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  3.2. Expulsão do Solo Mole

s rupturas do aterro e da sua fundação, por expulsão do solo mole, podem ser evitadas introduzindo-se uma camada de reforço com geossintético (geogrelha, geotêxtil tecido ou geocélula) na base (interface entre o aterro e a fundação), Figuras: 1, c (i) e (ii) e 75d. Desde que o reforço tenha rugosidade, resistência à tração e rigidez adequados, as tensões horizontais cisalhantes, desenvolvidas na base do aterro, serão transferidas para o reforço, através do atrito solo/reforço, que induz a carga de tração no mesmo. Essa transferência tem um feito duplo:

Primeiro, limita o desenvolvimento de deformações na base do aterro, induzindo um confinamento lateral. Segundo, as tensões cisalhantes que poderiam ser transmitidas diretamente para o solo mole são interceptadas pelo reforço. Isso reduz a possibilidade de ocorrer expulsão do solo mole da fundação e mantém a capacidade de carga do solo de fundação, que poderia ser reduzida pela transmissão das tensões cisalhantes (BS 8006, 1995).

Para prevenir a extrusão do solo mole, o comprimento do talude Ls tem que ser grande o suficiente para evitar a mobilização das tensões cisalhantes que induzem a extrusão. O mecanismo de ruptura, mostrado na Figura 80, supõe a extrusão do solo de fundação abaixo do aterro.

Para evitar a extrusão da fundação deve-se aplicar a seguinte expressão:

Em que:

Rha: força horizontal que ocasiona a extrusão da fundação;

Rhp: força horizontal devido à resistência passiva da fundação;

Rs: força horizontal devido à resistência ao cisalhamento do solo de fundação na profundidade zc;

RR: força horizontal devido à resistência ao cisalhamento do solo de fundação sob o reforço.

Deve-se efetuar uma análise cuidadosa, para a determinação comprimento mínimo do talude, Ls, necessário para evitar a extrusão da fundação, usando-se diferentes valores de zc.

Geralmente essa análise é realizada usando-se parâmetros não drenados do solo, e se o solo mole da fundação tiver profundidade limitada e apresentar resistência ao cisalhamento não drenada constante com a profundidade, a determinação do comprimento mínimo do talude, Ls, pode ser efetuada usando-se as expressões mostradas na Figura 80b, como segue:

Em que:

ffs: fator parcial para o peso específico do solo, Tabela 15;

fq: fator parcial de carga, para as cargas externas aplicadas, Tabela 15;

g1: peso específico do solo do aterro;

H: altura máxima do aterro;

ws: sobrecarga atuante no topo do talude;

cu: resistência ao cisalhamento não drenada do solo mole de fundação;

fms: fator parcial do solo aplicado a cu, Tabela 15;

zc: profundidade da camada mole de fundação, quando a profundidade da fundação é limitada e tem resistência ao cisalhamento não drenada constante com a profundidade;

a’bc: coeficiente de interação relativa à aderência solo/reforço e cu.

A força de tração gerada no reforço basal por metro, Trf, devido à tensão de cisalhamento atuando para fora da fundação é:

Em que:

Le: comprimento do reforço, Figura 80;

cuo: resistência ao cisalhamento não drenada do solo de fundação sob o reforço;

fms: fator parcial do solo aplicado a cu, Tabela 15.

A escolha do valor de a’bc, coeficiente de aderência na interface solo mole de fundação/reforço, deve ser efetuada com cuidado. A magnitude de a’bc é relacionada não somente às características da superfície do reforço, mas também à deformação no reforço comparada à deformação na fundação mole. A compatibilidade de deformação entre o reforço e o solo mole de fundação é necessária para a obtenção do máximo coeficiente de adesão. Este é particularmente o caso relacionado a solos sensíveis de fundação, nos quais a deformação do reforço não deve exceder a deformação, na qual o pico da resistência ao cisalhamento não drenada do solo de fundação é mobilizada.