Retaludamento Taludes Rodoviários, Notas de estudo de Engenharia Civil

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EDUARDO JOSÉ DA SILVA COSTA

WALTER DE ANDRADE LEVINDO

RETALUDAMENTO E COBERTURA VEGETAL NA ESTABILIDADE DE TALUDES

RODOVIÁRIOS

DOCTUM – MINAS GERAIS

EDUARDO JOSÉ DA SILVA COSTA

WALTER DE ANDRADE LEVINDO

RETALUDAMENTO E COBERTURA VEGETAL NA ESTABILIDADE DE TALUDES

RODOVIÁRIOS

Monografia apresentada ao Curso de Engenharia Civil do Instituto Doctum de Educação e Tecnologia, como parte das exigências para conclusão do curso de Graduação em Engenharia Civil e como requisito parcial para a obtenção do título de bacharel em Engenharia Civil. Área de Concentração: Engenharia de Solos e Geotecnia.

Orientador: Prof. Fausto Rogério Esteves

DOCTUM – CARATINGA

AGRADECIMENTO

Ao me aproximar do encerramento de mais um ciclo da minha vida, gostaria de externar minha sincera gratidão a todos aqueles que de alguma forma contribuíram para tal. A Deus por abençoar e proteger durante todo esse tempo a minha árdua caminhada. Aos meus pais, que nunca mediram esforços para concretização do meu objetivo, pela paciência e compressão pelas minhas falhas, e apoio nas horas em que eu mais necessitei. As minhas irmãs e meu irmão, também presentes em vários momentos, sejam eles bons ou ruins. Aos meus colegas de classe, pelas agradáveis horas (anos) de convívio, dentro ou fora da instituição, pelos quais não me faltaram momentos de companheirismo, principalmente aqueles em que criei laços de amizade fortíssimos e farão parte da minha vida enquanto ela perdurar. Aos meus professores pelo conhecimento e experiência transmitida a mim, e pela paciência e compreensão ao longo desses anos, contribuindo assim para minha formação profissional. Enfim, a todas as pessoas que direta e indiretamente contribuíram para mais um objetivo em minha vida, meu sincero muito obrigado.

“Feliz o homem que encontrou a sabedoria, o homem que alcançou o entendimento.” Provérbios 3,

Walter de Andrade Levindo

AGRADECIMENTO

Agradeço! Ao meu pai e minha mãe em especial por terem me acompanhado, me incentivando desde o primeiro dia na faculdade, por toda confiança e dedicação, pelos dias de dificuldade que tiveram sempre comigo, sem vocês ao meu lado nada disso seria possível. Obrigado novamente pai pela matricula que o senhor pagou pra mim no meu primeiro dia de luta. Ao meu filho Isaac, pela força de ir em frente que sempre tive todas as vezes que eu olho no rostinho dele. Aos meus irmãos, Tatá, Adriano, Eliane, Renata, Dê, Nandy, João e Beth pelo incentivo e pelos conselhos. Aos meus colegas de classe que fizeram parte do meu aprendizado e crescimento profissional e em especial aos mais próximos que farão parte do meu trabalho como Engenheiro. Há todos meus professores e professoras pelos ensinamentos. E a todas as pessoas que contribuíram direta ou indiretamente para esta conquista.

Acima de tudo agradeço a DEUS por suas bênçãos e por ter me iluminado todos os dias durante essa longa caminhada.

“Entrega o teu caminho ao Senhor; confia nele, e ele tudo fará” (Sl 37:5)

“Bem aventurado o homem que acha a sabedoria, e o homem que adquire conhecimento” (Pv 3:13)

Eduardo José da Silva Costa

ABSTRACT

This paper presents definitions using the process slopes and vegetation for slope stabilization on the highways , in order to verify the effectiveness or otherwise of the implementation of this system for solving the problem in different cases these descriptions are observed and analyzed where and in which situations this system is really effective. The study was divided into three stages : the first stage presents the main problems caused by instability of slopes in the main highways of the country and its consequences , in the second stage is described preliminary studies recommended by the current standards for defining the appropriate solution to the problem and start cooking project and in the third step that describes the execution of the work of slopes , the processes of sowing and planting in the implementation of the vegetation in the body of the talus and its proper maintenance, exemplifying them

. All the information shows us how it is effective, fast and simple to perform compared to other slope stabilization systems on highways.

Keywords: Stability of slopes, sliding, road slopes.

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 5.1 – ESQUEMA DE ESCORREGAMENTO ................................... 21

FIGURA 5.2 – ESCORREGAMENTO EM BARBACENA/MG, NA MG 135

SAÍDA PARA ANTÔNIO CARLOS. .........................................................................

FIGURA 5.3 – ESQUEMA DE ESPALHAMENTO ...................................................

FIGURA 5.4 – ESQUEMA DE ESCOAMENTO .......................................................

FIGURA 5.5 – ESQUEMA DE RASTEJO ................................................................

FIGURA 5.6 – EROSÃO CAUSADA POR FALHA EM LINHA DE DRENAGEM .....

FIGURA 5.7 – RODOVIA DANIFICADA POR EROSÃO EM

MATO GROSSO DO SUL.........................................................................................

FIGURA 6.1 – ESQUEMA COM SINAIS DE POSSÍVEL RISCO DE

DESLIZAMENTO.......................................................................................................

FIGURA 6.2 – EXEMPLO DE ESTABILIZAÇÃO COM DRENAGEM E PROTEÇÃO

SUPERFICIAL...........................................................................................................

FIGURA 7.1 – ESQUEMA DE ANTES DO TRATAMENTO......................................

FIGURA 7.2 – ESQUEMA DE APÓS DO TRATAMENTO POR

RETALUDAMENTO E COBERTURA VEGETAL ......................................................

FIGURA 7.3 RETALUDAMENTO EM RODOVIA DE BAURÚ/SP..............................

FIGURA 8.1 – ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO DE DRENAGEM EM TALUDE...

FIGURA 8.2 – EXEMPLOS DE MANUTENÇÃO DE TALUDE E LINHAS DE

DRENAGEM................................................................................................................

FIGURA 9.1 – TIPOS DE RAÍZES .............................................................................

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5.2.3 – Escoamento...................................................... 5.2.4 – Rastejo............................................................... 5.2.5 - Erosão................................................................

6 – ESTUDOS PRELIMINARES PARA PROCEDIMENTO DE

EXECUÇÃO .....................................................................................

6.1 – ANÁLISE DE MAPA..........................................................

6.2 – RECONHECIMENTO DE CAMPO....................................

6.3 – PERFURAÇÃO..................................................................

6.4 – DADOS HIDROLÓGICOS.................................................

6.5 – INVESTIGAÇÃO DE LABORATÓRIO..............................

6.6 - PROJETO..........................................................................

7 – RETALUDAMENTO .................................................................... 34

8 – DRENAGEM .................................................................................

8.1 – TÉCNICAS DE DRENAGEM ..............................................

8.2 – NIVELAMENTO LOCAL......................................................

8.3 – VALAS E DRENOS.............................................................

8.4 – TUBULAÇÃO DE DRENAGEM...........................................

8.5 – MANUTENÇÃO ..................................................................

9 – COBERTURA VEGETAL .............................................................. 42

10 CONCLUSÃO ................................................................................. 45

11 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS........................................... 47

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1-INTRODUÇÃO

Pode-se dizer que as fundamentais atividades que se tornam por muitas vezes culpadas pela acelerada degradação de aspectos geomorfológicos da paisagem são as atividades humanas, tais como agricultura, mineração, escavações e abertura de estradas (INBAR et al., 1998).

Sendo assim entende-se que é considerada uma necessidade a contenção de taludes abertos pela construção civil, uma vez que, expostos às intempéries da natureza, estão suscetíveis à ação da erosão e dos deslizamentos. Esses acontecimentos, na ausência de medidas mitigadoras, podem gerar prolongadas conseqüências econômicas, sociais, ambientais e paisagísticas, além de desencadearem o transporte imediato de sedimentos.

Deste modo a estabilização de talude é o termo aproveitado em geotécnica para os sistemas capazes de garantir que o maciço, seja ele à base de rocha, terra ou até mesmo misto, cesse sua movimentação.

Com a finalidade de apresentar acentuados benefícios à sociedade as grandes obras de engenharia, entre elas as rodovias, são concebidas. Espera-se que a sua construção e operação ocorram de forma segura, sendo o gerenciamento de potenciais riscos ao longo da vida útil destas obras realizado constantemente por uma equipe de técnicos responsáveis. Por se tratarem de obras lineares de grande extensão, caracterizam-se por atravessarem diferentes regiões, de características muito distintas em termos de relevo, vegetação, geologia e condições geotécnicas. Como conseqüência disso, cada região pode apresentar uma resposta diferente aos serviços de terraplenagem ali executados, gerando problemas de estabilidade em seus taludes de corte e aterro, e, conseqüentemente, restrições geológico- geotécnicas importantes para este tipo de obra (LOPES, 2007, p.12)

Em decorrência da frequência dos casos de desestabilidades de maciços de solo, ocasionados por fatores naturais ou por intervenções urbanas, faz-se necessário à elaboração e execução de técnicas construtivas eficazes e capazes de garantir a estabilidade dos maciços de maneira segura, com qualidade, com baixo custo e de rápida execução e eficiência.

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1.2 – JUSTIFICATIVA

Buscar e discutir novas técnicas que sejam mais harmônicas com o ambiente em que vivemos são muito importantes para evolução da sociedade em si. A construção civil, como um dos maiores agentes responsáveis pela modificação deste ambiente, deve sempre buscar novos métodos para reduzir os impactos gerados pela mesma, ao mesmo tempo, aumentando sua eficácia.

Em um grande projeto, o impacto causado por uma obra pode prejudicar sua viabilidade e aprovação frente aos órgãos competentes. Sendo assim, a partir deste estudo e o conhecimento adquirido com ele, podemos conhecer técnicas de contenção de taludes com economia através do não uso de estruturas, e o emprego de cobertura vegetal, contribuindo com a minimização deste impacto, gerando vários benefícios já citados neste estudo, e também podendo facilitar a aprovação e execução do projeto.

Este estudo demonstra o quanto é importante o trabalho em um todo, para a eficácia da resolução do problema com encosta, até mesmo pela complexidade do assunto. A precisão das informações sobre todas as características do solo a ser trabalhado, dados climatológicos da região, linhas de drenagem eficientes, manutenção adequada, análise periódica de risco de novo deslizamento, são alguns dos fatores vitais para o sucesso de todo procedimento.

As condições e processos que promovem a instabilidade devem ser identificados e suas contribuições relativas à ruptura do declive, estimadas, se possível. Conclusões úteis relativas ao aumento da probabilidade de deslizamentos podem ser tiradas através da combinação de análises geológicas e conhecimento das condições meteorológicas de curto e longo prazo. A tecnologia atual permite às pessoas monitorando os movimentos de terra, definir as áreas mais suscetíveis a deslizamentos e emitir avisos e “alertas”, abrangendo períodos de tempo de horas a dias, quando se atinge as condições meteorológicas ou limites conhecidos por aumentar ou iniciar certos tipos de deslizamentos.

Com objetivo de reduzir o tempo de execução desse tipo de obra, minimizar os erros cometidos que comprometem o sucesso do procedimento e os gastos com

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esse tipo de problema em nossas rodovias é teoricamente o grande valor deste trabalho.

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3 - ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS

Para Denardin (2005), os solos são materiais naturais não consolidados, constituídos de grãos separáveis por processos mecânicos e hidráulicos, de fácil dispersão em água e que podem ser escavados com equipamentos comuns de terraplenagem (pá carregadeira, motoescavotransportadora, etc). O solo ainda terá estrutura artificial quando transportado e/ou compactado mecanicamente, como em aterros, barragens de terra, reforços do subleito de pavimentos, etc.

Alguns solos, dependendo do grau de alteração, não preservam as estruturas relicares da rocha-mãe, enquanto outras são fortemente influenciadas e revelam essas relíquias, sendo que estas estruturas revelam pontes de cimentícias, algumas de precipitação, mas também fraturas e fissuras remanescentes de rochas originalmente faturadas (Mayne and Brown, 2003, p.144).

3.1 - SOLO RESIDUAL

Segundo Denardin (2005), solos residuais são formados através de intemperização in situ, onde esse material sofre uma redução de densidade e consequente aumento da porosidade. Nessas camadas, as partículas e seus arranjos desenvolvem-se de maneira progressiva por processo de intemperismo químico, resultando em um material de mineralogia variada e alto índice de vazios.

A composição mineral, química e textural dos solos residuais refletem-se, não só no processo de amostragem, pela maior ou menor facilidade em obter amostras indeformadas, passando pelas características de identificação, mas também nas propriedades geotécnicas dos solos, nomeadamente, plasticidade, consistência, expansibilidade, permeabilidade, compressibilidade e resistência. A alteração compreende processos, alteração física e alteração química, que conduzem à modificação dos materiais rochosos ocorrentes na superfície terrestre ou perto dela. A taxa de alteração é função do tipo de rocha, clima (precipitação e temperatura) e geomorfologia. Anon (1995) O tipo de alteração e a natureza dos seus produtos são fortemente influenciados pelo clima e litologia. Os fatores dominantes, que controlam

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o modo como a meteorização evolui, são a precipitação e a temperatura média. (Viana da Fonseca, 1996, p. 223).

Regiões de clima tropical favorecem a ocorrência de solos residuais, pois estas são caracterizadas pela alta amplitude de temperatura, além de níveis de pluviosidade relativamente elevados, facilitando a ação do intemperismo físico e principalmente químico sobre as rochas (JESUS, 2008, p.188).

3.2 - SOLO COLUVIONAR

Originada em encostas de formações geológicas diversas, a estratigrafia desses locais está normalmente associada à existência de horizontes de solo residual e blocos de rocha originários de um maciço rochoso fraturado. Com o tempo, partículas de solo e blocos de rocha são transportadas por ação da gravidade e da erosão, depositando-se na base e ao longo das encostas. A percolação de água no interior de camadas de solo coluvionares e a deposição em seu interior completam a sua caracterização (MASSAD, 2003, p.55).

Sua formação normalmente ocorre lentamente, através de processos de rastejos, sendo possível, porém, a ocorrência de movimentos acelerados após períodos de chuvas intensas devido à infiltração de água em seu interior, ou seja, aumentos significativos de poro-pressão. De maneira similar, quando uma porção do solo residual escorrega e se deposita sobre a própria encosta, este novo acréscimo na capa de colúvio pode gerar processos de instabilização. Isso ocorre porque quando o material é depositado suavemente, representa o acréscimo de apenas alguns centímetros à camada superficial da encosta a cada evento, ao contrário dos casos onde os movimentos são acelerados e pode trazer vários metros de material em um único evento aos depósitos de encosta (RODRIGUEZ, 2005, p. 67).

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4 - CONCEITO DE TALUDES

Taludes são superfícies inclinadas de maciço terroso, rochoso ou misto, que podem ser originados por processo geológico, geomorfológico e ações antrópicas que limitam um maciço de solo seja ele composto por terra ou rocha (PINTO, 2006, p. 98). O autor explica também que o talude é composto basicamente de crista ou topo localizada em sua parte superior, pé ou base localizado em sua parte inferior, corpo do talude e ângulo de inclinação. Estas partes são encontradas em taludes artificiais que é o caso daqueles formados por corte e aterros e os taludes naturais que é o caso daqueles formados em encostas.

Os taludes, sejam eles do tipo artificial ou natural, têm como principal função a de garantir estabilidade do maciço o qual ele limita. Mas, por influência de vários fatores sejam eles físicos, químicos, geológicos e até mesmo sociais, acabam muitas vezes expostos a riscos de ruptura e exigem a necessidade de avaliações e intervenções executivas as quais através de métodos e técnicas visam garantir a estabilidade controlada do mesmo (SAYÃO e SIEIRA, 2005, p. 77).

De uma forma geral, os taludes, sejam eles de ordem natural, de estradas ou de aterros sanitários, estão sujeitos com relativa frequência a problemas associados à instabilização de massa (MANHAGO, 2008, p. 47). Esses locais se constituem de superfícies mais frágeis, devido ora à exposição do solo, ora às deficiências comumente resultantes da construção. Estes aspectos associados geralmente à falta de proteção superficial e à inexistência ou ineficácia de sistema de drenagem podem desencadear processos erosivos (CARVALHO, 1991, p. 84).

O estudo sobre ruptura em taludes intensificou-se para fins de obras civis nas últimas cinco décadas no Ocidente, Patton e Deere (1971) apud TOMINAGA, (2007) enfatizam que a importância disso seria a de se definir os fatores geológicos que controlam a estabilidade de taludes. De forma simples, a ruptura é a formação de uma superfície de cisalhamento na massa. Segundo o mesmo autor, existem diferentes tipos de ruptura que são classificados pelo grau de fratura do maciço rochoso, em maciços resistentes a descontinuidade que determina a situação do plano de ruptura.

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5 - PRINCIPAIS PROBLEMAS CAUSADOS POR INSTABILIDADES EM TALUDES

5.1 – DESLIZAMENTO.

Geólogos, engenheiros e outros profissionais, com ligeiras diferenças entre si, sempre se apóiam em definições específicas de deslizamento. Neste estudo, levaremos em consideração a definição segundo MACHADO GRISI (2007), descrevendo como movimento de descida do solo, de rochas e/ou material orgânico, sob o efeito de gravidade, e também a formação geológica resultante de tal.

5.2 – TIPOS DE DESLIZAMENTO.

As classificações dos diferentes tipos de deslizamentos são associados aos mecanismos específicos das falhas em taludes e as propriedades e características peculiares de cada tipo de falha geológica.

5.2.1 – ESCORREGAMENTO.

Um escorregamento é um movimento de uma massa de solo ou rocha, em declive, que ocorre sobre superfícies em ruptura ou sobre zonas relativamente finas com intensa deformação por cisalhamento. O movimento não ocorre, inicialmente, de maneira simultânea, por toda área que vem a se tornar superfície da ruptura, o volume de material deslocado aumenta a partir de uma área no local de ruptura, analisa CARLOS DE SOUZA PINTO, (2006, p.125).

Associa-se geralmente a taludes de tamanho entre 20 e 40 graus de inclinação. Em solos, a superfície de ruptura tem geralmente uma relação de profundidade que varia entre 0,3 e 0,1.

Como afirma HOMERO PINTO CAPUTO (1987), os escorregamentos têm como principal mecanismo de desencadeamento a chuva intensa e/ou continua, que pode levar a saturação intensa dos taludes e aumentar os níveis de água no interior do solo, o escoamento rápido dos rios após enchentes, um aumento da água subterrânea devido o enchimento das represas ou o aumento dos níveis dos