Faceamento de solo grampeado com malhas de aço : estudo dos critérios de dimensionamento

Abstract

O uso de sistemas de faceamento flexíveis com malhas metálicas é uma alternativa viável ao uso do concreto projetado como faceamento em sistemas de solo grampeado. Vários modelos de malhas são empregados hoje para este uso, sendo classificados pela resistência à tração no sentido longitudinal. Mesmo que relevante, segundo Cala et al., (2012), somente este dado é insuficiente para o correto dimensionamento destas soluções. A presente pesquisa busca identificar quais os parâmetros de resistência são necessários para o dimensionamento de um faceamento em malha metálica. Para tanto foram avaliadas duas metodologias desenvolvidas especificamente para as malhas aplicadas junto com a solução de solo grampeado, os métodos Ruvolum e Macro1. Foram então desenvolvidos equipamentos, similares aos utilizados por Roduner (2011) e Cala et al. (2012), para caracterizar 4 diferentes modelos de malhas, avaliando a resistência das mesmas frente aos esforços considerados nos modelos de cálculo investigados, tração e o cisalhamento no contato malha/grampo. Deste modo, foram utilizados resultados de ensaios em escala real com a simulação de um talude em solo tratado com as 4 malhas, para a validação dos métodos de dimensionamento, e para investigar quais os parâmetros de resistência da malha são mais importantes. Como resultado foram determinadas as resistências das malhas avaliadas, sendo a de tração no sentido longitudinal entre 50 e 140 kN, e a resistência no contato malha/grampo, que variou entre 10 e 30 kN. Por fim foi realizada uma análise paramétrica com o método Ruvolum a fim de verificar a influência na variação da coesão, espessura instável e ângulo de atrito, dados nem sempre bem definidos em projeto. Os resultados mostram, como era esperado, a grande sensibilidade da variação nos resultados frente aos efeitos da coesão, sendo então recomendado, como em qualquer análise de estabilidade cautela no uso deste parâmetro. A análise destes resultados permite concluir que o método mais adequado para modelar um talude em solo grampeado com face em tela foi o Ruvolum, com previsões que se aproximaram das medições reais dos ensaios de campo.

The use of flexible facing systems with steel meshes is a viable alternative to the use of shotcrete as facing in soil nailing systems. Currently several different models meshes are being used today for this purpose, being classified only by the tensile strength in the longitudinal direction of the mesh. Even though this parameter is quite relevant, alone it cannot be used to design the flexible facing systems. So this research aims to identify which steel mesh strength parameters are really needed for the correct dimensioning of such solutions. In order to do so two calculation methodologies, specially developed for steel meshes design, were investigated. The design models are called Ruvolum and Macro1 Equipments were developed, similar to those presented in Cala et al. (2012), to investigate four different models of mesh, in order to find the strength parameters presented on the studied calculation models, being than tensile and shear. Thus, to validate the investigated design methodologies, field tests results were compared to the models predictions. As product of the research it was possible to determine the tensile strength of the 4 meshes models, being then ranging from 50 and 140 kN. Also it was possible to define the shear resistance in the nail head/mesh contact, which ranges from 10 to 30 kN. The last step of the research was a parametric analysis, performed with the Ruvolum method to evaluate the influence on the variation of cohesion, unstable thickness and friction angle in the predictions, since this data aren’t always available in ordinary projects. These analysis have showed that the most influent parameter is cohesion, one that is very hard to determine. Also it was found by the results analysis that the appropriate calculation model to simulate a slope stabilized with soil nail and steel meshes facing is the Ruvolum, due the closeness of the predictions to the real field data.