Avaliação do desempenho de jet grouting para reforço de estrutura portuária

Abstract

Diante de um cenário nacional com portos sem infraestrutura satisfatória, a técnica de grauteamento de solos conhecida como jet grouting é apresentada como uma alternativa para o reforço de estruturas portuárias existentes. Utilizando o cenário geotécnico do porto de Navegantes-SC foi modelado um cais em estacas pranchas metálicas com duas linhas de tirantes e calado inicial de 8m. A estrutura portuária simulada e a estratigrafia do solo dessa região representaram a situação encontrada em diversas áreas portuárias do país, cuja formação geotécnica normalmente é composta por espessas camadas de depósitos de argilas flúvio-marinhas muito moles. Visando a avaliação do desempenho do jet grouting o cais foi submetido a aprofundamentos de calados de até 6m e incrementos de sobrecarga de até 60kPa. Para simular o comportamento do solo e a estabilidade da estrutura sem e com o reforço foram feitas análises computacionais pelos métodos dos elementos finitos e de equilíbrio limite. Para estimativa dos parâmetros necessários à modelagem do solo natural e do material tratado com jet grouting foram utilizadas correlações encontradas na literatura. Partindo da situação inicial do cais foram modelados doze cenários diferentes. Para cada cenário foi estipulado um incremento de sobrecarga e um aumento de calado, que por meio das análises computacionais foram comparados com e sem o reforço. Entre análises pelo método dos elementos finitos e pelo método de equilíbrio limite foram rodados 63 modelos computacionais. Ao final das modelagens foram feitas avaliações do desempenho do reforço, onde foi constatada a adequabilidade desta técnica de melhoramento de solos para o problema em questão, principalmente nos casos de aprofundamentos de calado. ______________________________________________________________________________________________

ABSTRACT: Due to low quality of the national ports infrastructure, the technique of soil grouting known as jet grouting is presented as an alternative to the strengthening and improvement of the existing port facilities. The studies carried out were based on the geotechnical characteristics of the area of the port of Navegantes-SC, a pile sheet pier with two cutting boards was modeled, allowing dredging up to 8m depth. The simulated port structure and stratigraphy of the soil of this region are found in many ports of the country, where there are thick layers of very soft fluvial-marine clay deposits. In order to assess the performance of the jet grouting technique, the pier was submitted to the dredging up to 6m depth and increments of load up to 60kPa. In order to simulate the soil behavior and stability of the structure with and without reinforcement, the geotechnical models were analyzed by computational methods the finite element and limit equilibrium. In order to estimate the parameters for modeling the natural soil and the treated material with jet grouting correlations from the literature was used. Starting from the initial situation of the pier, twelve different cases were modeled. For each scenario it was stipulated an increase in workload and an increase in the dredging depths. The analysis were carried out considering or not the reinforcement with jet grouting. It was carried out 63 analysis by finite element method and limit equilibrium method. From these analyses, it was observed that the jet grouting technique is adequate to the port infrastructure.