Avaliação de alternativas de processos executivos de aterros de vias urbanas sobre solos moles

Abstract

Depósitos espessos de solos moles são freqüentes em planícies fluviais, lacustres ou marinhas, e são compostos por argilas saturadas, podendo conter camadas de areia. A construção de aterros de vias sobre tais solos requer atenção especial quanto à estabilidade e às deformações verticais e horizontais. Este estudo apresenta algumas técnicas de construção de aterros de vias sobre solos moles, abordando suas peculiaridades, vantagens e desvantagens, referências para dimensionamento e exemplos de sua utilização dentro e fora do Brasil. São apresentados os resultados de diversas campanhas de ensaios realizadas em 11 depósitos de solos moles da Região Oeste do Município do Rio de Janeiro. A análise dos resultados mostra que há grande heterogeneidade no comportamento geotécnico dos depósitos, não sendo possível a sua classificação em grupos homogêneos, com propriedades características. No intuito de se analisar duas alternativas construtivas de aterros de vias urbanas sobre solos moles, foram desenvolvidos modelos geotécnicos capazes de refletir a realidade de quatro depósitos da região estudada. A análise foi feita sob o ponto de vista da técnica, prazo e custos construtivos. Foram avaliados o aterro sobre drenos e o aterro sobre estacas com reforço de geogrelha. A avaliação técnica foi baseada nos recalques construtivos e pós-construtivos, quando sua magnitude implicasse restrições à utilização do empreendimento. A consideração dos prazos construtivos foi feita com base no tempo de dissipação das poropressões geradas pelo alteamento de cada etapa do aterro. A análise dos custos construtivos baseou-se em orçamentos dos materiais e serviços necessários à execução da alternativa avaliada. O aterro sobre drenos apresentou grande variabilidade nos resultados de recalques, prazos e custos construtivos, em função das características do depósito considerado. O aterro sobre estacas e com reforço de geogrelha apresentou custos construtivos com pouca variabilidade entre depósitos. Comparando-se os custos de ambas as soluções, observou-se que, dependendo do depósito estudado, pode haver variação da técnica mais viável economicamente, à medida que se varia a espessura de solo mole. Foi analisado o comportamento de um aterro sobre estacas sujeito a carregamento de um aterro adjacente, provocando carregamento lateral em profundidade às estacas. Quando o carregamento se trata de um aterro de via de serviço construído ao lado das estacas, mostrouse que, quanto maior a espessura da camada de solo mole, maior a necessidade de se adotar estacas de diâmetros maiores para suportar os esforços laterais. Para um aterro distanciado das estacas, mostrou-se que, a partir de certa distância, a via de serviço deixa de carregar lateralmente as estacas. _________________________________________________________________________

ABSTRACT:Thick compressive deposits of fluvial-marine soft clays are usually found on lowland areas surrounding lagoons or at plains and river borders, as well at the bottom of valleys, and they are often composed by saturated clays, which may contain sand layers. In order to maintain geometrical and functional design, the embankments built on these areas must be correctly designed to present adequate displacements and stability. This study presents some construction techniques commonly used for mbankments built over soft soils, considering their characteristics, advantages and disadvantages, references for design and examples of utilization in Brazil and in other countries. It also presents the results of several geotechnical tests realized on 11 deposits of soft soils on the West Region of Rio de Janeiro. The analysis of the results shows the great heterogeneity of the geotechnical behavior of the deposits, indicating that it is not possible to classify them into homogeneous groups with characteristic properties. In order to analyse two construction techniques for urban streets’ embankments built over soft soils, geotechnical models of four deposits were developed. The models were analysed under technical, time and cost construction points of view. The construction techniques evaluated were vertical drains and concrete piles with geogrid reinforcement. For technical evaluation, constructive and post-constructive settlements were considered, since their magnitudes could interfere with the functionality of the project. The construction period was considered based on the time for dissipation of the pore pressure generated on each stage of the embankment’s elevation. Constructive costs analyses were based on estimated budget for materials and services. The embankment over vertical drains presented great variability of settlements, construction periods and costs, depending on the characteristics of each deposit. The embankment over concrete piles with geogrid presented little variation on the construction costs among the deposits. Comparison between both the alternatives showed that, depending on the analysed deposit, the most economic solution could vary with the soft soil thickness. This study also presents an analysis of the behavior of a piled embankment subjected to close embankment loading, causing laterally loaded piles. If the embankment is built nearby the piles, it was shown that the design section of the pile increases when the soft soil thickness increases. However, if the distance between the end of the embankment and the piles varies, it was showed that there is a safe distance above which the embankment does not influence the piles.