Aterros sobre solos moles:

metodologias construtivas

1

Márcio de Souza Soares de AlmeidaProf. Titular

COPPE – UFRJalmeida@coc.ufrj.br

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

4

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

12

• 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.

14

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

15

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

21

Aterros estruturados com plataforma de geogrelha

SEDE NACIONAL SESC-SENAC

Aterro estruturado 1 ESCOLA SESC

22

junho/2005

Aterro estruturado 1 ESCOLA SESCAterro

estruturado 2

Foto 06/11/2006

23

Localização das estacas – Aterro 2

24

Aterro estruturado sobre laje e estacas

25

Detalhe de um aterro sobre laje de concretoDetalhe de um aterro sobre laje de concreto

26

Estacas de Brita

Para reforçar uma camada de solo

utiliza-se da inclusão de elementos

27

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)

28

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)

29

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

31

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

33

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

34

Metodologias Construtivas

Comentários Finais

35

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:

36

• 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.