Falhas Cometidas na Execução de Aterro de Sobrecarga com Geodrenos

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FALHAS COMEDIDAS NA EXECUÇÃO DE
ATERRO DE SOBRECARGA COM GEODRENOS
Introdução
A construção de aterro ou estrutura induz uma pressão 
adicional sobre solos coesivos, podendo causar recalques 
residuais a longo prazo durante a vida útil da estrutura. 
Um sistema de pré-carregamento pode ser projetado, para 
induzir estes recalques em prazos aceitáveis, reduzindo 
os recalques residuais, a longo prazo, a valores aceitáveis 
para estrutura.
O projeto simplificado de um aterro sobre solo mole con-
siste em uma análise sem drenagem das condições de 
estabilidade durante a construção a curto prazo, e uma 
análise com drenagem a longo prazo da consolidação.
É comum especialistas em tratamento de solos moles, espe-
cificar Aterro de Sobrecarga com Geodrenos para redução 
e/ou eliminação de recalques. Quando devidamente pro-
jetado e executado, a técnica é uma maneira eficiente e 
econômica para viabilizar a execução de aterros sobre 
solos moles. Aterro de Sobrecarga, com Geodrenos, rep-
resenta uma alternativa muito mais acessível que soluções 
que envolvem transferência de cargas. No entanto, tem 
havido muitos casos onde os recalques persistem, mesmo 
após a conclusão da sobrecarga e isso acaba levando ao 
descrédito da técnica.
Teoria da consolidação
Quando um carregamento é aplicado em um solo arenoso, 
o recalque induzido é quase que imediato e quase elástico. 
Por outro lado, estruturas e edificações construídas em 
solos coesivos saturados, como argila ou silte, serão sub-
metidos a recalques, durante um longo período, com uma 
redução constante de sua velocidade.
Este fenômeno de assentamento a longo prazo por dissipa-
ção do excesso de poropressão em solos coesivos sob um 
carregamento constante é chamado de “consolidação”. 
Em geral, solos coesivos são saturados e, por tanto, os 
assentamentos ocorrem somente se uma parte da água é 
expulsa dos vazios entre os grãos do solo.
Devido a baixa permeabilidade característica das argilas, 
a redução da poropressão é um processo muito lento que 
pode estender-se por vários anos após a aplicação do car-
regamento.
Aterro de Sobrecarga
Na essência, a técnica é bem simples. Para construir um 
aterro até a cota de projeto (Pf), Pf não iria ser suportado 
pelo solo mole, então é construído um aterro com uma 
altura Ps+Pf, maior que a altura final desejada, e é moni-
torado por um período de tempo Ts+f, sob a intensidade 
deste carregamento (Ps+Pf). No final deste período de 
pré-carregamento Ts+f, a altura de aterro adicional, Ps, 
é removida, causando o descarregamento, resultando na 
eliminação total ou na grande parte da redução dos futuros 
assentamentos sob a altura final do aterro Pf. A maior parte 
ou a totalidade do recalque primário e parte do recalque 
secundário são eliminados devido parte do aterro estar 
incorporado ao solo e, além disso, o solo sob o aterro 
torna-se sobreadensado ou mais rígido. A figura 1 ilus-
tra os elementos chave do conceito de pré-carregamento 
com sobrecarga para compensar recalques primários e 
secundários. Geralmente, o objetivo da solução consiste 
em eliminar 100% dos recalques devido à consolidação 
primária e secundária, de tal modo que o recalque residual 
esteja dentro dos limites aceitáveis de projeto. O recalque 
residual para um determinado período de tempo, após a 
construção, pode ser estimado como recalque secundário 
remanescente, que ocorre durante o tempo necessário, 
após tenha ocorrido o tempo equivalente à eliminação da 
compressão secundária.
A figura 2 representa a curva de recalque de um solo car-
regado. Durante o carregamento o solo recalca até o ponto 
1. Em seguida, após a retirada da carga, o solo atinge o 
Figura 1 – Conceito de utilização da sobrecarga para compensar os assentamentos da consolidação primária e secundária 
(Jimenez Salas J.A., Faraco C. et al, 1980). A sobrecarga é removida quando os assentamentos excede o recalque final pre-
visto com todo o carregamento permanente (aterro + pavimento + carga de serviço). De preferência não antes que todo o 
excesso de poropressão seja eliminado.
ponto 2. Podemos ver que o recalque remanescente é 
quase igual ao produzido pelo carregamento.
Figura 2 - Curva carre-
gamento-recalque de 
um solo pré-carregado 
por um aterro (Bielza A. 
1999).
Na recarga, deste mesmo solo, com um carregamento 
igual ao imposto anteriormente (ponto 3), o solo descreve 
um comportamento similar a descarga, com sentido con-
trário. Podemos ver este comportamento na figura abaixo, 
e também que na recarga os assentamentos são muito 
pequenos.
Figura 3 - Curva carregamento-recalque após a retirada de um 
carregamento e recarregado com a mesma carga (Bielza A. 
1999).
Portanto, a finalidade da sobrecarga é préconsolidar o solo 
mole aumentando sua resistência e diminuir os recalques, 
quando este for recarregado.
Durante o processo de consolidação diminui-se o volume 
de água, o índice de vazios e o coeficiente de permeabili-
dade, e por sua vez, se incrementa a resistência ao corte, o 
módulo de compressibilidade e a resistência a penetração.
Problemas comuns enfrentados por especialistas
No entanto, após examinar alguns serviços de melhora-
mento de solos moles com aterro de sobrecarga, vemos que 
na maioria dos casos, a técnica de sobrecarga não tem sido 
aplicada com sucesso, não tendo êxito nos recalques pós-
construção. Em algumas obras realizadas, como aterros 
rodoviários, os recalques permaneceram após sua con-
strução, exigindo manutenções regulares para comple-
mentar o pavimento e manter sua cota de projeto e, claro, 
tal complementação gerou mais sobrecarga, acarretando 
assentamentos mais graves. Geralmente a razão para 
falta de eficácia do método não é o método em si, mas a 
aplicação inadequada da técnica, causada pela falta de 
compreensão dos mecanismos fundamentais relaciona-
dos ao método. Entre os erros comuns, mais cometidos 
pelos projetistas na aplicação da técnica de sobrecarga, 
veremos a seguir.
Falta ou baixa qualidade de investigações
e ensaios inadequados
Um completo programa, de investigações e ensaios, deve 
ser elaborado com o intuito de se obter parâmetros rel-
evantes para utilização no projeto. Em particular, o perfil 
estratigráfico do solo, que deve ser determinado com 
a maior precisão possível, em conjunto com o histórico 
geológico do local. As propriedades do solo mais impor-
tantes para engenharia são: vm´ (tensão pré-adensam-
ento (tensão máxima já sofrida pelo solo)), Cc e Cr ou 
Cs (índices de compressão e recompressão), e o coefici-
ente de adensamento vertical Cv, o índice de compressão 
secundária C e a resistência não drenada Su, juntamente 
com a estimativa da relação entre a resistência Su e a 
tensão efetiva antes da aplicação da sobrecarga. Estes 
parâmetros geralmente variam com a profundidade no 
perfil do solo e é importante para traçar um gráfico das 
propriedades de acordo com a profundidade, fornecendo 
uma imagem clara da variabilidade do solo sob o aterro 
que será construído.
Cálculo impreciso da sobrecarga
ou a não remoção de sobrecarga
Esta é uma falha bastante comum. Deve-se ter em mente 
que um dos parâmetros críticos do projeto é a taxa de 
sobrecarga, ou seja, a razão entre o carregamento de 
sobrecarga (Ps) com o carregamento final (Pf). O carrega-
mento de sobrecarga, Ps, representa a quantidade de carga 
adicional que será removido no final do período de pré-
carregamento. Muitas vezes, o recalque que ocorre durante 
o pré-carregamento não é levado em conta pelos projetis-
tas. Este recalque pode ser substancial e até mesmo pode 
exceder a altura inicial da sobrecarga. Assim, é importante 
que na estimativa dos valores de Ps e Pf, os recalques se-
jam levados em conta. Houveram casos em que, no final 
do período de pré-carregamento, os recalques obtidos 
levaram Ps ao nível de projeto,não havendo sobrecarga a 
ser removida. Isto é equivalente a ter um valor de Ps = 0, 
o que, certamente, faz com que o aterro equivalente não 
tenha sido sobrecarregado. Deve haver uma quantidade 
adequada de sobrecarga adicional para ser removida no 
final do período de pré-carregamento para que a técnica 
seja eficaz.
Falta de estabilidade durante a elevação do aterro
A rápida construção de um aterro sobre solo mole pode 
fazer com que a base entre em colapso. A maioria dos 
solos moles ganham rigidez quando o carregamento é 
realizado de forma ordenada, acompanhando o excesso 
de poropressão que se desenvolve devido à aplicação do 
carregamento, isto é, com o aumento da tensão efetiva 
no solo, diminui o índice de vazios. Pode ser necessária 
a instalação de geogrelhas na base do aterro para ga-
rantir a estabilidade durante a construção total do aterro 
(incluindo-se aí a sobrecarga) que excede a altura crítica 
que o solo mole pode suportar por conta própria. Após a 
construção do aterro, respeitando-se os limites de altura 
crítica ou reforçando a base com geogrelhas, geralmente 
permanecerá estável caso não haja cargas adicionais, já 
que sua resistência ao cisalhamento aumenta ao longo do 
tempo.
Recalques primário e secundário
Recalques secundários podem ser grandes e é possível 
realizar um projeto de sobrecarga com pré-carregamento 
para eliminar todo o recalque primário e grande parte do re-
calque secundário, mas muitos projetistas parecem preferir 
ignorar recalques secundários. A compressão secundária 
é complicada, requer que primeiro ocorra a consolida-
ção primária, sob um determinado carregamento, porém 
a intensidade desta carga não aparecem nos cálculos. A 
magnitude da compressão secundária depende do tempo 
decorrido após a conclusão da consolidação primária, 
o índice de vazios e espessura da camada de solo mole 
remanescentes, mas não da intensidade de carga aplicada. 
O caminho preferencial de drenagem durante a compressão 
secundária também não aparece nos cálculos.
Remoção prematura da sobrecarga
Para um dado conjunto de condições, o prazo ótimo para 
remoção da sobrecarga deve ser determinado com base no 
desempenho do aterro pós-construção (velocidade de re-
calque). Com a remoção precoce da sobrecarga o solo não 
consegue compensar os recalques primários e secundários 
que ocorreriam sob o carregamento final.
Serviços de instrumentação, monitoramento e análises 
inadequados durante a elevação do aterro
Na concepção e construção de taludes sobre solo moles, 
utilizando a técnica de sobrecarga, é muito importante a 
forma adequada e contínua de medir e interpretar os dados 
relativo aos recalques, movimentos laterais e a poropressão 
do solo sob o aterro. O objetivo é medir recalques e out-
ros movimentos no solo, de modo a avaliar a estabilidade 
durante a elevação do aterro, para verificar os parâmetros 
exigidos em projeto, avaliando a eficácia dos drenos ver-
ticais, ajustando as taxas de carregamento, auxiliando os 
projetistas na determinação dos níveis de sobrecarga e da 
hora mais adequada de sua remoção.
Conclusão
Os fundamentos e algumas armadilhas associadas ao mé-
todo de sobrecarga foram superficialmente expostos, já 
que esta matéria, não teve o objetivo de se aprofundar 
nos métodos efetivos de análises disponíveis, para projetar 
sistemas de sobrecargas em solos moles, e sim, como uma 
nota consultiva para profissionais já familiarizados com os 
conceitos. Mas que não estão totalmente familiarizados 
com os fundamentos associados ao método e que também 
não estão por dentro de todas as armadilhas associadas 
à técnica. Por esse motivo nenhuma fórmula ou passo-a-
passo foi exposto para aplicação da técnica.
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