aterros sobre solos moles: metodologias construtivas -...
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Aterros sobre solos moles:
metodologias construtivas
1
Márcio de Souza Soares de AlmeidaProf. Titular
COPPE – [email protected]
www.marcioalmeida.eng.br
�Estratigrafia;
�Propriedades geotécnicas daargila;
Investigaçõesgeotécnicasde qualidade
Metodologias construtivas
Fatores determinantes:
2
�Tipo de utilização da área;
�Prazos construtivos;
�Custos.
Características dos solos extremamente
moles do Rio de Janeiro
�� Altos valores de: Altos valores de: �� umidade, umidade, índice de vaziosíndice de vazios
�� matéria orgânica, matéria orgânica,
�� compressibilidadecompressibilidade
�� ExtraExtra--sensibilidade sensibilidade
�� Dificuldade de obter amostras de boa qualidadeDificuldade de obter amostras de boa qualidade
�� Resistência não drenada Resistência não drenada SSuu muito baixa nas primeiras muito baixa nas primeiras camadas: 2 a 4 camadas: 2 a 4 kPakPa
�� Solos moles da Baixada de Jacarepaguá são muito Solos moles da Baixada de Jacarepaguá são muito “piores” do que os das Baixadas Fluminense e Santista, “piores” do que os das Baixadas Fluminense e Santista, por exemplo.por exemplo.
Métodos Construtivos de Aterros sobre Métodos Construtivos de Aterros sobre
Solos MolesSolos Moles
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Metodologias executivas Características
1. Aterro convencional Estabilização dos recalques é lenta,
mais econômico
2. Remoção da camada mole
Eficaz, rápido, oneroso, grande
impacto ambiental
3. Aterro sobre drenos
verticais (com sobrecargas)
Estabilização dos recalques é mais
rápida que 1, mais oneroso
4. Substituição do aterro Reduz recalques, oneroso, o material
5
4. Substituição do aterro
por materiais leves
Reduz recalques, oneroso, o material
leve deve ser protegido
5. Aterros estruturados
(sobre estacas)
Rápido, reduz recalques, oneroso
6. Colunas de solo tratado
por jatos de alta pressão
Rápido, reduz recalques, oneroso
7. Pré-carregamento por
vácuo
Não atende a todas as situações,
oneroso
Substituição de Solo: sequência executivaSubstituição de Solo: sequência executiva
6
Recreio: remoção de argila e execução do dique
Terreno Limite do terrenoConquista
sem geotextil
Geotextil
7
Ruptura lateral controlada e abertura de uma cava para “facilitar” o embutimento
Espessura
Aterro de ponta – ETE Sarapuí
PR-8
SP-33
SP-24
SP-44I-6
SP-28
SP-73
SP-23
SP-68
PR-9
SP-78
I-4
SP-76SP-27
SP-75
SP-35SP-34
SP-22
SP-49PR-4
SP-65
PR-5
CPTU
SP-66
SP-37
EC/EASP-15
BM-1
SP-30
SP-29
SP-71PR-1
SP-36
SP-67
I-1
SP-74
SP-50
SP-64
SP-69SP-70
CPTU/VT/EC/EA
8
do depósito
argiloso:
2m a 5m.
PR- PLACA DE RECALQUE
BM- BENCH MARK
I- INCLINÔMETRO
SONDAGEM A MISTA
SONDAGEM A PERCUSSÃO
SP-44SP-63
PR-5 EC/EA
SP-8
SP-42SP-43
CPTU/VT/EC/EASP-7
SP-2BM-2
PR-10
SP-14
SP-41
SP-62
SP-60SP-40
SP-61
SP-21
SP-13
PR-6
PR-7
SP-55
I-5
SP-56
SP-5
SP-36
SP-20
SP-19
PR-2
SP-12
SP-11
SM-2SP-59I-2
CPTU/VT/EC/EASP-6
SP-53
PR-3
SP-58
I-3
SM-1
SP-57
SP-54
LEGENDA:
SP-1SP-52
PIEZOCONE
PALHETA
ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO
CPTU
VT
EC
ENSAIO DE ADENSAMENTOEA
Aterro de ponta na periferia – seção transversal
9
Dique na periferia e preenchimento
10
Aterro sobre Drenos VerticaisAterro sobre Drenos Verticais
11
Aterro sobre drenos verticais – Sede Nacional do SESC/SENAC
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• Área = 93.000 m2;• Valores de SPT geralmente nulos em toda a camada;
• Aterro do SENAC/SESC = malha triangular com
espaçamento de 1,70 m, em camadas de solo
compressível com espessuras variando de 6 m a 12 m
(ALMEIDA et al, 2000);
13equipamento de cravação.
• Aterro no Recreio dos Bandeirantes: malha tringular
com espaçamento de 1,3 e 1,4m. Camada compressível
de 4 a 11m, aterro de 7,5m executado em 3 etapas.
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Peso Específico dos Materiais Leves para Peso Específico dos Materiais Leves para
AterrosAterros
MaterialPeso específico
(kN/m³)
Poliestireno expandido – EPS
(isopor ou similar)0,30
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Tubos de concreto (diâmetro: a ;
espessura da parede: a )4
Pneus picados 6
Argila expandida 10
Serragem 10
Uso de EPS em aterros sobre solos Uso de EPS em aterros sobre solos
moles: (Lima; Almeida, 2009)moles: (Lima; Almeida, 2009)
16
Aterro leve (com EPS)
17
Aterro leve (com EPS)
18
Obras para os Jogos Panamericanos (Sandroni, 2006)
Aterro estruturado com estacas, capitéis e geogrelha
19
6
8
10
12
14
16
18
20
Es
pe
ss
ura
de
ca
ma
da
co
mp
res
sív
el (m
)
Aterro sobre estacas x aterros sobre drenos
20
0
2
4
6
40 € 50 € 60 € 70 € 80 € 90 € 100 €
Custo para cada m2
Es
pe
ss
ura
de
ca
ma
da
co
mp
res
sív
el (m
)
aterro sobre estacas
aterro sobre drenos
Avenidas de um empreendimento na Barra da Tijuca
Esta análise é função da geometria do aterro, daspropriedades geotécnicas da argila e dos custos praticados
Aterro estruturado Aterro estruturado com geogrelhas com geogrelhas --1900 estacas 1900 estacas ––SESC/SENACSESC/SENAC
22a a obra do tipo no paísobra do tipo no país
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Aterros estruturados com plataforma de geogrelha
SEDE NACIONAL SESC-SENAC
Aterro estruturado 1 ESCOLA SESC
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junho/2005
Aterro estruturado 1 ESCOLA SESCAterro
estruturado 2
Foto 06/11/2006
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Localização das estacas – Aterro 2
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Aterro estruturado sobre laje e estacas
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Detalhe de um aterro sobre laje de concretoDetalhe de um aterro sobre laje de concreto
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Estacas de Brita
Para reforçar uma camada de solo
utiliza-se da inclusão de elementos
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elementos granulares
formando estacas de brita, através da ação combinada da compactação e da
vibração.
Sequência de execução de coluna de Sequência de execução de coluna de
brita em solo mole saturado (McCabe; brita em solo mole saturado (McCabe;
McNeill; Black, 2007)McNeill; Black, 2007)
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Esquema de um aterro executado sobre colunas Esquema de um aterro executado sobre colunas
encamisadas com geossintéticos, sobre solo encamisadas com geossintéticos, sobre solo
mole (Raithel; Kempfert, 2000)mole (Raithel; Kempfert, 2000)
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Execução de colunas encamisadas pelo método Execução de colunas encamisadas pelo método
de deslocamento (Raithel; Kempfert, 2000)de deslocamento (Raithel; Kempfert, 2000)
30
Detalhes de execução de coluna Detalhes de execução de coluna
encamisadaencamisada
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Précarregamento com vácuo
PUMPS -1atm.
1 1 0.6
1.7
2.3
WATER AND AIR GOING TO PUMPS
13.0m 2.3 0.5 2.0
SAND FILL IMPERVIOUS PVC MEMBRANE AND
GEOTEXTILE
PERIPHERAL TRENCHSUCTION
MEASUREMENT
32
1
1.15 1.15
VERTICAL DRAINS φφφφ = 50mm; l = 7.5m
HORIZONTAL DRAINS φφφφ = 50mm
2.3
1.15 1.15
≅≅≅≅ 5m
≅≅≅≅ 5m
PERIPHERAL TRENCH
Précarregamento com vácuo
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VANE FOR WATER
CIRCULATION
COLECTOR φφφφ=6”; L=3m
≅≅≅≅ 5m
≅≅≅≅ 5m
PUMPS
≅≅≅≅ 5m
EXHAUSTION
Horizontal drains
φφφφ = 50mm
Vertical drains till 7.5m depth.
Précarregamento por vácuo e aquecimento em Québec (Marques, 2001)
PLATAFORMA Aprécarregamento por vácuo
PLATAFORMA Bprécarregamento por vácuo eaquecimento
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Metodologias Construtivas
Comentários Finais
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Comentários Finais
Conclusões Gerais
• Técnicas construtivas mais comuns no Brasil:
drenos verticais com sobrecarga; aterros
reforçados; aterros com bermas; aterros
construídos em etapas; aterros de ponta.
• Técnicas construtivas emergentes no Brasil:
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• Técnicas construtivas emergentes no Brasil:
aterros sobre estacas (granulares, com capitéis
com reforço); aterros leves, CPR.
• Outras técnicas:
pré-carregamento por vácuo, estacas de cal.