Cadernos de Seguro: Critérios para avaliação de obras de terra

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As obras de terra, sejam relacionadas com escavações ou compactações podem sempre trazer riscos não necessariamente no momento em que são realizadas. Há sempre um grande número de trabalhadores mortos ou acidentados devido a escorregamentos de taludes, soterramentos entre outras causas. Até por isso o artigo oferece uma releitura sobre o tema sob a ótica de prevenção.

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Cadernos de Seguro: Critérios para avaliação de obras de terra

  1. 1. Critérios para a avaliação de obras de terra.. . Antonio Fernando Navarro ·Engenheiro Civil ·Engenheiro de Segurança do Trabalho ·Gerente de Riscos do Banco Nacional ·Professor da Funenseg ljI niciamos com esta monografia ~ uma série de artigos destina- dos aos técnicos do mercado segura- dor, versando sobre assuntos ligados à engenharia nem sempre disponíveis àqueles que trabalham com taxação de riscos, inspeções ou mesmo geren- ciamento de riscos. Um destes temas é o da avaliacão de obras de terra. . São comuns em nosso País os co- Parte I lapsos de obras de terra, acompanha- dos de grandes prejuízos diretos e in- diretos. Os prejuízos diretos são aque- les que envolvem a reparação do sinis- tro e os indiretos, os decorrentes de atrasos e modificações nos projetos. O mercado segurador brasileiroes- tá sempre participando, direta ou indi- retamente, desses prejuízos, seja de- vido a cobertura da obra ou então das propriedades circunvizinhas. Eimportante o conhecimento pré- vio do assunto por aqueles que parti- cipam da assunção dos riscos, de for- ma que a contratação do seguro não seja a contratação de um risco iminen- te, ou mesmo o financiamento para a reposição de uma perda, a um custo financeiro baixo (o mercado aplica 110- je um juro de 12% ao ano, no financia- mento de um pagamento de seguros, no máximo). Algumas das modalidades, ou ra- mos de seguros onde se aplica de ime- diato o conhecimento de obras de ter- ra, são as seguintes: . incêndio (por permitir a cobertu- ra de desmoronamento ou desaba- mento em conseqüência de um dos eventos cobertos); . riscos diversos (modalidade de desmoronamento e outras); . responsabilidade civilgeral; · riscos de engenharia; · garantia de obrigações contra- tuais. CADERNOS D~ SEGURO 7
  2. 2. Introdução T alar s?bre obras d~ terra p~ra ~ um leigo, ou um nao especia- lista, nem sempre é fácil, ainda mais se considerarmos que o assunto não tem a divulgação que merecia ter. Solo, ou terra como é vulgarmen- te conhecida, é um conjunto de partí- culas sólidas, líquidas e gasosas que ocupam um volume determinado na crosta terrestre. Existe outra definição mais simplis- ta que diz: "Agrupamento natural de partículas minerais, que podem ser se- paradas por meios físicos, tais como dissolução em água." O solo possui uma série de denomi- nações, que variam em função da for- ma, origem, constítuíntes etc. Desta forma, pode-se ter: a) Solo aluvionar Solo constituído pela deposição gravimétrica das partículas carreadas em suspensão em um meio fluido. En- tende-se também como o solo forma- do pela deposição lenta de partículas minerais e orgânicas trazidas pelas águas de chuva, rio ou mar. b) Solo coluvionar Solo formado pela deposição das partículas transportadas de um local 8 FUNMG Conhecer o solo e o projeto de assentamento pode evitar contratempos para outro, através da ação da gravida- de. c) Solo eólico Formado pela deposição das partí- culas minerais e orgânicas transporta- das pelos ventos. d) Solo orgânico Formado por produtos de alteração de rochas misturadas com materiais orgânicos decompostos. e) Solo residual Solo proveniente da ação de intem- perísmos físicos ou químicos, agindo sobre rochas, provocando a desagre- gação das mesmas e a constituição do solo no próprio local da desintegração. f) Turfa Solo com grandepercentagemde partículasfibrosasde materialcarbo-
  3. 3. noso, ao lado de matéria orgânica no estado coloidal, com coloração mar- rom escuro e preto. É um material mole, porém não plástico e combustível, sendo utiliza- do como combustível em aquecimen- to de casas no inverno. Necessidade do conhecimento das propriedades do solo . rrjil odas as obras de engenharia ci- ~ vil exigem um conhecimento prévio das características do solo, se- japara verificar-seo efeito da transmis- são de cargas pelas fundações, a es- tabilidade de taludes naturais ou mes- mo a utilização do solo como estrutura. Apenas para exemplificar citamos alguns tipos de obras em que o conhe- cimento das propriedades do solo é primordial: a) Barragens São estruturas destinadas a conter e armazenar grandes volumes de águas, aproveitadas para a irrigação, geração de eletricidade, cultura de pei- xes e camarões, aumento da umidade natural da região, regularização do flu- xo ou caudal de rios e canais. Essas estruturas podem ter várias formas e constituição, observados fa- tores econômicos, geográficos, técni- cos, sociais, militares etc. Como as cargas transmitidas ao so- lo são imensas, têm-se situacões de grande responsabilidade e riscó. Onão conhecimento do solo e do projeto de assentamento poderá acarretar uma série de contratempos, tais como: es- vaziamento dágua através da percola- ção pelas fendas e diáclases; ruptura da crista, base ou ombreiras; localiza- ção da barragem sobre falhas ou des- continuidades geológicas responsá- veis por acomodações bruscas do ter- reno precedidas por leves tremores de terra, sentidos a quilômetros de dis- tância As barragens de terra são as mais problemáticas, em termos de análise. Os problemas que podem ocorrer são: · falta de estabilidade, provocada por recalques excessivos com ruptu- ra de obras de arte, a ruptura de talu- des ou a ruptura por cisalhamento na base; ·falta de estabilidade do solo de fundação, provocada por recalques excessivos com ruptura de obras de ar- te ou a ruptura por escoamento do so- lo de fundação; · falta de estabilidade devida a per- colação de água, gerada por erosão in- terna ou solapamento (piping); · transbordamento; · erosão superficial; b) Canais São estruturas destinadas ao trans- porte de água, seja para irrigação,des- vio de curso dágua ou transporte de embarcacões. Os riséos latentes que poderão ad- vircom o projeto mal elaborado são os seguintes: . escorregamento de taludes; ·recalques das bordas; · percolação da água para proprie- dades circunvizinhas, causando recal- ques. c) Túneis Estruturas constituídas em rocha ou solo. Pode-se ter túneis em rochas consolidadas, onde a preocupação maior deverá ser com o aparecimento de cavas na abóboda, juntas e falhas. Em algumas falhas a rocha é brecha- grandes massas de rochas das faces laterais do túnel. d) Contenção de encostas Atualmente esse é um trabalho de engenharia mais conhecido, principal- mente pelos acidentes ocorridos. Várias são as formas de conter-se encostas. As mais conhecidas são os muros de arrimo. Os muros de sustentação podem ser: · de gravidade; ·em blocos de cantaria ou em con- creto ciclópico; · em concreto armado de flexão, ou em contraforte; · em fogueira (crib wall); · em cortina-prancha ou em esta- cas-pranchas (sheet piles); · em cortinas atirantadas. Os desenhos a seguir ilustram al- guns dos tipos comentados. Os acidentes mais comuns envol- vem a contencão de encostas ao lon- go de rodovias, ferrovias ou grandes construções. .,.. Em túneis profundos podem ocorrer desprendimentos por pressão da a ponto de formar um agregado sol- to e poroso, cheio de água. Otúnel po- de ser escavado em rochas alteradas e solos expansivos e em rochas não consolidadas. .Emtúneis profundos podem ocor- rer desprendimentos por pressão, de lajes de rochas aparentemente sãs. Outro fenômeno de alívio de pressão é o de tremores de terra repentinos e relativamente violentos, provocados por perturbação dos extratos rocho- sos profundos, de natureza local, evi- denciados por súbita elevação do pi- so do túnel, e em alguns casos do te- to, e o repentino desprendimento de . '4 .· A .. . Contenção por muro de gravidade CADERNOS DE SEGURO 9
  4. 4. Contenção por muro de contraflexão e) Cortes e aterros muito altos Umoutroponto críticoparao estu- do de solos são os. cortes e aterros muito altos. A engenharia brasileira definiu como altura critica para cortes e aterros o patamar de 20 metros. As estruturas abaixo de 20 metros, ape- sar de não receberem esta classifica- ção, são também perigosas para o se- guro, porque também podem ocasio- nar acidentes de grande envergadura. Os pontos para os quais o engenheiro de riscos deve preocupar-se mais são os seguintes: ·altitude dos estratos e das estru- turas das rochas; · fraturamento para conhecer o comportamento estrutural do maciço; · grau de alteração das rochas; · posição do lençol freático; ·condições climáticas da região; · ocorrências de sinistros anterio- res em obras semelhantes, nas proxi- midades. Contenção por gabiões Capacidade de carga dos solos rp1ara que se possa erigir estrutu-~ ras sobre um solo é necessário conhecer a capacidade de suporte do mesmo, bem como outras características. Quando uma carga proveniente de uma fundacão é transmitida ao solo há uma naturál deformação, conhecida como recalque. Assemelhando-se à lei de Hooke, existe uma carga tal que rompe o equi- líbriodo sistema, provocando a ruptu- rado solo. Quando isso ocorre a estru- tura desaba. Bermas com gramíneas Acapacidade de suporte ou de sus- tentacão do solo é determinada atra- vés dé ensaios físico-químicos em la- boratórios e ensaios físicos realizados "in situ". Dentre os váriosensaios exe- cutados têm-se: · ensaio de percolação; . ensaio de cisalhamento; · ensaio de compactação; · prova de carga; . ensaio de penetração estática; ·ensaio de compressão triaxial; . ensaio de consolidação; ·ensaio de corte; . ensaio de peneiramento. Os processos para investigação do solo são custosos e de aplicação len- ta. Em áreas muito grandes, onde a pesquisa poderia ser longa, além de reduzir-se os pontos de prospecção, lança-se mão de dados comparativos obtidos na mesma região, bem como de resultados de acompanhamento de obras similares próximas. Porém, es- Cortina atirantada Estaca-prancha Contenção por crib wall
  5. 5. sa situação não é muito adequada, porque o solo não é uma estrutura per- feitamente homogênea e isótropa. A capacidade do solo é medida através do resultado da relação entre o peso que a obra pronta iráexercer so- bre a superfície de contato com o ter- reno. Acarga máxima suportada pelo terreno é o limite além do qual a rela- ção entre os recalques observados e o aumento da carga cresce abrupta- mente. G. Baud em seu livro LeBatiment traçou um paralelismo entre a nature- za do terreno natural e sua capacida- de de suporte. Alguns dos itens por ele observados foram: Natureza do terreno Solicitação admissivel (kg/cm21 Limo ou turfa Terra vegetal. aterros Areia muito fina Areia seca e cascalho Rochas moles, pouco fendidas Rochas duras, em capas regulares 0,00 0,50 0,00 a 2,00 3,00 a 5,00 7.00 a 10,00 10.00 a 20,00 Emse tratando de fundacões sobre areia muito fina deve-se próvidenciar contenção lateral, para evitar fuga de material. Nocaso de areiaseca e cascalho re- duzir os valoresencontrados a 1/3, ca- so exista risco de infiltração de água. Para rochas mole reduziros valores encontrados à metade para as rochas fendidas. .., " .3 R2 C1 C2 C3 C8rp 12 FI [E(; o conhecimento do solo I O I exame sistemático de uma re-gião para a obtenção de dados geológicos tem ampla é!plicação na área da engenharia civil.Efundamen- tal para a definição do tipo de funda- ção a ser empregado, a capacidade de suporte do solo, custos para a movi- mentacão de terra etc. Antes de passarmos para o aspec- to do conhecimento do sold necessá- rio se faz entendermos um pouco de alguns dos termos técnicos mais di- fundidos. A Associacão Brasileirade Geologia de Engenharia (ABGE)pos- sui uma série de glossários, facilmen- te acessíveis a todos. Do glossário de mecânica dos solos verificamos al- guns dos conceitos apresentados a se- guir: ·Adensamento Diz-se da redução gradual do volu- me de uma massa de solo, provocada pelo seu próprio peso, acrescido de cargas nele atuantes. Essa redução é provocada pela expulsão de água e ar dos volumes de vazios. ·Adesão Resistência ao cisalhamento entre um solo e outro material qualquer, não subm.etido a cargas externas. ·Agua adsorvida Água existente na superfície dos grãos de solo, mantidéipelos esforços de atracão molecular. ·Análise granulométrica Processo físicode determinacão da distribuição granulométrica dó solo através da separação de frações de grãos de mesma dimensão. ~ Ângulo de atrito interno Angulo correspondente à inclina- ção da tangente à curva de Mohr, a qual estabelece a relação entre resis- tência ao cisalhamento e tensão nor- mal. ·Ângulo de talude natural Ângulo entre o talude externo de um monte de solo granular e a linha horizontal, obtido deixando-se o solo cair, aos poucos, em estado seco e granular, de uma dada altura. ·Capacidade de carga de um so- lo Carga limite aplicada em uma área limitada que provoca a ruptura do so- lo. ·Carga de trabalho Carga aplicada com segurança so- bre a superfície de um solo de funda- ção, provocando recalques compatí- veis com a superestrutura e dentro dos limites previamente estabelecidos. ·Coesão de um solo Parcela da resistência ao cisalha- mento de um solo, independente da pressão normal atuante, induzida pe- laatração química entre partículas e a cimenta cão das mesmas. ·Consistência Facilidade relativa com que um so- loargiloso pode ser deformado, a qual depende do teor de umidade, granu- lometria, forma e superfície específi- ca dos grãos, composição química e mineralógica. ·Erosão interna Movimento das partícJlas de um solo carreadas por percolação de água, sob condições de gradiente hi- dráulico crítico, com progressiva aber- tura de canais no interior da massa de solo, em sentido contrário ao do fluxo hidráulico. ·Gradiente hidráulico crítico Queda do potencial hidráulico por distância de percolação, em que a pressão efetiva no interior da massa granular é reduzida a zero, por um mo- vimento de percolação ascensional de ágl'''l
  6. 6. J t 'ao. A contenção de encostas é um dos trabalhos de engenharia mais conhecidos, principalmente pf!los acidentes ocorridos . Permeabilidade de um solo Propriedade indicativa do solo de maior ou menor facilidade ao desloca- mento de água, através de seus va- zios. Parao conhecimento do solo é bom saber-se que na execução de estrutu- ras de engenharia dificilmente se che- ga a profundidades superiores a 100 metros, razão pela qual todo o interes- se deve estar voltado para uma cama- da de solo relativamente delgada. Também é bom saber-se que um solo não é uma estrutura homogênea, para a qual deve-se esperar o mesmo desempenho ou resultado. Poressa ra- zão não se deve confiar em análises feitas em alguns pontos concentrados e a uma dada profundidade. Quando se estuda um solo deve-se ter em mente a sua variabilidade de condições, pois ao contrário pode-se ter uma avalanche de sinistros repeti- tivos. Há uma tendência de os sinistros envolvendo obras de fundacões afeta- rem os taludes à borda dás escava- ções. Mas será que sempre ocorre as- sim? A instabilidade das encostas em re- giões como a que temos no Brasiles- tá subordinada a uma série de fatores, quais sejam: 14 rUNfNiG .J .características pluviométricas lo- cais; · topografia natural; . vegetação natural e a existente; . antrópicos; ·tipo de solo; . características das estruturas a serem erigidas. Alguns dos movimentos de terra co- nhecidos são: a) Escorregamento (creep) Trata-se da movimenta cão lenta e gradual da camada de solo'superficial ao longo de uma encosta, deslocan- do-se a poucos centímetros por ano. Nas encostas da Serra do Mar,ao lon- go da Rodovia dos Imigrantes, o des- locamento medido foi de 1 cm/30 anos. Os fatores responsáveis pelo "creep" são: o aumento da quantida- de de água no solo, com expansão do volume de massa do regolito seguida de dessecamento após a fase úmida; ação do congelamento e do degelo; dilatacão e contracão alternadas, com formácão de fendilhamentos no solo (suncracks); desmatamentos incon- trolados. b) Solifluxão Trata-sedo transporte em massa do regolito, com deslocamentos que não ultrapassam a alguns metros por ano. Os fenômenos de solifluxão não apresentam efeitos topográficos notá- veis, por se desmoronarem lateral- mente em grandes extensões e não sobre depressões longitudinais ou ca- nais, como ocorre com a corrida de la- ma. c) Corrida de lama (mud flow) É o deslocamento encosta abaixo de uma língua de massa detrítica en- charcada de água, movimentando-se rapidamente em leitos ou calhas defi- nidas. Os fatores ocasionadores do fenô- meno são: matéria não consolidada na superfície em grande quantidade; abastecimento abundante e intermi- tente de água; vegetação rala. Ofenômeno ocorre periodicamen- te no Rio de Janeiro e Am Niterói, al- cançando extensões que chegam a 100 metros. d) Desmoronamentos Fenômeno de bastante freqüência em regiões de clima quente e úmido, constituindo-se de desprendimentos de massa terrosa relativamente en- charcada em rápidos movimentos descendentes. Osfatores que o provo- cam são: rala cobertura vegetal; en- costas com caneluras profundas; des- calcamentos laterais. é) Deslizamentos 1
  7. 7. Movimentos rápidos de massa de- trítica superficial, ao longo de encos- tas. A principal causa dos deslizamen- tos é a ocorrência de uma capa de re- golito encharcada sobre uma camada seca, formando uma descontinuidade resvaladica. Não se deve descartar, porém, as escavações feitas ao sopé das vertentes, as quais retiram o su~ porte lateral das mesmas. f) Slump Caracterizam-se por deslocamen- tos violentos de grandes volumes de terra ao longo de rampas curvas, pro- vocados por: chuvas intensas e pro- longadas; superfícies de descontinui- dade e planos de xistosidade; encos- tas com declive superior a30°; descal- çamentos naturais e antrópicos; pres- são hidrostática exercida sobre as componentes de resistência da ver- tente. De forma a simplificar nossa análi- se elaboramos a seguinte seqüência: 1) obter todas as informacões dis- poníveis acerca do projeto; . 2) procurar obter dados de projetos semelhantes; 3) Verificar se todo o projeto está sobre um mesmo tipo de solo; 4) cientificar-se da existência de pontos importantes (fraturas, fendas, diáclases, descontinuidades geológi- cas, rios, lagos, canais, morros); 5) obter mapas de condições cli- máticas ambientais que possam in- fluenciar no desenvolvimento do pro- jeto; 6) programar inspeções periódicas coincidentes com épocas de maior destaque para o desenvolvimento do projeto; 7) analisar os prazos de cumpri- mento de etapas relevantes; I , . A situação ideal é aquela na qual o engenheiro de riscos da seguradora é um especialista no risco a ser inspecionado Inspeção para fins de seguros I A I situação ideal é aquela na qualo engenheiro de riscos da se- guradora é uma especialista no risco a ser inspecionado. Seria convenien- te que em uma montagem industrial ou na instalação de um equipamento de porte fosse um engenheiro mecâ- nico. Na inspeção de uma grande construção fosse um civil, no seguro de uma barragem comparecesse um 16 HINMG .1 especialista em solos, e assim por diante. Porém, nem sempre issoé pos- sível, não só pelo fato de não ser eco- nomicamente viável as seguradoras disporem de quadros de pessoal gran- des, algumas vezes ociosos, e tam- bém porque o mercado segurador ain- da não oferece um atrativo financeiro aos engenheiros, tratados como ins- petores de risco de maior qualificação. O que se vê são engenheiros re- cém-formados que de uma hora para outra são guindados a engenheiros de riscos. Ora, engenheiro de riscos pres- supõe-se que seja o profissional o qual, pela suaexperiência anterior, de- tecta situações de riscos. Porém, es- te não é bem o nosso assunto no momento. No nosso presente caso, o que fa- zer no desenvolvimento de um traba- lho de inspeção de risco? 8) acompanhar a sinistralidade de cada etapa; 9) ter acesso aos projetos executi- vos. Paraconcluir, sugerimos aelabora- ção de cadastros de grandes projetos e dos problemas ocorridos, sejam si- nistros ou não. Em nosso próximo artigo, também envolvendo o tema da engenharia ci- vil, abordaremos "O objetivo de co- nhecimento dos sistemas construti- vos utilizados na construcão civil". Em seu desenvolvimento abordaremos: . locação da obra; · fundações; . elevação da estrutura; . servicos de acabamento; . coméntários sobre o grau de si- nistralidade de cada evento. Continua no pr6ximo número. 1

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