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Técnicas para a melhoria do solo

Transformar problemas em oportunidades, essa é a função de um engenheiro geotécnico. Geotécnica ou engenharia geotécnica, o nome tem suas variações, mas o conceito é um só, trata-se da junção de três de ciências: geologia da engenharia, mecânica dos solos e mecânica das rochas. Podemos entender como conceito geotécnico para aumentar a resistência de solos de baixa resistência (argila mole e areias fofas) para viabilizar obras sobre as mesmas.

Antigamente, como se podiam escolher locais de solos mais adequados, pois ainda se dispunha dos mesmos, era muito “se descartar” esses locais menos propícios às obras sobre solos moles. Entretanto, hoje em dia com a dificuldade de se encontrar locais “mais favoráveis” para a implantação dessas obras, surgiram soluções para reforçar esses solos compressíveis e aproveitar as áreas anteriormente “rejeitáveis”. A ideia de que o solo mole poderia colocar tudo a perder ou na melhor das hipóteses, seria necessário removê-lo, acabou diante os desenvolvimentos tecnológicos no campo da geotécnica.

Hoje em dia, só vale a pena substituir o solo instável por outro mais resistente, quando se trata de pequenas espessuras, da ordem de 3m a 4m. Entretanto este processo demanda espaço para armazenamento da terra, transporte de materiais, além de depender da disponibilidade de solo adequado nas imediações da obra, sem contar com os aspectos ambientais. Diante das necessidades, surgem as possibilidades, e é ai que entra a importância das técnicas de melhoramento.

Algumas estratégias foram criadas com intuito de melhorar e agilizar esse processo, mas para entender qual técnica é a mais assertiva em um determinado caso, é preciso analisar uma série de fatores como: tipo e condições do solo, grau de melhoramento pretendido, nível de tolerância dos recalques, custo, prazo de execução, espaço e equipamentos disponíveis, grau de contaminação do solo removido, etc. Para uma perfeita parametrização do solo, é necessário que sejam realizados ensaios geotécnicos, tais como: sondagens de simples reconhecimento à percussão (SPT, que servem de uma primeira avaliação da resistência dos solos envolvidos) complementados, no caso de argilas moles por ensaios vane-test, CPTU (ensaio de penetração contínua, tipo CPT com medida de pressão neutra e ensaios de laboratório, principalmente de adensamento, realizados em amostras “indeformáveis” obtidas com amostrador Shelby.

Técnicas para melhoria de solos moles:

Geodrenos com uso de aterros de sobrecarga

Consiste na implantação de fitas drenantes no terreno e na aplicação de cargas externas (aterros de sobrecarga, ou vácuo, ainda não aplicado em nosso País)

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Colunas de brita vibrocompactadas

Neste caso a brita normalmente não está envolta em geossintético como se mostra nas colunas de areia “ensacada”. Isto depende da resistência ao cisalhamento não drenada da argila mole. Normalmente neste tipo de tratamento não se usam aterro de sobrecarga.

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Injeção de compactação

Este processo, ainda pouco utilizado entre nós, consiste em instalar “geodrenos” e injetar calda de cimento em fases seguidas e sucessivas com aplicação de pressões a fim de que a água migre pelos drenos verticais.

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Deep Soil Mixing (DSM) e o Cutter Soil Mixing (CSM)

O DSM consiste no tratamento do solo por meio da mistura com agentes químicos estabilizantes, formando colunas de materiais melhorados, utilizando cal e/ou cimento. Também é um processo pouco utilizado em nosso País. O CSM é semelhante à primeira técnica, porém ao invés de formar colunas, painéis de material melhorado são formados, tornando-se mais resistente para suportar cargas elevadas.

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Jet Grouting

A técnica que permite a melhoria do solo sem escavação prévia vem ganhando espaço no Brasil nos últimos anos. Ela consiste na injeção de calda de cimento no solo por meio de jatos horizontais ou verticais de alta pressão e velocidade. Já conta em nosso País com várias empresas que utilizam este processo de melhoria dos solos moles.

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Colunas de areia “ensacadas”

Esta técnica consiste na cravação de um tubo metálico com ponta “tipo charneira” dentro do qual se coloca a camisa de poliuretano ou similar e se preenche com areia através de um funil e posterior retirada do tubo metálico com martelo vibratório. Como a ponta do tubo tem uma “charneira” esta se abre sob o peso da areia e permite remover o revestimento. Esta técnica é empregada quando a argila mole tem resistência ao cisalhamento baixa, não permitindo o uso de colunas de brita.

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Vibrocompactação

Esta técnica é empregada em areias fofas a fim de aumentar sua compacidade conforme se expõe, resumidamente, a seguir:

  1. O vibrador é posicionado no local a ser compactado. Inicia-se a injeção de águaa ou ar pela ponta do vibrador;
  2. Como consequência da vibrações induzidas e injeções de água ou ar, quebra-se a estrutura do solo, permitindo ao vibrador penetrar sob seu próprio peso;
  3. O vibrador atinge a profundidade especificada. As injeções de água ou ar são reduzidas ou concluídas. O solo é adensado pelas vibrações induzidas pelo vibrador. O adensamento forma uma cratera em volta do vibrador que será preenchida com solo granular abastecido por uma pá-carregadeira;
  4. À medida que o vibrador sobe, geralmente em etapas de 0,3m, uma zona de compactação cilíndrica com diâmetro de 2 a 4 metros é formada ao redor do vibrador. O grau de compactação alcançado é indicado pelo aumento da pressão do óleo hidráulico e a cratera ao redor do vibrador é continuamente preenchida com material complementar.
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