A ARTE DE TRATAMENTO DE SOLOS MOLES ATRAVÉS DA TÉCNICA DE INJEÇÃO DE CONSOLIDAÇÃO

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1 A ARTE DE TRATAMENTO DE SOLOS MOLES ATRAVÉS DA TÉCNICA DE INJEÇÃO DE CONSOLIDAÇÃO Rodrigo Rogério. MSc Coordenador de Geotecnia e Fundações GEOSOLUÇÕES a STRATA COMPANY, São Paulo, Brasil, rogerio@geosolucoes.com

2 Introdução O tratamento de solos por injeção objetiva promover melhorias para situações especiais da engenharia geotécnica. As injeções devem atender as seguintes condições para realizar o tratamento do maciço: uniformizar e diminuir a permeabilidade, dificultar o fluxo de água, melhorar a capacidade de carga e as condições de estabilidade. O escopo deste trabalho é apresentar o estado da arte através da técnica de injeção de consolidação, visando o tratamento de infiltrações das feições geológicas de altas permeabilidades e reduzir as subpressões sob as estruturas do túnel tipo liner, durante as escavações das galerias de drenagem de águas pluviais localizadas na Marginal Tietê em São Paulo. Avaliando a eficiência do tratamento através da observação do comportamento e inspeção do maciço escavado. Figura 1: Vista geral das injeções de consolidação nas pistas da marginal Tietê SP.

3 Análise do problema Figura 3: Consolidação em solo aluvionar feita na cambota e lateral do túnel liner. Para atender as novas adequações das pistas da Marginal Tietê em São Paulo, tornou-se necessário um novo projeto de melhoria e expansão das galerias de drenagem de águas pluviais. As escavações do túnel tipo liner foram dificultadas pela quantidade de água dentro dos túneis (Figura 2). A solução proposta consistiu em tentar vedar as infiltrações nos pontos de maior surgência d água do túnel. Figura 2: Desmoronamento do túnel liner e infiltrações d água nas estruturas do túnel antes do tratamento com fases sucessivas de injeção. Para isto foi recomendado à execução de furos de injeção de consolidação nas laterais e cambota do túnel para permitir o avanço das escavações (Figura 3).

4 A arte do tratamento Para cada local foram definidas algumas etapas de injeção (número de fases) de acordo com a precisão a ser tratada do maciço, assim foram realizados cerca de 1200 furos com profundidades de 15 á 20 metros que sofreram injeções em etapas, de acordo com a seguinte sistemática: 1) O Obturador Duplo foi posicionado no nível desejado para tratamento das camadas de baixa resistência, verificadas durante as escavações e através dos valores de NSPT (Figura 4). E3 2) Durante as injeções foram utilizados cerca de 7000 sacos de cimento para produção das caldas, as pressões utilizadas que variaram entre 10 á 35 Kgf/cm², foram necessária para permitir o fluxo de calda com fator a/c 1:1, 0,7:1 e 0,5:1 de acordo com a permeabilidade do terreno. Figura 4: Esquema típico para injeção de consolidação com válvulas manchete

5 A arte do tratamento 3) Após a injeção de certo volume de calda de cimento (usualmente entre 20 e 100 litros de calda por manchete), o processo foi interrompido de acordo com o critério de pressão de abertura das manchetes igual a pressão de injeção. A (Figura 5) demonstra o comportamento típico das pressões de injeção no solo. Figura 5: Controle de (PA) pressão de abertura, (PI) pressão de injeção e (PF) pressão final E3 4) Assim o obturador, foi posicionado no nível da camada de solo a receber o tratamento, e o ciclo para a injeção é repetido nesta metodologia (Figura 6). Figura 6: Central de injeção e Sistema de injeção através de obturador duplo

6 Considerações Finais O tratamento desenvolvido apresentou como principal contribuição, diminuir as deformações durante as escavações, permitindo o avanço do túnel com segurança. Figura 7: Raio de ação gerado pela calda de cimento criando conglomerado. Podemos considerar que os aspectos principais para a otimização dos tratamentos estão relacionados, as pressões de injeções, volumes injetados e traços da calda e cimento, sendo que para o presente trabalho o fator mais significante foi a injeção em grandes volumes de calda de cimento em várias fases. A pressão de injeção depende da permeabilidade do terreno, abertura das fissuras, viscosidade caudal e do número de fases que geram um gradiente de pressão. Este gradiente pode ser chamado de gradiente de melhoria do solo, ou seja, capacidade do terreno reagir á pressão com o transcorrer das diversas fases de injeção (Figura 8), Figura 8: aumento médio da pressão de reação do solo em função de sucessivas fases de injeção. As injeções de solos é considerada mais arte do que ciência, é a ciência nascida da prática. A teorização dessa prática não deve inverter a ordem natural da Geotecnia: 1º o bom senço, 2º a Física e 3º a matemática.