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Projeto de Geotecnia mitiga riscos erosivos em Brusque SC.


Projeto executivo desenvolvido numa encosta no Município de Brusque mitiga riscos erosivos trazendo segurança a um Hotel de grande porte, assim como no seu entorno.

Uma encosta com mais de 60 metros de altura e 80 metros de largura apresentava processo erosivo avançando (Figura 1), causando incômodo e insegurança ao comércio instalado a jusante. Na análise do histórico houve uma descompressão da base do talude oriundo de uma escavação sem planejamento técnico o que potencializou a sua instabilidade. A encosta formada por um neossolo composto predominantemente por xistos e grafite com fragmentação acentuada já registrava dois escorregamentos que chegaram a colidir com empreendimento comercial (Figura 2). A face leste da encosta estava recoberta pela espécie exótica arbórea Pinus elliottii, o que também nesse caso acelerava os processos erosivos. A drenagem por sua vez era coletada por um sistema de calhas superiores que não tinham ligação com a base do talude e a rede de drenagem urbana. Este era mais um fator que aumentava o risco de colapso generalizado.

Antes do projeto. Processo erosivo avançado.

Figura 1 – Antes do projeto. Processo erosivo avançado.

 

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Figura 2 – Material atingindo o comércio à jusante.

 

PROJETOS

A Versal Engenharia e Consultoria, realizou levantamentos topográficos, ambientais e geotécnicos e desenvolveu uma solução integrada (Figura 3 e 4) que envolveu as seguintes ações: a) projeto de um muro de gabião caixa com ancoramento no solo e na encosta promovendo a fixação da base, evitando assim a ruptura circular; b) fora projetada e executada a reforma do sistema de drenagem pluvial, com interligação deste com a base e via urbana por meio de escadas hidráulicas, calhas e tubulação; c) promoveu-se a remoção de árvores sujeitas a tombamento; d) fixação no talude por meio do sistema steel grid , este sistema promoveu atirantamento da encosta mantendo sua superfície de ruptura mais distante do neossolo e fixada à rocha de suporte; e) fora previsto um sistema de grades que mantem a proteção contra fragmentos rochosos, que por sua vez foram recobertos com cimento projetado, o que além de fixar os fragmentos na encosta possibilitou a impermeabilização da área, facilitando a drenagem superficial.

 

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Figura 3 – Projeto implantado, processo erosivo controlado.

 

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Figura 4 – Projeto implantado, processo erosivo controlado.

 

 

ESTUDO DE ESTABILIDADE

O estudo de estabilidade desenvolvido para este caso, seguiu estritamente as normas da ABNT, mais precisamente a NBR 11682:09 – Estabilidade de Encostas e NBR – 8044:93—Projeto Geotécnico, considerando as variáveis possíveis para alcançar o fator de segurança previsto. A análise geológica tratou de estudar a cinemática da movimentação dos corpos, definindo as atitudes dos planos de fraqueza em relação à atitude da encosta, o mergulho, a direção, levando ainda em consideração a coparticipação os parâmetros geotécnicos como o ângulo de atrito e as resistências coesivas ao longo dos planos.

De um modo geral, os escorregamentos em maciços rochosos podem ser classificados em três tipos principais: escorregamentos planares, escorregamentos em cunha, tombamentos de blocos e escorregamentos rotacionais ou curvilineares. Os últimos, foram apontados no estudo, já que foram encontradas rochas muito alteradas.
Como a presença de água subterrânea em taludes potencialmente instáveis, alojada nos planos de descontinuidades, ou nas fendas de blocos rochosos, pode afetar em muito a estabilidade do maciço rochoso, atenção especial foi dada para o sistema de drenagem, já que o existente já estava obsoleto. No manual de manutenção produzido para este estudo, foi deixado claro que a manutenção do sistema de drenagem deverá ser agressiva, ou seja, haverá de ter uma manutenção constante para aumentar a vida útil da obra e não desencadear processos erosivos que possa resultar em instabilidades.

 

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Figura 5 – Carta Geológica de Brusque – Santa Catarina, com destaque para a área em estudo. Fonte: CPRM – Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais, 2014.

As unidades geológicas encontradas foram a Q2a e a NPbrbmp, classificadas, respectivamente, como Depósitos Aluvionares e Unidade Metapsamítica . A área de estudo se encontra na interface dessas duas unidades, ou seja, a unidade Q2a está localizada à jusante, caracterizada por sedimentos areno-silte-argilosos e cascalhos que variam desde inconsolidados até localmente estratificados; e a unidade NPbrbmp está localizada à montante, caracterizada pela presença de muscovita quartzo xisto, granada mica quartzo xisto, granada biotita xisto quartzítico, granada muscovita quartzitos e ortoquartzitos.

 

Figura 6 - Bloco de rocha micaxisto avermelhado.

Figura 6 – Bloco de rocha micaxisto avermelhado.

 

FATOR DE SEGURANÇA

A análise de equilíbrio-limite considera que as forças que tendem a induzir a ruptura são exatamente balanceadas pelos esforços resistentes. A fim de comparar a estabilidade de taludes em condições diferentes de equilíbrio-limite, define-se o fator de segurança (FS) como a relação entre a resultante das forças solicitantes e resistentes ao escorregamento, dada pela equação abaixo. Assim a norma NBR—11682:09, expõe que:
“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, conforme Tabela 1 e de danos materiais e ambientais, conforme Tabela 2.”
A norma exige que se defina previamente o nível de segurança contra dano à vida e danos materiais (alto, médio baixo) e só assim adotar FS correspondente . Para o caso em referência se chegou a FS = 1,50.

Figura 7 - Fatores de segurança mínimos para deslizamentos.

Figura 7 – Fatores de segurança mínimos para deslizamentos.

 

ESTABILIZAÇÃO DA ENCOSTA

A técnica usada para a estabilização da encosta considerada foi o grampeamento do maciço, cumulado com a colocação de uma grelha em toda a área afetada e devidamente concretada. Esta técnica arma a massa instável e o transforma em um maciço único, deslocando a linha potencial de ruptura para além da superfície, fixando-se em região geotecnicamente rígida e estáveis, sem a necessidade de alterar a sua geometria atual.

Figura 8 - FS antes das intervenções.

Figura 8 – FS antes das intervenções.

Figura 9 - FS depois das  intervenções.

Figura 9 – FS depois das intervenções.

Para facilitar a drenagem, na base do talude foi projetado um muro de gabião, que compartilha do sistema de drenagem da encosta. Checada sua estabilidade, alcançou um FS = 1,66.
Também foi previsto o sistema SteelGrid, que consiste na associação de cabos de aço de 8.0 mm de diâmetro dispostos longitudinalmente a cada 30, 50, 100 ou 200 cm, a uma malha hexagonal de dupla torção do tipo 8×10. Esta solução foi desenvolvida como uma aplicação geotécnica para mitigação de blocos e estabilização de encostas.

PROBABILIDADE DE UMA PERFORMACE INSATISFATÓRIA (Pr)

Também chamada de Probabilidade de Ruína, superada a Análise Determinística (AD) para atender o FS da ABNT, parte-se para Análise Probabilística da estabilidade (AP) da encosta. Não é muito comum as empresas do ramo calcularem este tipo de risco, já que a temática não é muito desenvolvida no Brasil e as normas brasileiras não trazem esta indicação.
Apesar disso, para preencher a lacuna deixada pela norma NBR 6122:2010 – Projeto e execução de fundações – onde em nota informa que a Engenharia de Fundações não poderá ser tratada como ciência exata, já que riscos inerentes (não atrelados a erros de projeto ou de execução) possam afetar as obras de engenharia, a Versal Engenharia entende ser compromisso e função de uma empresa responsável, levantar e mostrar qual o risco do empreendimento para o tomador dos serviços de engenharia. Este método possibilita que os proprietários avaliem a viabilidade de investir em uma obra geotécnica, bem como a decisão de aumentar a sua confiabilidade, que irá refletir diretamente no custo da obra.
Como o atendimento ao FS estabelecido pela ABNT não garante ausência de ruína, justifica-se a inclusão deste estudo para assegurar a transparência das responsabilidades entre os envolvidos.

 

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Figura 10 – Análise Probabilística. Curva Normal Reduzida.

 

Por fim, observa-se que a Pr dependem do método determinístico e do método probabilístico empregados no estudo, do número de variáveis levadas em consideração, da precisão dos ensaios, entre outros fatores. Algumas fontes de incertezas são difíceis de serem quantificadas e, portanto, não são levadas em consideração. Além disso, há ainda, as variáveis cuja existência ignora-se e que também podem contribuir para o índice de confiabilidade global.
O projeto envolveu uma equipe multidisciplinar, fazendo parte: engenheiros civis, agrimensores, florestais, ambientais e geólogos. A obra foi devidamente licenciada junto à FUNDEMA de Brusque e Defesa Civil.
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6122: Projeto e execução de fundações – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2010. 91 p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11682: Estabilidade de encostas. Rio de Janeiro: ABNT, 2009. 38 p.
AZEVEDO, Izabel C. D.; MARQUES, Eduardo Antônio G. Introdução à Mecânica das Rochas. Viçosa: UFV, 2002, 361 p.
BAECHER, Gregory. B.; CHRISTIAN John T. Reliability and Statistics in
Geotechnical Engineering. New York: Wiley, 2003
CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas aplicações: fundamentos. 6ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 1988.
CINTRA, José Carlos A.; AOKI, Nelson. Fundações por estacas: projeto geotécnico. São Paulo: Oficina de Textos, 2010.
CPRM – SERVIÇO GEOLÓGICO DO BRASIL. Carta Geológica de Brusque. Brasília: CPRM, 2014.
DAS, Braja M. Fundamentos de engenharia geotécnica. 6ª ed. São Paulo: Thomson, 2007. 561 p.
DELL’AVANZI, E.; SAYÃO, A.S.F.J. Avaliação da probabilidade de ruptura de taludes. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE MECÂNICA DOS SOLOS E ENGENHARIA GEOTÉCNICA, 11., COBRAMSEG, Brasília, 1998. Anais…, Brasília, 1998, v. 2, p. 1289-1295.
FIORI, Alberto Pio; CARMIGNANI, Luigi. Fundamentos de mecânica dos solos e das rochas: aplicações na estabilidade de taludes. 2ª ed. rev. e ampl. Curitiba: Ed. UFPR, 2009.
FONSECA, Jairo Simon; MARTINS, Gilberto de Andrade. Curso de Estatística. 6ª ed. São Paulo: Atlas, 1996.
GUIDICINI, Guido e NIEBLE, Carlos M. Estabilidade de taludes naturais e de escavação. São Paulo: Edgar Blücher, 1984.
LAPPONI, Juan Carlos. Estatística Usando Excel. Rio de Janeiro: Elsevier, 2005.
MACHADO, Sandro Lemos, MACHADO, Miriam de Fátima. Mecânica dos solos II:
conceitos introdutórios. Salvador, 1997.
MASSAD, Faiçal. Obras de terras: curso básico de geotecnia. 2 ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2010.
PINTO, Carlos de Sousa. Curso básico de mecânica dos solos em 16 aulas. 2ª ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2002.
REBELLO, Yopanan C. P. Fundações – Guia prático de projeto, execução e dimensionamento. São Paulo: Zigurate Editora, 2008. 240 p.
SPIEGEL, Murray Ralph. Estatística. 2ª ed. São Paulo: MacGraw-Hill do Brasil, 1985.
WHITMAN, R.V. Evaluating calculated risk in geotechnical engineering. The Seventeenth Terzaghi Lecture, Journal of Geotechnical Engineering, ASC, 1984.

Por: versal