Esquema Geral

1 - Descrição do Sistema

O Muro MPZ é um sistema de construção de muros de contenção, tipo gravidade, constituído por um maciço de solo compactado e reforçado com geossintéticos, com um paramento de blocos de concreto prefabricados, conforme detalhes a seguir.

    1.1 – Conceito

O paramento do muro é formado por blocos pré-fabricados de concreto, medindo  20,0 cm de altura, 40,0 cm de  largura  e 28,0 cm de profundidade. O peso de cada unidade é de aproximadamente 32 Kg.
 
 

Duas protuberâncias localizadas na face superior permitem encaixar os blocos da fiada seguinte, de tal forma que a parte vazia central fica travada nas protuberâncias de dois blocos inferiores contíguos. Este sistema de encaixe permite formar muros curvos, côncavos ou convexos, com raios a partir de 3 metros. Na parte superior traseira, os blocos possuem uma fenda que permite, utilizando peças de concreto especiais ( as travas), fixar um geotêxtil auxiliar para prender o paramento de blocos ao maciço de solo reforçado.
O esquema do muro é o seguinte:
 
 

             H  :  altura total do Muro
             L  :  profundidade do Aterro Reforçado
             h  :  altura (variável) medida desde a base do muro
             n  :  nº da fiada de Blocos correspondente
             g _i :  número do nível do reforço geossintético
             q  :  sobrecarga
             Sv  : espaçamento entre reforços
 

    1.2 – Principais componentes do sistema:

· blocos pré-fabricados de concreto: elementos que constituem a face do muro, intertravados entre si e possuindo uma fenda, na face superior posterior, com a finalidade de prender um geossintético auxiliar, a fim de amarrar o paramento de blocos ao maciço de solo reforçado,

· trava de concreto: elemento auxiliar para prender um geossintético de amarração,

· o volume de terra, imediatamente atrás da  face do muro, estabilizado através da compactação de camadas sucessivas do aterro, intercaladas com camadas horizontais de  geossintéticos – geotêxteis tecidos ou geogrelhas, conforme definido no projeto,

· a base do muro, que consiste em uma escavação de aproximadamente 20 cm de profundidade por 60 cm de largura (valores mínimos), a ser preenchida com concreto sem armadura ou, alternativamente, brita reforçada com geogrelha, que passará a constituir a base horizontal para a colocação das sucessivas fiadas de blocos de concreto MPZ,

· o sistema de drenagem, constituído por areia e/ou brita, geotêxteis, tubos perfurados de drenagem e, eventualmente, de geocompostos (p.ex. geotêxteis & geonet), elementos estes dispostos conforme o projeto em pauta,

· “software” específico para o cálculo de estabilidade interna e externa do maciço reforçado.
 

2 - Características dos Blocos:
 

    2.1 -  Os blocos poderão ter diversos tipos de acabamento na face:
Liso (com ou sem relevos decorativos) ou quebrado ( “split” ), com aspecto de pedra natural. Estes últimos são fabricados com uma fôrma que produz 2 unidades por ciclo. Após o concreto ter atingido um determinado grau de endurecimento, os blocos são separados com um dispositivo especial, que  produz uma fratura num plano de fração induzida por sulcos especiais nos  blocos (“bisotado”).
 

    2.2 -  Resistência:
Os   blocos tem uma  resistência  à compressão mínima após 28  dias de  280 Kg/cm2. O concreto tem um grau  absorção de água  máximo de 6% em peso.
 

    2.3 -  Tolerâncias  dimensionais:   +/-   um  porcento de variação dimensional em relação as medidas nominais.
 

    2.4 -  Acabamento e aspecto:  Todas  as unidades deverão estar completas e livres de
trincas ou outros defeitos que possam interferir com sua correta colocação ou que comprometam a resistência ou durabilidade da construção. Pequenas  trincas ou   lascas que não impliquem em problemas estruturais ou estéticos podem ser aceitos.  As superfícies  expostas  deverão  estar  uniformemente  acabadas  e livre de  imperfeições visíveis a mais  de 3,00 metros com luminosidade difusa.
Se face do bloco for do tipo quebrada (“split”), terá as seguintes tolerâncias:

2.4.1 - bisotado:
- a aresta externa do bisotado tem que estar 95 % íntegra;
- a aresta com a face quebrada pode estar incompleta, desde que o plano do bisotado esteja ao menos 50% intacto em cada uma das suas 3 faces.

2.4.2 - concavidades na face quebrada :
- até 1 polegada ( 25,4 mm ), medidos desde o plano ideal de  fratura dos blocos.

2.4.3 - protuberâncias:
-indefinido, desde que esteja preservado ao menos 50 % de cada uma das 3 faces de bisotado e não apareça a face plana do buraco do bloco da frente.
 

    2.5 -  Amostragem e testes: serão destacados e identificados dois blocos por cada dia de produção  para testes de dimensões, resistência e  absorção de água; fora disso, a   cada   15.000   unidades   fabricadas   serão   verificadas   as  tolerâncias dimensionais  e o estado geral da fôrma .
 

3 – Geossintéticos :
 

    3.1 - Os Geossintéticos utilizados são de diferentes tipos, em função da sua resistência, sempre de acordo com o especificado no projeto. As opções básicas são :

- Geotêxteis tecidos: para muros baixos e médios até da ordem de 5 m de altura, apresentam a alternativa mais econômica. Sua resistência de projeto varia de  10 a 20 kN/m. Possuem um módulo de elasticidade consideravelmente maior que o dos geotêxteis não-tecidos de resistência equivalente.

- Geogrelhas: possuem resistências de projeto para uma larga faixa de aplicações, variando de aproximadamente 10 até mais de 100 kN/m.

    3.2 – Todos os geossintéticos  sofrem o efeito da fluência. Fora disso, estão sujeitos a
danos durante a sua instalação e a compactação do solo. Diversos estudos demonstram uma correlação desses danos com a granulometria e tipo de geossintético.(*) Finalmente existem os efeitos a longo prazo, tais como os efeitos de agressão química, oxidação e, no caso dos poliésteres, a hidrólise. A forma utilizada universalmente para lidar com estes fenômenos consiste em aplicar Fatores de Redução à resistência máxima (de ruptura) dos reforços, através de uma expressão do tipo:

Tensão Admissível a longo prazo:    Ta =                 Tr                    b
                                                                            FR_f  x  FR_{D I} x  FR_q
Em que:

Tr    = Tensão de Ruptura
FR_f  = Fator de Redução pela fluência (varia de 1,5 a 5,0 -função do polímero)
FR_{D I} = Fator de Redução por danos na instalação (varia de 1,0 a 2,0 - função da
            granulometria do solo e tipo de geossintético)
FR_q  = Fator de Redução por danos químicos ou biológicos, associados ao
            envelhecimento do geossintético. (Varia de 1,1 até 2,0, em função do
            tipo de geossintético e do polímero)

Na prática, cabe ao projetista definir os parâmetros a serem aplicados, tomando por base experiências específicas, dados oficiais e certificados forne-cidos pelos fabricantes dos geossintéticos ou, na falta desses, fatores agregados que, em concordância com diversas fontes (*), deveriam ser iguais o maiores a:

            Geossintéticos de poliéster :       >= 2,1
            Geossitéticos poliolefínicos:       >= 3,6
            (polietileno ou polipropileno)

(*) referencias disponíveis sob consulta.

    3.3 – A resistência máxima de projeto, Tp, será obtida computando um fator redutor adicional para cobrir as incertezas, FR_I, como segue:

                       Tensão de Projeto:        Tp =   Ta
                                                                       FR_I

                       Em que :

                       Ta   = Tensão Admissível a longo prazo
                       FRI   = 1,3  (ou até 1,5 para estruturas críticas)
 

    3.4 - Observações:

a)  quando aplicados os Fatores de Redução anteriormente mencionados, deve-se analisar as deformações próprias do reforço para a Tp resultante, as quais pode ocasionar deformações indesejáveis na face do maciço reforçado.

b)  os geossintéticos apresentam resistências à ruptura diferentes no sentido longitudinal e no sentido transversal do rolo. O projeto deve especificar a orientação do reforço em relação a face do muro, o que deverá ser rigorosamente observado durante a  execução.
 

4 - Características do Solo para Aterro

    4.1 - O sistema MPZ foi projetado para aproveitar os solos encontrados no local da obra, para aterro.
Devem ser evitados, entretanto, solos orgânicos e argilas muito siltosas, devido a sua alta plasticidade, o seu adensamento a longo prazo e os conseqüentes recalques diferenciais, assim como a dificuldade em atingir um nível de compactação adequado.  Fora disso, a estabilidade do conjunto exigiria maiores comprimentos dos reforços geossintéticos, e portanto, de maiores volumes de solo a reforçar e a compactar. Também devem ser evitadas pedras de canto vivo acima de  ¾” (19mm) de diâmetro, pelo risco de danos aos geossintéticos.

    4.2 - A especificação recomendada para o aterro é :

                         peneira                                     % passante

                          ¾”(0,19 cm)                                100 - 75
                         No. 4                                            100 - 20
                         No. 40                                           0 - 60     (máx. 80)
                         No. 200                                          0 - 40     (máx. 60)

                               Índice de Plasticidade         <= 20
                               Limite de Liquidez               <= 30
                               Ângulo de atrito ( F )           >= 26 °
 

5 - Construção do Muro MPZ:

    5.1 - Liberação dos trabalhos: o Cliente (ou o seu consultor geotécnico), deverá autorizar formalmente o inicio da construção do muro. Isto pressupõe o seu conhecimento do projeto e a sua concordância com os parâmetros utilizados nos cálculos de estabilidade, assim como com as características deste, tal como a configuração geométrica, a sobrecarga de projeto, as solicitações na base, etc.

    5.2 - Preparação da base: as  valas  para a base do muro e os drenos do sistema deverão ser confeccionadas estritamente de acordo com os detalhes  especificados no projeto .

    5.3 - A base do paramento poderá ser um volume de brita compactada  de no mínimo 60 cm  de  largura  e  20   cm de profundidade ou um baldrame de concreto  de  igual  dimensão, sem   armadura,  conforme  especificado   no  projeto.  Tanto a  brita  da  base  do muro como a dos drenos deverão ser envelopadas em geotêxtil, conforme detalhado no projeto.
 
 

    5.4 - A primeira camada de solo é colocada e compactada ( 95 % Proctor Normal ),
utilizando os próprios blocos como fôrma . A altura da camada de solo, Sv, dependerá do projeto, variando tipicamente entre 20, 30, 40 ou  60 cm.  Para a ancoragem do geossintético é feita uma pequena vala, de 10 cm de profundidade, que se inicia a aproximadamente 20 cm dos blocos e de aproximadamente 1,0 m de largura

    5.5 - As fiadas sucessivas de blocos serão erguidas observando-se o seu perfeito alinha-
mento e nivelamento. O assentamento dos blocos  da  primeira  fiada sobre o colchão de brita (ou baldrame  de concreto) deverá ser cuidadosamente executado, assim como o das fiadas seguintes. Antes da colocação da próxima fiada, deve-se limpar a face superior dos blocos, com uma escova.
 
 

    5.6 – Ao colocar os blocos deve-se tomar a precaução de  que, além do seu cuidadoso alinhamento e nivelamento,  este seja empurrado para a face externa do muro, de tal forma que a face interna posterior da cavidade do bloco  fique firmemente encostada nas saliências da face superior  nos blocos inferiores.

    5.7 - A instalação dos reforços geossintéticos deve seguir rigorosamente as  especificações  do projeto. Não são aceitáveis desvios de mais de 1 % na cota  das camadas dos reforços, nem alterações no seu comprimento.

    5.8 - Os reforços  deverão ficar  horizontais  e,  antes  de  cobrí-los  com terra, deverão ser esticados pelo seu extremo  livre.

    5.9 -  O solo deverá  ser  compactado  em  camadas de  não mais de 20 cm de altura, até atingir o grau Proctor Standard   95%. Poderão  ser utilizados equipamentos pesados,  sendo  que junto a face do muro, até 1 m, deverão ser  utilizados  equipamentos  manuais  tipo  placas  vibratórias  ou “sapo”.
Uma vez atingida a cota de projeto, o extremo livre do reforço geossintético é colocado no fundo da vala de ancoragem. A fim de obter uma correta tensão do geossintético, recomenda-se prender o seu extremo ao solo com algum tipo de estaca, ou fixá-lo com terra, após o que se aterra a vala na direção do muro
 
 

    5.10 – A cada duas ou máximo três fiadas de blocos coloca-se um geossintético (geogrelha ou geotêxtil,  dependendo do sistema sendo utilizado),  fixado aos blocos com a trava descrita nos itens 1 e 2. A finalidade deste geossintético é mera-mente segurar a face de blocos, a qual fica assim firmemente ancorada ao maciço de solo envelopado. O comprimento desta ancoragem é de aproximadamente 1,0 m.
Deve-se tomar a precaução de que o geotêxtil de amarração fique enterrado entre as camadas dos geossintéticos de reforço, evitando-se o contato direto com estes (exceto nos 20 cm iniciais, onde o contato é inevitável).
 
 

    5.11 - O processo acima se repete para cada camada de reforço geossintético prevista no projeto. A face de blocos fica firmemente solidária ao maciço reforçado, e, por ser essencialmente flexível, se integra de forma ideal ao solo reforçado, com grande tolerância para absorver eventuais recalques ou deformações.

    5.12 - Outras Recomendações

-  O solo da  base do muro  e o material do  aterro compactado deverá ser analisado durante a construção do muro. Quaisquer dúvida ou discrepância em relação aos parâmetros  geotécnicos considerados  no projeto deverá ser  comunicada  de imediato  ao  engenheiro do projeto para que, se necessário, sejam tomadas oportunamente as medidas cabíveis.

-  Os geossintéticos apresentam resistências à ruptura diferentes no sentdo longitudinal e no sentido transversal do rolo. O projeto deve especificar a orientação do reforço, o que deverá ser rigorosamente observado durante a  execução.

- É permitido o tráfego de equipamentos mecanizados somente com, ao menos, 10 cm de solo sobre os geossintéticos, desde que a baixa  velocidade e que não sejam realizadas  curvas ou freadas bruscas.

- No fim de cada jornada deve-se tomar  a precaução de  que somente terra compactada   fique  na zona do solo reforçado. Solo sem  compactar  pode   permitir   mais  facilmente  a  entrada  de  água  no  caso  de chuva, comprometendo assim todo o trabalho realizado. Se necessário, durante a  construção do muro, devem ser protegidos os blocos já colocados, de tal forma que não  entre água ou lama nos buracos destes, com o conseqüente risco de  contaminação/colmatação do sistema de drenos. Analogamente, devem estar concluidas oportunamente  as obras complementares de drenagem, garantindo o escoamento da água do sistema de drenagem do maciço.

- Na conclusão do muro, recomenda-se utilizar nos últimos 40 ou 50 cm do aterro compactado, algum solo argiloso de boa qualidade, para selar e minimizar a entrada de água no maciço reforçado. Recomenda-se, também, nivelar o solo de tal forma a garantir o fluxo das águas de chuva ou outras, evitando que se  formem poças com o conseqüente risco de infiltrações no maciço reforçado.
 

5.13 - Mecanismo de Fixação do Geotêxtil

Quando o geotêxtil é tensionado no sentido do maciço (T), a barra de fixação é forçada a girar. Gera-se, assim, uma pressão que comprime o geotêxtil nos pontos indicados pelas setas, fixando-o firmemente aos blocos.