REGULAMENTO DE ESTRUTURAS DE SUPORTE E OBRAS DE TERRA
Capítulo IV
Aterros e taludes
SECÇÃO I
Disposições gerais
Artigo 55.º
(Âmbito)
1. As disposições deste capítulo aplicam-se a aterros e taludes, mas não se aplicam a diques e barragens.
2. A colocação e a compactação de aterros são consideradas no capítulo II e as estruturas de suporte para estabilização de taludes são consideradas no capítulo III.
Artigo 56.º
(Estados limites)
1. Devem considerar-se os seguintes estados limites por forma a satisfazer os requisitos fundamentais para os aterros e taludes, que são a estabilidade, as deformações limitadas, a durabilidade e a limitação dos danos a estruturas ou infra-estruturas vizinhas:
a) Perda de estabilidade global ou de capacidade resistente;
b) Rotura devido a erosão interna;
c) Rotura devido a erosão superficial;
d) Rotura devido a levantamento hidráulico;
e) Deformações de aterros ou de taludes e suas fundações, incluindo as devidas a fluência, que possam causar danos estruturais em estruturas vizinhas, estradas ou outras infra-estruturas;
f) Desmoronamentos de rocha;
g) Deformações de aterros ou de taludes, incluindo as devidas a fluência, que possam causar perda de funcionalidade;
h) Erosão superficial.
Artigo 57.º
(Acções e situações a considerar no projecto)
1. Para verificação dos estados limites devem considerar-se as acções referidas no artigo 11.º do Regulamento de Fundações.
2. Devem considerar-se os efeitos dos seguintes processos:
a) Processos de construção, tais como escavação no pé de um talude, construção de um aterro, efeitos de vibração devidas a rebentamentos de explosivos ou execução de estacas;
b) O efeito de estruturas a construir na vizinhança ou sobre o aterro ou o talude, depois da sua conclusão;
c) O efeito de um novo talude em obras já existentes;
d) O efeito de quaisquer movimentos anteriores ou actuais de taludes existentes;
e) Os efeitos de galgamento, da ondulação e da chuva nos taludes e no coroamento dos aterros (erosão);
f) Os efeitos da temperatura nos taludes dos aterros (retracção);
g) As actividades animais que possam causar obturação de drenos ou abertura de cavidades no terreno.
3. Os valores de cálculo do nível da água livre em contacto com o talude e do nível freático, ou a sua combinação, devem ser escolhidos, com base nos dados hidrogeológicos disponíveis, de forma a obterem-se as situações de projecto mais desfavoráveis. Deve ser considerada a possibilidade de rotura dos drenos, filtros ou impermeabilizações.
RA Em aterros em contacto com água as condições hidráulicas mais desfavoráveis correspondem geralmente a percolação em regime permanente para o nível de água máximo e ao rebaixamento rápido do nível da água em contacto com o aterro.
4. Na determinação da distribuição das pressões intersticiais a considerar no cálculo deve ter-se em consideração a anisotropia e heterogeneidade do terreno.
Artigo 58.º
(Considerações sobre o projecto e a construção)
1. O projecto e a construção de aterros e taludes deve ter em conta a experiência em terrenos semelhantes.
RA Os aterros em solos coesivos moles são geralmente construídos por incrementos de altura. A espessura das camadas e a velocidade da sua colocação devem ser determinadas na fase de projecto de forma a evitar a instabilidade dos taludes ou a perda de capacidade resistente da fundação durante a construção. O tempo necessário para a consolidação só pode ser calculado de uma forma aproximada. A velocidade de consolidação das camadas de solo mole deve ser verificada durante a construção mediante a medição dos assentamentos. Pode também ser necessária a medição de pressões intersticiais, por forma a que uma nova camada de aterro apenas seja colocada quando o excesso de pressão intersticial se tiver dissipado para valores aceitáveis, os quais devem ser definidos no projecto. Quando se use este procedimento, os resultados das medições dos assentamentos devem ser utilizados como uma verificação.
Se forem instalados drenos verticais para aceleração do processo de consolidação, e consequentemente da construção, deve ter-se especial cuidado na localização do equipamento para medição das pressões intersticiais, o qual deve ser instalado no centro da malha formada pelos drenos verticais. Deve aplicar-se o método observacional descrito no artigo 18.º do Regulamento de Fundações.
2. Devem proteger-se as superfícies de taludes expostas a erosão intensa.
RA Os taludes nestas condições podem ser impermeabilizados, revestidos com vegetação ou protegidos artificialmente. Em taludes com banquetas pode ser necessário instalar um sistema de drenagem nas banquetas. Em geral não se devem plantar árvores ou arbustos em aterros em contacto com a água.
SECÇÃO II
Verificação em relação aos estados limites últimos
Artigo 59.º
(Perda de estabilidade global)
1. Na análise da estabilidade de um aterro ou de um talude natural (de maciços terrosos ou rochosos) devem ser considerados todos os possíveis modos de rotura.
RA A massa de solo ou rocha limitada pela superfície de rotura é normalmente tratada como um corpo rígido ou como vários corpos rígidos que se movem em simultâneo. Em alternativa pode verificar-se a estabilidade determinando um campo de tensões estaticamente admissível. As superfícies de rotura e de contacto entre corpos rígidos podem tomar várias formas, incluindo a planar, a circular e outras mais complicadas.
Quando o terreno ou o material de aterro é relativamente homogéneo e isotrópico em termos de resistência, é geralmente suficiente assumir superfícies de rotura circulares.
Em taludes em terrenos estratificados com variações consideráveis da resistência ao corte, deve prestar-se especial atenção aos estratos de menor resistência. Nestes casos pode ser necessária uma análise utilizando superfícies não circulares.
Em terrenos com superfícies de descontinuidade, incluindo rochas e alguns solos, a forma da superfície de rotura depende das descontinuidades e pode intersectar também material intacto. Nestes casos pode ser necessária uma análise utilizando blocos tridimensionais em forma de cunha.
2. O equilíbrio do corpo limitado por todas as possíveis superfícies de rotura deve ser verificado para os valores de cálculo das acções e dos parâmetros de resistência ao corte do terreno, de acordo com os artigos 11.º e 12.º do Regulamento de Fundações.
RA Em solos e rochas brandas que não exibem anisotropia significativa da resistência, pode ser utilizado o método das fatias. O método deve verificar o equilíbrio de momentos e de forças verticais no bloco deslizante. Caso não se verifique o equilíbrio das forças na direcção horizontal, as forças entre as diversas fatias devem ser consideradas horizontais.
Pode efectuar-se uma análise conservativa usando os impulsos de terras, em aterros, calculados de acordo com o capítulo III deste regulamento e a resistência ao carregamento da fundação calculada de acordo com o capítulo V do Regulamento de Fundações.
3. Nos cálculos de estabilidade global de taludes e aterros, pode geralmente dispensar-se a verificação relativamente à hipótese A do artigo 11.º do Regulamento de Fundações.
RA A não ser que haja uma incerteza anormal em relação ao peso volúmico do solo, não é necessário diferenciar, no cálculo da estabilidade de taludes, entre a acção favorável e desfavorável do peso próprio.
Artigo 60.º
(Deformações)
1. O projecto deve verificar que as deformações do aterro ou do talude, sob as acções de cálculo, não causam danos excessivos a estruturas, redes de transporte ou outras infra-estruturas que existam sobre o aterro ou o talude, ou na sua vizinhança.
2. As deformações no aterro devem ser consideradas em conjunto com as deformações do terreno subjacente.
RA O assentamento de um aterro fundado num solo compressível pode ser calculado usando os princípios indicados no artigo 64.º do Regulamento de Fundações. Deve prestar-se especial atenção à relação assentamento-tempo, a qual inclui tanto os assentamentos devidos à consolidação hidrodinâmica como à consolidação secundária. Deve também prestar-se atenção à possibilidade de ocorrência de assentamentos diferenciais. Como os métodos analíticos e numéricos actualmente existentes frequentemente não fornecem previsões seguras das deformações antes da rotura de um talude, a ocorrência de estados limites pode ser evitada limitando a resistência ao corte mobilizada, ou observando os movimentos e tomando medidas para os controlar caso seja necessário.
Artigo 61.º
(Erosão superficial, erosão interna e levantamento hidráulico)
Podendo verificar-se o escoamento de água temporário ou em regime permanente, o projecto deve assegurar que não haverá rotura devido a erosão superficial, erosão interna ou levantamento hidráulico.
RA As medidas mais frequentemente utilizadas para assegurar que não há erosão superficial, erosão interna ou levantamento hidráulico, são as seguintes:
a) O controlo da percolação;
b) A protecção por filtros;
c) Evitar o uso de argilas dispersíveis sem a protecção de filtros adequados;
d) O revestimento dos taludes;
e) Os filtros invertidos;
f) Os furos para alívio da pressão da água;
g) A redução dos gradientes hidráulicos.
Artigo 62.º
(Escorregamentos de rochas)
O risco de escorregamentos em maciços rochosos deve ser considerado. Os escorregamentos podem ser rotacionais ou planares, dependendo da estrutura do maciço rochoso.
RA A prevenção contra os escorregamentos pode ser obtida mediante a utilização de uma inclinação segura, de ancoragens, de pregagens ou de drenagem superficial e interna.
Artigo 63.º
(Desmoronamentos de rochas)
Em maciços rochosos deve considerar-se o risco de desmoronamento de blocos de rocha causados por desprendimento, roturas em cunha ou lasqueamento.
RA A prevenção contra o desmoronamento de blocos de rocha pode ser obtida utilizando técnicas tais como ancoragens, pregagens ou betão projectado. Como alternativa pode permitir-se a ocorrência de desmoronamentos, limitando os danos pela construção de elementos que retenham os blocos em queda.
Artigo 64.º
(Fluência)
Em taludes deve considerar-se o risco de deslocamentos devidos à fluência.
RA É geralmente difícil prever os movimentos por fluência e a melhor prevenção consiste em evitar a utilização de áreas em que aquele fenómeno é susceptível de ocorrer.
SECÇÃO III
Verificação em relação aos estados limites de utilização
Artigo 65.º
(Generalidades)
O projecto deve verificar que as deformações do aterro ou do talude, sob as acções de cálculo, não prejudicam a utilização de estruturas, redes de transporte ou outras infra-estruturas que existam sobre o aterro ou o talude, ou na sua vizinhança.
RA A Regra de Aplicação do artigo 60.º para cálculo de assentamentos de aterros fundados num estrato de solo compressível pode também ser aqui aplicada. A execução de aterros experimentais pode ser útil para a previsão do comportamento de aterros em que os estados limites de utilização tenham de ser evitados.
A compressão do aterro devida ao seu peso próprio ou às cargas aplicadas pela fundação é em geral pequena, desde que o aterro seja bem compactado e as forças transmitidas pela fundação sejam pequenas. Deve ser considerada a possibilidade de existirem deformações devidas a variações nas condições da água no terreno. Deve prestar-se especial atenção aos possíveis assentamentos a longo prazo resultantes de consolidação, devidos a variações no teor em água do aterro ou do terreno de fundação.
SECÇÃO IV
Observação
Artigo 66.º
(Generalidades)
Os aterros e os taludes devem ser observados utilizando aparelhagem adequada sempre que não seja possível provar por cálculos ou por medidas prescritivas que todos os estados limites enunciados no artigo 56.º não irão ocorrer, ou sempre que as hipóteses formuladas nos cálculos não sejam baseadas em dados adequados e fiáveis.
RA A observação deve seguir os princípios enunciados no capítulo IV do Regulamento de Fundações.
A observação deve ser implementada nos casos em que seja necessário o conhecimento dos seguintes parâmetros:
a) Os níveis freáticos ou as pressões intersticiais no aterro ou no talude e nas suas fundações, de forma a poder executar-se uma análise em termos de tensões efectivas, ou proceder à sua verificação;
b) Os movimentos laterais e verticais de um maciço terroso ou rochoso, por forma a prever movimentos futuros;
c) A profundidade e a forma da superfície de deslizamento resultante de um escorregamento, por forma a determinar os parâmetros de resistência do terreno a utilizar para o dimensionamento dos trabalhos de reparação;
d) A velocidade dos movimentos por forma a fornecer um aviso de perigo iminente; nestes casos pode ser apropriado instalar unidades remotas de leitura digital dos instrumentos ou sistemas remotos de alarme.
A construção de aterros em solos moles com baixa permeabilidade deve ser observada e controlada por meio da medição de pressões intersticiais nos estratos moles e da medição de assentamentos no aterro.
A observação deve ser implementada sempre que os aterros sejam classificados na Categoria Geotécnica 3.
Simbologia
Letras latinas maiúsculas
A | área | |
F | acção (força) | |
K0 | coeficiente de impulso em repouso | |
R | resistência (força) | |
W | peso | |
X | propriedade do terreno |
Letras latinas minúsculas
a | adesão | |
c | coesão | |
c’ | coesão em termos de tensões efectivas | |
cu | resistência ao corte sem drenagem | |
h | altura de uma estrutura de suporte | |
q | resistência (por unidade de área) | |
roc | grau de sobreconsolidação | |
s | assentamentos |
Letras gregas minúsculas
ß | ângulo da superfície do terreno com a horizontal | |
γ | factor parcial de segurança | |
δ | ângulo de atrito entre o terreno e um elemento da fundação | |
ângulo de atrito do terreno | ||
ξ | coeficiente para estimativa de um valor característico |
Índices
a | ancoragem | |
b | base de uma estaca | |
c | compressão | |
d | valor de cálculo de uma grandeza | |
k | valor característico de uma grandeza | |
l | fuste de uma estaca | |
n | normal, vertical | |
p | passivo | |
t | total, tracção | |
v | de corte, transversal |