Escavação em solos moles

O estado da arte com referência ao comportamento de escavações em solos moles vem evoluindo positivamente nos últimos anos. Há extensa bibliografia acerca do comportamento do processo de escavação em solos moles e os fatores intervenientes mais importantes. Estes fatores incluem o tipo de solo mole e sua resistência, seja em área escavada como abaixo e, evidentemente, o modo de melhorá-lo para tal. Além destes fatores somam-se a condição do nível d’água do solo e o tempo necessário à escavação. De um modo geral, algumas situações podem ser completamente definidas no projeto específico, outras podem simplesmente acontecer, gerando imprevistos.

Figura 2 – Cravação de estacas seguido do Geoenrijecimento do solo mole. O processo de escavação é tranquilo e sem problemas.

Neste contexto, Mana (1978) dividiu três grandes grupos: os fatores pertinentes ao projeto com conhecimento do projetista, os fatores parcialmente controláveis e os não controláveis, conforme tabela abaixo.

Figura 3 – Escavação em solos moles, após o geoenrijecimento: grandes profundidades e taludes quase verticais.

A extensão e intensidade da movimentação do solo mole, em torno da escavação, dependerá do método executivo e dos fatores anteriormente mencionados. A melhor forma de escavar solos mole, hoje, é com o geoenrijecimento, na medida em que modificando-se ou melhorando-se seus parâmetros, permite-se escavá-lo. Com o geoenrijecimento do solo mole permite-se simular, com análise numérica, de forma quase exata, o completo processo de escavação. De um modo geral pode-se, também, classificar a escavação de solos mole em temporária ou permanente.

 

Figura 4 – Escavação em solos moles pós geoenrijecimento.
O geoenrijecimento do solo mole para escavação

É quase impossível realizar-se, em solos moles, escavações com paredes taludadas superando a profundidade de 3m. Acima deste valor o risco de ruptura é 100% provável, motivado pela resistência extremamente baixa do solo mole. O nível freático alto também interfere negativamente no resultado final, podendo até inviabilizá-lo.

Figura 5 – O melhoramento do solo mole viabiliza sua escavação.

Por isso, hoje, grandes escavações, temporárias ou definitivas, são executadas após o geoenrijecimento do solo, solução geotécnica para aumentar a segurança e a altura de escavação, além da estabilidade a longo prazo, facilitando e acelerando todo o processo construtivo. Além dos taludes, exige-se também o geoenrijecimento do fundo da escavação, de modo a evitar a ruptura por levantamento causado pelo alívio das tensões verticais. O comportamento hidráulico também é influenciado, positivamente, pelo geoenrijecimento, obtendo-se escavações “secas” sem utilizar-se sistemas de rebaixamento. A interação entre bulbos, que comprimem radialmente o solo mole, junto com elementos drenantes artificiais previamente cravados, em malha pré-determinada, compactam e confinam o solo mole, eliminando sua compressibilidade, ao mesmo tempo em que conferem altos níveis de resistência. A eficiência do geoenrijecimento independe dos constituintes que compõem a matriz do depósito de solo mole, sendo o geoenrijecimento indicado para depósitos argilosos, siltosos, arenosos e com matéria orgânica ou turfas.

Estudo de caso

O Contorno de São Roque, acessado pela Rodovia Raposo Tavares, constitui uma alternativa de fácil tráfego em sua região metropolitana, melhorando a fluidez, a segurança viária e a redução do tempo de viagem, para toda a região.

 

Figura 6 – O geoenrijecimento prévio de depósitos de solos moles permite posterior escavação do terreno…
Figura 7 – …assegurado com análise pressiométrica e tomográfica do solo.

Devido a condicionantes geológicos do local, o projeto original foi alterado de passagem superior para passagem inferior sob a Rua das Papoulas. Sondagens realizadas no local indicavam a presença de argilas orgânicas muito moles com profundidade variável que inviabilizavam a escavação prevista até os 9 m de profundidade.

Figura 8 – Escavação em solos moles para obtenção da cota de arrasamento das estacas e construção de subsolo de edificação.

Analisando-se várias alternativas: a diminuição dos taludes foi impossibilitado devido ao espaço de escavação insuficiente. A implantação de contenções com cortina atirantada foi descartada pelo custo excessivamente elevado.

Figura 9 – O Geoenrijecimento de depósitos de solos moles permitiu serviços de escavação profunda necessária a execução de rodovia concessionada e viaduto para acesso a Raposo Tavares, em São Roque, SP.

O geoenrijecimento do solo foi a solução que ofereceu o melhor desempenho do ponto de vista técnico e econômico, permitindo a escavação sem qualquer contenção, obtendo-se o nível de segurança desejado, atendendo à NBR 11682/2009.
O geoenrijecimento foi, então, executado até 16 m de profundidade, controlando-se, metro a metro, volume e pressão de expansão, aferindo a resistência de todo o solo atravessado, de forma a criar maciço de solo homogêneo e resistente, apto a receber a implantação de muro de gravidade do tipo gabião.
A verificação da estabilidade do sistema geoenrijecido foi avaliada, em fase de projeto, por meio de análise de estabilidade utilizando-se o métodos baseados no equilíbrio limite, assumindo-se parâmetros equivalentes de uma argila dura. Entretanto, durante a escavação, a direção da obra exigiu o controle de estabilidade por meio do método observacional, realizando-se inclinometria e pressiometria. O monitoramento do comportamento da escavação atestou o grau de melhoramento imposto ao solo, atendendo os parâmetros do geoenrijecimento estabelecidos na fase de projeto.

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