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Tecnologia
milenar assegura a integridade de taludes, encostas e margens
de canais a um custo competitivo. Veja os requisitos para uso
de gabião e as vantagens
O
uso de gabiões em estradas, como no caso desse acesso da
Castello Branco, na região de Sorocaba (SP), está entre as
aplicações mais comuns dessa tecnologia, uma vez que a
disponibilidade de espaço é maior
Os gabiões estão,
muito provavelmente, entre as mais antigas soluções de
engenharia para problemas de infra-estrutura. Utilizado de
maneira rudimentar por egípcios e chineses desde antes de
Cristo, o gabião surgiu em sua versão moderna, com gaiolas
metálicas, na Itália do final do século XIX.
Por definição
- e até em virtude da origem da palavra - gabiões são
envoltórios preenchidos com pedras para aplicações geotécnicas,
hidráulicas e de proteção superficial. Substituem o uso de
grandes blocos, de difícil manuseio, ou de pedras soltas, que
não garantiriam a durabilidade e o desempenho enquanto
sistema.
As principais
características de uma estrutura dessas, seja qual for sua
aplicação final, são o fato de ser armada, monolítica,
flexível, permeável e autodrenante. Por ter rochas naturais
como principal material componente, é durável, tendo como
principal foco de desgaste a malha metálica. No entanto, as técnicas
atuais de proteção contra corrosão garantem uma longa vida
útil aos gabiões.
Versáteis,
os gabiões-caixa podem ser utilizados para a construção de
canais, proteção de margens e revestimento do fundo. O geotêxtil
na face interna impede carreamento dos finos
Os arames de aço
de baixo teor de carbono que compõem as telas passam,
normalmente, por processo de zincagem pesada e podem ou não
contar com um recobrimento adicional em material plástico.
Nesse caso, ganham maior resistência contra ataques químicos
e intempéries.
A malha
hexagonal é tecida em dupla torção, conforme exigido na NBR
10514 (Redes de aço com malha hexagonal de dupla torção,
para confecção de gabiões). Ou seja, os fios são entrelaçados
por meias voltas duplas, o que aumenta a eficiência na
distribuição das tensões e a estabilidade do conjunto no
caso de uma eventual ruptura do arame. Assim, a tela não
desfia e tem a integridade estrutural preservada.
Outras características
desses materiais são a facilidade de execução, que dispensa
mão-de-obra especializada, a versatilidade de aplicação e o
impacto ambiental reduzido. Isso porque utiliza matéria-prima
natural e é permeável, contando com cerca de 30% do volume
formado por vazios, além de integrar-se ao meio ambiente
permitindo o crescimento de vegetação entre as pedras.
Embora a mão-de-obra
não necessite de treinamento específico, deve ser orientada
quanto à disposição das pedras nas celas. "O cálculo
admite uma proporção de vazios que depende da arrumação do
preenchimento", alerta o engenheiro Geraldo Gama, do
Cetae-IPT (Centro de Tecnologias Ambientais e Energéticas do
Instituto de Pesquisas Tecnológicas). Quando se trata de
obras de contenção, caso exista o cuidado de se colocar as
pedras mais planas - pedras-espelho - na face frontal, o
aspecto estético se torna menos agressivo e o uso arquitetônico
e mesmo residencial é possibilitado.
O preenchimento
das gaiolas pode ser feito com o uso de qualquer material ou
rocha não friável - usualmente basalto, granito ou seixo -
com granulometria no mínimo 1,5 vez maior que a abertura da
malha, a chamada "pedra de mão". Em algumas situações,
o uso pode ser limitado devido à indisponibilidade de
material de preenchimento. Tendo como característica o baixo
custo e não o nível de tecnologia envolvido, pode não fazer
sentido importar material de outras regiões para viabilizar o
uso. O importante é que o material proporcione peso, rigidez
e resistência à estrutura, principalmente no caso de muros
de arrimo, que são obras de contenção por gravidade.
Versatilidade
na aplicação
São três os
tipos de gabiões disponíveis no mercado que contam com a
mesma definição: invólucros de malha metálica preenchidos
com rocha. O mais comum e difundido é o gabião-caixa, mas
existem também os colchões e os gabiões-saco (ver lipos).
Os dois
primeiros, quando argamassados na face externa, podem exigir
sistemas de captação e descarga da água e, assim, contar
com drenos ou barbacãs. A drenagem superficial pode ser feita
por canaletas ou sistemas similares.
A necessidade
de argamassamento pode se dar para evitar atos de vandalismo,
especialmente em áreas urbanas, onde não raro há o corte de
trechos das telas, por efeito de higiene, no caso de cursos de
água ou locais sujeitos à infestação por ratos, ou por
motivos hidráulicos, pois a superfície rugosa pode diminuir
a velocidade de cursos de água.
A
dupla torção nos arames é exigência da NBR 10514 e visa
uma distribuição mais homogênea das tensões atuantes, bem
como a manutenção da resistência, mesmo no caso de
rompimento de alguns fios
Especificamente
no caso dos colchões, pode haver problemas com subpressão
hidráulica e mesmo com a dilatação da camada de argamassa.
A solução para esses casos é a colocação de sarrafos de
madeira a cada dois metros, antes do lançamento da argamassa.
Retirados antes do término da cura, os sarrafos garantem o alívio
da subpressão e até o uso de barbacãs, além de tornar a
estrutura semiflexível.
Ainda tratando
de gabiões-caixa e colchões, a aplicação de uma manta geotêxtil
no tardoz da estrutura permite a passagem do fluxo de água e
evita o carreamento dos finos do solo por entre as pedras e a
conseqüente erosão do talude. "É geralmente definido
segundo o tipo de solo a conter", explica o engenheiro
Michele Carraro.
Em relação à
aplicação, os colchões formam estruturas de revestimento de
grande superfície e pouca espessura e não se destinam à
contenção de taludes. As aplicações mais comuns são na
proteção superficial de solos, em proteções hidráulicas e
em obras de canalização.
Os gabiões-saco,
bastante versáteis, dispensam cuidados semelhantes por serem,
geralmente, utilizados em segundo plano e em conjunto com
outros modelos de gabiões. Compostos por um pano único de
tela, apresentam formato cilíndrico e são aplicados para
regularizar superfícies, quando não há condições para
escavação, em obras submersas ou emergenciais e em locais de
difícil acesso.
Atuam também
como fundação para estruturas de contenção por gravidade
em solos com baixa capacidade de suporte. Ao contrário dos
demais, são montados e preenchidos no canteiro e
posteriormente lançados no local definitivo por grua ou
guindaste.
Caixa de
utilidades
O uso enquanto
contenção de gravidade, o popular muro de arrimo, é a
aplicação mais conhecida do gabião, principalmente no que
diz respeito a aterros. Em cortes de talude, a aplicação é
pouco comum, pois a eficiência do sistema é maior quando os
degraus são voltados para dentro e ficam soterrados, o que é
impossível nesses casos. Além disso, o corte deve se dar por
seções, e não por fiadas horizontais, e o espaço ocupado
pela estrutura é maior. Ainda assim, a configuração final -
com degraus internos, externos ou ambos - será determinada
pelo dimensionamento e pela viabilidade construtiva.
Para ambos os
casos, o princípio de atuação é o peso proporcionado pela
massa e faz-se necessário o uso dos gabiões-caixa. São peças
em forma de prisma retangular com
1 m
de altura,
1 m
de profundidade e largura variável, mas divididas
internamente por diafragmas a cada metro, formando celas de
1 m3
(ver ilustração). A divisão interna, feita durante a
fabricação, é importante para reforçar a estrutura e
facilitar a montagem e o enchimento dos elementos.
Gabaritos
de madeira posicionados na face frontal dos gabiões durante a
execução ajudam a evitar deformações da tela e a
posicionar as pedras mais planas na frente, formando uma face
menos rugosa
É importante
salientar que, embora as rochas sejam mais pesadas que o solo,
os gabiões contam, conforme mencionado acima, com cerca de
30% de vazios. Assim, mesmo com um peso específico das rochas
de 2,4 t/m3, o peso dos gabiões se assemelha ao da maioria
dos solos, que fica em torno de 1,8 t/m3.
O
dimensionamento das estruturas em gabiões é feito com base
no comportamento estático, que considera a resistência ao
tombamento, ao escorregamento, a estabilidade global e as
pressões na fundação. Assim, no mínimo uma sondagem de
percussão é necessária para verificação das condições
do terreno. No caso de aplicações hidráulicas, deve-se
verificar o comportamento frente à ação da água.
O cálculo em
muito se assemelha ao da maioria das estruturas convencionais.
"A execução e os detalhes construtivos é que são
diferentes de outros tipos de soluções", conta Carraro.
Os valores obtidos com os ensaios e as avaliações do terreno
é que vão determinar a seção da estrutura e a quantidade e
o posicionamento das caixas. O engenheiro Frederico Falconi,
da Zaclis, Falconi Engenheiros Associados, recomenda dispor as
camadas de forma cruzada. Ou seja, se na primeira camada as
celas estão alinhadas à parede do aterro, na camada seguinte
devem ser transversais à mesma. Essa estratégia, explica
Falconi, aumenta a estabilidade do conjunto.
Outra recomendação
de Falconi é considerar uma inclinação de 10% para dentro
do maciço. Daí, quando as deformações naturais de acomodação
ocorrerem, a sensação estética será a de que o muro é
vertical. Se for executado na vertical, é possível que após
a acomodação o muro fique inclinado para fora, passando a
impressão de projeto ou execução errôneos. "Considero
1/10, mas o valor depende do critério de cada
projetista", salienta.
Com a recomendação
de, sempre que possível, voltar os degraus para o lado de
dentro a fim de fazer o peso próprio do aterro atuar na
contenção, é interessante aprofundar a estrutura em, pelo
menos,
30 cm
abaixo da linha do solo. A justificativa para tanto é o
aumento do atrito obtido com um encaixe preciso no terreno. É
essencial proteger o pé do muro da erosão e saturação do
solo causada por escoamento de água, o que pode ser feito com
a construção de canaletas.
Para o gabião
é possível acumular a função de apoio de pontes e defesa
contra a erosão de aterros de encontro. Para tanto, é
essencial verificar as condições do solo. "As fundações
têm maior responsabilidade", alerta Carraro. Esse
recurso extingue a idéia de que estruturas de gabiões sempre
deformam, pois as vigas e os tabuleiros, em tais casos, são
apoiados diretamente sobre as caixas.
A montagem das
caixas se dá já no local da aplicação. Com as telas
esticadas e dobradas, conforme as instruções do fabricante,
em seguida devem ser dispostos os gabaritos de madeira na face
frontal, que vão evitar deformações e garantir a conformação
plana dos elementos. As pedras devem ser colocadas em três
camadas.
Após acomodar
as rochas até atingir 1/3 da altura da caixa é recomendável
aplicar dois tirantes - do mesmo material que a malha - no
sentido transversal das caixas. Com 2/3 completos, uma nova
linha de tirantes deve ser disposta e só então o
preenchimento deve ser total, extrapolando em cerca de
3 cm
a altura das caixas. O preenchimento de celas contíguas deve
ser simultâneo, a fim de evitar esforços e deformações nas
divisões internas. Em caixas de esquina é interessante
aplicar tirantes em ambos os sentidos, a fim de preservar a
geometria dos elementos.
Principais
tipos de gabião
Gabião-caixa
O mais típico
e difundido modelo de gabião, é adequado para usos diversos,
como estruturas de contenção por gravidade, barragens,
canalizações, apoios de pontes e defesa contra erosão.
Forma estruturas de contenção monolíticas, flexíveis e
autodrenantes, lançando mão de materiais baratos e
abundantes, além de não exigir conhecimento técnico específico
para a execução.
Gabião-colchão
Um pano único
constitui as paredes laterais e extremas, a base e os
diafragmas desse gabião, adequado para revestimentos de
canais, barragens em terra, escadas dissipadoras e outras
obras, geralmente hidráulicas. Drenantes e armados,
apresentam superfície maior do que a espessura e podem ser
revestidos com argamassa.
Gabião-saco
Único tipo de
gabião que não é montado no local de aplicação, mas sim
transportado já preenchido por gruas ou guindastes, dispensa
também o recobrimento do terreno com geotêxtil. É indicado
para obras emergenciais, obras hidráulicas ou submersas ou em
locais de difícil acesso. Pode ser utilizado como fundação
de muros de gabiões em solos com baixa capacidade de suporte.
Reforço de
solo
Permite obter
inclinações maiores a partir da mescla de sistemas de contenção
e reforço de solos. A tela metálica que constitui a tampa, a
frente e a base se estende por alguns metros - definido em
projeto - a fim de constituir o reforço do solo aterrado. A
aparência externa, assim como a forma de preenchimento das
caixas, é a mesma de um gabião comum. Em vez de degraus, uma
única coluna forma o muro. É indicado para formação ou
recomposição de maciço.
Reportagem
de Bruno Loturco
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