O Uso de Geossintéticos no Encamisamento de Colunas de Fundação em Aterros sobre Solos Moles

Solos moles são comumente renegados no setor de infra-estrutura devido à sua baixa resistência e alta compressibilidade. Nos últimos tempos, tendo em vista o crescimento populacional, não se pode criterizar demasiadamente a escolha da área de uma futura obra, o que é um dos componentes primordiais para a Engenharia Civil: o espaço. Dentre os tratamentos mais utilizados para solucionar tal problema está o uso de geossintéticos no encamisamento colunas granulares (de areia ou brita) sobre o solo a ser tratado.

Pela NBR 7250, constata-se que solo mole é aquele “solo predominantemente argiloso, com o valor do N-SPT entre 3 e 5”. (Ver mais sobre esse ensaio em: Sondagem de solos: ensaio a percussão (SPT)). É um solo sedimentar, geralmente de origem aluvionar, o qual sofre adensamento em quase todos os casos, necessitando de transporte de solo para o aterro – escolhido da jazida com menor distância média de transporte (DMT).

 

Boletim de Sondagem SPT

Exemplo de perfil de sondagem à percussão

Para construir um aterro são necessárias investigações geotécnicas (de campo e de laboratório) e análises de estabilidade e recalque, de acordo com o tipo de aterro a ser feito. Tais obras devem ser executadas seguindo, rigidamente, os critérios de execução. Corre-se o risco de insucessos nas fases de projetos e de execução da obra e, fatalmente, na operação da rodovia, por exemplo.

Vista

Vista de área de solo mole (fundação) que receberá um aterro de rodovia

Construção de aterro

Construção de um aterro: 1- Lançamento do material proveniente de jazida;
2- Acerto do material com trator de esteira; 3- Acerto da superfície a ser compactada; 4- Umedecimento do material (eventual); 5- Compactação final do aterro.

A TÉCNICA DAS COLUNAS ENCAMISADAS COM GEOSSINTÉTICOS

Desenvolvida pelas empresas alemãs Möbius e Huesker Synthetic, em 1994, a técnica tem como ideia principal criar uma alternativa mais eficiente para a contenção de aterros em solos moles. Dentre suas vantagens estão a capacidade de carga, a boa manutenção e a alta durabilidade. A técnica GEC surgiu para solucionar a alta taxa de recalque do aterro e o deslocamento lateral das colunas de material granular.

CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS

– limitam o deslocamento lateral da areia ou da brita;

– servem como filtros e drenos verticais;

– permeáveis, não impedindo o fluxo de águas subterrâneas (vantagem ecológica);

– atendem os padrões e as especificações, garantindo uma alta qualidade de Engenharia;

– transferem as cargas do aterro para o estrato estável.

Para um geossintético ser selecionado para encamisar tais colunas, devem ter as seguintes características:

– alto módulo de elasticidade;

– baixa propensão para deformação;

– alta permeabilidade;

– baixa danificação na instalação;

– alta resistência química e biológica.

Aterro

Sistema completo do aterro com colunas encamisadas

Módulo de elasticidade

Gráfico Tensão Normal x Deformação: Conceito de Módulo de Elasticidade (E)

Abaixo, figuras que mostram o geossintético e a coluna já encamisada:

Geossintetico

Geossintético

Coluna

Coluna encamisada com geossintético

Outras informações sobre essa especialidade da Engenharia Geotécnica também se encontram nesse blog em: Aterros Estruturados.

FONTES: Geotecnia de Fundações – UFJF, Huesker Synthetic, Möbius,   Pavimentação em Terrenos de Solos Moles.

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Desdobramentos sobre o desastre de Mariana

Há exatos 1 anos, 5 meses e 5 dias, acontecia o maior desastre ambiental da história do país e um dos piores a serem registrados pela humanidade. Tal acontecimento já foi tema de um post do blog, onde se é possível ter ideia da dimensão da catástrofe vivenciada pelos moradores do pequeno distrito de Bento Rodrigues e que trouxe uma realidade turva para os moradores do leito do Rio Doce e preocupações a toda população do país.

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Carros e destroços de casas em meio a lama, em Bento Rodrigues (foto: Christophe Simon/AFP)

Barragens são complexas em todas as premissas que um projeto de engenharia possa apresentar. São obras caras, de alta complexidade e com demasiado impacto socioambiental. Sendo assim, é de se esperar que sejam obras de altíssimo risco associado. Estima-se que 1 em cada 10.000 barragens sofrerá um acidente com ruptura por ano. Exige-se um controle estrito no projeto, construção e controle. O que, obviamente, não foi observado na barragem do Fundão.

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Após longas investigações, constatou-se que houve inúmeras falhas por parte da responsável pela barragem, a Samarco S.A, que vão desde a etapa de construção até a parte de monitoramento. Relatórios comprovaram que a companhia tentou explorar ao máximo a capacidade da barragem, mesmo que evidências claras indicassem o contrário.

Consultores contratados atribuem a falha da barragem a uma sucessão de eventos:

  • 2010 : Instalação de tapete drenante: ampliou-se a capacidade de saturação das paredes, levando a um maior potencial de falha por liquefação;
  • 2011-2012 : Lama chegou a lugares onde não era esperada
  • 2012: Galeria de concreto é considerada incapaz de suportar as cargas as quais estava submetida, o que impedia o alteamento das paredes da barragem
  • 2013: Durante o processo de alteamento, nota-se presença de agua no recuo da ombreira
  • 2014: Tapete Drenante se apresentava em sua capacidade máxima

Soma-se a tudo isso, um sucessão de pequeno abalos sísmicos, que podem ter acelerado o processo de liquefação da barragem, que já era considerado avançado.

Infelizmente, esse não foi o primeiro, e nem será o último, acidente envolvendo barragens em nosso país. São muitos os manuais, artigos e livros sobre o assunto, o que descarta incapacidade técnica por parte da Engenharia Civil brasileira. Espera-se que esse acidente tenha servido de lição e que outros responsáveis técnicos por barragens tenham aprendido sobre a importância de todos as etapas, sempre colocando segurança em primeiro lugar.

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Área afetada pelo rompimento de barragem no distrito de Bento Rodrigues, zona rural de Mariana, em Minas Gerais/ Corpo de Bombeiros/MG – Divulgação

Fontes: Jornal Valor, CBDB

Usina de Itaipu

Líder mundial em produção de energia limpa e renovável, a Usina Hidrelétrica de Itaipu impressiona ao atingir marcas de funcionamento bastante significativas, como a geração recorde de 98,6 milhões de MWh no ano de 2013, valor este batido pela usina Três Gargantas somente no ano seguinte, com uma diferença de apenas 0,2%, mesmo com seus 14.000 MW contra os imponentes 22.400 MW da usina chinesa.

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Firmada em um acordo em 1966, entre Paraguai e Brasil, a usina fornece cerca de 15% da energia consumida brasileira e 75% da paraguaia, utilizando os recursos hídricos do Rio Paraná. Foram gastos cerca de US$ 17,4 bilhões para sua construção, que obteve em sua história, dados numéricos relevantes e até mesmo, espantosos .

Uma vez que o rio precisava ter seu leito secado para a construção da barragem, foi necessário a elaboração de um desvio para o mesmo, com cerca de 150 metros de largura, 2 km de extensão e 90 metros de profundidade. Além disso, apenas para a formação da barragem foram despejados 12,3 milhões de metros cúbicos de concreto, o que para se ter ideia, por exemplo,  em único dia foram lançados 7.207 metros cúbicos, o equivalente a 10 andares por hora. Mais de vinte mil caminhões e aproximadamente sete mil vagões foram utilizados no transporte de materiais, contando ainda com o trabalho de cerca de 40.000 operários no ápice de sua construção.

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Itaipu segue o princípio básico de funcionamento de uma hidrelétrica que busca aproveitar o potencial hidráulico de um rio afim de gerar energia elétrica. Nas mesma, a água que sai do reservatório é conduzida com muita pressão através de enormes tubos até a casa de força, onde estão instaladas as turbinas e os geradores que produzem eletricidade. A turbina é constituída por uma série de pás ligadas a um eixo, o qual é ligado ao gerador.

O movimento giratório do eixo da turbina produzido pela pressão da água, implica na formação de um campo eletromagnético dentro do gerador, produzindo assim, a eletricidade. Ou seja, ocorre a conversão de potência hidráulica em potência mecânica quando a água passa pela turbina, fazendo com que esta gire, e, no gerador, que também gira acoplado mecanicamente à turbina, e só então, a potência mecânica é transformada em potência elétrica.turbina

Em 2004, quando a binacional completou 20 anos de atividade, a mesma já tinha gerado energia suficiente para suprir o mundo por 36 dias, evidenciando, mais uma vez, sua capacidade. Itaipu apresenta 1350 km² de área inundada, da qual, a cada 0,10 km² é gerado 1 MW. O esperado é que o recorde de 2013 seja batido, e cerca de 100 milhões de MWh sejam produzidos.

Fontes: Itaipu.gov        Infoescola

Aterros Estruturados

O solo mole possui baixos valores de resistência não drenada e resistência ao corte, valores de compressibilidade elevadas e baixa permeabilidade. Portanto, a altura do aterro deve ser limitada para não haver cargas muito elevadas sobre o solo de fundação. … Continuar lendo