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MANUAL DE GEOTECNIA TALUDES DE RODOVIAS ORIENTAÇÃO PARA DIAGNÓSTICO E SOLUÇÕES DE SEUS PROBLEMAS DER/SP DEPARTAMENTO DE ESTRADAS DE RODAGEM DO ESTADO DE SÃO PAULO MANUAL DE GEOTECNIA TALUDES DE RODOVIAS ORIENTAÇÃO PARA DIAGNÓSTICO E SOLUÇÕES DE SEUS PROBLEMAS São Paulo, 1991 Pedro Alexandre Sawaya de Carvalho - Coordenação (IPT) Carlos Geraldo Luz de Freitas (IPT) Claudio Michael Wolfe (IPT) Geraldo Figueiredo de Carvalho Garva Jr. (IPT) José Maria de Camargo Barros (IPT) Márcia Angelieri Cunha (IPT) Maria Lucas Galvés (IPT) Carlos de Sousa Pinto (EPUSP) Cláudio Orlandi - in memoriam (DER) José Carlos da Cunha Camargo (DER) Mitsuco Okuwa (DER) Valter Prieto (DER) DER/SP DEPARTAMENTO DE ESTRADAS DE RODAGEM DO ESTADO DE SÃO PAULO IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas © IPT, Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S.A. - IPT Cidade Universitária - 05508 São Paulo (SP) — Caixa Postal 0141 Telefone (011) 816-9000 / 816-9241 - Telegrama TECNOPESQ (11) Av. Prof. Almeida Prado, 532 — Butantã — São Paulo (CEP 05508 - SP) Departamento de Geotecnia Diretor: Osni Notario Divisão: Divisão – Prospecção da Água Sub. Diretoria Gerente: Dirce Amorim de Araújo Segundo Chefe de Controle de Qualidade de lix de Transporte Tubulação Correios Coordenador: Claudio Michael Wolfe Nome dos Engenheiros: Dr. Ricardo Augusto Teixeira Medeiros de Barros Roberto Montovano Mario Segatto Simões Charles Brainerd - Diretor Técnico (IPT) Coordenação/Editores: Profa. Dra. Helena Machado, Duilio Jorge Lessa, Prof. Luis Antonio Gonçalves Fialho Weber de Barros Soluções dos Caminhos: Kosi Varonis Torres Compilação: Diva Hilario, Marcela Martini Meneiro, Cecília Lopes Gitásio, Celina Bell Expediente: Maria Lúcia Dias (EPUSP), Maria Aparecida de Oliveira (USP) DACT: Empresa Brasileira de Engenharia Ltda. Engenharia Baupreus Ltda. SEGA sol Sheilas Grafismo Ltda. Tipo de Obra: Folheto LANÇAMENTO MS Folheto Técnico Seminário do Dp de Estudos Ecológicos - DST/IPT Estudos Ecológicos (DOS) Nº 3019 CDA-ST-AS 733056611 Manuais para acampamento 1. São Paulo. Contecou Occidente. Métodos antigos: Engenharia pedreira 2. Suellos Industrias do livre teodoro. Mercedes de moto: Transporte pedestra COD 1657014245 DEPARTAMENTO DE ESTRADAS DE RODAGEM DO ESTADO DE SÃO PAULO Diretoria Superintendente Engº Antonio Barquette Superintendente-Adjunto Engº João Tosello Diretoria de Engenharia Engº Miguel Mubarack Diretoria de Operações Engº José Benedito Pompéia de Jesus Diretoria de Planejamento Engº Bruno Rodney Schmidt Diretoria de Transportes Engº Antonio Rinaldo Filho Procurador-Chefe Bel. Célia Toshiko Asatsuma Diretoria de Administração Bel. Antonio Pinheiro Camargo Netto TALUDES DE RODOVIAS No entanto, a extrapolação de conhecimentos, problemas e soluções associados à Geologia e Geotecnia, de uma região para outra, deve sempre ser realizada com os devidos cuidados, de preferência por técnicos especializados, que tenham os conhecimentos e experiência necessários para conduzir estas extrapolações com a cautela devida, respeitando os limites e as restrições impostas pelo próprio meio físico. No que concerne às características geológicas e geotécnicas do Estado de São Paulo, procurou-se abranger as ocorrências mais predominantes, de modo que a maioria das problemas geotécnicos encontrados nas rodovias paulistas possam ser, de alguma forma, caracterizados e analisados neste texto. No entanto, deve-se lembrar que a natureza apresenta grande diversidade nas ocorrências do fenômeno envolvendo os aspectos geológicos e geotécnicos. Assim, em algumas regiões este problema pode ser apenas indicado. Daí, a importância de uma observação direta da Geotecnia, que não foram caracterizadas e inventariadas. Dessa forma, consciente do técnico rodoviário, portanto, certar ações baseadas em soluções consagradas e resultados alcançados em tentativas de Manual, assim como preâmbulo a ocorrência de diferentes condicionamentos geológicos-geotécnicos, pediu sempre a utilização das obras de uma técnica qualificada de acordo com a importância das obras e com a realidade dos problemas encontrados e seus condicionamentos específicos, propostas e soluções consagradas no presente Manual e nos capítulos seguintes deste Manual. TALUDES DE RODOVIAS SUMÁRIO PREFÁCIO.............................................. VI APRESENTAÇÃO................................... VII RESUMO/ABSTRACT.......................... XVII Capítulo I METODOLOGIA DE ATUAÇÃO E PLANEJAMENTO PARA ESTABILIZAÇÃO DE TALUDES 1 CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES.................. 1 2 PLANEJAMENTO PARA A CONSERVAÇÃO DE TA- LUDES RODOVIÁRIOS 2.1 Quadro I - Cadastramento...................... 7 2.2 Quadro II - Graduação da situação............. 8 2.3 Quadro III - Priorização.............................. 11 2.4 Quadro IV - Caracterização geológico-geotécnica ex- istente....................................................... 15 2.5 Quadro V - Informações diversas................. 17 2.6 Quadro VI - Investigações.......................... 23 2.7 Quadros VII, VIII e IX - Encaminhamento para fir- mas especializadas................................... 27 2.8 Quadro X - Execução da obra e fiscalização... 29 2.9 Quadro XI - Avaliação de desempenho......... 31 2.10 Quadro XII - Avaliação econômica............ 32 Capítulo II CONDITIONANTES GEOLÓGICO-GEOTÉCNICOS BÁSICOS NO ESTADO DE SÃO PAULO 1 ASPECTOS GEOMORFOLÓGICOS REGIONAIS...... 37 1.1 Unidades de relevo................................. 37 TALUDES DE RODOVIAS XIV 2.1 Muros de arrimo...................................... 197 4.1.1 MUROS TIPO "GRAVIDADE".................. 199 4.1.1.1 Muro de pedra seca............................. 200 4.1.1.2 Muro de pedra argamassada................. 201 4.1.1.3 Muro de concreto ciclópico................. 201 4.1.1.4 Crib-crib............................................ 203 4.1.1.5 Gabiões.......................................... 205 4.1.1.6 Muros de arrimo de solo-cimento ensacado....... 211 4.1.2 MUROS DE CONCRETO ARMADO............... 215 4.1.2.1 CONTENAS CRAVADA......................... 217 Outras especialies de estabilização 1.1 TÉCNICAS E ATENUADORES..................... 227 1.2 GABIÕES ATENUADOS................................ 229 1.3 MONOCRAPA....................................... 237 1.4 Soluções alternativas em aterros. 244 "TERRA ARMADA"................................ 245 1.5 TIRANTE PROTENDID COM GEOTÊXTIL... 225 5. OBRA DE DRENAGEM.................................. 227 5.1 Canalas superficiais................................ 225 5.1.1 CANALETAS LONGITUDINAIS DE BERMA (LGB)....... 231 5.1.2 CANALETAS TRANSVERSAIS DE BERMA.................. 232 1.1 Canaleta tipo "C" (CB).......................... 234 A - CANALETAS DE BASE41 235 5.1.2 CANALETAS DE PISTA.................................. 235 5.1.5 SAIAS LATERAIS................................. 237 5.1.6 ESCADAS TIPO “C"............................... 235 5.1.7 CERCAS DE PISTASSÃO........................ 235 5.1.8 CAIS DE TRANSIÇÃO.......................... 237 5.2 DRENOS SOB-HORIZONTAIS PROFUNDOS (DHP)..... 239 5.6 CRAVAÇÃO DURANTE........................... 239 5.3 GALERIAS DE DRENANTES......................241 5.4 BARRAGENS........................................... 243 5.5 DRENOS.............................. 247 6. OBREROTES DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL....... 249 6.1 Cobertura superficial com materiais naturais ou epóxi. 257 6.5 COBERTURA VEGETAL DE MEIO À GRANDE PORTE..................................................... 249 6.2 COBERTURA VEGETAL COM GRAMÍNEAS .........250 XVI TALUDES DE RODOVIAS 4.2.2 EXPANSIBILIDADE ........................................................ 323 4.2.3 COLAPSIVIDADE ........................................................... 325 5 RESISTENCIA DOS SOLOS ................................................ 327 5.1 Ensaios para o deslocamento .......................................... 327 5.2 Ensaios para determinacao da resistencia .......................... 331 5.2.1 ENSAIO DE CISALHAMENTO DIRETO .......................... 331 5.2.2 ENSAIO DE COMPRESSAO TRIAXIAL .......................... 336 5.3 Valores tipicos de resistencia ........................................... 337 5.3.1 RESISTENCIA DAS AREIAS ....................................... 337 5.3.2 RESISTENCIA DOS SOLOS ARGILOSOS DIRE. .............. 339 NADOS ...................................................................... 339 RESISTENCIA DOS SOLOS ARGILOSOS ADEN. ................. 341 NADOS E NAO-DRENADOS .................................................. 341 5.3.3 RESISTENCIA DOS SOLOS ARGILOSOS SATU. ............ 343 RADOS E NAO-DRENADOS .................................................. 343 RESISTENCIA DOS SOLOS ARGILOSOS NAO. ..................... 343 SATURADOS .................................................................. 343 6 OBTENCAO DOS PARAMETROS DE RESISTEN. CIA DOS SOLOS ................................................................. 343 6.1 Problema de obtencao dos parameters ................................ 344 6.2 Ensaios de laboratorio ...................................................... 345 7 Estabilidade de taludes ...................................................... 352 7.1 CAPACOES .................................................................... 352 7.2 Escorregamento de taludes ............................................ 353 7.3 EROSOES DE TALUDES ............................................... 359 7.1. ANALISE DE ESTABILIDADE DE RUPTURAS PLANAS ............................................................................ 359 7.1. ANALISE DE ESTABILIDADE DE RUPTURAS ROTACIONAIS ................................................................. 365 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................ 375 GLOSSARIO ................................................................ 381 RESUMO Neste Manual, sao tratados exclusivamente os problemas geotecnicos ocorrentes em taludes rodoviarios em cortes ou aterros, associados a processos de instabilidade de massa, como, por exemplo, escorregamentos, eroses e rupturas. O Manual tem como principal objetivo fornecer a engenheiros e demais tecnicos rodoviarios informacoes geologico-geotecnicas basicas, bem como subsidios para diagnostico e solucoes de problemas geotecnicos em taludes de rodovias. ABSTRACT This Manual deals exclusively with geotechnical problems occurring in cut and earth fill slope of roads, generally associated with mass instability processes such as landslides, erosion and settlements. The Manual aims mainly at providing engineers and other technicians working in roads with basic geological-geotechnical and other useful information for the identification and solutions of geotechnical problems in slopes of roads.
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MANUAL DE GEOTECNIA TALUDES DE RODOVIAS ORIENTAÇÃO PARA DIAGNÓSTICO E SOLUÇÕES DE SEUS PROBLEMAS DER/SP DEPARTAMENTO DE ESTRADAS DE RODAGEM DO ESTADO DE SÃO PAULO MANUAL DE GEOTECNIA TALUDES DE RODOVIAS ORIENTAÇÃO PARA DIAGNÓSTICO E SOLUÇÕES DE SEUS PROBLEMAS São Paulo, 1991 Pedro Alexandre Sawaya de Carvalho - Coordenação (IPT) Carlos Geraldo Luz de Freitas (IPT) Claudio Michael Wolfe (IPT) Geraldo Figueiredo de Carvalho Garva Jr. (IPT) José Maria de Camargo Barros (IPT) Márcia Angelieri Cunha (IPT) Maria Lucas Galvés (IPT) Carlos de Sousa Pinto (EPUSP) Cláudio Orlandi - in memoriam (DER) José Carlos da Cunha Camargo (DER) Mitsuco Okuwa (DER) Valter Prieto (DER) DER/SP DEPARTAMENTO DE ESTRADAS DE RODAGEM DO ESTADO DE SÃO PAULO IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas © IPT, Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S.A. - IPT Cidade Universitária - 05508 São Paulo (SP) — Caixa Postal 0141 Telefone (011) 816-9000 / 816-9241 - Telegrama TECNOPESQ (11) Av. Prof. Almeida Prado, 532 — Butantã — São Paulo (CEP 05508 - SP) Departamento de Geotecnia Diretor: Osni Notario Divisão: Divisão – Prospecção da Água Sub. Diretoria Gerente: Dirce Amorim de Araújo Segundo Chefe de Controle de Qualidade de lix de Transporte Tubulação Correios Coordenador: Claudio Michael Wolfe Nome dos Engenheiros: Dr. Ricardo Augusto Teixeira Medeiros de Barros Roberto Montovano Mario Segatto Simões Charles Brainerd - Diretor Técnico (IPT) Coordenação/Editores: Profa. Dra. Helena Machado, Duilio Jorge Lessa, Prof. Luis Antonio Gonçalves Fialho Weber de Barros Soluções dos Caminhos: Kosi Varonis Torres Compilação: Diva Hilario, Marcela Martini Meneiro, Cecília Lopes Gitásio, Celina Bell Expediente: Maria Lúcia Dias (EPUSP), Maria Aparecida de Oliveira (USP) DACT: Empresa Brasileira de Engenharia Ltda. Engenharia Baupreus Ltda. SEGA sol Sheilas Grafismo Ltda. Tipo de Obra: Folheto LANÇAMENTO MS Folheto Técnico Seminário do Dp de Estudos Ecológicos - DST/IPT Estudos Ecológicos (DOS) Nº 3019 CDA-ST-AS 733056611 Manuais para acampamento 1. São Paulo. Contecou Occidente. Métodos antigos: Engenharia pedreira 2. Suellos Industrias do livre teodoro. Mercedes de moto: Transporte pedestra COD 1657014245 DEPARTAMENTO DE ESTRADAS DE RODAGEM DO ESTADO DE SÃO PAULO Diretoria Superintendente Engº Antonio Barquette Superintendente-Adjunto Engº João Tosello Diretoria de Engenharia Engº Miguel Mubarack Diretoria de Operações Engº José Benedito Pompéia de Jesus Diretoria de Planejamento Engº Bruno Rodney Schmidt Diretoria de Transportes Engº Antonio Rinaldo Filho Procurador-Chefe Bel. Célia Toshiko Asatsuma Diretoria de Administração Bel. Antonio Pinheiro Camargo Netto TALUDES DE RODOVIAS No entanto, a extrapolação de conhecimentos, problemas e soluções associados à Geologia e Geotecnia, de uma região para outra, deve sempre ser realizada com os devidos cuidados, de preferência por técnicos especializados, que tenham os conhecimentos e experiência necessários para conduzir estas extrapolações com a cautela devida, respeitando os limites e as restrições impostas pelo próprio meio físico. No que concerne às características geológicas e geotécnicas do Estado de São Paulo, procurou-se abranger as ocorrências mais predominantes, de modo que a maioria das problemas geotécnicos encontrados nas rodovias paulistas possam ser, de alguma forma, caracterizados e analisados neste texto. No entanto, deve-se lembrar que a natureza apresenta grande diversidade nas ocorrências do fenômeno envolvendo os aspectos geológicos e geotécnicos. Assim, em algumas regiões este problema pode ser apenas indicado. Daí, a importância de uma observação direta da Geotecnia, que não foram caracterizadas e inventariadas. Dessa forma, consciente do técnico rodoviário, portanto, certar ações baseadas em soluções consagradas e resultados alcançados em tentativas de Manual, assim como preâmbulo a ocorrência de diferentes condicionamentos geológicos-geotécnicos, pediu sempre a utilização das obras de uma técnica qualificada de acordo com a importância das obras e com a realidade dos problemas encontrados e seus condicionamentos específicos, propostas e soluções consagradas no presente Manual e nos capítulos seguintes deste Manual. TALUDES DE RODOVIAS SUMÁRIO PREFÁCIO.............................................. VI APRESENTAÇÃO................................... VII RESUMO/ABSTRACT.......................... XVII Capítulo I METODOLOGIA DE ATUAÇÃO E PLANEJAMENTO PARA ESTABILIZAÇÃO DE TALUDES 1 CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES.................. 1 2 PLANEJAMENTO PARA A CONSERVAÇÃO DE TA- LUDES RODOVIÁRIOS 2.1 Quadro I - Cadastramento...................... 7 2.2 Quadro II - Graduação da situação............. 8 2.3 Quadro III - Priorização.............................. 11 2.4 Quadro IV - Caracterização geológico-geotécnica ex- istente....................................................... 15 2.5 Quadro V - Informações diversas................. 17 2.6 Quadro VI - Investigações.......................... 23 2.7 Quadros VII, VIII e IX - Encaminhamento para fir- mas especializadas................................... 27 2.8 Quadro X - Execução da obra e fiscalização... 29 2.9 Quadro XI - Avaliação de desempenho......... 31 2.10 Quadro XII - Avaliação econômica............ 32 Capítulo II CONDITIONANTES GEOLÓGICO-GEOTÉCNICOS BÁSICOS NO ESTADO DE SÃO PAULO 1 ASPECTOS GEOMORFOLÓGICOS REGIONAIS...... 37 1.1 Unidades de relevo................................. 37 TALUDES DE RODOVIAS XIV 2.1 Muros de arrimo...................................... 197 4.1.1 MUROS TIPO "GRAVIDADE".................. 199 4.1.1.1 Muro de pedra seca............................. 200 4.1.1.2 Muro de pedra argamassada................. 201 4.1.1.3 Muro de concreto ciclópico................. 201 4.1.1.4 Crib-crib............................................ 203 4.1.1.5 Gabiões.......................................... 205 4.1.1.6 Muros de arrimo de solo-cimento ensacado....... 211 4.1.2 MUROS DE CONCRETO ARMADO............... 215 4.1.2.1 CONTENAS CRAVADA......................... 217 Outras especialies de estabilização 1.1 TÉCNICAS E ATENUADORES..................... 227 1.2 GABIÕES ATENUADOS................................ 229 1.3 MONOCRAPA....................................... 237 1.4 Soluções alternativas em aterros. 244 "TERRA ARMADA"................................ 245 1.5 TIRANTE PROTENDID COM GEOTÊXTIL... 225 5. OBRA DE DRENAGEM.................................. 227 5.1 Canalas superficiais................................ 225 5.1.1 CANALETAS LONGITUDINAIS DE BERMA (LGB)....... 231 5.1.2 CANALETAS TRANSVERSAIS DE BERMA.................. 232 1.1 Canaleta tipo "C" (CB).......................... 234 A - CANALETAS DE BASE41 235 5.1.2 CANALETAS DE PISTA.................................. 235 5.1.5 SAIAS LATERAIS................................. 237 5.1.6 ESCADAS TIPO “C"............................... 235 5.1.7 CERCAS DE PISTASSÃO........................ 235 5.1.8 CAIS DE TRANSIÇÃO.......................... 237 5.2 DRENOS SOB-HORIZONTAIS PROFUNDOS (DHP)..... 239 5.6 CRAVAÇÃO DURANTE........................... 239 5.3 GALERIAS DE DRENANTES......................241 5.4 BARRAGENS........................................... 243 5.5 DRENOS.............................. 247 6. OBREROTES DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL....... 249 6.1 Cobertura superficial com materiais naturais ou epóxi. 257 6.5 COBERTURA VEGETAL DE MEIO À GRANDE PORTE..................................................... 249 6.2 COBERTURA VEGETAL COM GRAMÍNEAS .........250 XVI TALUDES DE RODOVIAS 4.2.2 EXPANSIBILIDADE ........................................................ 323 4.2.3 COLAPSIVIDADE ........................................................... 325 5 RESISTENCIA DOS SOLOS ................................................ 327 5.1 Ensaios para o deslocamento .......................................... 327 5.2 Ensaios para determinacao da resistencia .......................... 331 5.2.1 ENSAIO DE CISALHAMENTO DIRETO .......................... 331 5.2.2 ENSAIO DE COMPRESSAO TRIAXIAL .......................... 336 5.3 Valores tipicos de resistencia ........................................... 337 5.3.1 RESISTENCIA DAS AREIAS ....................................... 337 5.3.2 RESISTENCIA DOS SOLOS ARGILOSOS DIRE. .............. 339 NADOS ...................................................................... 339 RESISTENCIA DOS SOLOS ARGILOSOS ADEN. ................. 341 NADOS E NAO-DRENADOS .................................................. 341 5.3.3 RESISTENCIA DOS SOLOS ARGILOSOS SATU. ............ 343 RADOS E NAO-DRENADOS .................................................. 343 RESISTENCIA DOS SOLOS ARGILOSOS NAO. ..................... 343 SATURADOS .................................................................. 343 6 OBTENCAO DOS PARAMETROS DE RESISTEN. CIA DOS SOLOS ................................................................. 343 6.1 Problema de obtencao dos parameters ................................ 344 6.2 Ensaios de laboratorio ...................................................... 345 7 Estabilidade de taludes ...................................................... 352 7.1 CAPACOES .................................................................... 352 7.2 Escorregamento de taludes ............................................ 353 7.3 EROSOES DE TALUDES ............................................... 359 7.1. ANALISE DE ESTABILIDADE DE RUPTURAS PLANAS ............................................................................ 359 7.1. ANALISE DE ESTABILIDADE DE RUPTURAS ROTACIONAIS ................................................................. 365 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................ 375 GLOSSARIO ................................................................ 381 RESUMO Neste Manual, sao tratados exclusivamente os problemas geotecnicos ocorrentes em taludes rodoviarios em cortes ou aterros, associados a processos de instabilidade de massa, como, por exemplo, escorregamentos, eroses e rupturas. O Manual tem como principal objetivo fornecer a engenheiros e demais tecnicos rodoviarios informacoes geologico-geotecnicas basicas, bem como subsidios para diagnostico e solucoes de problemas geotecnicos em taludes de rodovias. ABSTRACT This Manual deals exclusively with geotechnical problems occurring in cut and earth fill slope of roads, generally associated with mass instability processes such as landslides, erosion and settlements. The Manual aims mainly at providing engineers and other technicians working in roads with basic geological-geotechnical and other useful information for the identification and solutions of geotechnical problems in slopes of roads.