
7.4.6 Desenhos
Contendo a planta geral da obra, seções que representem todas as partes do projeto e detalhes necessários ao perfeito entendimento, execução e fiscalização das obras.
7.4.7 Quantidades
Contendo a planilha de quantidades dos materiais e serviços.
7.4.8 Plano de manutenção
conforme especificado na seção10.
8. – Execução de obras
8.1. Introdução
Antes do início da construção de obras de estabilização de taludes em encostas devem estar concluídos:
- o projeto executivo, conforme item 7 desta Norma;
- os processos de obtenção das respectivas licenças e autorizações.
Em casos de perigo iminente de escorregamento ou evolução deste fenômeno, com risco de danos materiais ou de vidas, as obras podem ser iniciadas sem os quesitos acima, devendo, entretanto, ser obrigatoriamente acompanhadas por engenheiro civil geotécnico e precedidas de relatório, por ele elaborado, com indicação da concepção de estabilização, da metodologia executiva,do plano de ataque e de cuidados especiais.
8.2. Mobilização
Corresponde à fase inicial, quando são posicionadas as instalações provisórias da obra e disponibilizados os equipamentos necessários no local dos serviços.
Esta atividade não deve interferir com terceiros (ruas, estradas, caminhos, linhas de abastecimento e outras), nem com a própria obra ou com critérios de projeto, como o posicionamento inadequado de sobrecargas e a proteção de locais de risco, sem as respectivas autorizações e sinalizações adequadas.
8.3. Desenvolvimento da obra
A obra deve seguir a sequência construtiva, locações, dimensões, materiais, especificações executivas e ensaios indicados no projeto.
Especial atenção deverá ser dada nas fases de escavação, ao posicionamento de sobrecargas (pilhas de estoque e tráfego de equipamentos), à condução de águas e a outros aspectos de obra, de forma a não alterar as considerações de projeto, durante as fases intermediárias da obra.
Antes de cada atividade, deverão ser feitas as locações necessárias tanto no local específico dos serviços, como em locais de segurança, mais afastados, de forma a não perder a referência uma vez iniciados os serviços. Esta situação aplica-se à implantação de estruturas de contenção e drenagem e à marcação dos off-sets de terraplanagem.
Deverão ser observados os aspectos listados a seguir:
a) condições de campo em desacordo com as indicadas no projeto, em particular na fase de locação, seja por evolução de erosões, imprecisão de topografia ou outra qualquer, deverão ser comunicadas ao engenheiro civil geotécnico e a obra somente iniciada após os devidos ajustes;
b) atividade com interferências ou envolvendo remoção de vegetação de porte deverá ter planejamento adequado e somente executada após a respectiva licença, se necessária;
c) os impactos dos serviços relativos à empréstimos, disposição de bota-fora e entulho, bem como tráfego de equipamentos, deverão ser devidamente avaliados;
d) a disposição de material resultante de escavação e entulhos, bem como o caminhamento de águas de drenagem ou de retorno de perfuração, não poderão causar instabilização;
e) nas escavações a céu aberto deverá ser seguida a norma NBR-9061;
f) no caso de uso autorizado de escavação com explosivos deverá ser seguida a NBR-9653;
g) na execução de cortinas atirantadas pelo método descendente, a escavação abaixo de qualquer nível de tirantes somente poderá ser iniciada após a aplicação da carga especificada no projeto, para todos os níveis superiores na mesma vertical;
h) Na compactação de aterro junto à estruturas de contenção (cortina, muro, gabião, etc.) deverá ser respeitada uma distância do paramento interno da estrutura de no mínimo 2m, na qual não poderá ser utilizado equipamento mecânico de compactação, para evitar danos na estrutura. Nessa faixa, o aterro deverá ser compactado com sistema manual ou semimecanizado (tipo sapo ou mesa vibratória), ou alternativamente com água, no caso de utilização de material granular;
i) o terreno de assentamento de estruturas de contenção deverá ser verificado por engenheiro civil geotécnico, de forma a comprovar a capacidade de carga da fundação no nível de tensões previsto;
j) Antes de qualquer procedimento de perfuração, deverá ser verificada a possibilidade da existência de interferências enterradas (dutos, cabos, fundações, galerias e outras) e executado seu devido mapeamento, se for o caso, de forma a evitar danos.
Deverão ser sempre atendidas as recomendaçoes executivas das normas disponíveis na ABNT e relacionadas com os serviços realizados, a saber: NBR-14931:2004 - Execução de estruturas de concreto - Procedimento; NBR-6122 – Projeto e execução de fundações; NBR-9286 – Terra Armada; NBR-9285 – Microancoragem; NBR-9061 – Segurança de escavações a céu aberto; NBR-5629 – Execução de tirantes ancorados no trerreno.
9. Acompanhamentop de obras
Em obras geotécnicas de estabilização de encosta, eventuais ajustes e adaptações ao projeto originalmente desenvolvidos
São inevitáveis devido às alterações na topografia do terreno que ocorrem com o tempo, complexidade da geologia local e outros condicionantes relacionadas com a interação solo- estrutura.
O acompanhamento técnico durante a fase de execução é obrigatório e deve ser realizado pelo engenheiro civil geotécnico responsavel pelo projeto da obra.
A periodicidade das visitas de acompanhamento, pelo engenheiro civil geotécnico, deverá ser estabelecida em função do porte da obra, tendo como objetivo a verificação dos critérios de projeto e modelos de cálculo, permitindo eventual ajuste às condições de campo.
Dentre os principais aspectos relacionados ao acompanhamento técnico, destacam-se: locação, cotas de assentamento, condições de fundação, fases de execução, perfurações, adequação da drenagem, testes e ensaios de acordo com as normas.
Os registros da visita deverão ser feitos em diário de obra ou documento semelhante e também em relatório técnico a ser encaminhado posteriormente ao contratante.
No diário de obras deverão ser dadas as instruções de carater imediato para o construtor, tais como: eventuais adaptações ao projeto, recomendações executivas, croquis e metodologias específicas.
O relatório técnico de acompanhamento, de carater mais geral, além das informações transmitidas diretamente à obra, deverá informar ao contratante sobre a situação da obra,as questões técnicas de maior relevância, as alterações de projeto realizadas, etc. Recomenda-se registro fotográfico, para ilustração do relatório.
Ao término da obra, deverá ser providenciado pelo executor o projeto como construído (“as built”), ou seja, todas as modificações no projeto, realizadas pelo construtor, serão consolidadas em documento final a ser encaminhado ao proprietário.
10. Manutenção
Ao término da obra, o executor deverá elaborar o “Manual do Usuário” a ser encaminhado ao proprietário. Neste manual, deverão constar todas as providências em termos de manutenção da obra a serem seguidas pelo proprietário. Tanto o tipo de serviço a ser realizado, quanto à sua periodicidade deverão ser definidos no manual.
As recomendações constantes do manual devem ter por objetivo manter as características originais do projeto, dentro dos critérios de segurança pré-estabelecidos.
Deverão ser seguidas as seguintes recomendações , de carater básico,além de outras recomendações pertinentes:
a) proceder a vistorias periódicas à obra (no mínimo semestrais) para verificação de situações anômalas a saber: trincas, deslocamentos, obstruções na drenagem, erosões e outros fatos julgados de relevância;
b) realizar limpeza periódica no sistema de drenagem;
c) realizar, com a periodicidade recomendada pelo executor, medição de vazão dos drenos profundos suborizontais;
d) no caso de obras com empregos de tirantes, deverão ser executados ensaios de verificação de cargas e inspeção da integridade da cabeças, a cada 5 anos, em um número representativo de tirantes, conforme critério a seguir, com sistema bomba, macaco, manômetro aferido ou célula de carga. Os resultados devem ser apresentados ao proprietário da obra com as recomendações cabíveis.
Deverão ser respeitados os seguintes critériio para determinar o número de tirantes a serem verificados, em função do número total de tirantes existentes na obra:
- até 10 tirantes: ensaiar todos;
- de 10 a 30 tirantes: ensaiar 7 + 25% do total de tirantes existentes na obra;
- de 30 a 60 tirantes: ensaiar 12 + 10% do total de tirantes existentes na obra;
- de 60 a 100 tirantes: ensaiar 15 + 5% do total de tirantes existentes na obra;
- mais de 100 tirantes: ensaiar 20% do total de tirantes existentes na obra.
e) no caso de obras com monitoramento previsto, realizar e analisar as leituras de acompanhamento conforme recomendadono projeto;
f) outras recomendações pertinentes.
11. Monitoramento
O monitoramento do desempenho de uma obra ou de uma encosta deve ser realizado sempre que julgado necessário pelo engenheiro civil geotécnico como um dado relevante para a garantia da estabilidade.
O engenheiro civil geotécnico responsável deverá detalhar no projeto executivo o tipo de instrumento a ser instalado , definindo locação, profundidade, metodologia de instalação e periodicidade de acompanhamento. Em determinadas situações, o monitoramento pode ser utilizado em uma fase pré-construção ou durante a própria construção, visando à obtenção de dados para a elaboração ou ajuste do projeto.
Dentre os tipos de controle/monitoramento normalmente utilizados merecem destaque os seguintes:
- Controle de deslocamentos em profundidade por intermédio de inclinômetros. Os inclinômetros devem garantir obrigatoriamente embutimento em terreno indeslocável, numa profundidade abaixo da região supostamente em movimento.
- Controle de movimentos superficiais horizontais e verticais através de marcos superficiais, com controle topográfico de precisão a partir de bases localizadas fora da área sujeita a deslocamentos.
- Controle da variação do nível do lençol freático através da instalação de medidores de nível d’água.
- Medição da poro-pressão mediante a instalação de piezômetros.
- Controle de prumo de estruturas de contenção.
- Controle de deslocamentos em estruturas de contenção através da instalação de alongâmetros e pinos de nivelamento.
- Medição de cargas atuantes em ancoragens ou grampos através de células de carga, medidores de deformações elétricos (“strain-gages”) ou conjunto bomba/macaco hidráulico devidamente aferido.
- Medição de vazão em drenos profundos subhorizontais, poços e galerias de drenagem.
- Medição de índices pluviométricos através da instalação de pluviômetros ou de estações meteorológicas.
- Controle de abertura de juntas, trincas ou fissuras, mediante a instalação de pinos de referência, selos ou outros dispositivos.
Outros tipos de controle ou instrumentos poderão ser utilizados, desde que atendam às necessidades de projeto.
Os instrumentos instalados para monitoramento devem ser convenientemente protegidos contra possíveis atos de vandalismo.
Eventuais anomalias ao longo do acompanhamento (deslocamentos ou cargas excessivas, níveis d’água ou vazões muito elevadas ou instrumentos danificados sem possibilidade de leitura) deverão ser imediatamente comunicadas ao contratante da obra para análise e providências.
Deverão ser elaborados relatórios periódicos de acompanhamento do monitoramento e encaminhados ao interessado.
18
Anexo A (normativo)
Situação dos taludes enquadrados nesta norma
Taludes de corte e aterro
Anexo B (normativo)
Terminologia
A terminologia a ser empregada para os diversos tipos de instabilidade de massas em encostas é a seguir indicada.
1. Tipos básicos de movimentos de massa
2. Elementos
A terminologia para designação dos elementos de caracterização de um escorregamento está indicada na figura abaixo, uma com representação tridimensional (Fig. 2) e outra com representação em corte (Fig.3).
A terminologia para designação das dimensões envolvidas em uma movimentação de massa , conforme indicado na figura acima, é a seguinte:
Anexo C (normativo)
Laudo de vistoria
Modelo de planilha
LAUDO DE VISTORIA
Anexo D (normativo)
Estimativa dos Parâmetros de Resistência para Análise de Estabilidade de Encostas
Os parâmetros de resistência ao cisalhamento do solo deverão levar em conta a variabilidade estatística dos resultados obtidos nos ensaios, para fins de estudos de estabilidade de encostas,. Os parâmetros de resistência deverão ser estimados por regressão linear, correlacionando-se a resistência ao cisalhamento τ com as pressões normais (ou confinantes) σ. A análise de regressão deverá ser baseada em uma quantidade mínima de (12) doze pontos por camada de solo idealizada no perfil geotécnico, o que corresponde a 4 ensaios tipo cisalhamento direto ou triaxial, com 3 corpos de prova cada, ou a 3 ensaios com 4 corpos de prova cada. O procedimento estatístico leva em conta a incerteza da resistência ao cisalhamento médio ao longo de uma superfície potencial de ruptura, incluindo a incerteza decorrente de uma amostragem reduzida, com N pontos (corpos de prova), de modo que, quanto menor a quantidade de corpos de prova, maior a incerteza e menor a resistência ao cisalhamento de projeto.
a- Ensaios de Cisalhamento Direto
Os N pontos σ-τ correspondentes a todos os corpos de prova representativos de uma camada de solo deverão ser plotados em um único gráfico, como indicado na Figura A.3.1, definindo-se por regressão linear a coesão média ce a tangente do ângulo de atrito médio φtg. Para estudo da variabilidade da resistência, define-se o Erro Médio Quadrado (EMQ) como:
2)ˆ(2−−Σ=NEMQiiττ (A.3.1)
Na equação acima, iτé a resistência ao cisalhamento do corpo de prova i, correspondente à pressão normal iσ, e iτˆa resistência média estimada para iσ , obtida por:
φστtgcii+=ˆ (A .3.2)
Uma vez determinado o erro médio quadrado EMQ, define-se a faixa para aceitação dos pontos para a análise de regressão, cujos limites são indicados pelas linhas tracejadas na Figura A.3.1. As linhas tracejadas representam os limites de confiança dos valores individuais de cada corpo de prova, para uma margem de erro máxima α=5% (sendo 2,5% para cada cauda da distribuição). Para α=5%, por exemplo, as linhas tracejadas delimitam a faixa onde é de 95% a probabilidade de que os pontos individuais agrupem-se acima e abaixo da reta média de regressão. Neste exemplo, em média, para cada 100 pontos, 95 são esperados de estar contidos nos limites de confiança (linhas tracejadas). Assim, os ensaios (pontos) que se situarem fora da região limitada pelas linhas tracejadas deverão ser rejeitados. O número mínimo de pontos para a análise de regressão, após a rejeição, será N=10. Os limites de confiança (il,τ) são obtidos ponto a ponto, para valores crescentes de iσ, através da expressão:
][).2(ˆ,iiilsNtτττ−±= (A.3.3)
Na equação acima, t(N-2) refere-se à distribuição t de Student com N-2 graus de liberdade, obtida para uma margem de erro α, enquanto que o desvio padrão ][isτ é dado por:
⎥⎦⎤⎢⎣⎡−Σ−+=22)()(1][σσσστiiiNEMQs (A.3.4)
Figura A.3.1 – Determinação de parâmetros de resistência a partir de ensaios de cisalhamento direto
Na figura acima, tem-se:
23=N pontos; EMQ=4796,59 kPa2 (Equação A.3.1); oproj07,26==φφ(regressão linear); kPac41,101=(regressão linear); kPacproj42,41= (Equação A.3.6);
kPac84,28][=σ (Equação A.3.7) e
08,2)2(=−Nt (distribuição t de Student, para 05,0=α).
Assim, as envoltórias de resistência são expressas por:
a- Envoltória média: )(07,26.42,101kPatgoστ+=
b- Envoltória de projeto: )(26.4,41kPatgprojστ
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