O solo grampeado é uma técnica de contenções de solos desenvolvida em 1945 pelo professor Ladislaw Von Rabcewics, denominada de NATM – New Austrian Tunneling Method. O método consiste em após a escavação, onde o solo fica submetido a esforços do peso do material e tensões confinadas, estabilizar com a inserção de “grampos” e posterior aplicação de concreto projetado.
O concreto projetado é aplicado em conjunto com telas metálicas ou fibras de aço para melhorar a resistência aos esforços. A denominação de solo grampeado se deu em anos posteriores com o teste do NATM em diferentes tipos de solos. A execução de solos grampeados consiste no reforço com elementos semirrígidos que devem resistir a flexão composta, denominados de grampos. A Figura 1 ilustra o método.
Os grampos são barras ou tubos de aço, barras sintéticas com resistência típica de aço, micro estacas ou em alguns casos mais extremos estacas. A inserção deve ocorrer horizontalmente ou sub horizontalmente, dessa forma consegue-se introduzir esforços resistentes à tração, cisalhamento e de forma secundária os momentos fletores. O uso de solo grampeado tem ganhado cada vez mais espaço no Brasil devido ao seu baixo custo, versatilidade e se adequar a geometrias variadas, execução rápida e a possibilidade de aplicação com níveis de lençol freático.
A aplicação da técnica de solo grampeado é realizada através de fases sucessivas de corte de camada de solo e estruturação da linha de grampos de forma descendente. Caso um talude já esteja escavado e apresente uma coesão que garanta sua estabilidade, pode-se realizar a aplicação de grampos de forma ascendente. A Figura 2 ilustra a execução.
Os grampos podem ser moldados “in loco” por um sistema de perfuração e injeção de calda de cimento. O grampo cravado é executado com auxílio de um martelo pneumático, o qual facilita e acelera o processo construtivo de solos grampeados embora apresente baixa resistência ao cisalhamento. A técnica mais usual consiste na perfuração com diâmetro de 100 mm em um talude. Após a perfuração, injetam-se os grampos com diâmetros que variam de 15 a 32 milímetros e aplica-se a calda de cimento com pressões inferiores a 100 kPa. No Brasil é comum a utilização de grampos de aço CA50, ST85-105 e Dywidag.
Outro tipo de grampo consiste nos grampos injetados, a técnica consiste na execução de pré furos nos taludes e posterior aplicação de grampos com a inserção de calda de cimento aditivada. A aplicação de calda de cimento é realizada com um tubo de PVC semirrígido, denominado agulha. O pré furo simples pode ser realizado com equipamento manual, chamado trado, ou equipamento mecânico. O pré furo duplo são realizados com sondas rotativas.
Após a execução dos pré furos faz-se a limpeza com jatos de ar para posterior aplicação da calda de cimento. De acordo com Zirlis e Pita (2000) recomenda-se para a calda de cimento uma relação água/cimento de 0,5 em peso e ainda que a segunda injeção de calda de cimento seja realizada apenas após 12 horas de cura do cimento.
Devido às erosões em taludes e deslizamentos superficiais causados de forma natural é necessária a estabilização da estrutura de solo grampeado. Geralmente é utilizado concreto projetado na face para o paramento, entretanto pode-se aplicar estruturas pré-moldadas dependendo da estética que desejasse alcançar com a contenção. Os taludes com inclinação maior ou igual a 45º admitem a possibilidade de revestimento vegetal para os taludes. Na aplicação de concreto projetado, a espessura varia de 5 a 15 cm e o concreto é aplicado em toda a face do talude.
Em obras menores o concreto projetado é aplicado em via seca e em obras maiores em via úmida. Para obras grandes em via úmida deve-se evitar a interrupção para não ter que limpar o equipamento após a parada. A perda de reflexão por via seca é de 40% superior ao de via úmida. Como o concreto projetado apresenta uma elevada força de aplicação, ocorre uma ótima compactação e resulta em uma estrutura de elevada resistência. A Figura 3 ilustra o paramento em concreto projetado.
Em obras de contenção é importante uma análise de drenagem para a estrutura de forma a evitar os poros pressões no maciço de solo, além de evitar os danos que a presença de água pode gerar na estrutura do paramento. A presença de água pode também danificar os grampos devido a presença de substâncias corrosivas.
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Fontes:
VARELA, M. “APOSTILA DE CONTENÇÕES DE SOLO”. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande. Rio Grande, 2015.
MILITITSKY, J. “GRANDES ESCAVAÇÕES EM PERÍMETRO URBANO”. São Paulo: Oficina de Textos, 2016.
BRAJA, M. D; SOBHAN, K; “FUNDAMENTOS DE ENGENHARIA GEOTÉCNICA”. 8º Edição. California: Cengage Learning, 2010.
SAYÃO, A.S.F.J; LIMA, A.P; SPRINGER, F.O; NUNES, A. L.L.S; DIAS, P.H.V; GERSCOVICH, D.M.S. “DESIGN AND INSTRUMENTATION ASPECTS OF A 40M HIGH NAILED SLOP”. XVI International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Japão, 2005
ZIRLIS, A.C; PITTA, C.A. “CHUMBADORES INJETADOS: A QUALIDADE DO SOLO GRAMPEADO”. SEFE IV – Seminário de Engenharia de Fundações especiais e Geotecnia, 2000.