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SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS CENTRO UNIVERSITÁRIO SANTO AGOSTINHO COORDENAÇÃO DO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: OBRAS DE TERRAS PROFESSORA: ESP. ANNAMARIA LOUREIRO ANA CAROLINE GUIMARÃES NATANIEL RODRIGUES ROTEIRO DE APRESENTAÇÃO 1 INTRODUÇÃO Uso dos Solos Estudo dos Solos Canal do Panamá Solos Reforçados 2 REFERENCIAL TEÓRICO 2.1 Conceito 2.2 Histórico 2.3 Importância dos Solos Reforçados 2.4 Tipos de Solos Reforçados e Geossintéticos 2.5 Vantagens e Desvantagens 3 CONCLUSÃO REFERÊNCIAS ANEXO I (QUESTÕES) SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Uso dos Solos A necessidade do homem trabalhar com os solos, encontra sua origem nos tempos mais remotos, podendo-se mesmo afirmar ser tão antiga quanto a civilização. Na natureza há inúmeros exemplos práticos de reforço de solos, como os abrigos de animais, os ninhos de pássaros que utilizam misturas de palha e lama, ou até mesmo a estabilização de taludes pelas raízes de árvores SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Uso dos Solos A ideia de se associarem elementos de reforço, filtração, drenagem, separação e proteção às obras geotécnicas teve início há milhares de anos. Zigurate construído pelo rei de Ur em 2100 a.C. na Mesopotâmia. SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Estudo dos Solos Foram desenvolvidas as "teorias clássicas" sobre o equilíbrio dos maciços terrosos, de sentido predominantemente matemático e sem o correspondente ajustamento das suas conclusões à realidade física. SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Canal do Panamá Inaugurado em 1914 e reformado em 2016, o Canal do Panamá é uma das construções mais importantes da história. Sua construção permite a interligação entre os Oceanos Atlântico e Pacífico. Fonte: Politize SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Solos Reforçados É o método construtivo que consiste em se obter o aumento da capacidade do solo em suportar resistência à tração, através da inserção de elementos de “amarração” que distribuem estes esforços através do atrito, por uma área maior do solo, fazendo com que o conjunto atue como um corpo sólido. Fonte: Terra Amarrada SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Fonte: SciELO SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Conceito O termo deriva da junção de “geo”, referindo-se à terra, e “sintético”, referindo-se aos materiais poliméricos empregados na sua fabricação. Fonte: Oficina de Textos SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Conceito A American Society for Testing and Materials (ASTM), na norma D 4439, define geossintéticos como "elementos planares produzidos a partir de polímeros e utilizados em combinação com solo, rocha ou outros materiais relacionados com a engenharia geotécnica, como parte integral de um projeto, estrutura ou sistema". Fonte: Oficina de Textos SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Histórico Terra armada patenteado pelo francês Henry Vidal na década de 70; A partir do advento da Terra Armada, outros processos de reforço com elementos metálicos foram desenvolvidos; SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Histórico • No Brasil os geossintéticos têm sido empregados desde o início da década de 70, principalmente em sistemas de drenagem; • Na década de 80 foi executada a obra de porte de solo reforçado com geotêxtil no país, no km 35 da SP-123, rodovia que liga Taubaté a Campos de Jordão; SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Importância dos Solos Reforçados • Os métodos de melhoria de solos com vista à estabilização e à contenção de taludes têm sido objeto de inúmeras pesquisas nas últimas duas décadas. • Esses estudos são de suma importância, visto que os deslizamentos de terra acarretam gastos anuais volumosos em obras de prevenção e correção, além das despesas indiretas provenientes dos acidentes que frequentemente ocorrem, principalmente durante os períodos chuvosos. Fonte: NTC Brasil SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Importância dos Solos Reforçados • A construção de um muro de arrimo representa sempre um ônus no orçamento total de uma obra. • Custo superior ao da própria obra. • Estruturas de solo reforçado, uma alternativa para soluções de muro de gravidade e de flexão, são utilizadas cada vez em mais larga escala com, basicamente, duas finalidades: taludes em aterro e aterros de base para obras de infraestrutura. SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Importância dos Solos Reforçados • A utilização de geossintéticos para reforço de estruturas de contenção e taludes íngremes tem se tornado uma alternativa extensivamente utilizada. • Esse sistema constitui-se na aplicação de reforços planares e poliméricos, inseridos no maciço com um espaçamento entre camadas definido em projeto. • Esses reforços permitem a construção de taludes estáveis com ângulos bem íngremes. SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Importância dos Solos Reforçados SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Importância dos Solos Reforçados SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Tipos de Solos Reforçados e Geossintéticos • A Sociedade Internacional de Geossintéticos classifica genericamente os geossintéticos em categorias dependendo do processo de fabricação; Fonte: Puc Rio SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Tipos de Solos Reforçados e Geossintéticos SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Tipos de Solos Reforçados e Geossintéticos SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Tipos de Solos Reforçados e Geossintéticos SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Tipos de Solos Reforçados e Geossintéticos SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Tipos de Solos Reforçados e Geossintéticos – Exemplos de aplicação • Segundo a IGS (International Geosynthetics Society) é conveniente identificar que as funções primárias do geossintéticos, em um contexto geral são: separação, filtração, drenagem, reforço, contenção de fluidos/gases, ou controle de processos erosivos. Fonte: Puc Rio SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Tipos de Solos Reforçados e Geossintéticos - Exemplos de aplicação • Separação: O geossintético atua na separação de duas camadas de solo que têm distribuições de partículas diferentes. • Por exemplo, geotêxteis são usados para evitar que os materiais da base penetrem no solo mole de camadas subjacentes, assim mantendo a espessura da camada de projeto e a integridade da estrada. • O geossintético também auxilia na prevenção do “bombeamento” de finos para o interior da camada granular permeável das estradas. SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Tipos de Solos Reforçados e Geossintéticos - Exemplos de aplicação • Filtração: O geossintético desempenha papel similar a um filtro de areia, permitindo a livre passagem de água através do solo enquanto retém as partículas sólidas. • Por exemplo, geotêxteis são empregados para evitar a migração do solo para dentro do agregado drenante ou de tubulações, enquanto mantém o fluxo do sistema. SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Tipos de Solos Reforçados e Geossintéticos - Exemplos de aplicação • Drenagem: O geossintético age como um dreno que carrega o fluido através de solos com menor permeabilidade. Por exemplo, geotêxteis são utilizados para dissipar poro- pressão na base de aterros rodoviários. SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Tipos de Solos Reforçados e Geossintéticos - Exemplos de aplicação • Reforço: O geossintético atua como elemento de reforço inserido no solo ou em associação com o solo para a melhoria das propriedades de resistência e de deformação do solo natural. • Por exemplo, geotêxteis e geogrelhas são usados para acrescentar resistência à tração na massa de solo de forma a possibilitar paredes de solo reforçado verticais ou aproximadamente verticais. SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Tipos de Solos Reforçados e Geossintéticos - Exemplos de aplicação • Contenção de Fluidos/Gases (barreira): O geossintético atua como uma barreira relativamente impermeável a fluídos e gases. Por exemplo, geomembranas, geocompostos, geocompostos argilosos (GCL’s) e geotêxteis revestidos são empregados como barreiras paraimpedir o escoamento de líquidos e gases. Além disso, podem ser utilizados na capa asfáltica de pavimentos, no envelopamento de solos expansivos e na contenção de resíduos. SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Tipos de Solos Reforçados e Geossintéticos - Exemplos de aplicação SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Tipos de Solos Reforçados e Geossintéticos - Exemplos de aplicação • Controle de Processos Erosivos: O geossintético trabalha para reduzir os efeitos da erosão do solo causados pelo impacto da chuva e pelo escoamento superficial da água. • Por exemplo, mantas ou colchões de geossintéticos, temporários e permanentes, são dispostos ao longo do talude. • Barreiras de geotêxtil são também usadas na retenção de sedimentos carreados durante o escoamento superficial. SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Aplicações dos Geossintéticos a) reservatórios e barragens; b) canais; c) depósitos resíduos líquidos; d) depósitos de resíduos sólidos; e) obras rodoviárias; f) obras ferroviárias; g) tuneis e estruturas subterrâneas; h) fundações; i) drenagem; j) controle de erosão SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Vantagens e Desvantagens • Os métodos simplificados de cálculo; • Fácil adaptação a vários tipos de taludes e condições de solo; • Não exigem mão de obra especializada e equipamentos caros; • Flexibilidade da estrutura, permitindo construções sobre solos relativamente moles ou deformáveis; • Diversas possibilidades para o acabamento da face, sendo conveniente tanto para centros urbanos como, por exemplo, os blocos segmentados, como também em áreas de preservação da natureza, em que a vegetação pode crescer na face da estrutura. • Custos; SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Conclusão Dentre os benefícios da utilização de geossintéticos, podem ser citadas: • Facilidade e rapidez de instalação; • Facilidade de transporte para áreas remotas; • Redução ou eliminação da utilização de materiais de construção naturais; • Repetibilidade e uniformidade de propriedades relevantes; • Redução do impacto ambiental de soluções com geossintéticos em relação às alternativas convencionais. SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Conclusão Tais materiais podem assumir funções tais como drenagem, filtração, barreira, reforço, separação e proteção. O geossintético pode atuar como elemento de reforço inserido no solo ou em associação com o solo para a melhoria das propriedades de resistência e de deformação do solo natural. SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Conclusão Como a preservação ambiental tem importância fundamental, as perspectivas são de que tais características fomentem mais ainda a utilização de geossintéticos em obras geotécnicas e geoambientais. SOLOS REFORÇADOS E GEOSSINTÉTICOS Referências BECKER, Leonardo De Bona. Monitoramento de Forças, Tensões, Deslocamentos e Deformações em Estruturas de Solo Reforçado com Geossintéticos. COBRAMSEG, Rio de Janeiro. Anais... Rio de Janeiro, 2008. CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos Solos e Suas Aplicações/Fundamentos. 6. ed. Rio de Janeiro: JC Editora, 1988. DER - DEPARTAMENTO DE ESTRADAS DE RODAGEM (1986). Boletim Técnico BI-I: Aterros Reforçados com Geotêxteis. EN ISO 10318. Geossintéticos termos e definições. CEN, 2005. GOIÁS, Impermeabilizações. Geossintéticos: O que são e para que servem. [S. l.], 9 abr. 2022. Disponível em: https://goiasimpermeabilizacoes.com.br/construcao/geossinteticos-o-que-sao-e- paraque-servem/. Acesso em: 28 set. 2022. KOERNER, R. (1994). Designing with geosynthetics. Englewood Cliffs, New Jersey, Prentice Hall, 4ª edição., p.760. SARAMAGO, Robson Palhas. Muro de solo reforçado: técnica pode solucionar maciços instáveis de solo. [S. l.], 31 out. 2017. Disponível em: https://portalclubedeengenharia.org.br/2017/10/31/muro-de-solo-reforcado-tecnicapode-solucionar- macicos-instaveis-de-solo/. Acesso em: 26 set. 2022. VILELA, Leonardo Ferres. A importância do Canal do Panamá para o comércio global. [S. l.], 21 jul. 2021. Disponível em: https://www.politize.com.br/canal-dopanama/. Acesso em: 26 set. 2022. QUESTÕES 1 - Os geossintéticos são empregados na execução de muros e taludes reforçados. Quais são os mecanismos do comportamento solo reforço? A) O reforço contribui para aumentar a elevada resistência à tração do solo. B) A compactação do material de reaterro é pouco importante no funcionamento mecânico do muro reforçado. C) Uma forma de considerar a fluência do geossintético durante a vida útil da obra é majorar o valor de sua resistência à tração em curto prazo. D) Não é necessário avaliar a estabilidade de muros reforçados quanto ao deslizamento, mas sim quanto ao equilíbrio interno (tensões no reforço). E) Um dos mecanismos de transferência de tensões entre solo e reforço é o atrito entre o solo e o reforço. QUESTÕES 1 - Os geossintéticos são empregados na execução de muros e taludes reforçados. Quais são os mecanismos do comportamento solo reforço? A) O reforço contribui para aumentar a elevada resistência à tração do solo. B) A compactação do material de reaterro é pouco importante no funcionamento mecânico do muro reforçado. C) Uma forma de considerar a fluência do geossintético durante a vida útil da obra é majorar o valor de sua resistência à tração em curto prazo. D) Não é necessário avaliar a estabilidade de muros reforçados quanto ao deslizamento, mas sim quanto ao equilíbrio interno (tensões no reforço). E) Um dos mecanismos de transferência de tensões entre solo e reforço é o atrito entre o solo e o reforço. Resposta: letra E. QUESTÕES 2 - Acerca de aspectos diversos relacionados a materiais de construção a serem utilizados em obras, julgue o item que se segue. A abrasão de materiais geossintéticos em obras ferroviárias acarreta, entre outras consequências, a redução de espessura, que pode, por sua vez, causar diminuição local da resistência e alteração das propriedades hidráulicas do material. Em razão desses problemas, a aplicação de geossintéticos em obras ferroviárias é evitada atualmente. A) Certo B) Errado QUESTÕES 2 - Acerca de aspectos diversos relacionados a materiais de construção a serem utilizados em obras, julgue o item que se segue. A abrasão de materiais geossintéticos em obras ferroviárias acarreta, entre outras consequências, a redução de espessura, que pode, por sua vez, causar diminuição local da resistência e alteração das propriedades hidráulicas do material. Em razão desses problemas, a aplicação de geossintéticos em obras ferroviárias é evitada atualmente. A) Certo B) Errado Resposta: letra B. QUESTÕES 3 - Os solos moles são um problema em terrenos de fundação de aterros, especialmente em obras rodoviárias. Por isso, são cogitados alguns procedimentos especiais com vistas à viabilização técnica do terreno de fundação em solos moles. Assinale a alternativa que apresenta as soluções citadas para os solos moles em obras de pavimentação. A) Expulsão da camada mole por meio de explosivos, execução de bermas de equilíbrio e desaceleração do adensamento. B) Execução de aterros por etapas, execução de drenagem superficial e execução de drenos verticais. C) Expulsão da camada mole por meio de explosivos, execução de aterros por etapas e reforço de solo com geodrenos. D) Remoção da camada inconsistente, execução de bermas de equilíbrio e execução de aterros por etapas. E) Execução de bermas de equilíbrio, desaceleração do adensamento e reforço de solo com geossintético. QUESTÕES 3 - Os solos moles são um problema em terrenos de fundação de aterros, especialmente em obras rodoviárias. Por isso, são cogitados alguns procedimentos especiais com vistas à viabilização técnica do terreno de fundação em solos moles. Assinale a alternativa que apresenta as soluções citadas para os solos moles em obras de pavimentação. A) Expulsão da camada mole por meio de explosivos, execução de bermas de equilíbrio e desaceleração do adensamento.B) Execução de aterros por etapas, execução de drenagem superficial e execução de drenos verticais. C) Expulsão da camada mole por meio de explosivos, execução de aterros por etapas e reforço de solo com geodrenos. D) Remoção da camada inconsistente, execução de bermas de equilíbrio e execução de aterros por etapas. E) Execução de bermas de equilíbrio, desaceleração do adensamento e reforço de solo com geossintético. Resposta: letra D. QUESTÕES 4 - Cite 02 funções dos geossintéticos, dando 1 exemplo de aplicação para cada função e 02 exemplos dos tipos de geossintéticos que podem ser utilizados em cada função. QUESTÕES 4 - Cite 02 funções dos geossintéticos, dando 1 exemplo de aplicação para cada função e 02 exemplos dos tipos de geossintéticos que podem ser utilizados em cada função. Possíveis Respostas: Separação de duas camadas de solo – Aterro sobre solo mole – Geotêxtil ou Geogrelhas. Reforços – Geotêxtil e Geogrelha – Contenção de taludes contra ruptura e erosão. Contenção de Fluidos e Gases – Geomembrana e GCL - impedir o escoamento de líquidos e gases. QUESTÕES 5 - Os geossintéticos são produtos poliméricos, industrializados, sintéticos ou naturais, usados atualmente na construção civil para diversas finalidades. São utilizados na recuperação de áreas degradadas e em projetos de aterros sanitários, por exemplo. Cada tipo de geossintético apresenta propriedades e características que vão condicionar a sua função. As principais funções do(da) A) geocomposto argiloso são reforço, filtração e controle da erosão superficial. B) geotêxtil tecido são reforço, drenagem e separação. C) geogrelha são reforço, drenagem e impermeabilização. D) geomembrana são separação, impermeabilização e filtração. E) geomanta são reforço, drenagem e impermeabilização. QUESTÕES 5 - Os geossintéticos são produtos poliméricos, industrializados, sintéticos ou naturais, usados atualmente na construção civil para diversas finalidades. São utilizados na recuperação de áreas degradadas e em projetos de aterros sanitários, por exemplo. Cada tipo de geossintético apresenta propriedades e características que vão condicionar a sua função. As principais funções do(da) A) geocomposto argiloso são reforço, filtração e controle da erosão superficial. B) geotêxtil tecido são reforço, drenagem e separação. C) geogrelha são reforço, drenagem e impermeabilização. D) geomembrana são separação, impermeabilização e filtração. E) geomanta são reforço, drenagem e impermeabilização. Resposta: letra B.