Muros de arrimo

Muros de arrimo são estruturas volumétricas (formadas de blocos) destinadas a estabilizar encostas junto as edificações nas áreas urbanas, pontes, estradas ou ruas. A construção de um muro de arrimo representa sempre um elevado ônus no orçamento total de uma obra devido ao altos gastos com materiais como concreto e aço. Podem ser constituídos de paredes vertical ou quase vertical, sendo apoiados numa fundação rasa ou profunda.
Os muros podem ser classificados como:

Muros de gravidade ou muros de peso

Muros de arrimo por gravidade são estruturas que combatem os empuxos horizontais pelo próprio peso. O peso próprio e combinado com parte de terras suportadas contribuem para a estabilidade do talude. Geralmente, são utilizadas para conter desníveis pequenos ou médios, inferiores a cerca de 5 metros. Os muros de gravidade podem ser construídos com pedra, concreto ciclópico (simples ou armado), gabiões ou ainda, pneus usados.

Os muros de arrimo por gravidade podem ter perfis retangulares, trapezoidais ou escalonados.

Detalhe de um muro de arrimo por gravidade construído com concreto ciclópico.

Detalhe de um muro de arrimo por gravidade construído com concreto ciclópico.

Muros de concreto armado

Os muros de arrimo de concreto armado diferem dos muros de gravidade por se poderem contabilizar esforços resistentes de flexão. É necessário calcular a armadura da sapata e do muro e ter cuidado na realização da ligação entre os dois.

Os muros de arrimo de concreto armado podem ter perfis em L (para alturas até 2 metros), clássicos ou especiais (para alturas entre 2 e 4 metros) e podem ser atirantados.

Fases do projeto de um muro de arrimo

O projeto de um muro de arrimo obedece basicamente duas fases distintas:

  1. Escolha das dimensões do muro: O projetista lança mão de sua experiencia ou através de fórmulas empíricas. Os muros podem ter perfis retangulares, trapezoidais, escalonados
  2. Verificação da estabilidade aos esforços atuantes: Determinadas as forcas atuantes na estrutura como o peso próprio do elemento, empuxo das terras, cargas eventuais aplicadas no topo do muro e reações do solo podemos ter a ideia da estabilidade.

Condições para a estabilidade

Para a verificação da estabilidade de um talude algumas condições devem ser atendidas como segurança contra o tombamento, contra o escorregamento, contra ruptura e deformação excessiva do terreno de fundação e a contra ruptura do conjunto talude.

Empuxo das terras

Empuxo é a forca resultante das ações das terras sobre o muro. Podem ser de dois tipos:

  • Empuxo ativo: Ação das terras sobre o muro.
  • Empuxo passivo: Reação do muro a ação das terras.
Desenho explicando os empuxos ativos e passivos em um muro de arrimo.

Empuxo ativo e passivo de um muro de arrimo

Cálculo do empuxo

A quantificação da intensidade do empuxo é o dado mais importante para a elaboração do projeto do muro de arrimo. Diversas teorias foram formuladas como: Coulomb, Poncelet e Rankine (ditas teorias antigas) e que dão resultados satisfatórios nos muros de gravidade.

Teoria de Coulomb

A teoria de Coulomb considera o terreno como um maciço indeformável, mas que se rompe segundo superfícies curvas. Supõe-se a existência de um plano de ruptura no depósito de terras e de uma superfície de deslizamento do terreno dado por um prisma ou um polígono de forças. Neste caso, a cunha de ruptura é um corpo rígido. A superfície de ruptura é uma superfície plana, o que não é verdadeiro, mas simplifica os cálculos.

Teoria de Coulomb para o cálculo de empuxo de um muro de arrimo.

Teoria de Coulomb para o cálculo de empuxo de um muro de arrimo.

Sendo:

  • ∅: ângulo do talude natural das terras.
  • E: reação do muro ao empuxo das terras.
  • P: peso do prisma de terras ABC.
  • Rt: reação do terreno a ação do prisma de terras ABC.
  • δ: ângulo de atrito entre o muro e as terras.

Método de Poncelet

O método de Poncelet é utilizado para o cálculo do empuxo em superfícies planas. Para o cálculo do Ea, fornece o valor do empuxo e a superfície crítica de escorregamento. A vantagem da utilização deste método é sua capacidade visual de demonstrar, por meio de uma solução gráfica, o trecho em que poderá ocorrer o deslizamento e ocasionar o empuxo.

Método de Poncelet para o cálculo do empuxo.

Método de Poncelet para o cálculo do empuxo.

Fórmula do empuxo

A fórmula geral utilizada para o cálculo do empuxo sofrido em um muro por ação das terras é dado por:

Fórmula do empuxo

Fórmula do empuxo

Onde:

  • E: empuxo
  • K: coeficiente de permeabilidade que depende do tipo de material do terreno
  • γ: densidade do material
  • h: altura do talude

A tabela seguinte fornece o valor de K para os casos de materiais mais comuns:

Densidade K
Argila 2,2 0,8830
Terra úmida 1,8 0,8230
Areia 2,0 0,750
Cascalho 1,8 0,6710

Obs: Estes valores são relativos e servem apenas para se ter uma ideia da ordem de grandeza das tensões que atuam em um maciço de terra. Para dados completos sobre outros materiais, consulte um engenheiro civil ou geólogo.

Cuidados na execução

O projeto e a execução de um muro de arrimo devem ser sempre realizados por um engenheiro civil ou profissional qualificado. O mau dimensionamento ou má execução pode ocasionar na ruptura do elemento, causando acidentes e gastos adicionais.

De acordo com a NBR 11682 – Estabilidade de encostas, alguns cuidados devem ser tomados para que a execução do muro de arrimo seja feita de forma segura e econômica.

São eles:

  • Evitar que a escavação do terreno natural cause instabilidade no local.
  • Executar o reaterro com material adequado, limpo e indicado para o uso e compactado, se necessário.
  • Executar o sistema de drenagem do muro de forma adequada
  • Verificar a estabilidade do conjunto talude-contenção e a da própria estrutura
  • É contra-indicada a construção de muros de arrimo por gravidade em zona superior do talude ou encosta, pelo consequente acréscimo de carga introduzida.
Fontes

NBR 11682 – Estabilidade de encostas. Disponível em: https://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=51490

Empuxos de terra. Disponível em: http://www.ebanataw.com.br/talude/caso7.htm

Empuxos de terras. Disponível em: http://www.ufjf.br/nugeo/files/2009/11/ms2_unid06.pdf

ALONSO; Urbano Rodriguez. EXERCÍCIOS DE FUNDAÇÕES. Ed. Edgar Blüncher Ltda

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