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SOLO GRAMPEADO EXECUOENG ALBERTO CASATI ZIRLIS DIR. SOLOTRAT
ENG. GEOTECNICA LTDA Mesa redonda em evento no I.E. promovido pela
ABMS para 23/11/99 s 18h.
1 RESUMO 2 BIBLIOGRAFIA 3 DEFINIO DE SOLO GRAMPEADO 4 MTODO
CONSTRUTIVO 4.1 Seqncia Geral dos Trabalhos 4.2 O Chumbador 4.2.1
Definio 4.2.2 Perfurao 4.2.3 Montagem 4.2.4 Injeo 4.2.5 Boletim de
Execuo 4.3 Concreto Projetado 4.3.1 Definio 4.3.2 Equipamentos
4.3.3 O Concreto: Agregados, Cimento, gua, Resistncia Controle
4.3.4 Aplicao / Mangoteiro 4.3.5 Armao 4.4 Drenagem 4.4.1 Definio
4.4.2 Dreno Profundo 4.4.3 Dreno de Paramento 4.5 Controle
Executivo 4.5.1 Chumbador 4.5.2 Concreto Projetado 4.5.3 Drenagem
4.5.4 Geral 5 CONCLUSES
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1 RESUMO Tem-se a seguir, dados sobre Solo Grampeado, resumo da
nossa experincia acumulada desde a poca da construo da Rodovia dos
Imigrantes. Esta vivncia no exclusiva da execuo de Solo Grampeado,
advm tambm da execuo de tirantes, injees de consolidao,
rebaixamento de lenol fretico, estacas raiz, tnel NATM, enfim
servios de engenharia geotcnica.
2 BIBLIOGRAFIA Consideramos muito importante apresentar alguns
dos totalidade so artigos ou catlogos estrangeiros: Artigo
publicado no JSMFD, da ASCE, por Shen C. K. e outros, em dezembro
de 1981, Ground Movement Analysis / Field Measurements of Earth
Support System; Catlogo da Bauer Soil Nailing The Bauer System.
Schrobenhausen (1988). A Bauer empreiteira Alem de servios, talvez
uma das maiores do mundo. Dever ser lido em conjunto com o artigo
de Gassler G. e Gudehus G., publicado nos anais do 10 CIMSEF
(Estocolmo 1981), volume 3: Soil Nailing Some Aspects of a New
Technique; Artigo publicado na revista Ground Engineering por Bruce
D. A. e Jewell R. A., em novembro de 1986 e Janeiro de 1987 Soil
Nailing: Applications and Practice; Projet National Clouterre,
desenvolvido na ENPC de Paris, resultando livro publicado pela ENPC
em 1991. Grande parte da experincia nacional, foi apresentada no
captulo 18, Reforo do Terreno, sub item 18.3 Solo Grampeado do
livro Fundaes Teoria e Prtica da PINI / ABMS / ABEF de novembro de
1996. Ao longo deste perodo temos documentado cerca de 55.000 m2 de
obras que acreditamos seja menos da metade das obras executadas no
Brasil. documentos bibliogrficos que nos
estimularam ao contnuo desenvolvimento da aplicao deste mtodo de
conteno. Em sua
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3 - DEFINIO DE SOLO GRAMPEADO o resultado da execuo de
chumbadores, concreto projetado e drenagem visando estabilizar
determinado talude. Os chumbadores promovem a estabilizao geral do
macio, o concreto projetado a estabilidade local junto ao paramento
e a drenagem age em ambos os casos. O conjunto visa estabilizar
taludes nas condies de instabilidade de: Macios a serem cortados,
cuja geometria resultante no estvel; Taludes existentes que no tem
a estabilidade satisfatria; Taludes rompidos.
4 - MTODO CONSTRUTIVO 4.1 - Seqncia Geral dos Chumbadores
Inicia-se com o corte do solo na geometria de projeto, ou no se o
caso for reforar taludes. Segue-se com a execuo da primeira linha
de chumbadores e aplicao do revestimento de concreto projetado.
Caso o talude j se encontre cortado pode-se trabalhar de forma
descendente ou ascendente, conforme a convenincia. Simultaneamente
ao avano dos trabalhos executam-se os drenos profundos, de
paramento e as canaletas ou descidas dgua, conforme projeto.
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Fases construtivas de solo grampeado em corte com equipamentos
pesados
Fases construtivas de solo grampeado em corte com equipamentos
manuais
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4.2 - O Chumbador 4.2.1 Definio Chumbadores so peas moldadas in
loco, por meio das operaes de perfurao com equipamento mecnico ou
manual, instalao e fixao de armao metlica, com injeo de calda de
cimento sob presso. 4.2.2 Perfurao As perfuraes so executadas por
equipamentos, pesando entre 25 e 500 Kg, portanto leves, de fcil
manuseio, instalao e trabalho sobre qualquer talude. Como fludo de
perfurao e limpeza do furo, poder ser utilizada gua, ar, lama, ou
nenhum deles em se optando por trados helicoidais contnuos. O
sistema usual aquele por lavagem com gua, por meio de hastes
dotadas de elementos cortantes na extremidade, do tipo tricones com
vdea, no dimetro de 3. A depender da profundidade do furo, dimetro,
rea de trabalho, pode-se optar por perfuratrizes tipo sonda,
crawlair, wagon drill, ou at perfuratrizes manuais. Quando a condio
de trabalho permite alta produtividade, so utilizadas esteiras de
perfurao, cujo peso varia entre 2000 e 4000 Kg. Os chumbadores tem
sempre inclinao abaixo da horizontal variando de 5 a 30. A escolha
do mtodo de perfurao deve ser tal que a cavidade perfurada permanea
estvel at que a injeo seja concluda. 4.2.3 - Montagem Concluda a
perfurao, segue-se a instalao e fixao de nervuras. Estas so
metlicas e no devem perder suas caractersticas de resistncia ao
longo do tempo, devendo receber tratamento anticorrosivo usualmente
por meio de resinas polimricas e calda de cimento. Ao longo destes
elementos devero ser instalados dispositivos centralizadores, que
garantam seu contnuo e constante recobrimento com a calda de
cimento. A barra de ao usualmente tem dimetro de 10 a 25mm. dobrada
na extremidade (para dimetros at 20mm), com cerca de 20cm, e
centralizadores a cada 2,0m. A aplicao de placa e porca ocorre
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para dimetros da barra iguais ou superiores a 22mm quando no
possvel dobr-la, comum tambm a solda de pedao de barra de ao.
Adjacente a barra instala-se um ou mais tubos de injeo perdidos,
com dimetro de 10 a 15mm provido de vlvulas a cada 0,5m, at 1,5m da
boca do furo.
Partes constitutivas de um Chumbador4.2.4 - Injeo Injeta-se a
bainha pelo tubo auxiliar removvel, de forma ascendente, com calda
de cimento fator gua/cimento prximo de 0,5 (em peso), proveniente
de misturador de alta turbulncia at o seu extravasamento na boca do
furo. Como uma boa alternativa, pode-se preencher o furo com calda
e ento introduzir a estrutura metlica. A bainha a fase inicial de
injeo em que se pretende recompor a cavidade escavada. Aps um mnimo
de 12 horas, reinjetar o chumbador por meio do tubo de injeo
perdido, anotandose a presso mxima de injeo e o volume de calda
absorvida. No se executa a reinjeo, a no ser que hajam dois ou mais
tubos de injeo perdidos.
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4.2.5 - Boletim de Execuo Conforme boletim ilustrativo abaixo,
so anotados todos os dados de execuo do chumbador, nica fase:OBRA
DO
N. BOLETIM DE CONTROLE DE EXECUO DE CHUMBADOR
(mm) comprimento (m) ang. c/ horiz. PERFURAO (mm) comprimento
(m) PARTE METLICA Ao PROTEO ANTICORROSIVA Espaador a cada (m) TIPO
Trao da Fator A/C = litros gua + litros solo = litros calda Bainha
1sc cimento + INJEO Trao da Fator A/C = 1sc cimento + litros gua +
litros solo = litros calda Fase Vol - Volume Injetado em sacos Pa -
Presso de Abertura (Kg/cm2) Pi - Presso de Injeo (Kg/cm2) INJEO
INJEO N. CHUMBADOR Bainha DATA N. CHUMBADOR DATA Bainha FASE NICA
FASE NICA Vol Pa Pi Vol Vol Pa PiCARACTERSTICAS CHUMBADOR
Vol
OBS.:
4.3 - Concreto Projetado 4.3.1 Definio Concreto Projetado a
denominao que se d condio em que so construdas peas de concreto sem
a utilizao de forma, por meio de conduo de ar comprimido. Estas
podem receber ferragens convencionais, telas eletrosoldadas ou
fibras conforme necessidade de projeto. Existem duas maneiras de se
obter o Concreto Projetado: via seca ou via mida.
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A diferena bsica entre eles est no preparo e conduo dos
componentes do concreto: Via Seca: preparado a seco. A adio de gua
d-se, junto ao bico de projeo instantes antes da aplicao; Via mida:
preparado com gua e desta forma conduzido at o local de
aplicao.
Ambos utilizam traos e equipamentos com caractersticas
especiais. O equipamento utilizado para Solo Grampeado o Via Seca,
a que nos referimos nos itens a seguir, no havendo entretanto
qualquer objeo na utilizao do Via mida. 4.3.2 Equipamentos Para via
seca so necessrios pelo menos os seguintes equipamentos e
acessrios: a) Bomba de Projeo: recebe adequadamente misturado o
concreto seco e o disponibiliza para aplicao; b) Compressor de Ar:
acoplado bomba de projeo fornece energia em vazo e presso correta,
para conduzir o concreto at o local da aplicao; c) Bomba Dgua:
fornece gua em vazo e presso junto ao bico de projeo. Pode ser
substitudo pela rede pblica de fornecimento de gua; d) Mangote: o
duto por onde o concreto conduzido da bomba ao ponto de aplicao,
podendo ser de borracha ou metlico; e) Bico de Projeo: pea
instalada na extremidade de sada do mangote junto aplicao; f) Anel
Dgua: acoplado entre o final do mangote e o bico de projeo adiciona
gua ao concreto; g) Pr umidificador: instalado cerca de 3,0m do
bico de projeo, visa fornecer gua ao concreto seco, previamente
aplicao. O concreto poder ser fornecido usinado, em caminhes
betoneiras, ou preparado no canteiro de obras.
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Detalhes importantes dos equipamentos: Bomba de projeo.
necessrio que os equipamentos tenham perfeitas condies de trabalho,
estando as peas de consumo com desgaste aceitvel e a mquina sempre
bem ajustada; Compressor. Para as condies geomtricas e de produo
pretendidas, h um nico conjunto de valores para vazo e presso de
ar. Como ilustrao apresenta-se a seguir tabela de valores da norma
americana, ACI 506-66: Vazo do Compressor (pcm) 365 600 750 Dimetro
do condutor (mangote ou tubulao) 1 1 2 Presso de Ar necessria (MPa)
0,40 0,50 0,60
A prtica brasileira entretanto, diz que para qualquer dimetro de
mangueira ou vazo de trabalho, a presso caracterstica do compressor
deve ser de 0,7 MPa. Este valor quando da projeo do concreto, lido
no compressor, no pode ser inferior a 0,3 MPa. Desta forma para
distncia de at 50,0 m teramos, como condio mnima: Vazo do
Compressor (pcm) 350 600 700 Dimetro do condutor (mangote ou
tubulao) 1 2 2
Bomba dgua. Dever fornecer gua com presso pelo menos 0,1 MPa
superior, quela dos materiais em fluxo, junto ao bico de
projeo.
Os acessrios como mangotes, bicos, anis dgua, pr umidificadores
e discos devero ter as condies conforme especificao dos fabricantes
e fornecedores.
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A montagem est ilustrada a seguir:
Montagem da aplicao convencional do concreto projetado4.3.3 - O
Concreto: Agregados, Cimento, gua, Resistncia Controle Normalmente,
a resistncia solicitada em projeto de 15 MPa. Como agregados temos
o pedrisco ou pedra zero e a areia mdia. necessrio que ambos tenham
uma umidade mnima. A areia em torno de 5%, nunca inferior a 3%,
pois causaria muita poeira, nem superior a 7% causando entupimentos
de mangote e incio de hidratao do cimento. Para o pedrisco a
umidade de 2% suficiente. A areia mdia no poder ter acima de 5% de
gros finos, podendo compor-se por 60% de gros mdios e at 35% de
gros grossos. O cimento poder ser qualquer, Comum, Composto,
Pozolanico, Alto Forno, ARI ou ARI-RS, dependendo das especificaes
de projeto. Pode-se utilizar aditivos acelerador de pega, secos ou
lquidos conforme necessidade da obra. A gua dever ser conforme
recomenda a tecnologia do concreto. Sua dosagem feita pelo
mangoteiro por meio de registro junto ao anel dgua. Advm de
sensibilidade e experincia
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adquirida noutras obras pelo operador. Existem vrias prticas de
pr umidificao da via seca, conforme se ilustra abaixo, em duas
condies: CPJET Neste caso 80% da gua fornecida ao concreto cerca de
3,0m antes da aplicao e o restante, 20%, adicionado pelo
mangoteiro.
Montagem da aplicao com pr-umidificador de linha tipo CP-JET e
detalhe do pr-umidificador CP JET
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BOOSTER Nesta situao 100% da gua aplicada 3,0m antes da
aplicao.
Montagem da aplicao com pr-umidificador de linha tipo BOOSTER e
detalhe do pr-umidificador BOOSTERO controle da qualidade do
concreto se d pela extrao de corpos de prova de placas moldadas em
obra. Existem algumas normas brasileiras da ABNT para este
controle. Estas tiveram seu desenvolvimento impulsionado pelos
servios de execuo Tneis NATM: NBR 13044 Concreto Projetado
Reconstituio da mistura recm projetada
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NBR 13069 Concreto Projetado Determinao dos tempos de pega em
pasta de cimento Portland, com ou sem a utilizao de aditivo
acelerador de pega. NBR 13070 Moldagem de placas para ensaio de
argamassa de concreto projetados. NBR 13371 Concreto Projetado
Determinao do ndice de reflexo por medio direta. NBR 13354 Concreto
Projetado Determinao do ndice de reflexo em placas. 4.3.4 - Aplicao
/ Mangoteiro De igual importncia aos itens de agregados e
equipamentos, temos os aplicadores do concreto. usual termos dois
especialistas: o mangoteiro e o bombeiro. O bombeiro est sempre
junto a bomba de projeo, ajustando-a conforme os desgastes ocorrem,
e verificando o correto fornecimento do compressor. O mangoteiro
aquele que aplica o concreto, em movimentos contnuos usualmente
circulares, dirigidos ortogonalmente superfcie, dela distando 1,0m.
Alm disso regula a gua, e tem sensibilidade para perceber uma
oscilao nas caractersticas de vazo e presso do ar. o elemento
fundamental neste servio, j havendo inclusive norma da ABNT, NBR
13597 Procedimento para Qualificao de Mangoteiro de Concreto
Projetado aplicado por Via Seca, para qualificao deste
profissional. No est sendo aplicada, mas o caminho para uso em
futuro prximo.
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4.3.5 - Armao As telas eletrosoldadas tem sido a armao
convencional do concreto projetado. Sua instalao ocorre em uma ou
duas camadas, conforme especifica o projeto. Aplica-se a primeira
camada com a primeira tela, a segunda camada do projetado, segunda
tela e concreto final. Pode-se instalar previamente ao concreto as
telas. Entretanto, especial cuidado deve ser tomado para evitar que
a tela funcione como anteparo e cause vazios atrs da mesma.
Detalhe das sombras na projeo do concretoDesde 1992 temos
utilizado alternativamente s telas, fibras metlicas de ao. So
adicionadas diretamente na betoneira ou caminho betoneira,
resultando numa mistura perfeitamente homognea.
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No obriga qualquer mudana em equipamento. Promove reduo da
equipe de trabalho, visto que no h necessidade de mo de obra para
preparo e instalao das telas. Tem ajuste perfeito ao corte
realizado no talude aceitando superfcies irregulares, com espessura
constante.
Detalhe fibra e telaResulta num concreto extremamente tenaz. A
presena das fibras, produz concreto de baixa permeabilidade, uma
vez que age no combate s tenses de trao durante o incio da cura,
homogeneamente em todas regies da pea. No h cuidado especial com
cobrimento de armadura, pois a corroso eventual se limita aquela
fibra que estava em contato com a atmosfera, no prosseguindo para
as outras imersas no concreto. A despeito de seu custo, cerca de
20% superior s telas, a economia do produto final de 20 a 40% por
metro quadrado aplicado. A tendncia atual a total substituio das
telas por fibras de ao.
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4.4 - Drenagem 4.4.1 - Definio A prtica usual recomenda sempre a
execuo de servios de drenagem profunda e de superfcie. Como
drenagem profunda, tem-se o DHP Dreno Subhorizontal Profundo. Os
drenos de superfcie so os barbacs, drenos de paramento e canaletas.
4.4.2 - Dreno Profundo So elementos que captam as guas distantes da
face do talude antes que nela aflorem. Ao capt-las, as conduzem ao
paramento e despejam em canaletas. Os drenos subhorizontais
profundos, DHP, resultam da instalao de tubos plsticos drenantes de
1 a 2 em perfuraes no solo de 2 a 4. Os tubos so perfurados e
recobertos por manta geotxtil ou telas de nylon. So drenos lineares
embutidos no macio, cujos comprimentos se situam normalmente entre
6,0 e 18,0m.
Dreno profundo DHP
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4.4.3 - Dreno de Paramento So peas que pretendem promover um
adequado fluxo s guas que chegam no paramento do talude. Para os
drenos de sub superfcie, ou aqueles atrs e adjacentes ao
revestimento de concreto, tem-se os barbacs e o dreno de paramento.
O dreno tipo barbac o resultado da escavao de uma cavidade com
cerca de 40 x 40 x 40 cm preenchida com material arenoso e tendo
como sada tubo de PVC drenante, partindo de seu interior para fora
do revestimento com inclinao descendente. Trata-se de uma drenagem
pontual.
Dreno de Paramento e BarbacO dreno de paramento o resultado da
instalao numa escavao de calha plstica drenante revestida por manta
geotxtil, dreno fibroqumico, na direo vertical da crista at o p do
talude.
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Aflora na canaleta de p, sendo considerado um dreno linear.
Considera-se este ltimo como a opo eficiente recomendvel para
projeto. As canaletas de crista e p, bem como as de descida dgua so
moldadas in loco e revestidas por concreto projetado. 4.5 -
Controle Executivo No existe at o presente momento, normalizao
brasileira que regulamente os controles de execuo. 4.5.1 -
Chumbador A ferragem deve estar centrada e com recobrimento
totalmente seguro, certificando-se portanto de que a armao no ser
corroda. Garantir-se que no tenha havido perda de calda ou resina,
observando-se minutos aps a injeo junto boca do chumbador se no
houve decantao. Aceita-se um erro de deslocamento local de at 15%
da distncia horizontal ou vertical, no posicionamento do chumbador.
Porm dever ser mantida a quantidade de chumbadores prevista no
projeto para a rea contida. No h necessidade de qualquer controle
rigoroso quanto a tolerncia de inclinao podendo-se aceitar uma
variao em torno de 5 graus. A calda de injeo dever atender ao
projeto, no contendo cimentos agressivos armao do chumbador. O
fator gua / cimento ajustado em campo, em funo das condies da
estabilidade da cavidade perfurada e sua permeabilidade. Sugere-se
que todo chumbador receba pelo menos uma fase de injeo alm da
bainha. A proteo anticorrosiva com tinta polimrica, pintura
eletroltica ou qualquer processo de inibio da corroso, dever ser
eficiente, mesmo com o manejo das barras. Como sugesto de proteo
anticorrosiva, poderamos adotar a proposta da NBR5629 Tirantes
Ancorados no Terreno, publicada em 1996, pela Associao Brasileira
de Normas Tcnicas, ABNT, considerando o grampo como sendo o trecho
ancorado de um tirante.
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Classe 1 2
Tipo de Chumbador provisrios em meio muito agressivo Permanentes
em meio no agressivo, ou
Proteo anticorrosiva e calda de cimento
Permanentes em meio agressivo, ou Dupla com emprego de
pintura
provisrios em meio medianamente Proteo simples atravs de calda
agressivo 3 Provisrios em meio no agressivo de cimento injetada
A definio de agressividade subjetiva e pode-se adotar aquela
proposta na NBR5629. O ensaio de tracionamento do chumbador deve
ser realizado, para que se obtenham dados para projeto. No h
entretanto normalizao para tal. Sugere-se a execuo de ensaios num
mnimo de 10% das ancoragens, ou quantidade tal que permita haver
representatividade do resultado. Durante a perfurao devem ser
observadas as posies estruturais das camadas de solo em funo do
corte, ajustando se necessrio o posicionamento dos chumbadores.
4.5.2 - Concreto Projetado O concreto projetado dever ter na sua
espessura controlada por meio de marcos aplicados a cada 4,0m2.
Devero ser seguidas as Normas Brasileiras de concreto projetado,
naquilo que couber. Ressalta-se principalmente, atentar-se para a
utilizao do equipamento de via seca em condies corretas de presso e
vazo, o clculo correto do volume de aplicao da gua e a cura. Como a
exposio atmosfrica do concreto muito grande, cuidados especiais de
umidificao durante a cura devem ser tomados. A utilizao do pr
umidificador de linha, deve ser objetivada, obtendo-se um concreto
com menor reflexo, maior resistncia, menor permeabilidade, e menor
poeira. 4.5.3 - Drenagem Durante a execuo devem ser avaliadas e
determinadas as posies e fluxos do lenol fretico, que dificilmente
o so na fase do projeto. Desta forma haver um correto ajuste no
sistema de drenagem.
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4.5.4 - Geral Para que se possa avanar com a aplicao desta
tcnica, bem como sua otimizao, fundamental a medida de deformao do
macio. No h quem o faa at o momento, exceto em carter acadmico.
Sugere-se que sejam tomadas deformaes, da forma mais simples e
prtica possvel. Considera-se no mnimo, leitura de deformaes de
pinos tomados com teodolitos, em 3 faixas verticais do muro, de tal
forma que sejam representativas da obra. As propostas acima visam a
compilao de informaes, quando no h recomendaes especficas do
projeto em execuo. 5 - CONCLUSES O Solo Grampeado uma tcnica
eficiente e economicamente vivel para nossos solos sedimentares ou
residuais. Deve ser tecnicamente desenvolvido para nossas condies
propondo-se para tal um trabalho semelhante ao CLOUTERRE, francs,
num consrcio entre: Empreiteiros Geotcnicos; Projetistas,
Consultores; Escola, Associaes Nacionais; Empresas Pblicas /
Privadas.