AS SOLUÇÕES GEOTÉCNICAS ADOTADAS PARA O REFORÇO

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Palavras-chave: Solo mole, reforço, aterro, revisão.

INTRODUÇÃO

Pinto (2006) afirma que o objetivo da classificação dos solos, sob o ponto de vista de engenharia, é poder estimar seu provável comportamento ou, pelo menos, orientar o programa de investigação necessário para permitir a adequada análise de um problema. Os solos moles apresentam baixa capacidade de carga, baixa permeabilidade e alta compressibilidade. Quando solicitados por aterros, demonstram problemas de recalque e instabilidade.

No Brasil, em toda faixa litorânea é comum serem encontrados depósitos que apresentam solos moles em sua formação, além de regiões próximas a rios. Os estudos mostram aterros com diversas funções, como as rodovias, entre o Sul e Nordeste do país; e edificações, devido a ocupação, em Santos e no Rio de Janeiro (FUTAI, 2010).

Aterros sobre solos moles podem ser construídos aplicando-se diversos métodos construtivos, que estabelecem dificuldades extras às análises de recalques, mas que viabilizam, em muitos casos, as construções sobre este tipo de solo (TEIXEIRA, 2012). O objetivo dos reforços é diminuir as forças que causam a ruptura e aumentar as forças resistentes.

Nesse contexto, a construção de aterros sobre solos moles exige um estudo detalhado dos parâmetros geotécnicos, bem como do mercado atual da engenharia, no que diz respeito a valores, disponibilidade e prazos, além das limitações impostas ao uso do meio ambiente.

Este artigo, tem como objetivo, revisar as soluções geotécnicas adotadas para a construção de aterros sobre solos moles. Os estudos de caso apresentados foram abordados em artigos científicos, teses e dissertações encontrados na plataforma científica do Portal de Periódicos CAPES/MEC, do governo brasileiro. São relatadas suas aplicações, desempenhos diante da finalidade da obra e benefícios ou problemas executivos.

2 REVISÃO DA LITERATURA

Massad (2010) afirma que solos moles são os solos sedimentares com baixa resistência a penetração (valores de SPT não superiores a 4 golpes), em que a fração argila imprime as características de solo coesivo e compressível. São em geral, argilas moles ou areias argilosas fofas, de deposição recente, isto é, formadas durante o quaternário.

Comuns em todo o litoral brasileiro e em regiões lacustres, os depósitos de solos moles ganharam destaque no Brasil e no mundo, devido ao aumento da densidade populacional dos centros urbanos. Com isso, tornou-se imprescindível a expansão e o melhoramento da infraestrutura de transportes dos países, sendo necessário a construção de aterros sobre solos instáveis que, hoje em dia, são comuns na Engenharia Geotécnica. Práticas de construção deficientes nesse tipo de trabalho podem levar a falhas ou deformação excessiva do aterro, o que pode comprometer a sua função (ARAÚJO et al., 2012).

A problemática desse tipo de obra envolve não apenas recalques excessivos, como também a ocorrência de ruptura. Os recalques são possibilitados pela alta compressibilidade, que pode causar grandes deformações, enquanto que a ruptura da estrutura ocorre devido à baixa resistência não drenada desse tipo de solo, que pré-determina um nível de carregamento máximo a ser colocado.

O reforço do solo torna-se indispensável em situações onde há a possibilidade de recalques perceptíveis ou ruptura, e sua função é promover o melhoramento das características do solo, como resistência ao cisalhamento, compressibilidade, capacidade de carga e densidade.

Diversas técnicas executivas são aplicadas e estudadas no mundo todo. A Figura 1, adaptada de Leroueil (1997), mostra um resumo das soluções mais comuns e clássicas que ajudam no beneficiamento do solo, indicadas para problemas de estabilidade e recalque.

Figura 1 – Técnicas executivas de aterros sobre solos moles.

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Algumas dessas técnicas ainda são ineficazes para finalidades específicas, e de custo elevado, o que desperta o interesse em estudar o funcionamento de novos materiais e tratamentos. A seguir, serão apresentadas as soluções geotécnicas abordadas nos estudos de caso coletados ao longo da pesquisa.

2.1. SOBRECARGA

Também conhecida por pré carregamento, o DNER (1998) explica o processo como “aplicar uma sobrecarga temporária, em geral da ordem de 25 a 30% do peso do aterro para acelerar os recalques”. A verificação em campo dos recalques e poropressões, juntamente com estudos de adensamento, determinam o tempo de permanência dessa sobrecarga.

A sobrecarga é um método clássico e tradicional, além de ser econômico. Porém, em regiões com camadas profundas de solo mole, pode não ter efeito significativo e provocar falhas que levam a ruptura do aterro. Além de que, devido à baixa permeabilidade e ausência de um sistema de drenagem eficiente, o tempo de estabilização pode ser muito maior que o esperado.

Desse modo, ainda é bastante combinado aos drenos verticais pré-fabricados, para juntos desempenharem a função de manter o aterro dentro dos limites de recalque e ruptura. O que dificulta a utilização dessa técnica, é o fato de ela necessitar de bermas de equilíbrio, maiores alturas, não garantir grande estabilidade e apresentar maior movimentação lateral.

2.2. PRÉ CARREGAMENTO A VÁCUO

O pré carregamento a vácuo é adotado para situações em que não permite grandes sobrecargas e o cronograma é curto. Isso se deve ao fato desta técnica reduzir a poro pressão enquanto mantém a tensão total constante. Seu efeito é equivalente ao da aplicação de uma sobrecarga adicional ao solo, o que é, frequentemente, feito nas fases iniciais para satisfazer os requisitos de segurança (ZHUANG E CUI, 2016).

Em relação a pré consolidação convencional, o pré carregamento a vácuo dispensa a construção de bermas de equilíbrio, diminui a sobrecarga, demonstra melhor controle de estabilidade, menor movimento lateral e um tempo de construção mais acelerado. Pode ser utilizado com ou sem membrana.

Essa solução é, geralmente, aplicada de maneira associada aos drenos verticais préfabricados (PVDs), que serão abordados no próximo item. Para o bom funcionamento em conjunto, a pressão de vácuo efetiva no dreno depende do método de consolidação adotado e de uma distribuição uniforme dessas pressões ao longo do comprimento